CN111051391A - 用于快速溶解包括低分子量丙烯酰胺基聚合物的粉末的方法 - Google Patents

用于快速溶解包括低分子量丙烯酰胺基聚合物的粉末的方法 Download PDF

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Abstract

提供了一种用于使粉末溶散的方法。所述方法包括溶散包括一种或多种丙烯酰胺基聚合物的粉末以形成经溶散粉末溶液，所述方法包括将所述粉末与溶剂的混合物共混持续不超过约15分钟，以产生所述经溶散粉末溶液，其中所述粉末包括已干切割到约200微米到约10,000微米的中值粒度的颗粒。

Description

用于快速溶解包括低分子量丙烯酰胺基聚合物的粉末的方法
本申请是要求于2017年7月31日提交的美国临时专利申请序列号62/539,323的权益的国际(即，PCT)申请，所述美国临时专利申请的公开内容通过引用以其整体并入本文。
背景技术
具有相对较低分子量(例如，通常低于200万道尔顿)的聚合物通常用于许多工业过程中(例如，采矿、纺织或造纸)。例如，一些低分子量聚合物可以作为强度助剂用于造纸中以帮助提高纸张的强度，或者用于纺织中以赋予织物强度和灵活性。另外，一些低分子量聚合物可用于采矿行业，以提高废水的回收、再利用和再循环。
根据聚合物的结构、重均分子量和功能，聚合物产品可以以粉末、液体或浓缩溶液形式存在和出售。在许多应用中，聚合物产品必须溶解并且作为基于溶液的产品使用。例如，要得以有效使用，高分子量聚合物和低分子量聚合物在其添加到造纸机/造纸过程之前必须溶解并稀释到大约小于约1wt.％。
当用于造纸时，粉末聚合物在低浓度、温和混合下以延长的时间段被溶散。前述过程很繁琐的，但是确保了在不降低分子量以及进而不降低性能的情况下使粉末聚合物完全溶解。此方法的缺点在于，对低浓度溶液的需求通常需要大型的溶散(make down)设备，并且因此，保持较大的空间占用。
一种加快溶解过程并减少空间占用的技术是减小粉末聚合物的粒度。尽管此技术缩短了溶解时间，但减小的粒度易于存在如成本、资源和与研磨相关联的降解、“鱼眼”(即，润湿时粉末颗粒一起结块)等其它缺点以及与粉末聚合物的除尘、包装和储存有关的安全和监管问题。
另一种用于处理粉末溶解的方法由Sortwell等人(美国专利4,874,588)公开。Sortwell等人公开了一种对粉末聚合物进行“湿切割”以减小粒度并促进溶解的方法。所述方法由以下步骤组成：首先形成含相对较大粉末颗粒的水悬浮液，之后用适于减小颗粒尺寸的叶片状设备对润湿粉末进行切割。为了减小大颗粒的尺寸，Sortwell等人使大颗粒接受瞬时和短暂高切割剪切。据称，尽管此方法避免了与精细切割颗粒的除尘相关联的问题，但此方法的其它潜在缺点包含设备设置、高叶片速度(例如，10,000到13,000rpm)、叶片磨损、过热、鱼眼以及高电机容量的必要性(参见，例如，Pich等人，美国专利8,186,871)。
因此，仍然需要一种用于溶散低分子量粉末聚合物产品的方法，所述方法不需要精细研磨的粉末、低浓度和延长的混合时间。
发明内容
提供了一种用于溶散包括一种或多种丙烯酰胺基聚合物的粉末以形成经溶散粉末溶液的方法。所述方法包括将所述粉末与溶剂的混合物共混，持续不超过约15分钟，以产生所述经溶散粉末溶液，其中所述粉末包括已干切割到约200微米到约10,000微米的中值粒度的颗粒。在所述方法的某些方面，以约5米/秒到约25米/秒的叶尖速度溶散的粉末溶液的特性粘度(dL/g)与相同溶液的特性粘度(dL/g)的偏差在约20％内，其中所述相同溶液已经用笼式搅拌器以约1.26米/秒的叶尖速度以及在其它方面相同的条件溶散。
本公开提供了用于溶散粉末的独特方法，所述粉末包括丙烯酰胺基聚合物(例如，强度助剂)。使用本文所述的共混技术，可以减轻对低浓度、小粒度和延长的混合时间的需求。
附图说明
图1是实例5中描述的缔合聚合物的示例性13C核磁共振(NMR)波谱。
图2以图形方式描绘了实例10的结果。
图3以图形方式描绘了实例10的结果。
图4以图形方式描绘了实例11的结果。
图5以图形方式描绘了实例13的结果。
图6以图形方式描绘了实例14的结果。
图7以图形方式描绘了实例15的结果。
具体实施方式
通常，高分子量聚合物和低分子量聚合物被稀释、溶解并且然后作为水溶液添加到其相应的应用中，以避免可溶性问题以及高热量和/或剪切造成的破损坏。用于确保基于粉末的聚合物产品完全溶解的常见方法包含但不限于减小粒度、降低粉末浓度和延长混合时间。通过增加对溶散单元的剪切来加快过程的尝试可能导致无法挽回的聚合物损坏。本文所述的方法的益处在于所述方法不需要粒度减小、混合浓度稀释或混合时间延长的粉末，并且不会损坏本文所述的丙烯酰胺基聚合物。因此，本文所述的方法可以帮助降低与大型溶散设备相关联的成本，以及溶散期间和应用于工业过程(例如，采矿、纺织或造纸)期间所耗费的时间。
提供了一种用于溶散包括一种或多种丙烯酰胺基聚合物的粉末以形成经溶散粉末溶液的方法。所述方法包括将粉末与溶剂的混合物以叶轮叶尖速度共混，持续约不超过15分钟，以产生经溶散粉末溶液，其中所述粉末包括已被干切割到约200微米到约10,000微米的中值粒度的颗粒。
所述方法包括将粉末与溶剂的混合物共混。如本文所用，“共混”可以是指用于使粉末和溶剂散布的任何方法。例如，共混可以意指混合、搅拌、搅动、摇动或其任意组合。可以使用任何设备和/或溶散单元使粉末和溶剂共混，只要设备和/或溶散单元满足本文所述的限制。用于使粉末和溶剂共混的示例性溶散单元是IKA T 25数字ULTRA-
Figure BDA0002381381820000031
高性能分散仪器，其可从
Figure BDA0002381381820000032
公司(威尔明顿，北卡罗来纳州)获得。
在一些实施例中，方法包括将粉末与溶剂的混合物以约5米/秒到约25米/秒(例如，约5米/秒、约6米/秒、约7米/秒、约8米/秒、约9米/秒、约10米/秒、约11米/秒、约12米/秒、约13米/秒、约14米/秒、约15米/秒、约16米/秒、约17米/秒、约18米/秒、约19米/秒、约20米/秒、约21米/秒、约22米/秒、约23米/秒、约24米/秒或约25米/秒)的叶轮叶尖速度共混。如本文所用，“叶轮叶尖速度”是指用于将粉末和溶剂在搅拌槽中共混的叶轮的切向速度(米/秒)。在某些实施例中，方法包括将粉末与溶剂的混合物以约10米/秒到约20米/秒的叶轮叶尖速度共混。
在一些实施例中，方法包括将粉末与溶剂的混合物以约4,000转每分钟(“rpm”)到约20,000rpm的转子旋转频率共混(例如，约4,000rpm、约5,000rpm、约6,000rpm、约7,000rpm、约8,000rpm、约9,000rpm、约10,000rpm、约11,000rpm、约12,000rpm、约13,000rpm、约14,000rpm、约15,000rpm、约16,000rpm、约17,000rpm、约18,000rpm、约19,000rpm或约20,000rpm)。在一些实施例中，方法包括将粉末与溶剂的混合物以约8,000rpm到约20,000rpm的转子旋转频率共混。在某些实施例中，方法包括将粉末与溶剂的混合物以约8,000rpm到约16,000rpm的转子旋转频率共混。
粉末与溶剂的混合物可以共混持续任何时间段，使得所述时间段足以产生经溶散粉末溶液。在一些实施例中，粉末与溶剂的混合物共混持续不超过约15分钟，以产生经溶散粉末溶液。例如，粉末与溶剂的混合物可以共混持续约14分钟以产生经溶散粉末溶液，例如，约13分钟、约12分钟、约11分钟、约10分钟、约9分钟、约8分钟、约7分钟、约6分钟、约5分钟、约4分钟、约3分钟、约2分钟或约1分钟。在一些实施例中，粉末与溶剂的混合物共混不超过约10分钟，以产生经溶散粉末溶液。在某些实施例中，粉末与溶剂的混合物共混不超过约5分钟，以产生经溶散粉末溶液。
在一些实施例中，方法包括约10批体积/分钟到约40批体积/分钟的泵送速率(例如，约10批体积/分钟、约11批体积/分钟、约12批体积/分钟、约13批体积/分钟、约14批体积/分钟、约15批体积/分钟、约16批体积/分钟、约17批体积/分钟、约18批体积/分钟、约19批体积/分钟、约20批体积/分钟、约21批体积/分钟、约22批体积/分钟、约23批体积/分钟、约24批体积/分钟、约25批体积/分钟、约26批体积/分钟、约27批体积/分钟、约28批体积/分钟、约29批体积/分钟、约30批体积/分钟、约31批体积/分钟、约32批体积/分钟、约33批体积/分钟、约34批体积/分钟、约35批体积/分钟、约36批体积/分钟、约37批体积/分钟、约38批体积/分钟、约39批体积/分钟或约40批体积/分钟)。如本文所用，“泵送速率”是指使一批粉末和溶剂溶散的转换速率。未对批体积进行特别限制，使得可以使用任何批体积。在一些实施例中，方法包括约15批体积/分钟到约40批体积/分钟的泵送速率。在某些实施例中，方法包括约20批体积/分钟到约40批体积/分钟的泵送速率。
粉末包括已被干切割(例如，切割或研磨)到其中值粒度的颗粒。如本文所用，术语“干切割”是指其中通过不添加水来促进本文所述的用于实现中值粒度的切割的方法。希望不受任何特定理论的约束，据信，本文所述的方法不需要将需要“湿切割”来避免如除尘等问题的此类精细颗粒。
粉末可以具有任何适合的中值粒度(即，中值粒径)。中值粒度可以通过本领域已知的任何适合的方法确定。通常，中值粒度由Horiba激光散射粒度分布分析仪LA-950确定。粉末的中值粒度可以为约200微米或更大，例如，约250微米或更大、约300微米或更大、约350微米或更大、约400微米或更大、约450微米或更大或者约500微米或更大。可替代地，或者另外，粉末的中值粒度可以为约10,000微米或更小，例如，约8,000微米或更小、约6,000微米或更小、约4,000微米或更小、约2,000微米或更小或者约1,000微米或更小。因此，粉末可以具有由上述端值中的任意两个端值所约束的中值粒度。粉末的中值粒度可以为约200微米到约10,000微米，例如，约200微米到约8,000微米、约200微米到约6,000微米、约200微米到约4,000微米、约200微米到约2,000微米、约200微米到约1,000微米、约250微米到约10,000微米、约300微米到约10,000微米、约350微米到约10,000微米、约400微米到约10,000微米、约450微米到约10,000微米、约500微米到约10,000微米、约250微米到约2,000微米、约300微米到约2,000微米、约350微米到约2,000微米、约400微米到约2,000微米、约450微米到约2,000微米或约500微米到约2,000微米。
在一些实施例中，中值粒度为至少约200微米(例如，至少350微米或至少500微米)、水溶液为如多达1wt.％的粉末在25℃和1atm下通过用叶轮以至少约10米/秒的叶尖速度搅拌，在约10分钟内(例如，在约8分钟内或在约5分钟内)将变成完全经溶散粉末溶液。在一些实施例中，中值粒度为至少约200微米(例如，至少350微米或至少500微米)、水溶液为如多达2wt.％的粉末在25℃和1atm下通过用叶轮以至少约10米/秒的叶尖速度搅拌，在约10分钟内(例如，在约8分钟内或在约5分钟内)将变成完全经溶散粉末溶液。在一些实施例中，中值粒度为至少约200微米(例如，至少350微米或至少500微米)、水溶液为如多达5wt.％的粉末在25℃和1atm下通过用叶轮以至少约10米/秒的叶尖速度搅拌，在约10分钟内(例如，在约8分钟内或在约5分钟内)将变成完全经溶散粉末溶液。在一些实施例中，中值粒度为至少约200微米(例如，至少350微米或至少500微米)、水溶液为如多达10wt.％的粉末在25℃和1atm下通过用叶轮以至少约10米/秒的叶尖速度搅拌，在约10分钟内(例如，在约8分钟内或在约5分钟内)将变成完全经溶散粉末溶液。
溶剂可以是适合于不会干扰聚合物的性能的工业过程(例如，采矿、纺织或造纸)的任何溶剂。溶剂可以是单一化学品或两种或更多种化学品的混合物。在某些实施例中，溶剂是水。在一些实施例中，溶剂是淡水。淡水可以是地表水或地下水。在某些实施例中，淡水在用于本文提供的方法之前被进一步处理。在某些实施例中，溶剂是工艺用水。工艺用水可以从工业过程中的任何适合的步骤(例如，对水进行冷却)获得。在一些实施例中，工艺用水在用于本文提供的方法之前被进一步处理。
粉末的溶解水平可以通过任何适合的方法确定。通常，如本文提供的溶解水平是使用粉末溶液/悬浮液的折射率确定的。可以(在25℃和1大气压(“atm”)下)通过以下获得具有已知浓度的完全经溶散粉末溶液：在剪切下用笼式搅拌器以400-800rpm将预定量的粉末混合在预定量的水中，直到粉末与水的混合物可以容易地通过100目筛，其中有微量的不可溶残留物(<<所添加的0.05wt.％的原始粉末)留在筛上。可以将已过滤的经溶散粉末溶液(即，滤液)的等份试样放置在RM50折射仪(梅特勒托利多(Mettler Toledo))的单元格中，并且记录折射率。经溶散粉末溶液的折射率应与溶解的丙烯酰胺基聚合物溶液的浓度呈线性相关(参见，例如，图5)。因此，完全经溶散粉末溶液可以被视为折射率达到适当的折射率值的、处于期望值的误差(例如，约±5％)内、在线性相关丙烯酰胺基聚合物浓度曲线上的点。
类似地，溶解水平可以作为时间函数进行监测。可以通过(在25℃和1大气压(“atm”)下)使预定量的粉末分散到预定量的溶剂(多达10wt.％的粉末浓度)中获得粉末悬浮液。分散后，粉末开始水合，但是可能需要时间通过充分混合来达到完全溶解。通常，粉末悬浮液由于其异构性质，不能获得稳定的折射率。然而，可以通过100目筛对悬浮液进行过滤以除去任何未溶解的粉末，并且可以将已过滤的丙烯酰胺基聚合物溶液放置在RM50折射仪(梅特勒托利多)的单元格中，并且记录折射率。使用滤液的折射率，可以通过线性校准曲线(例如，图5)计算已溶解的丙烯酰胺基聚合物悬浮液的浓度。要监测已溶解的粉末在粉末悬浮液混合期间的折射率和浓度的变化，可以将小等份试样以30秒的间隔从悬浮液中除去并通过100目筛过滤。可以将滤液等份试样放置在RM50折射仪(梅特勒托利多)的单元格上，并且记录折射率。一旦折射率达到平稳期，粉末可以被视为完全经溶散粉末溶液(参加，例如，图6(对比)和图7)。
如上所述，用于造纸助剂的常规溶散方法需要低剪切和延长的混合时间，以避免对聚合物造成不可挽回的损坏。本文所述的方法的益处在于(如果有的话)聚合物损伤最小。评估损伤程度的一种方式是测量在高剪切下溶散的聚合物的特性粘度和/或粘度相对于低剪切和延长的混合时间下溶散的粉末的变化。希望不受任何特定理的论约束，据信，如果聚合物降解(例如，成为较低分子量)，则特性粘度和/或粘度将相应地降低。因此，如果聚合物保持与通过低剪切和延长的混合时间溶散的相同聚合物类似的特性粘度和/或粘度，则聚合物可以被视为能够承受高剪切溶散条件。
因此，在一些实施例中，在25℃下在水中、以约5米/秒到约25米/秒的叶尖速度溶散以产生完全经溶散粉末溶液的1wt.％的完全经溶散粉末溶液的粘度(cps)与相同溶液的粘度(cps)的偏差在约20％内(例如，约19％内、约18％内、约17％内、约16％内、约15％内、约14％内、约13％内、约12％内或约11％内)，其中相同溶液已经用笼式搅拌器以约1.26米/秒的叶尖速度以及在其它方面相同的条件溶散，以产生完全经溶散粉末溶液。在某些实施例中，在25℃下在水中、以约5米/秒到约25米/秒的叶尖速度溶散以产生完全经溶散粉末溶液的1wt.％的完全经溶散粉末溶液的粘度(cps)与相同溶液的粘度(cps)的偏差在约10％内(例如，约9％内、约8％内、约7％内、约6％内、约5％内、约4％内、约3％内、约2％内或约1％内)，其中相同溶液已经用笼式搅拌器以约1.26米/秒的叶尖速度以及在其它方面相同的条件溶散，以产生完全经溶散粉末溶液。
类似地，在一些实施例中，在25℃下在水中、以约5米/秒到约25米/秒的叶尖速度溶散以产生完全经溶散粉末溶液的1wt.％的完全经溶散粉末溶液的特性粘度(dL/g)与相同溶液的特性粘度(dL/g)的偏差在约20％内(例如，约19％内、约18％内、约17％内、约16％内、约15％内、约14％内、约13％内、约12％内或约11％内)，其中相同溶液已经用笼式搅拌器以约1.26米/秒的叶尖速度以及在其它方面相同的条件溶散，以产生完全经溶散粉末溶液。在某些实施例中，在25℃下在水中、以约5米/秒到约25米/秒的叶尖速度溶散以产生完全经溶散粉末溶液的1wt.％的完全经溶散粉末溶液的特性粘度(dL/g)与相同溶液的特性粘度(dL/g)的偏差在约10％内(例如，约9％内、约8％内、约7％内、约6％内、约5％内、约4％内、约3％内、约2％内或约1％内)，其中相同溶液已经用笼式搅拌器以约1.26米/秒的叶尖速度以及在其它方面相同的条件溶散，以产生完全经溶散粉末溶液。
经溶散粉末溶液可以具有任何适合的特性粘度。例如，经溶散粉末溶液的特性粘度可以为约0.05dL/g到约15dL/g(例如，约0.05dL/g到约10dL/g、约0.05dL/g到约7dL/g、约0.05dL/g到约6dL/g、约0.05dL/g到约5dL/g、约0.05dL/g到约4dL/g、约0.05dL/g到约3dL/g、约0.05dL/g到约2dL/g、约0.05dL/g到约1dL/g、约0.05dL/g到约0.5dL/g、约0.1dL/g到约7dL/g、约0.1dL/g到约6dL/g、约0.5dL/g到约5dL/g、约0.1dL/g到约10dL/g、约0.5dL/g到约10dL/g、约0.1dL/g到约15dL/g或约0.5dL/g到约15dL/g)。在一些实施例中，经溶散粉末溶液的特性粘度为约0.05dL/g到约7。在某些实施例中，经溶散粉末溶液的特性粘度为约0.5dL/g到约5dL/g。
特性粘度(“IV”)是通过外推到无限稀释极限(即，当粉末的浓度等于零时)的一系列增比比浓粘度(“RSV”)测量定义的。RSV在给定的粉末浓度和温度下测量，并计算如下：
Figure BDA0002381381820000091
其中η为粉末溶液的粘度，η0为相同温度下溶剂粘度，t为经溶散粉末溶液的洗脱时间，t0为溶剂的洗脱时间，并且c为粉末溶液的浓度(g/dL)。因此，特性粘度由dL/g定义。在30±0.02℃下，通过凯能乌氏(Cannon Ubbelohde)半微量稀释粘度计(尺寸75)使用粉末溶液和1.0N硝酸钠溶液中的溶剂测量变量t和t0。
经溶散粉末溶液可以具有任何适合的赫金斯常数(Huggins constant)。例如，经溶散粉末溶液的赫金斯常数可以为约0.1到约20(例如，约0.1到约15、约0.1到约10、约0.3到约10、约0.1到约5、约0.5到约20、约0.5到约10、约1到约20、约1到约10或约1到约5)。在一些实施例中，经溶散粉末溶液的霍金斯常数如通过改变经溶散粉末溶液的浓度确定的可以为约0.3到约10，其中浓度已经选择，使得其在1.0N硝酸钠溶液中产生介于约1.2与2.2之间的值
Figure BDA0002381381820000101
在一些实施例中，经溶散粉末溶液的霍金斯常数如通过改变粉末的浓度确定的可以为约0.3到约5，其中浓度已经选择，使得其在1.0N硝酸钠溶液中产生介于约1.2与2.2之间的值
Figure BDA0002381381820000102
在一些实施例中，经溶散粉末溶液的霍金斯常数如通过改变粉末的浓度确定的为约0.6到约3，其中浓度已经选择，使得其在1.0N硝酸钠溶液中产生介于约1.2与2.2之间的值
Figure BDA0002381381820000103
赫金斯常数计算如下：
Figure BDA0002381381820000104
经溶散粉末溶液可以用于需要将粉末聚合物转化为基于溶液的聚合物产品的任何合适应用。例如，经溶散粉末溶液可以用于采矿行业、纺织行业或造纸行业。在一些实施例中，经溶散粉末溶液添加到纸张前体中。如本文所用，术语“纸张前体”是指除水开始的点(例如，表格)的造纸过程上游的任何组件。如本文所用，术语“上游”和“下游”分别指的是造纸过程的在程序上朝向碎浆机和程序上朝向卷筒的组件。因此，可以在造纸过程期间在各个位置处的任何一个或多个位置(直到压头箱并且包含压头箱)处将经溶散粉末溶液添加到纸浆(例如，原生纸浆、回收纸浆或其组合)、浆料、纤维素纤维、用于上述组件的任何组件的溶液以及其任何组合中。在某些实施例中，经溶散粉末溶液可以添加到碎浆机、消潜箱、筛渣磨浆机箱(reject refiner chest)、盘式过滤器或脱水机(Decker)进料器或接受器、白水系统、浆料储存箱(低密度(“LD”)、中等稠度(“MC”)或高稠度(“HC”))、共混箱、机器箱、压头箱、全保存箱或其组合中的浆料中。
在一些实施例中，经溶散粉末溶液添加到造纸机的湿端的纸张前体上游中(例如，湿端之前)。如本文所用，术语“湿端”是指造纸过程的包含压头箱及其下游的任何组件。因此，经溶散粉末溶液可以添加到造纸过程的直到压头箱但不包含压头箱的任意组件中。在某些实施例中，经溶散粉末溶液添加到造纸机的备料区段中。如本文所用，“备料区段”是指造纸过程中的对纸浆进行细化和/或共混的任何组件。例如，经溶散粉末溶液可以添加到纸浆料储存箱(低密度(“LD”)、中等稠度(“MC”)或高稠度(“HC”))、共混箱、机器箱、全保存箱或其组合中。
在一些实施例中，浆料包括回收纤维。回收纤维可以从各种纸产品或含纤维产品(如纸板、新闻纸、印刷等级、卫生纸产品或其它纸张产品)中获得。在一些实施例中，这些产品可以包括，例如，旧波纹纸板(“OCC”)、旧新闻纸(“ONP”)、混合办公废纸(“MOW”)、杂志、书或其组合。在一些实施例中，浆料包括原生纤维。在包括原生纤维的实施例中，纸浆可以衍生自软木、硬木或其共混物。在某些实施例中，原生纸浆可以包含漂白或未漂白的牛皮纸、亚硫酸盐纸浆或其它化学纸浆、以及磨木纸浆(“GW”)或其它机械纸浆(如例如热机械浆(“TMP”))。
可以以任何合适的量将经溶散粉末溶液添加到工业过程(例如，造纸过程)中，以实现聚合物活性物的所期望的重量百分比。可以以实现约0.01wt.％或更多聚合物活性物的量将经溶散粉末溶液添加到工业过程(例如，造纸过程)中，例如，约0.05wt.％或更多、约0.1wt.％或更多、约0.2wt.％或更多、约0.3wt.％或更多、约0.4wt.％或更多、约0.5wt.％或更多、约0.6wt.％或更多、约0.7wt.％或更多、约0.8wt.％或更多、约0.9wt.％或更多或者约1.0wt.％或更多。可替代地，或另外，可以以实现约10wt.％或更少聚合物活性物的量将经溶散粉末溶液添加到工业过程(例如，造纸过程)中，例如，约9wt.％或更少、约8wt.％或更少、约7wt.％或更少、约6wt.％或更少、约5wt.％或更少、约4wt.％或更少、约3wt.％或更少、约2wt.％或更少或者约1wt.％或更少。因此，经溶散粉末溶液可以以上述端值中的任何两个端值所约束的任何合适的量添加到工业过程(例如，造纸过程)中，以实现聚合物活性物所期望的重量百分比。可以以实现约0.01wt.％到约10wt.％的聚合物活性物的量将经溶散粉末溶液添加到工业过程(例如，造纸过程)中，例如，约0.01wt.％到约9wt.％、约0.01wt.％到约8wt.％、约0.01wt.％到约7wt.％、约0.01wt.％到约6wt.％、约0.01wt.％到约5wt.％、约0.01wt.％到约4wt.％、约0.01wt.％到约3wt.％、约0.01wt.％到约2wt.％、约0.01wt.％到约1wt.％、约0.05wt.％到约1wt.％、约0.1wt.％到约1wt.％、约0.2wt.％到约1wt.％、约0.3wt.％到约1wt.％、约0.4wt.％到约1wt.％、约0.5wt.％到约1wt.％、约0.6wt.％到约1wt.％、约0.7wt.％到约1wt.％、约0.8wt.％到约1wt.％、约0.9wt.％到约1wt.％、约1wt.％到约10wt.％、约0.01wt.％到约2wt.％或约0.01wt.％到约5wt.％。
在对工业过程(例如，造纸过程)进行处理之前，经溶散粉末溶液可以具有任何适合的丙烯酰胺基聚合物含量。在对工业过程(例如，造纸过程)进行处理之前，经溶散粉末溶液的丙烯酰胺基聚合物含量可以为约10wt.％或更少，例如，约9wt.％或更少、约8wt.％或更少、约7wt.％或更少、约6wt.％或更少、约5wt.％或更少、约4wt.％或更少或者约3wt.％或更少。可替代地，或另外，在对工业过程(例如，造纸过程)进行处理之前，经溶散粉末溶液的丙烯酰胺基聚合物含量可以为约0.1wt.％或更多，例如，约0.5wt.％或更多、约1wt.％或更多、约2wt.％或更多、或约3wt.％或更多。因此，在对工业过程(例如，造纸过程)进行处理之前，经溶散粉末溶液可以具有由上述端值中的任何两个端值所约束的丙烯酰胺基聚合物含量。在对工业过程(例如，造纸过程)进行处理之前，经溶散粉末溶液的丙烯酰胺基聚合物含量可以为约0.1wt.％到约10wt.％，例如，约0.5wt.％到约10wt.％、约1wt.％到约10wt.％、约2wt.％到约10wt.％、约3wt.％到约10wt.％、约0.1wt.％到约9wt.％、约0.1wt.％到约8wt.％、约0.1wt.％到约7wt.％、约0.1wt.％到约6wt.％、约0.1wt.％到约5wt.％、约0.1wt.％到约4wt.％、约0.1wt.％到约3wt.％、约0.5wt.％到约5wt.％、约0.5wt.％到约3wt.％、约1wt.％到约5wt.％或约1wt.％到约4wt.％。
可以以丙烯酰胺基聚合物的任何适合剂量(磅/吨的活性物)将经溶散粉末溶液添加到工业过程(例如，造纸过程)中。如本文所用，术语“磅/吨的活性物(lbs/ton actives)”或“磅/吨的活性物(lb/ton actives)”是指每吨纤维中丙烯酰胺基聚合物活性物的磅数。可以以至少约0.1磅/吨的活性物的丙烯酰胺基聚合物的剂量将经溶散粉末溶液添加到工业过程(例如，造纸过程)中。例如，可以以以下丙烯酰胺基聚合物的剂量将经溶散粉末溶液添加到工业过程(例如，造纸过程)中：至少约0.5磅/吨的活性物、至少约1磅/吨的活性物、至少约2磅/吨的活性物、至少约3磅/吨的活性物、至少约4磅/吨的活性物、至少约5磅/吨的活性物、至少约6磅/吨的活性物、至少约7磅/吨的活性物、至少约8磅/吨的活性物、至少约9磅/吨的活性物、至少约10磅/吨的活性物、至少约11磅/吨的活性物、至少约12磅/吨的活性物、至少约13磅/吨的活性物、至少约14磅/吨的活性物或至少约15磅/吨的活性物。
在一些实施例中，丙烯酰胺基聚合物可以提高所得产品(例如，纸产品或织物)的强度。另外地，在某些实施例中，丙烯酰胺基聚合物可以提高所得产品(例如，纸产品或织物)的一种或多种另外的特性。例如，除了强度之外，丙烯酰胺基聚合物可以提高不透明度、平滑度、孔隙度、尺寸稳定性、孔径分布、掉毛倾向、密度、刚度、形成、压缩性或其组合。希望不受任何特定理论的约束，上述纸特性或织物特性中的许多特性被认为取决于存在于纸或织物中的纤维素纤维之间的结合。据信，这些纤维的网络化可以通过某些化学助剂以及另外地通过工业过程(例如，造纸过程)的一个或多个机械打浆和/或细化步骤加强，在所述工业过程中，纤维变得更具柔性并且可用表面积增加。
在某些实施例中，丙烯酰胺基聚合物提高产品(例如，纸张或织物)的干强度、产品(例如，纸张或织物)的湿强度或再润湿强度、产品(例如，纸张或织物)的湿纸幅强度或其组合。通常，干强度被认为是由干产品(例如，纸张或织物)所展示的、通常在测试之前的均匀湿度和室温条件下调节的抗拉强度。湿强度或再润湿强度被认为是由已经完全干燥并且然后在试验前用水再润湿的纸张或织物所展示的抗拉强度。湿纸幅强度被认为是在干燥成纸产品之前的纤维素纤维垫的强度。
在某些实施例中，丙烯酰胺基聚合物提高产品(例如，纸张或织物)的干强度。丙烯酰胺基聚合物可以提高产品(例如，纸张或织物)的任何适合的干强度特性。例如，聚合物可以提高抗拉强度、STFI比率、耐破指数、环压强度或其组合。
在一些实施例中，丙烯酰胺基聚合物使抗拉强度(Nm/g)平均增加每1磅/吨的活性物至少约0.5％。例如，丙烯酰胺基聚合物可以使抗拉强度(Nm/g)平均增加每1磅/吨的活性物至少约1％、每1磅/吨的活性物至少约2％、每1磅/吨的活性物至少约3％、每1磅/吨的活性物至少约4％或每1磅/吨的活性物至少约5％。在一些实施例中，丙烯酰胺基聚合物使抗拉强度(Nm/g)平均增加每1磅/吨的活性物约2％。在某些实施例中，丙烯酰胺基聚合物使抗拉强度(Nm/g)平均增加每1磅/吨的活性物约3％。
在一些实施例中，丙烯酰胺基聚合物使STFI比率平均增加每1磅/吨的活性物至少约0.5％。例如，丙烯酰胺基聚合物可以使STFI比率平均增加每1磅/吨的活性物至少约1％、每1磅/吨的活性物至少约2％、每1磅/吨的活性物至少约3％、每1磅/吨的活性物至少约4％或每1磅/吨的活性物至少约5％。在一些实施例中，丙烯酰胺基聚合物使STFI比率平均增加了每1磅/吨的活性物约2％。在某些实施例中，丙烯酰胺基聚合物使STFI比率平均增加了每1磅/吨的活性物约3％。
在一些实施例中，丙烯酰胺基聚合物使耐破指数(PSI 1,000ft2/lb)平均增加每1磅/吨的活性物至少约0.5％。例如，丙烯酰胺基聚合物可以使耐破指数(PSI 1,000ft2/lb)平均增加每1磅/吨的活性物至少约1％、每1磅/吨的活性物至少约2％、每1磅/吨的活性物至少约3％、每1磅/吨的活性物至少约4％或每1磅/吨的活性物至少约5％。在一些实施例中，丙烯酰胺基聚合物使耐破指数(PSI 1,000ft2/lb)平均增加每1磅/吨的活性物约2％。在某些实施例中，丙烯酰胺基聚合物使耐破指数(PSI 1,000ft2/lb)平均增加每1磅/吨的活性物至少约3％。
在一些实施例中，丙烯酰胺基聚合物使环压强度(kN/m)平均增加每1磅/吨的活性物至少约0.5％。例如，丙烯酰胺基聚合物可以使环压强度(kN/m)平均增加每1磅/吨的活性物至少约1％、每1磅/吨的活性物至少约2％、每1磅/吨的活性物至少约3％、每1磅/吨的活性物至少约4％或每1磅/吨的活性物至少约5％。在一些实施例中，丙烯酰胺基聚合物使环压强度(kN/m)平均增加每1磅/吨的活性物约2％。在某些实施例中，丙烯酰胺基聚合物使环压强度(kN/m)平均增加每1磅/吨的活性物约3％。
丙烯酰胺基聚合物可以提高任何适合的产品(例如，纸张或织物)的干强度。在一些实施例中，丙烯酰胺基聚合物提高了牛皮纸、薄棉纸、高耐破纸板纸、双层顶侧白纸、纸板和成形或模制纸板、或其组合的干强度。在某些实施例中，丙烯酰胺基聚合物不需要补充强度助剂。
在一些实施例中，经溶散粉末溶液与任何适合的常规造纸产品一起使用。例如，经溶散粉末溶液可以与一种或多种无机填料、染料、保留助剂、除水助剂、施胶剂、凝结剂或其组合一起使用。
在一些实施例中，经溶散粉末溶液与一种或多种无机填料一起使用。无机填料可以是能够增加不透明度或平滑度、减少每个纸团的成本或两者的组合的任何适合的无机填料。例如，经溶散粉末溶液可与高岭土、白垩岩、石灰石、滑石粉、二氧化钛、煅烧粘土、尿素甲醛、铝酸盐、硅铝酸盐、硅酸盐、碳酸钙(例如，经过研磨的和/或经过沉淀的)或其组合一起使用。
在一些实施例中，经溶散粉末溶液与一种或多种染料一起使用。染料可以是能够控制纸的着色的任何适合的染料。例如，染料可以是直接染料、阳离子直接染料、酸性染料、碱性染料、不可溶着色颜料或其组合。
在一些实施例中，经溶散粉末溶液与一种或多种排水助剂和/或保留助剂一起使用。排水助剂和/或保留助剂可以是能够帮助保持工业过程的效率和排水同时提高均匀性并保留添加剂的任何适合的排水助剂和/或保留助剂。例如，排水助剂/或保留助剂可以是阳离子聚丙烯酰胺(“PAM”)聚合物、阴离子聚丙烯酰胺(“PAM”)聚合物、阳离子聚乙烯亚胺(“PEI”)聚合物、多胺、铵基聚合物(例如，聚二烯丙基二甲基氯化铵(“DADMAC”))，胶体硅、膨润土、聚氧化乙烯(“PEO”)、淀粉、聚合硫酸铝、聚合氯化铝或其组合。
在一些实施例中，经溶散粉末溶液与一种或多种施胶剂一起使用。施胶剂可以是能够增加产品(例如，纸张或织物)所展示的对水和其它液体的抵抗力的任何适合的施胶剂。例如，施胶剂可以是松香、烯基琥珀酸酐(“ASA”)、烷基烯酮二聚体(“AKD”)或其组合。
在一些实施例中，经溶散粉末溶液与一种或多种凝结剂一起使用。凝结剂可以是任何合适的凝结剂。由于其与本申请相关，因此“凝结剂”是指在固液分离阶段中使用的以中和悬浮颗粒的电荷使得颗粒可以聚结的水处理化学品。通常，凝结剂可以被分类为阳离子型、阴离子型、两性型或两性离子型。此外，凝结剂可以被分类为无机凝结剂、有机凝结剂和其共混物。示例性无机凝结剂包含，例如，铝盐或铁盐(如硫酸铝、氯化铝、氯化铁、硫酸铁、聚合氯化铝和/或氯化铝水合物)。示例性有机凝结剂包含，例如，二烯丙基二甲基氯化铵(“DADMAC”)、二烷基氨基烷基丙烯酸酯和/或二烷基氨基烷基甲基丙烯酸酯或其季盐或酸盐。
在一些实施例中，粉末包括一种或多种丙烯酰胺基聚合物。例如，粉末可以包括，其中一种或多种丙烯酰胺基聚合物具有相同的分子结构(即，一种丙烯酰胺基聚合物)的多种(例如，至少两种聚合物分子)丙烯酰胺基聚合物中的一种或多种丙烯酰胺基聚合物，或者粉末可以包括其中一种或多种丙烯酰胺基聚合物具有不同的分子结构(即，多于一种丙烯酰胺基聚合物)的多种丙烯酰胺基聚合物中的一种或多种丙烯酰胺基聚合物。所述一种或多种丙烯酰胺基聚合物可以是任何合适合的聚合物。例如，所述一种或多种丙烯酰胺基聚合物可以是均聚物、共聚物、三元共聚物或更高聚合物或其组合。在某些实施例中，所述一种或多种丙烯酰胺基聚合物是三元共聚物。
一种或多种丙烯酰胺基聚合物可以是阳离子型、阴离子型、两性型、非离子型或两性离子型。在一些实施例中，一种或多种丙烯酰胺基聚合物是阳离子型。如本文所用，“阳离子型”聚合物是指含有阳离子单体单元或阳离子单体单元与非离子单体单元的组合的聚合物。在一些实施例中，一种或多种丙烯酰胺基聚合物是阴离子型。如本文所用，“阴离子型”聚合物是指含有阴离子单体单元或阴离子单体单元与非离子单体单元的组合的聚合物。在一些实施例中，一种或多种丙烯酰胺基聚合物是两性型。如本文所用，“两性型”聚合物是指含有阳离子单体单元和阴离子单体单元，或阳离子单体单元、阴离子单体单元和非离子单体单元的聚合物。在一些实施例中，一种或多种丙烯酰胺基聚合物是非离子型。如本文所用，“非离子型”聚合物是指含有非离子单体单元的聚合物。在一些实施例中，一种或多种丙烯酰胺基聚合物是两性离子型。如本文所用，“两性离子型”聚合物是指含有两性离子单体单元或两性离子单体单元与阳离子单体单元、阴离子单体单元、和/或非离子单体单元的组合的聚合物。
一种或多种丙烯酰胺基聚合物可以作为任何适合的结构类型存在。例如，一种或多种丙烯酰胺基聚合物可以作为交替聚合物、无规聚合物、嵌段聚合物、接枝聚合物、直链聚合物、支链聚合物、环状聚合物或其组合存在。一种或多种丙烯酰胺基聚合物可以含有单一单体单元，或任何适合数量的不同的单体单元。例如，一种或多种丙烯酰胺基聚合物可以含有2个不同的单体单元、3个不同的单体单元、4个不同的单体单元、5个不同的单体单元或6个不同的单体单元。一种或多种丙烯酰胺基聚合物的单体单元可以以任何适合的浓度和任何合适的比例存在。
在某些实施例中，粉末包括一种或多种丙烯酰胺基聚合物，其中所述一种或多种丙烯酰胺基聚合物(即，缺少网络化)的重均分子量为约10kDa到约5,000kDa。一种或多种丙烯酰胺基聚合物的重均分子量为约5,000kDa或更低，例如，约4,000kDa或更低、约3,000kDa或更低、约2,500kDa或更低、约2,000kDa或更低、约1,800kDa或更低、约1,600kDa或更低、约1,400kDa或更低、约1,200kDa或更低、约1,000kDa或更低、约900kDa或更低、约800kDa或更低、约700kDa或更低、约600kDa或更低或约500kDa或更低。可替代地，或另外，一种或多种丙烯酰胺基聚合物的重均分子量可以为约10kDa或更高，例如，约50kDa或更高、约100kDa或更高、约200kDa或更高、约300kDa或更高或约400kDa或更高。因此，一种或多种丙烯酰胺基聚合物可以具有由上述端值中的任何两个端值所约束的重均分子量。例如，一种或多种丙烯酰胺基聚合物的重均分子量可以为约10kDa到约500kDa、约50kDa到约500kDa、约100kDa到约500kDa、约200kDa到约500kDa、约300kDa到约500kDa、约400kDa到约500kDa、约400kDa到约600kDa、约400kDa到约700kDa、约400kDa到约800kDa、约400kDa到约900kDa、约400kDa到约1,000kDa、约400kDa到约1,200kDa、约400kDa到约1,400kDa、约400kDa到约1,600kDa、约400kDa到约1,800kDa、约400kDa到约2,000kDa、约10kDa到约2,000kDa、约200kDa到约2,000kDa、约500kDa到约2,000kDa、约800kDa到约2,000kDa、约200kDa到约2,500kDa、约500kDa到约2,500kDa、约800kDa到约2,500kDa、约200kDa到约3,000kDa、约500kDa到约3,000kDa、约800kDa到约3,000kDa、约200kDa到约4,000kDa、约500kDa到约4,000kDa、约800kDa到约4,000kDa、约200kDa到约5,000kDa、约500kDa到约5,000kDa、或约800kDa到约5,000kDa。
重均分子量可以通过任何适合的技术确定。虽然设想了替代技术，但在一些实施例中，重均分子量是使用配备有一组TSKgel PW柱((TSKgel保护+GMPW+GMPW+G1000PW)(东曹生命科学(Tosoh Bioscience LLC)，辛辛那提，俄亥俄州)和Waters 2414(沃特世公司(Waters Corporation)，米尔福德，马萨诸塞州)折射率检测器或DAWN HELEOS II多角度光散射(MALS)检测器(怀雅特技术公司(Wyatt Technology)，圣巴巴拉，加利福尼亚州)的尺寸排阻色谱法(SEC)确定的。此外，重均分子量是根据使用范围为150-875,000道尔顿的聚氧化乙烯/聚乙二醇标准进行的校准或直接使用具有已知折射率增量(“dn/dc”)的光散射数据确定的。
在某些实施例中，通过对丙烯酰胺基聚合物进行水解以除去可水解侧链来确定重均分子量，并且之后用尺寸排阻色谱法(SEC)对其进一步分析。可以通过任何适合的技术对丙烯酰胺基聚合物进行水解。例如，可以通过使用笼式搅拌器在400rpm下用pH 12下的0.1wt.％的NaOH溶液处理1小时以对丙烯酰胺基聚合物进行水解。如本文所用，“可水解侧链”是指缔合单体单元或可以通过水解裂解的另外的单体单元上的任何侧链。希望不受任何特定理论的约束，由于色谱柱中的低回收率，可能需要在尺寸排阻色谱法之前对包括缔合单体单元的丙烯酰胺基聚合物进行水解。通常，丙烯酰胺基聚合物的水解不会使聚合物主链裂解并保持一种或多种丙烯酰胺基聚合物的聚合程度。
在某些实施例中，缔合单体单元不含有可水解侧链。在缔合单体单元不含有可水解侧链的实施例中，重均分子量可以通过分析丙烯酰胺基聚合物的替代物确定。例如，重均分子量可以通过在不存在缔合单体单元的情况下使用完全相同的调配物合成聚合物来确定。希望不受任何特定理论的约束，以相同的调配物合成的聚合物保持类似的聚合程度并且产生与存在缔合单体单元的丙烯酰胺基聚合物类似的重均分子量。
一种或多种丙烯酰胺基聚合物的说明性实施例通常包含一种或多种缔合单体单元和一种或多种另外的单体单元。如本文所用，“另外的单体单元”是指除缔合单体单元以外的任何单体单元。在某些实施例中，一种或多种另外的单体单元衍生自可水溶单体(例如，丙烯酰胺、二烯丙基二甲基氯化铵(“DADMAC”)、2-(丙烯酰氧基)-N,N,N-三甲基乙铵氯化物(“DMAEA.MCQ”)等)。如本文所用，当提及单体单元时，“衍生”意指单体单元具有与由制备其的单体基本相同的结构，其中末端烯烃已在聚合过程期间被转化。在一些实施例中，一种或多种丙烯酰胺基聚合物包含一种或多种缔合单体单元、衍生自式I的单体的单体单元和一种或多种另外的单体单元。在某些实施例中，一种或多种丙烯酰胺基聚合物包含缔合单体单元、衍生自式I的单体的单体单元和另外的单体单元。
在一些实施例中，可以使用其衍生的单体结构的单体、二聚体、三聚体、低聚体、加合物或其组合将一种或多种缔合单体单元和一种或多种另外的单体单元并入到一种或多种丙烯酰胺基聚合物中。例如，在并入到一种或多种丙烯酰胺基聚合物之前，一种或多种缔合单体单元或一种或多种另外的单体单元可以作为二聚体、三聚体、低聚体或加合物存在。
一种或多种丙烯酰胺基聚合物可以包括选自以下的任何一种或多种适合的另外的单体单元：阳离子单体单元、阴离子单体单元、非离子单体单元、两性离子单体单元以及其两种或更多种的组合。例如，一种或多种丙烯酰胺基聚合物可以包括阳离子单体单元和阴离子单体单元、阴离子单体单元和非离子单体单元、阳离子单体单元和非离子单体单元，或阳离子单体单元、阴离子单体单元以及非离子单体单元。在某些实施例中，一种或多种丙烯酰胺基聚合物包括和/或进一步包括两性离子单体单元。一种或多种丙烯酰胺基聚合物可以通过任何适合的聚合方法合成。例如，一种或多种丙烯酰胺基聚合物可以通过自由基聚合、加成聚合、自由基加成聚合、阳离子加成聚合、阴离子加成聚合、乳液聚合、溶液聚合、悬浮聚合、沉淀聚合或其组合来制备。在某些实施例中，聚合通过自由基聚合发生。
因此，适合的另外的单体单元可以衍生自能够参与自由基聚合的任何一种或多种适合的单体。例如，一种或多种丙烯酰胺基聚合物可以包括衍生自单体的一种或多种另外的单体单元，所述单体选自式I的单体、2-(二甲基氨基)丙烯酸乙酯(“DMAEA”)、2-(二甲基氨基)甲基丙烯酸乙酯(“DMAEM”)、3-(二甲基氨基)丙基甲基丙烯酰胺(“DMAPMA”)、3-(二甲基氨基)丙基丙烯酰胺(“DMAPA”)、3-甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵(“MAPTAC”)、3-丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵(“APTAC”)、N-乙烯基吡咯烷酮(“NVP”)、N-乙烯基乙酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、二烯丙基二甲基氯化铵(“DADMAC”)、二烯丙基胺、乙烯基甲酰胺、2-(丙烯酰氧基)-N,N,N-三甲基乙铵氯化物(“DMAEA.MCQ”)、2-(甲基丙烯酰氧基)-N,N,N-三甲基乙铵氯化物(“DMAEM.MCQ”)、N,N-二甲基氨基乙基丙烯酸苄氯(“DMAEA.BCQ”)、N,N-二甲基氨基乙基丙烯酸酯苄基氯(“DMAEM.BCQ”)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(“AMPS”)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丁烷磺酸(“AMBS”)、[2-甲基-2-[(1-氧代-2-丙烯基)氨基]丙基]-膦酸、甲基丙烯酸、丙烯酸、其盐类及其组合。
在一些实施例中，一种或多种丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式I的单体的单体单元：
Figure BDA0002381381820000211
其中R1为H或C1-C4烷基(例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基或叔丁基)，并且每个R2独立地为H或有机基团。如本文所用，术语“有机基团”是指烷基、芳基、氟烷基或氟芳基。在某些实施例中，衍生自式I的单体的单体单元被视为另外的单体单元。
在取代基R2的某些实施例中，有机基团为C1-C6烷基(即，在长度上为1个、2个、3个、4个、5个或6个碳单元)。在一些实施例中，C1-C6烷基是饱和的、不饱和的、支链的、直链的、环状的或其组合。C1-C6烷基的示例性列表为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、仲戊基、新戊基或己基。在某些实施例中，C1-C6烷基被一种或多种烷基取代基、芳香基取代基、杂原子或其组合(例如，苄基、苯乙基、苯丙基等)取代。在一些实施例中，C1-C6烷基可以为C1-C6杂烷基(即，在长度上为1个、2个、3个、4个、5个或6个碳单元)。如本文所用，“杂烷基”是指在分子的核心(即，碳主链)中含有至少1个杂原子(例如，O、S、N和/或P)的饱和或不饱和、经过取代的或未经取代的、直链、支链或环状脂肪族基团。
在取代基R2的某些实施例中，有机基团为芳基。芳基可以为任何经过取代的或未经取代的芳基或杂芳基，其中所述杂芳基为在环中的至少一个环中具有至少一个杂原子(例如，O、S或N)的芳香族5元或6元单环基团。杂芳基可以含有一个或两个氧原子或硫原子和/或一个到四个氮原子，条件是环中的杂原子的总数为四个或更少并且所述环具有至少有一个碳原子。任选地，氮原子、氧原子和硫原子可以是经过氧化的(即，已经经历了电子损失过程)，并且氮原子任选地可以是经过季铵化的。在一些实施例中，芳基化合物为苯基、吡咯基、呋喃基、苯硫基、吡啶基、异噁唑基、噁唑基、异噻唑基、噻唑基、咪唑基、噻二唑基、四唑基、三唑基、噁二唑基、吡唑基、吡嗪基、三嗪基、嘧啶基或哒嗪基。
在取代基R2的某些实施例中，有机基团为C1-C6氟烷基或C1-C6氟芳基。如本文所用，术语“氟烷基”和“氟芳基”分别指具有一种或多种氟原子的任何烷基或芳基。
在某些实施例中，式I的单体为丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺。
一种或多种丙烯酰胺基聚合物可以包括处于任何适合浓度的一种或多种另外的单体单元，只要所述一种或多种丙烯酰胺基聚合物包含如本文提供的一种或多种缔合单体单元的适合部分。一种或多种丙烯酰胺基聚合物可以包括总计为约90mol％或更多的一种或多种另外的单体单元，例如，约91mol％或更多、约92mol％或更多、约93mol％或更多、约94mol％或更多、约95mol％或更多、约96mol％或更多、约97mol％或更多、约98mol％或更多或约99mol％或更多。可替代地，或另外，一种或多种丙烯酰胺基聚合物可以包括总计为约99.995mol％或更少的一种或多种另外的单体单元，例如，约99.99mol％或更少、约99.9mol％或更少、约99.75mol％或更少、约99.5mol％或更少、约99.4mol％或更少、约99.3mol％或更少、约99.2mol％或更少、或约99.1mol％或更少。因此，一种或多种丙烯酰胺基聚合物可以包括处于由上述端值中的任何两个端值所约束的总和浓度的一种或多种另外的单体单元。一种或多种丙烯酰胺基聚合物可以包括总计为约90mol％到约99.995mol％的一种或多种另外的单体单元，例如，约91mol％到约99.995mol％、约92mol％到约99.995mol％、约93mol％到约99.995mol％、约94mol％到约99.995mol％、约95mol％到约99.995mol％、约97mol％到约99.995mol％、约98mol％到约99.995mol％、约99mol％到约99.995mol％、约99mol％到约99.99mol％、约99mol％到约99.9mol％、约99mol％到约99.75mol％、约99mol％到约99.5mol％、约99mol％到约99.4mol％、约99mol％到约99.3mol％、约99mol％到约99.2mol％、约99mol％到约99.1mol％、约99.5mol％到约99.99mol％、约99.5mol％到约99.995mol％、99.75mol％到约99.99mol％、或约99.75mol％到约99.995mol％。
一种或多种丙烯酰胺基聚合物可以包括任何适合类型的一种或多种缔合单体单元。如本文所述，“缔合单体单元”是指能够与其自身、其它缔合单体单元、表面活性剂或其组合配位的任何单体单元。配位可以通过任何适合的相互作用发生。例如，配位可以通过离子键合、氢键合、疏水相互作用、偶极相互作用、范德华力(Van der Waals forces)或两种或更多种这种配位类型的组合发生。
在一些实施例中，缔合单体单元是在聚合后通过将缔合部分附接到聚合物形成的。如本文所用，“缔合部分”是指能够与其自身、其它缔合单体单元、表面活性剂或其组合配位的任何侧化学结构。配位可以通过任何适合的相互作用发生。例如，配位可以通过离子键合、氢键合、疏水相互作用、偶极相互作用、范德华力(Van der Waals forces)或两种或更多种这种配位类型的组合发生。在一些实施例中，缔合部分直接附接到聚合物的末端、通过连接基附接到聚合物的末端、直接附接到聚合物主链、通过连接基附接到聚合物主链、或其组合。
在某些实施例中，一种或多种丙烯酰胺基聚合物的一种或多种缔合单体单元在结构上类似。如本文所用，“结构上类似”意指一种或多种缔合单体单元具有类似的化学官能团。在一些实施例中，一种或多种缔合单体单元各自包括至少一个羟基取代基。在一些实施例中，一种或多种缔合单体单元各自包括至少一个胺取代基。在一些实施例中，一种或多种缔合单体单元各自包括聚醚链。在一些实施例中，一种或多种缔合单体单元各自包括聚醚链，其中聚醚链的长度相差六个碳单元或更少的碳单元(即，6个、5个、4个、3个、2个、1个或0个)。例如，如果缔合单体单元的聚醚链长度为16个碳单元，则结构类似的缔合单体单元的聚醚链长度将为10个到22个碳单元(即，10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个、17个、18个、19个、20个、21个或22个)。在某些实施例中，聚醚链各自包括相同数量的碳单元。在一些实施例中，一种或多种缔合单体单元各自包括烷基链。在一些实施例中，一种或多种缔合单体单元各自包括烷基链，其中烷基链的长度相差六个碳单元或更少的碳单元(即，6个、5个、4个、3个、2个、1个或0个)。例如，如果缔合单体单元的烷基链长度为16个碳单元，则结构类似的缔合单体单元的烷基链长度将为10个到22个碳单元(即，10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个、17个、18个、19个、20个、21个或22个)。在某些实施例中，烷基链各自包括相同数量的碳单元。在某些实施例中，一种或多种缔合单体单元是相同的。
在某些实施例中，一种或多种缔合单体单元通过与一种或多种缔合单体聚合而并入到聚合物中。因此，所述一种或多种缔合单体单元可以衍生自选自非离子缔合单体、阳离子缔合单体、阴离子缔合单体、两性离子缔合单体及其组合的任何一种或多种合适的缔合单体。一种或多种缔合单体能够参与聚合。在某些实施例中，一种或多种缔合单体包括与缔合部分分离的、能够参与自由基聚合的不饱和亚单元(例如，丙烯酸酯、丙烯酰胺等)。通常，一种或多种缔合单体选自丙烯酸酯、丙烯酰胺或其组合。
在一个实施例中，缔合单体单元是非离子缔合单体单元。通常，非离子缔合单体单元衍生自式II的丙烯酸酯和/或丙烯酰胺单体：
Figure BDA0002381381820000251
其中R3为H或C1-C10烷基(例如，(CH2)kCH3)，其中k为0到9(即，0、1、2、3、4、5、6、7、8或9)的整数，X为O或NH，m、n和o独立地为0到100的整数，其中当(n+o)≤3时，m为至少7，Y1和Y2各自独立地为H或C1-C4烷基(例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基或叔丁基)，并且R4为H或疏水基团。在一些实施例中，“C1-C10烷基”是指支链C1-C10烷基。在某些实施例中，Y1和Y2各自独立地选择，以产生环氧乙烷(“EO”)、环氧丙烷(“PO”)或其组合的嵌段共聚物或无规共聚物。在一些实施例中，m、n和o是指所指定的亚单元的平均(四舍五入到最近整数)链长度(即，平均碳链长度或平均EO/PO链长度)。如本文所用，术语“疏水基团”是指烷基、芳基、氟烷基或氟芳基。
在取代基R4的某些实施例中，疏水基团为C1-C32烷基(即，在长度上为1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个、17个、18个、19个、20个、21个、22个、23个、24个、25个、26个、27个、28个、29个、30个、31个或32个碳单元)。在一些实施例中，C1-C32烷基是饱和的、不饱和的、支链的、直链的、环状的或其组合。C1-C32烷基的示例性列表为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、仲戊基、新戊基、己基、庚基、辛基、壬基、十二烷基、硬脂基、十六基、苯甲酰基、环戊基、环己基、丙烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、2-戊烯基、3-戊烯基或4-戊烯基。在某些实施例中，C1-C32烷基碳基团被一种或多种烷基取代基、芳基取代基、杂原子或其组合进一步取代。在一些实施例中，C1-C32烷基可以为C1-C32杂烷基(即，在长度上为1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个、17个、18个、19个、20个、21个、22个、23个、24个、25个、26个、27个、28个、29个、30个、31个或32个碳单元)。如本文所用，“杂烷基”是指在分子的核心(即，碳主链)中含有至少1个杂原子(例如，O、S、N和/或P)的饱和或不饱和、经过取代的或未经取代的、直链、支链或环状脂肪族基团。
如本文所用，术语“经过取代的”意指所指定的原子或基团上的一种或多种氢被另一基团取代，条件是不超过所指定的原子的正常价态。例如，当取代基为氧代时(即，═O)，则碳原子上的两个氢被取代。只要取代不会显著不利地影响丙烯酰胺基聚合物的合成或使用，则取代基的组合是允许的。
在取代基R4的某些实施例中，疏水基团是芳基。芳基可以是任何经过取代的或未经取代的芳基或杂芳基，其中所述杂芳基是在环中的至少一个环中具有至少一个杂原子(例如，O、S或N)的芳香族5元或6元单环基团、9元或10-元双环基团或11元到14-元三环基团。含有杂原子的杂芳基中的每个环可以含有一个或两个氧原子或硫原子和/或一个到四个氮原子，条件是每个环中的杂原子的总数为四个或更少并且每个环具有至少有一个碳原子。完成双环基团和三环基团的稠环可以仅含有碳原子，并且可以是饱和的、部分饱和的或不饱和的。氮原子、氧原子和硫原子任选地可以是经过氧化的，并且氮原子任选地可以是经过季铵化的。为双环或三环的杂芳基必须包含至少一个全芳环，但其它一个或多个稠环可以为芳环或非香环。在一些实施例中，芳香基团基是苯基、萘基、吡咯基、异吲哚基、中氮茚基、吲哚基、呋喃基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、噻吩基、吡啶基、吖啶基、萘啶基、喹啉基、异喹啉基、异噁唑基、噁唑基、苯丙噁唑基、异噻唑基、噻唑基、苯噻唑基、咪唑基、噻二唑基、四唑基、三唑基、噁二唑基、苯并咪唑基、嘌呤基、吡唑基、吡嗪基、蝶啶基、喹喔啉基、酞嗪基、喹唑啉基、三嗪基、吩嗪基、噌啉基、嘧啶基或哒嗪基。
在取代基R4的某些实施例中，疏水基团为C1-C32氟烷基或C1-C32氟芳基。如本文所用，术语“氟烷基”和“氟芳基”分别指具有一种或多种氟原子的任何烷基或芳基。
在某些实施例中，非离子缔合单体单元衍生自包括式III的丙烯酸酯头基的丙烯酸酯单体：
Figure BDA0002381381820000271
其中R5为–CH2(CH2)pCH3，R3为H或C1-C10烷基(例如，(CH2)kCH3，其中k为0到9(即，0、1、2、3、4、5、6、7、8或9)的整数)，并且p为3到100(例如，4到50、6到50、8到50、10到50、12到50、16到50、或18到50)的整数。在一些实施例中，式III的丙烯酸酯单体为两种或更多种此类丙烯酸酯的混合物，使得p的平均(四舍五入到最近整数)值为3到100(例如，4到50、6到50、8到50、10到50、12到50、16到50或18到50)的整数。在一些实施例中，“C1-C10烷基”是指支链C1-C10烷基。在某些实施例中，R5是长度为3个到100个碳单元的支链烷基。通常，非离子缔合单体选自丙烯酸十二酯、丙烯酸十六酯、-丙烯酸十八酯、丙烯酸酯或其组合。在某些实施例中，非离子缔合单体单元为丙烯酸十二酯，即，R3＝H和p＝10。
在某些实施例中，非离子缔合单体单元衍生自包括式IV的丙烯酸酯头基的丙烯酸酯单体：
Figure BDA0002381381820000281
其中R3为H或C1-C10烷基(例如，(CH2)kCH3)，其中k为0到9(即0、1、2、3、4、5、6、7、8或9)的整数，q为2到100(例如，4到50、6到50、8到50、10到50、12到50、16到50、18到50、16到100、18到100或50到100)的整数，r为0到30(例如，2到30、4到30、6到30、8到30、10到30、12到30、16到30、18到30、20到30、22到30或24到30)的整数，并且每个Y独立地为H或CH3。在一些实施例中，“C1-C10烷基”是指支链C1-C10烷基。在某些实施例中，每个Y独立地选择，以产生环氧乙烷(“EO”)、环氧丙烷(“PO”)或其组合的嵌段共聚物或无规共聚物。在一些实施例中，式IV的丙烯酸酯单体为两种或更多种此类丙烯酸酯的混合物，使得q的平均(四舍五入到最近整数)值为2到100(例如，4到50、6到50、8到50、10到50、12到50、16到50、18到50、16到100、18到100或50到100)的整数，并且r的平均(四舍五入到最近整数)值为0到30(例如，2到30、4到30、6到30、8到30、10到30、12到30、16到30、18到30、20到30、22到30或24到30)的整数。在一些实施例中，式IV的丙烯酸酯单体为十二烷基聚乙氧基(25)甲基丙烯酸酯、十六烷基聚乙氧基(25)甲基丙烯酸酯、硬脂基聚乙氧基(25)甲基丙烯酸酯、苯甲酰基聚乙氧基(25)甲基丙烯酸酯或其组合。在某些实施例中，非离子缔合单体单元为可从赢创工业集团(EvonikIndustries)(埃森，德国)商购的
Figure BDA0002381381820000292
乙醚丙烯酸乙酯。在一些实施例中，非离子缔合单体单元是可从赢创工业集团(埃森，德国)商购的、以产品名称甲基丙烯酸酯(25EO)C16–C18脂肪醇(“C18PEG1105MA”)销售的十六烷基和/或硬脂基聚乙氧基(25)甲基丙烯酸酯。
在某些实施例中，非离子缔合单体单元衍生自包括式V的丙烯酸酯头基的丙烯酸酯单体：
Figure BDA0002381381820000291
其中R3为H或C1-C10烷基(例如，(CH2)kCH3)，其中k为0到9(即，0、1、2、3、4、5、6、7、8或9)的整数，Y1和Y2各自独立地为H或C1-C4烷基(例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基或叔丁基)，并且n和o独立地为范围为0到约100(例如，约0到约90、约0到约80、约0到约70、约0到约60、约0到约50、约10到约100或约10到约50)的整数，R4'为C8-C30烷基(即，在长度上为8个、9个、10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个、17个、18个、19个、20个、21个、22个、23个、24个、25个、26个、27个、28个、29个或30个碳单元)，其中n和o不能均为0。在一些实施例中，“C1-C10烷基”是指支链C1-C10烷基。在某些实施例中，Y1和Y2各自独立地选择，以产生环氧乙烷(“EO”)、环氧丙烷(“PO”)或其组合的嵌段共聚物或无规共聚物。在一些实施例中，式V的丙烯酸酯单体是两种或更多种此类丙烯酸酯的混合物，使得n和o的平均(四舍五入到最近整数)值独立地为0到100(例如，0到50、6到50、8到50、10到50、12到50、16到50、18到50、16到100、18到100、或50到100)的整数。在某些实施例中，式V的丙烯酸酯单体含有衍生自
Figure BDA0002381381820000293
表面活性剂的侧链，所述表面活性剂可从巴斯夫公司(BASF Corporation)(弗洛勒姆帕克，新泽西州)商购。
在另一个实施例中，缔合单体单元是阳离子缔合单体单元。通常，阳离子缔合单体单元衍生自式VI的丙烯酸盐单体和/或丙烯酰胺盐单体：
Figure BDA0002381381820000301
其中R6和R7各自独立地为H或C1-C10烷基(例如，(CH2)tCH3)，其中t为0到9(即，0、1、2、3、4、5、6、7、8或9)的整数，X为O或NH，s为0到20(例如，2到20、4到20、6到20、8到20、5到10、10到20、5到15、12到20、0到10、0到8、0到6或0到4)的整数，Z为任何阴离子，并且R8为疏水基团。在一些实施例中，式VI的丙烯酸酯和/或丙烯酰胺盐是两种或更多种此类丙烯酸酯和/或丙烯酰胺的混合物，使得s的平均(四舍五入到最近整数)值是0到20(例如，2到20、4到20、6到20、8到20、5到10、10到20、5到15、12到20、0到10、0到8、0到6、或0到4)的整数。在一些实施例中，“C1-C10烷基”是指支链C1-C10烷基。如本文所用，术语“疏水基团”是指烷基、芳基、氟烷基或氟芳基。
在取代基R8的某些实施例中，疏水基团为C1-C32烷基(即，在长度上为1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个、17个、18个、19个、20个、21个、22个、23个、24个、25个、26个、27个、28个、29个、30个、31个或32个碳单元)。在一些实施例中，C1-C32烷基是饱和的、不饱和的、支链的、直链的、环状的或其组合。C1-C32烷基的示例性列表为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、仲戊基、新戊基、己基、庚基、辛基、壬基、十二烷基、硬脂基、十六基、苯甲酰基、环戊基、环己基、丙烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、2-戊烯基、3-戊烯基或4-戊烯基。在某些实施例中，C1-C32烷基被一种或多种烷基取代基、芳基取代基、杂原子或其组合进一步取代。在一些实施例中，C1-C32烷基可以为C1-C32杂烷基(即，在长度上为1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个、17个、18个、19个、20个、21个、22个、23个、24个、25个、26个、27个、28个、29个、30个、31个或32个碳单元)。如本文所用，“杂烷基”是指在分子的核心(即，碳主链)中含有至少1个杂原子(例如，O、S、N和/或P)的饱和或不饱和、经过取代的或未经取代的、直链、支链或环状脂肪链。
在取代基R8的某些实施例中，疏水基团是芳基。芳基可以是任何经过取代的或未经取代的芳基或杂芳基，其中所述杂芳基是在环中的至少一个环中具有至少一个杂原子(例如，O、S或N)的芳香族5元或6元单环基团、9元或10-元双环基团和11元到14-元三环基团。含有杂原子的杂芳基中的每个环可以含有一个或两个氧原子或硫原子和/或一个到四个氮原子，条件是每个环中的杂原子的总数为四个或更少并且每个环具有至少有一个碳原子。完成双环基团和三环基团的稠环可以仅含有碳原子，并且可以是饱和的、部分饱和的或不饱和的。氮原子、氧原子和硫原子任选地可以是经过氧化的，并且氮原子任选地可以是经过季铵化的。为双环或三环的杂芳基必须包含至少一个全芳环，但其它一个或多个稠环可以为芳环或非香环。在一些实施例中，芳香化合物基是苯基、萘基、吡咯基、异吲哚基、中氮茚基、吲哚基、呋喃基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、噻吩基、吡啶基、吖啶基、萘啶基、喹啉基、异喹啉基、异噁唑基、噁唑基、苯丙噁唑基、异噻唑基、噻唑基、苯噻唑基、咪唑基、噻二唑基、四唑基、三唑基、噁二唑基、苯并咪唑基、嘌呤基、吡唑基、吡嗪基、蝶啶基、喹喔啉基、酞嗪基、喹唑啉基、三嗪基、吩嗪基、噌啉基、嘧啶基或哒嗪基。
在取代基R8的某些实施例中，疏水基团为C1-C32氟烷基或C1-C32氟芳基。如本文所用，术语“氟烷基”和“氟芳基”分别指具有一种或多种氟原子的任何烷基或芳基。
式VI的铵盐可以具有任何适合的阴离子反离子(即，“Z”)。在一些实施例中，阴离子反离子(“Z”)包括选自卤素(例如，氟化物、氯化物、溴化物、碘化物)、硫、碳、氮、磷及其组合的元素。阴离子的示例性列表包括氟化物、氯化物、溴化物、碘化物、硫化物、亚硫酸盐、硫酸盐、磺化、硫酸氢盐、亚硫酸氢盐、硫代硫酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐、硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐、磷酸氢盐、二氢磷酸铵、亚磷酸盐、磷化氢、亚磷酸二氢、六氟磷酸盐、羧酸盐、醋酸盐、甲磺酸盐、甲苯磺酸盐或三氟甲烷磺酸酯。在某些实施例中，Z选自氟化物、氯化物、溴化物、甲磺酸盐、甲苯磺酸盐或其组合。
在某些实施例中，阳离子缔合单体单元衍生自式VII的丙烯酰胺盐单体：
Figure BDA0002381381820000321
其中R6为H或C1-C10烷基(例如，(CH2)tCH3)，其中t为0到9(即，0、1、2、3、4、5、6、7、8或9)的整数，并且u为0到30(例如，2到30、4到30、6到30、8到30、5到25、10到30、12到30、15到25、16到30、18到30、20到30、22到30、或24到30)的整数。在一些实施例中，“C1-C10烷基”是指支链C1-C10烷基。在一些实施例中，式VII的丙烯酰胺盐是两种或更多种此类丙烯酰胺的混合物，使得u的平均(四舍五入到最近整数)值为0到30(例如，2到30、4到30、6到30、8到30、5到25、10到30、12到30、15到25、16到30、18到30、20到30、22到30或24到30)的整数。在某些实施例中，式VII的丙烯酰胺盐为“MAPTAC-C12衍生物”(即，其中R6为CH3并且u为10)。
在另一个实施例中，缔合单体单元是阴离子缔合单体单元。通常，阴离子缔合单体单元衍生自式VIII的丙烯酸酯和/或丙烯酰胺单体：
Figure BDA0002381381820000331
其中R9为H或C1-C10烷基(例如，(CH2)vCH3)，其中v为0到9(即0、1、2、3、4、5、6、7、8或9)的整数，X为O或NH，M为任何阳离子，并且每个R10独立地为H或疏水基团。在一些实施例中，“C1-C10烷基”是指支链C1-C10烷基。如本文所用，术语“疏水基团”是指烷基、芳基、氟烷基或氟芳基。
在取代基R10的某些实施例中，疏水基团为C1-C32烷基(即，在长度上为1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个、17个、18个、19个、20个、21个、22个、23个、24个、25个、26个、27个、28个、29个、30个、31个或32个碳单元)。在一些实施例中，C1-C32烷基是饱和的、不饱和的、支链的、直链的、环状的或其组合。C1-C32烷基的示例性列表为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、仲戊基、新戊基、己基、庚基、辛基、壬基、十二烷基、硬脂基、十六基、苯甲酰基、环戊基、环己基、丙烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、2-戊烯基、3-戊烯基或4-戊烯基。在某些实施例中，C1-C32烷基被一种或多种烷基取代基、芳基取代基、杂原子或其组合进一步取代。在一些实施例中，C1-C32烷基可以为C1-C32杂烷基(即，在长度上为1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个、17个、18个、19个、20个、21个、22个、23个、24个、25个、26个、27个、28个、29个、30个、31个或32个碳单元)。如本文所用，“杂烷基”是指在分子的核心(即，碳主链)中含有至少1个杂原子(例如，O、S、N和/或P)的饱和或不饱和、经过取代的或未经取代的、直链、支链或环状脂肪族基团。
在取代基R10的某些实施例中，疏水基团是芳基。芳基可以是任何经过取代的或未经取代的芳基或杂芳基，其中所述杂芳基是在环中的至少一个环中具有至少一个杂原子(例如，O、S或N)的芳香族5元或6元单环基团、9元或10-元双环基团和11元到14-元三环基团。含有杂原子的杂芳基中的每个环可以含有一个或两个氧原子或硫原子和/或一个到四个氮原子，条件是每个环中的杂原子的总数为四个或更少并且每个环具有至少有一个碳原子。完成双环基团和三环基团的稠环可以仅含有碳原子，并且可以是饱和的、部分饱和的或不饱和的。氮原子、氧原子和硫原子任选地可以是经过氧化的，并且氮原子任选地可以是经过季铵化的。为双环或三环的杂芳基必须包含至少一个全芳环，但其它一个或多个稠环可以为芳环或非香环。在一些实施例中，芳香化合物基是苯基、萘基、吡咯基、异吲哚基、中氮茚基、吲哚基、呋喃基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、噻吩基、吡啶基、吖啶基、萘啶基、喹啉基、异喹啉基、异噁唑基、噁唑基、苯丙噁唑基、异噻唑基、噻唑基、苯噻唑基、咪唑基、噻二唑基、四唑基、三唑基、噁二唑基、苯并咪唑基、嘌呤基、吡唑基、吡嗪基、蝶啶基、喹喔啉基、酞嗪基、喹唑啉基、三嗪基、吩嗪基、噌啉基、嘧啶基或哒嗪基。
在取代基R10的某些实施例中，疏水基团为C1-C32氟烷基或C1-C32氟芳基。如本文所用，术语“氟烷基”和“氟芳基”分别指具有一种或多种氟原子的任何烷基或芳基。
磺酸盐可以具有任何适合的阳离子反离子(即，“M”)。例如，阳离子反离子(“M”)可以是质子、铵、季胺、碱金属的阳离子、碱土金属的阳离子、过渡金属的阳离子、稀土金属的阳离子、主族元素阳离子或其组合。在一些实施例中，阳离子反离子是锂、钠、钾、镁、钙、锰、铁、锌或其组合的质子或阳离子。在某些实施例中，M选自氢、锂、钠、钾或其组合。
一种或多种缔合单体单元可以以任何合适的量存在于丙烯酰胺基聚合物中。丙烯酰胺基聚合物可包括总计约10mol％或更少的一种或多种缔合单体单元，例如，约9mol％或更少、约8mol％或更少、约7mol％或更少、约6mol％或更少、约5mol％或更少、约4mol％或更少、约3mol％或更少、约2mol％或更少、或约1mol％或更少。可替代地，或另外，丙烯酰胺基聚合物可以包括约0.005mol％或更多的一种或多种缔合单体单元，例如，约0.01mol％或更多、约0.1mol％或更多、约0.25mol％或更多、约0.3mol％或更多、约0.4mol％或更多、或约0.5mol％或更多。因此，丙烯酰胺基聚合物可以包括一种或多种缔合单体单元，所述一种或多种缔合单体单元的浓度受述端值中的任何两个端值约束。丙烯酰胺基聚合物可以包括约0.005mol％到约10mol％的一种或多种缔合单体单元，例如，约0.005mol％到约9mol％、约0.005mol％到约8mol％、约0.005mol％到约7mol％、约0.005mol％到约6mol％、约0.005mol％到约5mol％、约0.005mol％到约4mol％、约0.005mol％到约3mol％、约0.005mol％到约2mol％、约0.005mol％到约1mol％、约0.01mol％到约1mol％、约0.1mol％到约1mol％、约0.25mol％到约1mol％、约0.3mol％到约1mol％、约0.4mol％到约1mol％、约0.5mol％到约1.0mol％、约0.01mol％到约0.5mol％或约0.01mol％到约0.25mol％。
在一些实施例中，丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式II的单体的缔合单体单元、衍生自式I的单体的单体单元和另外的阳离子单体单元。在一些实施例中，一种或多种丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式II的单体的缔合单体单元、衍生自式I的单体的单体单元和衍生自DMAEA.MCQ的另外的单体单元。在一些实施例中，丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式II的单体的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的另外的单体单元和衍生自DMAEA.MCQ的另外的单体单元。在某些实施例中，丙烯酰胺基聚合物包括衍生自
Figure BDA0002381381820000351
单体C18PEG1105MA的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的另外的单体单元和衍生自DMAEA.MCQ的另外的单体单元。
在一些实施例中，丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式II的单体的缔合单体单元、衍生自式I的单体的单体单元和另外的阴离子单体单元。在一些实施例中，丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式II的单体的缔合单体单元、衍生自式I的单体的单体单元和衍生自丙烯酸钠的另外的单体单元。在一些实施例中，丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式II的单体的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的另外的单体单元和衍生自丙烯酸钠的另外的单体单元。在某些实施例中，丙烯酰胺基聚合物包括衍生自
Figure BDA0002381381820000361
单体C18PEG1105MA的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的另外的单体单元和衍生自丙烯酸钠的另外的单体单元。
在一些实施例中，丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式VI的单体的缔合单体单元、衍生自式I的单体的单体单元和另外的阳离子单体单元。在一些实施例中，丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式VI的单体的缔合单体单元、衍生自式I的单体的单体单元和衍生自DMAEA.MCQ的另外的单体单元。在一些实施例中，丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式VI的单体的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的另外的单体单元和衍生自DMAEA.MCQ的另外的单体单元。在某些实施例中，丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式VII的MAPTAC-C12衍生物的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的另外的单体单元和衍生自DMAEA.MCQ的另外的单体单元。
在一些实施例中，丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式VI的单体的缔合单体单元、衍生自式I的单体的单体单元和另外的阴离子单体单元。在一些实施例中，丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式VI的单体的缔合单体单元、衍生自式I的单体的单体单元和衍生自丙烯酸钠的另外的单体单元。在一些实施例中，丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式VI的单体的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的另外的单体单元和衍生自丙烯酸钠的另外的单体单元。在某些实施例中，丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式VII的MAPTAC-C12衍生物的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的另外的单体单元和衍生自丙烯酸钠的另外的单体单元。
在一些实施例中，丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式VIII的单体的缔合单体单元、衍生自式I的单体的单体单元和另外的阳离子单体单元。在一些实施例中，丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式VIII的单体的缔合单体单元、衍生自式I的单体的单体单元和衍生自DMAEA.MCQ的另外的单体单元。
在一些实施例中，丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式VIII的单体的缔合单体单元、衍生自式I的单体的单体单元和另外的阴离子单体单元。在一些实施例中，丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式VIII的单体的缔合单体单元、衍生自式I的单体的单体单元和衍生自丙烯酸钠的另外的单体单元。
在一些实施例中，丙烯酰胺基聚合物具有式AP1：
Figure BDA0002381381820000371
其中E为一种或多种缔合单体单元，F为一种或多种另外的单体单元，G为衍生自式I的单体的一种或多种单体单元，H任选地存在并且为一种或多种哌啶-2,6-二酮单元，其中所述一种或多种哌啶-2,6-二酮在衍生自式I的单体的单体单元(“G”)的丙烯酰胺氮在另外的单体单元(“F”)的羰基上环化时形成，其中所述丙烯酰胺基聚合物的重均分子量为约10kDa到约2,000kDa。
在一些实施例中，丙烯酰胺基聚合物具有式AP2：
Figure BDA0002381381820000372
其中E为一种或多种缔合单体单元，E'为约0.005到约10的摩尔百分比值，F为一种或多种另外的单体单元，F'为约0.005到约90的摩尔百分比值，G为衍生自式I的单体的一种或多种单体单元，并且G'为约10到约99.99的摩尔百分比值。单体单元E由本文所述的缔合单体单元定义。单体单元F和G分别由本文所述的另外的单体单元和衍生自式I的单体的单体单元定义。
如本文所述，式AP2的丙烯酰胺基聚合物可以作为交替聚合物、无规聚合物、嵌段聚合物、接枝聚合物、直链聚合物、支链聚合物、环状聚合物或其组合存在。因此，E、F和G可以以任何适合的顺序存在(例如，EGF、EFG、GEF、GFE、FEG或FGE)，包含重复的单个单元(例如，EEFFFGG、EFGGEFEE、EFGEEE、EEEEFG等)。
一种或多种缔合单体单元(“E'”)的量和一种或多种另外的单体单元(“F'”+“G'”)的总和如前所述用于一种或多种缔合单体单元和一种或多种另外的单体单元的总和。
在一些实施例中，式AP2的丙烯酰胺基聚合物经历电荷降解，以提供式AP3的丙烯酰胺基聚合物：
Figure BDA0002381381820000381
其中E为一种或多种缔合单体单元，E"为约0.005到约10的摩尔百分比值，F为一种或多种另外的单体单元，F"为约0.005到约90的摩尔百分比值，G为衍生自式I的单体的一种或多种单体单元，G"为约10到约99.99的摩尔百分比值，H为一种或多种哌啶-2,6-二酮单元，其中所述一种或多种哌啶-2,6-二酮在衍生自式I的单体的单体单元(“G”)的丙烯酰胺氮在另外的单体单元(“F”)的羰基上环化时形成，并且H"为约0(即，微量)到约10的摩尔百分比值。如本文所用，“电荷降解”指的是衍生自式I的单体的单体单元在带电的另外的单体单元(即，阳离子和/或阴离子单体单元)上进行环化，使得另外的单体单元的带电取代基被替代，并且因此，聚合物具有较少的阳离子单体单元和/或较少的阴离子单体单元的方法。希望不受任何特定理论的约束，据信，电荷降解可以自发发生，或者可以由聚合物溶液中的一种或多种组分促进。
在某些实施例中，一种或多种丙烯酰胺基聚合物具有式AP3：
Figure BDA0002381381820000382
其中E为一种或多种缔合单体单元，E"为约0.005到约10的摩尔百分比值，F为一种或多种另外的单体单元，F"为约0.005到约90的摩尔百分比值，G为衍生自式I的单体的一种或多种单体单元，G"为约10到约99.99的摩尔百分比值，H为式
Figure BDA0002381381820000391
的一种或多种单元，其中R1为H或C1-C4烷基(例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基或叔丁基)，并且R2为H或有机基团，并且H"为约0(即，微量)到约10的摩尔百分比值。在某些实施例中，R1和R2是氢。
如本文所述，式AP3的丙烯酰胺基聚合物可以作为交替聚合物、无规聚合物、嵌段聚合物、接枝聚合物、直链聚合物、支链聚合物、环状聚合物或其组合存在。因此，E、F、G和H可以以任何适合的顺序存在(例如，EGFH、EGHF、EHFG、EHGF、EFGH、EFHG、FEGH、FEHG、FHEG、FHGE、FGEH、FGHE、GHFE、GHEF、GEFH、GEHF、GFHE、GFEH、HEFG、HEGF、HGEF、HGFE、HFEG、或HFGE)，包含重复的单个单元(例如，EEFFFGGHHH、EFGGEFEEH、EFGEEEHH、HHHEEEEFG等)。
在某些实施例中，丙烯酰胺基聚合物具有式AP4：
Figure BDA0002381381820000401
其中每个R1独立地为H或C1-C4烷基(例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基或叔丁基)，每个R2独立地为H或有机基团，R3为H或C1-C10烷基(例如，(CH2)kCH3)，其中k为0到9(即，0、1、2、3、4、5、6、7、8、或9)的整数，X为O或NH，m、n和o独立地为0到100的整数，其中当(n+o)≤3，m为至少7时，Y1和Y2各自独立地为H或C1-C4烷基(例如，甲基、乙基、正丙基，异丙基、正丁基、仲丁基或叔丁基)，并且R4为H或疏水基团，E"为约0.005到约10的摩尔百分比值，F为一种或多种另外的单体单元，F"为约0.005到约90的摩尔百分比值，G"为约10到约99.99的摩尔百分比值，并且H"为约0(即，微量)到约10的摩尔百分比值。在一些实施例中，“C1-C10烷基”是指支链C1-C10烷基。
在式AP4的丙烯酰胺基聚合物的某些实施例中，F衍生自聚二烯丙基二甲基氯化铵(“DADMAC”)单体。在式AP4的丙烯酰胺基聚合物的某些实施例中，F衍生自2-(丙烯酰氧基)-N,N,N-三甲基乙铵氯化物(“DMAEA.MCQ”)单体。
在某些实施例中，丙烯酰胺基聚合物具有式AP5：
Figure BDA0002381381820000411
其中每个R1独立地为H或C1-C4烷基(例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基或叔丁基)，每个R2独立地为H或有机基团，R3为H或C1-C10烷基(例如，(CH2)kCH3)，其中k为0到9的整数，q为2到100的整数，r为0到30的整数，每个Y独立地为H或CH3，E"为约0.005到约10的摩尔百分比值，F"为约0.005到约90的摩尔百分比值，G"为约10到约99.99的摩尔百分比值，并且H"为约0(即，微量)到约10的摩尔百分比值。在一些实施例中，“C1-C10烷基”是指支链C1-C10烷基。
在某些实施例中，丙烯酰胺基聚合物具有式AP6：
Figure BDA0002381381820000412
其中r为0到30(例如，2到30、4到30、6到30、8到30、10到30、12到30、16到30、18到30、20到30、22到30、或24到30)的整数，每个Y独立地为H或CH3，E"为约0.005到约10的摩尔百分比值，F"为约0.005到约90的摩尔百分比值，G"为约10到约99.99的摩尔百分比值，并且H"为约0(即，微量)到约10的摩尔百分比值。在某些实施例中，r为14到16的整数。
在某些实施例中，丙烯酰胺基聚合物具有式AP7：
Figure BDA0002381381820000421
其中每个R1独立地为H或C1-C4烷基(例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基或叔丁基)，每个R2独立地为H或有机基团，R6和R7各自独立地为H或C1-C10烷基(例如，(CH2)tCH3)，其中t为0到9的整数，X为O或NH，s为0到20的整数，Z为任何阴离子，并且R8为疏水基团，E"为约0.005到约10的摩尔百分比值，F为一种或多种另外的单体单元，F"为约0.005到约90的摩尔百分比值，G"为约10到约99.99的摩尔百分比值，并且H"为约0(即，微量)到约10的摩尔百分比值。在一些实施例中，“C1-C10烷基”是指支链C1-C10烷基。
在某些实施例中，丙烯酰胺基聚合物具有式AP8：
Figure BDA0002381381820000431
其中每个R1独立地为H或C1-C4烷基(例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基或叔丁基)，每个R2独立地为H或有机基团，R6为H或C1-C10烷基(例如，(CH2)tCH3)，其中t为0到9的整数，并且u为0到30的整数，E"为约0.005到约10的摩尔百分比值，F"为约0.005到约90的摩尔百分比值，G"为约10到约99.99的摩尔百分比值，并且H"为约0(即，微量)到约10的摩尔百分比值。在一些实施例中，“C1-C10烷基”是指支链C1-C10烷基。
在某些实施例中，丙烯酰胺基聚合物具有式AP9：
Figure BDA0002381381820000441
其中R6为H或C1-C10烷基(例如，(CH2)tCH3)，其中t为0到9的整数，并且u为0到30的整数，E"为约0.005到约10的摩尔百分比值，F"为约0.005到约90的摩尔百分比值，G"为约10到约99.99的摩尔百分比值，并且H"为约0(即，微量)到约10的摩尔百分比值。在一些实施例中，“C1-C10烷基”是指支链C1-C10烷基。
在式AP7-9(即，AP7、AP8、或AP9)的丙烯酰胺基聚合物的某些实施例中，F衍生自选自丙烯酸、甲基丙烯酸或其盐的一种或多种单体。
在某些实施例中，丙烯酰胺基聚合物具有式AP10：
Figure BDA0002381381820000442
其中每个R1独立地为H或C1-C4烷基(例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基或叔丁基)，每个R2独立地为H或有机基团，R9为H或C1-C10烷基(例如，(CH2)vCH3)，其中v为0到9的整数，X为O或NH，M为任何阳离子，并且每个R10独立地为H或疏水基团，E"为约0.005到约10的摩尔百分比值，F为一种或多种另外的单体单元，F"为约0.005到约90的摩尔百分比值，G"为约10到约99.99的摩尔百分比值，并且H"为约0(即，微量)到约10的摩尔百分比值。在一些实施例中，“C1-C10烷基”是指支链C1-C10烷基。
在某些实施例中，丙烯酰胺基聚合物具有式AP11：
Figure BDA0002381381820000451
其中R9为H或C1-C10烷基(例如，(CH2)vCH3)，其中v为0到9的整数，X为O或NH，M为任何阳离子，并且每个R10独立地为H或疏水基团，E"为约0.005到约10的摩尔百分比值，F为一种或多种另外的单体单元，F"为约0.005到约90的摩尔百分比值，G"为约10到约99.99的摩尔百分比值，并且H"为约0(即，微量)到约10的摩尔百分比值。在一些实施例中，“C1-C10烷基”是指支链C1-C10烷基。
如本文所述，式AP4-AP11(即，AP4、AP5、AP6、AP7、AP8、AP9、AP10、或AP11)的丙烯酰胺基聚合物可以作为替代聚合物、无规聚合物、嵌段聚合物、接枝聚合物、线性聚合物、支化聚合物、环状聚合物或其组合存在。因此，单体单元可以以任何合适的顺序存在，包含重复的单个单元。
单体单元H的存在可以通过任何适合的方法检测。在一些实施例中，单体H由13CNMR、1HNMR、IR光谱或其组合检测。
单体单元H的丰度可以通过任何适合的方法确定。在一些实施例中，单体单元H的丰度可以通过13CNMR谱、1HNMR谱、IR谱或其组合的峰积分的相对比较确定。
在式AP3-11(即，AP3、AP4、AP5、AP6、AP7、AP8、AP9、AP10或AP11)的丙烯酰胺基聚合物的一些实施例中，E"为约0.005mol％到约10mol％(例如，约0.005mol％到约9mol％、约0.005mol％到约8mol％、约0.005mol％到约7mol％、约0.005mol％到约6mol％、约0.005mol％到约5mol％、约0.005mol％到约4mol％、约0.005mol％到约3mol％或0.005mol％到约2mol％)，F"为约0.005mol％到约90mol％(例如，约0.005mol％到约80mol％、约0.005mol％到约70mol％、约0.005mol％到约60mol％、约0.005mol％到约50mol％、约0.005mol％到约40mol％、约0.005mol％到约35mol％、约0.005mol％到约30mol％、约0.005mol％到约25mol％、约0.005mol％到约20mol％、约0.005mol％到约16mol％、约0.005mol％到约12mol％、约0.005mol％到约10mol％、约2mol％到约20mol％、约4mol％到约20mol％、约6mol％到约20mol％、约4mol％到约16mol％、约4mol％到约12mol％或约4mol％到约10mol％)，G"为约10mol％到约99.99mol％(例如，约10mol％到约99.99mol％、约20mol％到约99.99mol％、约30mol％到约99.99mol％、约40mol％到约99.99mol％、约50mol％到约99.99mol％、约60mol％到约99.99mol％、约70mol％到约99.99mol％、约80mol％到约99.99mol％、约80mol％到约99.95mol％、约80mol％到约99.9mol％、约80mol％到约99.5mol％、约80mol％到约99mol％、约80mol％到约97mol％、约80mol％到约95mol％、约80mol％到约92mol％、约80mol％到约90mol％、约84mol％到约99mol％、约84mol％到约94mol％、约84mol％到约95mol％、约84mol％到约92mol％或约84mol％到约90mol％)，并且H"为约0mol％(即，微量)到约10mol％(例如，约0.001mol％到约10mol％、约0.001mol％到约9mol％、约0.001mol％到约8mol％、约0.001mol％到约7mol％、约0.001mol％到约6mol％、约0.001mol％到约5mol％、约0.001mol％到约4mol％、约0.001mol％到约3mol％或约0.001mol％到约2mol％)。
在式(AP3-11)(即，AP3、AP4、AP5、AP6、AP7、AP8、AP9、AP10或AP11)的丙烯酰胺基聚合物的某些实施例中，E"为约0.005mol％到约1mol％(例如，约0.01mol％到约1mol％、约0.1mol％到约1mol％、约0.25mol％到约1mol％、约0.3mol％到约1mol％、约0.4mol％到约1mol％、约0.5mol％到约1.0mol％、约0.01mol％到约0.5mol％、约0.01mol％到约0.25mol％)，F"为约4mol％到约10mol％(例如，约4mol％到约9mol％、约4mol％到约8mol％、约4mol％到约7mol％、约4mol％到约6mol％、约4mol％到约5mol％、约5mol％到约10mol％、约6mol％到约10mol％、约7mol％到约10mol％、约8mol％到约10mol％、约9mol％到约10mol％或约6mol％到约8mol％)，G"为约84mol％到约90mol％(例如，约85mol％到约90mol％、约86mol％到约90mol％、约87mol％到约90mol％、约88mol％到约90mol％、约89mol％到约90mol％、约84mol％到约89mol％、约84mol％到约88mol％、约84mol％到约87mol％、约84mol％到约86mol％、约84mol％到约85mol％或约86mol％到约88mol％)，并且H"为约0mol％(即，微量)到约6mol％(例如，约0.001mol％到约5mol％、约0.001mol％到约4mol％、约0.001mol％到约3mol％、或约0.001mol％到约2mol％、约0.001mol％到约1mol％、约0.01mol％到约1mol％、约0.1mol％到约1mol％、约0.25mol％到约1mol％、约0.3mol％到约1mol％、约0.4mol％到约1mol％、约0.5mol％到约1.0mol％、约0.01mol％到约0.5mol％或约0.01mol％到约0.25mol％)。
在一些实施例中，制备粉末的方法包括将一种或多种丙烯酰胺基聚合物网络化。如本文所用，“网络化”是指一个聚合物链与相邻聚合物链的化学配位，以促进不同的物理性质。网络化技术可以包括任何适合的化学配位。通常，一种或多种丙烯酰胺基聚合物的网络化不包括共价连接相邻聚合物链。例如，化学配位可以通过离子键合、氢键合、疏水相互作用、偶极相互作用、范德华力或其组合来发生。
在一个实施例中，网络化的至少一部分发生在不同的聚合物链的缔合单体单元之间(即，分子间相互作用)。希望不受任何特定理论的约束，据信，缔合单体单元通过弱的化学相互作用(即，离子键合、氢键合、疏水相互作用、偶极相互作用、范德华力或其组合)而短暂相互作用，从而导致使一种或多种相邻的丙烯酰胺基聚合物暂时网络化。如本文所用，“使一种或多种相邻的丙烯酰胺基聚合物暂时网络化”指的是可以通过稀释水平、表面活性剂的存在或其组合来控制的相互作用。因此，一种或多种丙烯酰胺基聚合物的网络化是可逆的，从而允许在溶剂中制备粉末、凝胶或低粘度液体介质和/或随后将粉末、凝胶或低粘度液体介质分散在溶剂中。
在另一个实施例中，网络化的至少一部分发生在缔合单体单元与一种或多种表面活性剂之间。希望不受任何特定理论的约束，据信，缔合单体单元通过与一种或多种表面活性剂的弱的化学相互作用(即，离子键合、氢键合、疏水相互作用、偶极相互作用、范德华力或其组合)可以短暂相互作用，从而导致使一种或多种丙烯酰胺基聚合物和一种或多种表面活性剂暂时网络化。如本文所用，“使相邻的一种或多种丙烯酰胺基聚合物和一种或多种表面活性剂暂时网络化”指的是可以通过稀释水平、表面活性剂的量或其组合控制的相互作用。因此，一种或多种丙烯酰胺基聚合物和一种或多种表面活性剂的网络化是可逆的，并允许在溶剂中制备粉末、凝胶或低粘度液体介质和/或随后将粉末、凝胶或低粘度液体介质分散在溶剂中。
在一些实施例中，网络化的至少一部分通过胶束共聚作用发生。如本文所用，“胶束共聚作用”是指同时形成包括缔合单体和/或一种或多种表面活性剂的胶束以及包括缔合单体单元的一种或多种缔合聚合物。希望不受任何特定理论的约束，据信，相邻聚合物的缔合单体单元可以并入到根据缔合单体和/或一种或多种表面活性剂形成的胶束中，从而使一种或多种相邻的丙烯酰胺基聚合物暂时网络化。
如本文所用，“暂时网络化”指的是可以通过稀释水平、表面活性剂的存在或其组合控制的缔合相互作用(例如，在一种或多种丙烯酰胺基聚合物、湿凝胶和粉末的溶液内)。与本领域已知的更永久的交联实践(例如，通过共价键进行的交联)相反，暂时网络化可以是短暂的。如本文所用，“暂时”可以指代从一种或多种丙烯酰胺基聚合物溶液的初始形成到粉末分散到在溶液中的任何时间长度。例如，暂时网络化提供了湿凝胶的充分结构，以允许机器处理和到粉末的转换。此外，暂时网络化帮助产生稳定但保持合理的水溶解度水平的粉末。在水中稀释时，缔合相互作用(即，暂时网络化)减少，并且粉末变得分散在水中或其它溶剂中。
在某些实施例中，制备粉末的方法包括将一种或多种丙烯酰胺基聚合物和一种或多种表面活性剂网络化，其中所述一种或多种缔合单体单元和所述一种或多种表面活性剂在结构上类似。如本文所用，“结构上类似”意指一种或多种缔合单体单元和一种或多种表面活性剂具有相同或类似的化学官能团。在一些实施例中，一种或多种缔合单体单元和一种或多种表面活性剂各自包括至少一个羟基取代基。在一些实施例中，一种或多种缔合单体单元和一种或多种表面活性剂各自包括至少一个胺取代基。在一些实施例中，一种或多种缔合单体单元和一种或多种表面活性剂各自包括聚醚醚链。在一些实施例中，一种或多种缔合单体单元和一种或多种表面活性剂各自包括聚醚链，其中所述聚醚链的长度相差六个碳单元或更少的碳单元(即，6个、5个、4个、3个、2、1个或0个)。例如，如果缔合单体单元的聚醚链长度为16个碳单元，则结构类似的表面活性剂的聚醚链长度将为10个到22个碳单元(即，10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个、17个、18个、19个、20个、21个或22个)。在某些实施例中，聚醚链包括相同数量的碳单元。在一些实施例中，一种或多种缔合单体单元和一种或多种表面活性剂各自包括烷基链。在一些实施例中，一种或多种缔合单体单元和一种或多种表面活性剂各自包括烷基链，其中烷基链的长度相差六个或碳单元更少的碳单元(即，6个、5个、4个、3个、2个、1个或0个)。例如，如果缔合单体单元的烷基链长度为16个碳单元，则结构类似的表面活性剂的烷基链长度将为10个到22个碳单元(即，10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个、17个、18个、19个、20个、21个或22个)。在某些实施例中，烷基链各自包括相同数量的碳。在某些实施例中，一种或多种缔合单体单元和一种或多种表面活性剂包括相同的结构亚单元。
在一些实施例中，制备粉末的方法进一步包括一种或多种表面活性剂。表面活性剂可以是选自阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂及其组合的任何适合的表面活性剂。在一些实施例中，一种或多种表面活性剂可以作为二聚体存在。例如，表面活性剂可以具有一个极性头基团和两个非极性尾部，或两个极性头基团和一个非极性尾部，或两个极性头基团和两个非极性尾部。希望不受任何特定理论的约束，据信，表面活性剂帮助向湿凝胶提供结构并增加所得粉末在水中或其它溶剂中稀释时的溶解度。
在一个实施例中，表面活性剂是阳离子表面活性剂。在某些实施例中，阳离子表面活性剂是式IX的铵盐：
Figure BDA0002381381820000501
其中每个R11独立地为H或C1-C10烷基(例如，(CH2)eCH3)，其中e为0到9(即，0、1、2、3、4、5、6、7、8或9)的整数，A为任何阴离子，并且d为6到34(例如，6到30、6到24、6到20、6到16、6到12、5到25、10到20、15到25、10到24、或10到30)的整数。在一些实施例中，“C1-C10烷基”是指支链C1-C10烷基。在一些实施例中，式IX的胺盐是两种或更多种此类胺盐的混合物，使得d的平均(四舍五入到最近整数)值为6到34(例如，6到30、6到24、6到20、6到16、6到12、5到25、10到20、15到25、10到24、或10到30)的整数。在某些实施例中，阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基对甲铵苯磺酸或十六烷基三甲基氯化铵。
铵盐可以具有任何适合的阴离子反离子(即，“A”)。在一些实施例中，阴离子反离子(“A”)包括选自卤素(即，氟化物、氯化物、溴化物、碘化物)、硫、碳、氮、磷及其组合的元素。阴离子的示例性列表包括氟化物、氯化物、溴化物、碘化物、硫化物、亚硫酸盐、硫酸盐、硫酸氢盐、亚硫酸氢盐、硫代硫酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐、硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐、磷酸氢盐、二氢磷酸铵、亚磷酸盐、磷化氢、亚磷酸二氢、六氟磷酸盐、羧酸盐、醋酸盐、甲磺酸盐、甲苯磺酸盐或三氟甲烷磺酸酯。在某些实施例中，A选自氟化物、氯化物、溴化物、甲磺酸盐、甲苯磺酸盐或其组合。
在一些实施例中，表面活性剂是阴离子表面活性剂。在某些实施例中，阴离子表面活性剂是式X的硫酸盐：
Figure BDA0002381381820000511
其中B为任意阳离子，并且f为7到35(例如，7到29、7到23、7到19、7到15、7到11、11到19、11到23或11到29)的整数。在一些实施例中，式X的硫酸盐是两种或更多种此类硫酸盐的混合物，使得f的平均(四舍五入到最近整数)值为7到35(例如，7到29、7到23、7到19、7到15、7到11、11到19、11到23或11到29)的整数。在某些实施例中，阴离子表面活性剂是十二烷基硫酸钠(即，f为11)。
硫酸盐可以具有任何适合的阳离子反离子(即，“B”)。例如，阳离子反离子(“B”)可以是质子、铵、季胺、碱金属的阳离子、碱土金属的阳离子、过渡金属的阳离子、稀土金属的阳离子、主族元素阳离子或其组合。在一些实施例中，阳离子反离子是锂、钠、钾、镁、钙、锰、铁、锌或其组合的氢或阳离子。在某些实施例中，B选自氢、锂、钠、钾或其组合。
在一些实施例中，表面活性剂是非离子表面活性剂。非离子表面活性剂可以是任何适合的非离子表面活性剂。在一些实施例中，非离子表面活性剂包括环氧乙烷、环氧丙烷或环氧乙烷和环氧丙烷的重复单元。在某些实施例中，表面活性剂包括环氧乙烷(“EO”)、环氧丙烷(“PO”)或其组合的嵌段共聚物或无规共聚物。
在某些实施例中，非离子表面活性剂具有式XI：
HO(C2H4O)a(C3H6O)b(C2H4O)cH
XI
其中a、b和c独立地为范围为约2到约200的整数(例如，约2到约175、约2到约150、约2到约125、约2到约100、约50到约200、约50到约150或约50到约100)，并且a、b和c相同或不同。在一些实施例中，式X的非离子表面活性剂是两种或更多种此类表面活性剂的混合物，使得a、b和c是指指定亚单元的平均(四舍五入到最近整数)链长度(即，EO与PO的平均链长度)，其中a、b和c独立地为约2到约200(例如，约2到约175、约2到约150、约2到约125、约2到约100、约50到约200、约50到约150或约50到约100)的整数。在某些实施例中，非离子表面活性剂是由巴斯夫公司(弗洛勒姆帕克，新泽西州)销售的
Figure BDA0002381381820000521
F-127表面活性剂，即，HO(C2H4O)101(C3H6O)56(C2H4O)101H。
在一些实施例中，非离子表面活性剂具有式XII：
Figure BDA0002381381820000531
其中g为范围为约6到约50(例如，约6到约42、约6到约36、约6到约30、约6到约24、约6到约18、约6到约12、约8到约30、约12到约50、约12到约36或约12到约24)的整数，R12和R13各自独立地为H或C1-C4烷基(例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基或叔丁基)，并且h和i独立地为范围为0到约100(例如，约0到约90、约0到约80、约0到约70、约0到约60、约0到约50、约10到约100或约10到约50)的整数。在一些实施例中，式XII的表面活性剂是两种或更多种此类表面活性剂的混合物，使得g、h和i是指指定子单元的平均(四舍五入到最近整数)链长度(即，平均碳链长度或平均EO(或经过取代的EO)链长度)，其中g为约6到约50(例如，约6到约42、约6到约36、约6到约30、约6到约24、约6到约18、约6到约12、约8到约30、约12到约50、约12到约36或约12到约24)的整数，并且h和i独立地为范围为0到约100(例如，约0到约90、约0到约80、约0到约70、约0到约60、约0到约50、约10到约100或约10到约50)的整数。
在某些实施例中，非离子表面活性剂具有式XII：
Figure BDA0002381381820000532
其中g为范围为约6到约50(例如，约6到约42、约6到约36、约6到约30、约6到约24、约6到约18、约6到约12、约12到约50、约12到约36或约12到约24)的整数，R12和R13为H，并且h和i独立地为范围为0到约100(例如，约0到约90、约0到约80、约0到约70、约0到约60、约0到约50、约10到约100或约10到约50)的整数。在某些实施例中，表面活性剂是由禾大国际公司(Croda International PLC)(东约克郡，英国)销售的
Figure BDA0002381381820000543
S20，即，式C18H37(OC2H4)h'OH的聚乙二醇十八基醚，其中h'是范围为约2到约200的整数。
在某些实施例中，非离子表面活性剂具有式XII：
Figure BDA0002381381820000541
其中g为范围为约6到约50(例如，约6到约42、约6到约36、约6到约30、约6到约24、约6到约18、约6到约12、约12到约50、约12到约36或约12到约24)的整数，i为0，R12为H，并且h为范围为约2到约30(例如，2到30、4到30、6到30、8到30、10到30、12到30、16到30、18到30、20到30、22到30、或24到30)的整数。在某些实施例中，表面活性剂是一种可从巴斯夫公司(新泽西州弗洛勒姆帕克)商购的
Figure BDA0002381381820000544
脂肪醇乙氧基化合物。更优选地，表面活性剂是以产品名称(25EO)C16–C18脂肪醇(“
Figure BDA0002381381820000545
25”)销售的、可从巴斯夫公司(弗洛勒姆帕克，新泽西州)商购的聚乙氧基(25)十六烷基和/或硬脂醇。
在某些实施例中，非离子表面活性剂具有式XII：
Figure BDA0002381381820000542
其中g为范围为约8到约30(例如，10到30、12到30、16到30、18到30、20到30、22到30或24到30)的整数，R12和R13各自独立地为H或C1-C4烷基(例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基或叔丁基)，并且h和i独立地为范围为0到约50(例如，约0到约40、约0到约30、约0到约20、约10到约50、约10到约40、约10到约30或约10到约20)的整数。在某些实施例中，表面活性剂是可从巴斯夫公司(弗洛勒姆帕克，新泽西州)商购的
Figure BDA0002381381820000552
表面活性剂。
在某些实施例中，非离子表面活性剂具有式XIII：
Figure BDA0002381381820000551
其中w、x、y和z为约0到约50(例如，约0到约40、约0到约30、约0到约20、约0到约16、约0到约12或约0到约8)的整数，并且w、x、y和z相同或不同。在一些实施例中，式XIII的非离子表面活性剂是两种或更多种此类表面活性剂的混合物，使得w、x、y和z是指指定亚单元的平均(四舍五入到最近整数)链长度(即，EO的平均链长度)，其中w、x、y和z为约0到约50(例如，约0到约40、约0到约30、约0到约20、约0到约16、约0到约12、或约0到约8)的整数。在某些实施例中，非离子表面活性剂是由禾大国际公司(东约克郡，英国)销售的
Figure BDA0002381381820000553
20表面活性剂，即，w+x+y+z＝20。
当粉末种存在一种或多种表面活性剂时，所述一种或多种表面活性剂可以以任何适合的浓度存在于粉末中。粉末可以包括总计约20wt.％或更少的一种或多种表面活性剂，例如，约15wt.％或更少、约10wt.％或更少、约9wt.％或更少、约8wt.％或更少、约7wt.％或更少、约6wt.％或更少或者约5wt.％或更少。可替代地，或另外，粉末可以包括总计约0.001wt.％或更多的一种或多种表面活性剂，例如，约0.01wt.％、约0.1wt.％、约0.25wt.％或更多、约0.5wt.％或更多、约1wt.％或更多、约2wt.％或更多、约3wt.％或更多或者约4wt.％或更多。因此，粉末可包括一种或多种表面活性剂，所述一种或多种表面活性剂的浓度受上述端值中的任何两个端值的约束。粉末可以包括总计约0.001wt.％到约5wt.％、约0.01wt.％到约5wt.％、约0.1wt.％到约5wt.％的表面活性剂，例如，约0.25wt.％到约5wt.％、约0.5wt.％到约5wt.％、约1wt.％到约5wt.％、约2wt.％到约5wt.％、约3wt.％到约5wt.％、约4wt.％到约5wt.％、约4wt.％到约10wt.％、约4wt.％到约9wt.％、约4wt.％到约8wt.％、约4wt.％到约7wt.％、约4wt.％到约6wt.％、约0.001wt.％到约10wt.％、约0.01wt.％到约10wt.％、约0.1wt.％到约10wt.％、约0.001wt.％到约15wt.％、约0.01wt.％到约15wt.％、约0.1wt.％到约15wt.％、约0.001wt.％到约20wt.％、约0.01wt.％到约20wt.％、约0.1wt.％到约20wt.％或约0.001wt.％到约1wt.％。
在一个实施例中，一种或多种表面活性剂在粉末形成之前添加(例如，在聚合之前或之后添加到聚合物溶液中，或添加到湿凝胶中)。当一种或多种表面活性剂在粉末形成之前添加时，所述一种或多种表面活性剂并入到湿凝胶中，并且从而并入到粉末中。通常，一种或多种表面活性剂提高了湿凝胶到粉末的加工性。通常，一种或多种表面活性剂进一步提高了所得粉末在水性介质或其它溶剂中的可溶性或分散性。
在一些实施例中，一种或多种表面活性剂在从湿凝胶处理之后添加到粉末中。在一些实施例中，一种或多种表面活性剂对于待处理的湿凝胶来说不是必需的。特别地，在不存在一种或多种表面活性剂的情况下，缔合单体单元的化学相互作用可以足够强以使一种或多种丙烯酰胺基聚合物网络化。虽然表面活性剂对于粉末的形成并非总是必需的，但是所得粉末(不存在一种或多种表面活性剂)通常在水介质中更不可溶。例如，一种或多种表面活性剂倾向于促进一种或多种丙烯酰胺基聚合物的再润湿，并加快在水中形成溶液的过程。因此，为了提高所得粉末在水性介质或其它溶剂中的可溶性和分散性，可以在粉末形成之后添加表面活性剂。
形成一种或多种丙烯酰胺基聚合物的聚合可以根据本领域已知的任何适合的聚合执行。例如，一种或多种丙烯酰胺基聚合物可以通过乳液聚合、分散液聚合、溶液聚合、凝胶聚合或其组合来制备。形成一种或多种丙烯酰胺基聚合物的聚合可以通过任何适合的机制发生。例如，聚合可以通过阳离子聚合、阴离子聚合、自由基聚合、配位聚合或其组合发生。通常，聚合通过自由基聚合发生。
在一些实施例中，形成一种或多种丙烯酰胺基聚合物的聚合包括一种或多种聚合组分。在某些实施例中，不从反应混合物中除去一种或多种聚合组分，使得一种或多种聚合组分保留在聚合物溶液、聚合物湿凝胶和/或粉末中。在其它实施例中，移除一种或多种聚合组分，使得所述一种或多种聚合组分不存在于聚合物溶液、聚合物湿凝胶和/或粉末中。在一些实施例中，一种或多种聚合组分被转化成使得一种或多种经过转化的聚合组分存在于聚合物溶液、聚合物湿凝胶和/或粉末中。聚合组分的示例性列表是引发剂、链转移剂、螯合剂、氧化还原剂、缓冲剂以及其组合。
在一些实施例中，聚合包括一种或多种引发剂。所述引发剂可以是任何适合的引发剂。在一些实施例中，引发剂是自由基引发剂。在某些实施例中，引发剂选自偶氮二化合物的组。引发剂的示例性列表是2,2'-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮二(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、1,1'-偶氮二(环己烷-1-甲腈)、2,2'-偶氮二(2-甲基丁腈)、2,2'-偶氮二(2-甲基丙基脒)二盐酸盐、2,2'-偶氮二[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐、2,2'-偶氮二[N-(2-羧乙基)-2-甲基丙基脒]水合物(酸酐)和2,2'-偶氮二[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]。
在一些实施例中，聚合包括一种或多种链转移剂。链转移剂可以是任何适合的链转移剂。链转移剂的示例性列表是四氯化碳、四溴化碳、三氯溴甲烷、五苯基乙烷、甲酸钠、次亚磷酸钠、苯硫酚、4,4'-硫代二苯硫醚、4-甲基苯硫醚和脂肪族硫醇(如异辛基3-巯基丙酸酯、叔壬基硫醇和N-乙酰基-L-半胱氨酸、N-2-巯基乙基)乙酰胺、谷胱甘肽、N-(2-巯基丙酰)甘氨酸和2-巯基乙醇)。
在一些实施例中，聚合包括一种或多种螯合剂。螯合剂可以是任何适合的螯合剂。在某些实施例中，螯合剂是多齿有机化合物。螯合剂的示例性列表是二亚乙基三胺五乙酸(“DTPA”)、乙二胺四乙酸(“EDTA”)、次氮基三乙酸(“NTA”)、二亚乙基三胺五乙酸、N,N-双(羧甲基)-L-谷氨酸、三钠N-(羟乙基)-乙二胺三乙酸盐、己二酸及其盐。
在一些实施例中，聚合包括一种或多种氧化还原剂。氧化还原剂可以是任何适合的氧化还原剂。在一些实施例中，氧化还原剂有助于终止聚合。在某些实施例中，氧化还原试剂是有机过氧化物、无机过氧化物或其组合。氧化还原剂的示例性列表是亚硫酸氢钠；硫代硫酸盐、硫酸亚铁铵；抗坏血酸、胺、次亚磷酸钠、溴酸钠、氯酸盐、高锰酸盐、过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、过氧化叔丁基氢、过氧化氢、臭氧及其盐类。在一些实施例中，氧化还原剂作为氧化还原对添加，使得一种试剂参与还原，一种试剂参与氧化。在某些实施例中，氧化还原剂是引发剂。
在一些实施例中，聚合包括缓冲剂系统。缓冲剂系统可以是任何合适的有机和/或无机缓冲剂系统。在某些实施例中，缓冲剂系统包括能够控制低于约6(例如，约0到约6、约1到约6、约2到约6、约3到约6、约4到约6、约5到约6、约0到约1、约0到约2、约0到约3、约0到约4或约0到约5)的pH的有机和/或无机酸和/或碱。缓冲剂的示例性列表是己二酸、庚二酸、戊二酸、柠檬酸、乙酸、无机酸(例如，磷酸)、胺及其盐。
一种或多种丙烯酰胺基聚合物和任选地一种或多种表面活性剂的溶液可以通过任何适合的技术转化成湿凝胶。在一些实施例中，一种或多种丙烯酰胺基聚合物和任选地一种或多种表面活性剂的溶液自发地变成湿凝胶。例如，溶液基单体可以在一种或多种表面活性剂的存在下聚合，并且聚合导致从溶液基单体到溶液基聚合物的转变，所述溶液基聚合物自发地开始固化以形成聚合物湿凝胶。在一些实施例中，一种或多种丙烯酰胺基聚合物和任选地一种或多种表面活性剂的溶液可能需要在湿凝胶形成之前进行干燥。例如，一种或多种丙烯酰胺基聚合物和任选地一种或多种表面活性剂的溶液可以通过干燥(例如，放置在烘箱中和/或环境温度蒸发)、冷却、压力变化或其组合而转化为湿凝胶。如本文所用，“湿凝胶”是指当一种或多种丙烯酰胺基聚合物和任选地一种或多种表面活性剂的溶液从类流体状转变为类固体状态时产生的任何材料。在某些实施例中，湿凝胶保持类糖稀的稠度并且不粘。
湿凝胶包括一种或多种所得丙烯酰胺基聚合物、任选地一种或多种表面活性剂和溶剂。通常，湿凝胶含有约20wt.％到约80wt.％的丙烯酰胺基聚合物。在一个实施例中，聚合物湿凝胶包括约25wt.％到约50wt.％的聚合物。在某些实施例中，聚合物湿凝胶包括约30wt.％到约40wt.％的聚合物。
湿凝胶可以通过任何适合的方法加工成粉末。在一些实施例中，湿凝胶通过以下加工成粉末：切割湿凝胶以形成颗粒、将颗粒干燥以及将干燥颗粒转化以形成粉末。在一些实施例中，湿凝胶通过以下加工成粉末：将湿凝胶干燥、将干燥湿凝胶切割成颗粒并将颗粒转化成粉末。在一些实施例中，湿凝胶通过以下加工成粉末：将湿凝胶干燥、将干燥湿凝胶切割成颗粒、将颗粒干燥以及将干燥颗粒转化成粉末。所述湿凝胶可以通过任何适合的方法切割。在某些实施例中，湿凝胶进行机器处理(例如，使用Retsch铣刀)以形成湿凝胶颗粒。在某些实施例中，湿凝胶借助于润滑剂切割。润滑剂可以是任何任何的润滑剂(例如，基于石油的润滑剂)。湿凝胶颗粒可以通过任何适合的方法转化成粉末。在一些实施例中，“将颗粒转化以形成粉末”是指例如任选地将颗粒干燥、进一步地研磨颗粒或者将颗粒干燥和研磨以产生粉末的方法，尽管转化可以包含其它处理步骤。例如，将颗粒转化成粉末可以进一步包括筛分。
所述粉末可以具有任何适合的颗粒形状。在一些实施例中，粉末颗粒是非球形的。希望不受任何特定理论的约束，据信，非球形颗粒通常在已通过基于凝胶、喷雾或鼓的方法(例如，通过切割和干燥)制造时形成。在一些实施例中，粉末颗粒是球形的。希望不受任何特定理论的约束，据信，球形颗粒通常在已通过基于珠的方法制造粉末时形成。
粉末可以具有任何适合的含水量。通常，含水量为约0wt.％到约30wt.％(例如，约0.01wt.％到约30wt.％、约0.1wt.％到约30wt.％或约1wt.％到约30wt.％)。在粉末的某些实施例中，含水量为约0wt.％到约25wt.％(例如，约0.01wt.％到约25wt.％、约0.1wt.％到约25wt.％或约1wt.％到约25wt.％)。在粉末的某些实施例中，含水量为约0wt.％到约20wt.％(例如，约0.01wt.％到约20wt.％、约0.1wt.％到约20wt.％、约1wt.％到约20wt.％、约0.01wt.％到约15wt.％、约0.1wt.％到约15wt.％、约1wt.％到约15wt.％、约0.01wt.％到约12wt.％、约0.1wt.％到约12wt.％、约1wt.％到约12wt.％、约0.01wt.％到约10wt.％、约0.1wt.％到约10wt.％或约1wt.％到约10wt.％)。在某些实施例中，含水量为约10wt.％。
粉末可以具有任何适合的特性粘度。例如，粉末的特性粘度可以为约0.05dL/g到约15dL/g(例如，约0.05dL/g到约10dL/g、约0.05dL/g到约7dL/g、约0.05dL/g到约6dL/g、约0.05dL/g到约5dL/g、约0.05dL/g到约4dL/g、约0.05dL/g到约3dL/g、约0.05dL/g到约2dL/g、约0.05dL/g到约1dL/g、约0.05dL/g到约0.5dL/g、约0.1dL/g到约7dL/g、约0.1dL/g到约6dL/g、约0.5dL/g到约5dL/g、约0.1dL/g到约10dL/g、约0.5dL/g到约10dL/g、约0.1dL/g到约15dL/g或约0.5dL/g到约15dL/g)。在一些实施例中，粉末的特性粘度为约0.05dL/g到约7。在某些实施例中，粉末的特性粘度为约0.5dL/g到约5dL/g。
所得粉末可以具有任何适合的赫金斯常数。例如，所得粉末的赫金斯常数可以为约0.1到约20(例如，约0.1到约15、约0.1到约10、约0.3到约10、约0.1到约5、约0.5到约20、约0.5到约10、约1到约20、约1到约10或约1到约5)。在一些实施例中，粉末的霍金斯常数如通过改变粉末的浓度确定的可以为约0.3到约10，其中浓度已经选择，使得其在1.0N硝酸钠溶液中产生介于约1.2与2.2之间的值
Figure BDA0002381381820000611
在一些实施例中，粉末的霍金斯常数如通过改变粉末的浓度确定的可以为约0.3到约5，其中浓度已经选择，使得其在1.0N硝酸钠溶液中产生介于约1.2与2.2之间的值
Figure BDA0002381381820000612
在一些实施例中，粉末的霍金斯常数如通过改变粉末的浓度确定的为约0.6到约3，其中浓度已经选择，使得其在1.0N硝酸钠溶液中产生介于约1.2与2.2之间的值
Figure BDA0002381381820000613
赫金斯常数计算如下：
在一些实施例中，粉末包括一种或多种丙烯酰胺基聚合物，所述丙烯酰胺基聚合物包括一种或多种缔合单体单元和一种或多种单体单元，所述一种或多种缔合单体单元和一种或多种单体单元选自阳离子单体单元、阴离子单体单元、非离子单体单元、两性离子单体单元或其组合的至少一种单体单元；以及任选地一种或多种表面活性剂，其中所述一种或多种丙烯酰胺基聚合物的重均分子量为约10kDa到约2,000kDa。在一些实施例中，粉末包括在聚合物网络中可逆地缔合的一种或多种低分子量丙烯酰胺基聚合物，其中所述缔合可通过水性介质中的稀释度或存在的表面活性剂的量来控制。
在一些实施例中，粉末包括非离子表面活性剂和丙烯酰胺基聚合物，所述丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式II的单体的缔合单体单元、衍生自式I的单体的单体单元和另外的阳离子单体单元。在一些实施例中，粉末包括非离子表面活性剂和丙烯酰胺基聚合物，所述丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式II的单体的缔合单体单元、衍生自式I的单体的单体单元和衍生自DMAEA.MCQ的另外的单体单元。在一些实施例中，粉末包括非离子表面活性剂和丙烯酰胺基聚合物，所述丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式II的单体的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的另外的单体单元和衍生自DMAEA.MCQ的另外的单体单元。在某些实施例中，粉末包括非离子表面活性剂和丙烯酰胺基聚合物，所述丙烯酰胺基聚合物包括衍生自
Figure BDA0002381381820000621
单体C18PEG1105MA的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的另外的单体单元和衍生自DMAEA.MCQ的另外的单体单元。在某些实施例中，粉末包括式XII的非离子表面活性剂和丙烯酰胺基聚合物，所述丙烯酰胺基聚合物包括衍生自
Figure BDA0002381381820000622
单体C18PEG1105MA的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的另外的单体单元和衍生自DMAEA.MCQ的另外的单体单元。在某些实施例中，粉末包括
Figure BDA0002381381820000623
F-127表面活性剂和/或
Figure BDA0002381381820000624
25表面活性剂和丙烯酰胺基聚合物，所述丙烯酰胺基聚合物包括衍生自
Figure BDA0002381381820000625
单体C18PEG1105MA的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的另外的单体单元和衍生自DMAEA.MCQ的另外的单体单元。
在一些实施例中，粉末包括非离子表面活性剂和丙烯酰胺基聚合物，所述丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式II的单体的缔合单体单元、衍生自式I的单体的单体单元和另外的阴离子单体单元。在一些实施例中，粉末包括非离子表面活性剂和丙烯酰胺基聚合物，所述丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式II的单体的缔合单体单元、衍生自式I的单体的单体单元和衍生自丙烯酸钠的另外的单体单元。在一些实施例中，粉末包括非离子表面活性剂和丙烯酰胺基聚合物，所述丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式II的单体的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的另外的单体单元和衍生自丙烯酸钠的另外的单体单元。在某些实施例中，粉末包括非离子表面活性剂和丙烯酰胺基聚合物，所述丙烯酰胺基聚合物包括衍生自
Figure BDA0002381381820000627
单体C18PEG1105MA的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的另外的单体单元和衍生自丙烯酸钠的另外的单体单元。在某些实施例中，粉末包括式XII的非离子表面活性剂和丙烯酰胺基聚合物，所述丙烯酰胺基聚合物包括衍生自
Figure BDA0002381381820000626
单体C18PEG1105MA的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的另外的单体单元和衍生自丙烯酸钠的另外的单体单元。在某些实施例中，粉末包括
Figure BDA0002381381820000628
F-127表面活性剂和/或
Figure BDA0002381381820000629
25表面活性剂和丙烯酰胺基聚合物，所述丙烯酰胺基聚合物包括衍生自
Figure BDA00023813818200006210
单体C18PEG1105MA的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的另外的单体单元和衍生自丙烯酸钠的另外的单体单元。
在一些实施例中，粉末包括阳离子表面活性剂和丙烯酰胺基聚合物，所述丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式VI的单体的缔合单体单元、衍生自式I的单体的单体单元和另外的阳离子单体单元。在一些实施例中，粉末包括阳离子表面活性剂和丙烯酰胺基聚合物，所述丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式VI的单体的缔合单体单元、衍生自式I的单体的单体单元和衍生自DMAEA.MCQ的另外的单体单元。在一些实施例中，粉末包括阳离子表面活性剂和丙烯酰胺基聚合物，所述丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式VI的单体的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的另外的单体单元和衍生自DMAEA.MCQ的另外的单体单元。在某些实施例中，粉末包括阳离子表面活性剂和丙烯酰胺基聚合物，所述丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式VII的MAPTAC-C12衍生物的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的另外的单体单元和衍生自DMAEA.MCQ的另外的单体单元。在某些实施例中，粉末包括式IX的阳离子表面活性剂和丙烯酰胺基聚合物，所述丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式VII的MAPTAC-C12衍生物的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的另外的单体单元和衍生自DMAEA.MCQ的另外的单体单元。在某些实施例中，粉末包括十六烷基三甲基氯化铵和/或十六烷基三甲基对甲苯磺酸铵和丙烯酰胺基聚合物，所述丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式VII的MAPTAC-C12衍生物的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的另外的单体单元和衍生自DMAEA.MCQ的另外的单体单元。
在一些实施例中，粉末包括阳离子表面活性剂和丙烯酰胺基聚合物，所述丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式VI的单体的缔合单体单元、衍生自式I的单体的单体单元和另外的阴离子单体单元。在一些实施例中，粉末包括阳离子表面活性剂和丙烯酰胺基聚合物，所述丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式VI的单体的缔合单体单元、衍生自式I的单体的单体单元和衍生自丙烯酸钠的另外的单体单元。在一些实施例中，粉末包括阳离子表面活性剂和丙烯酰胺基聚合物，所述丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式VI的单体的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的另外的单体单元和衍生自丙烯酸钠的另外的单体单元。在某些实施例中，粉末包括阳离子表面活性剂和丙烯酰胺基聚合物，所述丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式VII的MAPTAC-C12衍生物的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的另外的单体单元和衍生自丙烯酸钠的另外的单体单元。在某些实施例中，粉末包括式IX的阳离子表面活性剂和丙烯酰胺基聚合物，所述丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式VII的MAPTAC-C12衍生物的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的另外的单体单元和衍生自丙烯酸钠的另外的单体单元。在某些实施例中，粉末包括十六烷基三甲基氯化铵和/或十六烷基三甲基对甲苯磺酸铵和丙烯酰胺基聚合物，所述丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式VII的MAPTAC-C12衍生物的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的另外的单体单元和衍生自丙烯酸钠的另外的单体单元。
在一些实施例中，粉末包括阴离子表面活性剂和丙烯酰胺基聚合物，所述丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式VIII的单体的缔合单体单元、衍生自式I的单体的单体单元和另外的阳离子单体单元。在一些实施例中，粉末包括阴离子表面活性剂和丙烯酰胺基聚合物，所述丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式VIII的单体的缔合单体单元、衍生自式I的单体的单体单元和衍生自DMAEA.MCQ的另外的单体单元。在一些实施例中，粉末包括阴离子表面活性剂和丙烯酰胺基聚合物，所述丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式VIII的单体的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的另外的单体单元和衍生自DMAEA.MCQ的另外的单体单元。在某些实施例中，粉末包括式X的阴离子表面活性剂和丙烯酰胺基聚合物，所述丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式VIII的单体的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的另外的单体单元和衍生自DMAEA.MCQ的另外的单体单元。在某些实施例中，粉末包括十二烷基硫酸钠和丙烯酰胺基聚合物，所述丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式VIII的单体的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的另外的单体单元和衍生自DMAEA.MCQ的另外的单体单元。
在一些实施例中，粉末包括阴离子表面活性剂和丙烯酰胺基聚合物，所述丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式VIII的单体的缔合单体单元、衍生自式I的单体的单体单元和另外的阴离子单体单元。在一些实施例中，粉末包括阴离子表面活性剂和丙烯酰胺基聚合物，所述丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式VIII的单体的缔合单体单元、衍生自式I的单体的单体单元和衍生自丙烯酸钠的另外的单体单元。在一些实施例中，粉末包括阴离子表面活性剂和丙烯酰胺基聚合物，所述丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式VIII的单体的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的另外的单体单元和衍生自丙烯酸钠的另外的单体单元。在某些实施例中，粉末包括式X的阴离子表面活性剂和丙烯酰胺基聚合物，所述丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式VIII的单体的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的另外的单体单元和衍生自丙烯酸钠的另外的单体单元。在某些实施例中，粉末包括十二烷基硫酸钠和丙烯酰胺基聚合物，所述丙烯酰胺基聚合物包括衍生自式VIII的单体的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的另外的单体单元和衍生自丙烯酸钠的另外的单体单元。
粉末的单独组分，例如，一种或多种丙烯酰胺基聚合物和一种或多种任选的表面活性剂，如本文所述的参数所限定的。
一种或多种丙烯酰胺基聚合物的单独结构，例如，一种或多种丙烯酰胺基聚合物和选自阳离子单体单元、阴离子单体单元、非离子单体单元、两性离子单体单元或其组合中的至少一种单体单元的一种或多种单体单元，如本文所述的参数所限定的。
一种或多种表面活性剂的单独结构如本文所述的参数所限定的。
粉末的单独组分的数量，例如，一种或多种丙烯酰胺基聚合物和任选地一种或多种表面活性剂的量，如本文所述的参数所限定的。
一种或多种丙烯酰胺基聚合物的单独单体单元的数量，例如，一种或多种缔合单体单元和选自阳离子单体单元、阴离子单体单元、非离子单体单元、两性离子单体单元或其组合中的至少一种单体单元的一种或多种单体单元，如本文所述的参数所限定的。
在某些实施例中，粉末的物理特性如本文所述的参数所限定的。
本发明进一步通过以下实施例来说明。
(1)一种用于将包括一种或多种丙烯酰胺基聚合物的粉末溶散以形成经溶散粉末溶液的方法，所述方法包括将所述粉末与溶剂的混合物共混，持续不超过约15分钟，以产生所述经溶散粉末溶液，其中所述粉末包括已干切割到约200微米到约10,000微米的中值粒度的颗粒。
(2)根据实施例(1)所述的方法，其中所述溶剂是水。
(3)根据实施例(1)或(2)所述的方法，其中所述颗粒的中值粒度为约350微米到约10,000微米。
(4)根据实施例(3)所述的方法，其中所述颗粒的中值粒度为约500微米到约10,000微米。
(5)根据实施例(1)到(4)中任一项所述的方法，其中所述粉末与所述溶剂的所述混合物以约5米/秒到约25米/秒的叶轮叶尖速度共混。
(6)根据实施例(5)所述的方法，其中所述粉末与所述溶剂的所述混合物以约10米/秒到约20米/秒的叶轮叶尖速度共混。
(7)根据实施例6所述的方法，其中所述粉末与所述溶剂的所述混合物以约15米/秒的叶轮叶尖速度共混。
(8)根据实施例(1)到(7)中任一项所述的方法，其中所述粉末与所述溶剂的所述混合物共混，持续不超过约10分钟，以产生所述经溶散粉末溶液。
(9)根据实施例(8)所述的方法，其中所述粉末与所述溶剂的所述混合物共混，持续不超过约5分钟，以产生所述经溶散粉末溶液。
(10)根据实施例(1)到(9)中任一项所述的方法，其中在25℃下在水中、以约5米/秒到约25米/秒的叶尖速度溶散以产生所述完全经溶散粉末溶液的1wt.％的完全经溶散粉末溶液的粘度(cps)与相同溶液的粘度(cps)的偏差在约20％内，其中所述相同溶液已经用笼式搅拌器以约1.26米/秒的叶尖速度以及在其它方面相同的条件溶散，以产生所述完全经溶散粉末溶液。
(11)根据实施例(10)所述的方法，其中在25℃下在水中、以约5米/秒到约25米/秒的叶尖速度溶散以产生所述完全经溶散粉末溶液的1wt.％的完全经溶散粉末溶液的粘度(cps)与相同溶液的粘度(cps)的偏差在约10％内，其中所述相同溶液已经用笼式搅拌器以约1.26米/秒的叶尖速度以及在其它方面相同的条件溶散，以产生所述完全经溶散粉末溶液。
(12)根据实施例(1)到(11)中任一项所述的方法，其中在25℃下在水中、以约5米/秒到约25米/秒的叶尖速度溶散以产生所述完全经溶散粉末溶液的1wt.％的完全经溶散粉末溶液的特性粘度(dL/g)与相同溶液的特性粘度(dL/g)的偏差在约20％内，其中所述相同溶液已经用笼式搅拌器以约1.26米/秒的叶尖速度以及在其它方面相同的条件溶散，以产生所述完全经溶散粉末溶液。
(13)根据实施例(12)所述的方法，其中在25℃下在水中、以约5米/秒到约25米/秒的叶尖速度溶散以产生所述完全经溶散粉末溶液的1wt.％的完全经溶散粉末溶液的特性粘度(dL/g)与相同溶液的特性粘度(dL/g)的偏差在约10％内，其中所述相同溶液已经用笼式搅拌器以约1.26米/秒的叶尖速度以及在其它方面相同的条件溶散，以产生所述完全经溶散粉末溶液。
(14)根据实施例(1)到(13)中任一项所述的方法，其中所述经溶散粉末溶液的特性粘度为约0.05dL/g到约15dL/g。
(15)根据实施例(14)所述的方法，其中所述经溶散粉末溶液的特性粘度为约0.05dL/g到约7dL/g。
(16)根据实施例(1)到(15)中任一项所述的方法，其中所述一种或多种丙烯酰胺基聚合物的重均分子量为约10kDa到约5,000kDa。
(17)根据实施例(16)所述的方法，其中所述一种或多种丙烯酰胺基聚合物的重均分子量为约200kDa到约2,000kDa。
(18)根据实施例(17)所述的方法，其中所述一种或多种丙烯酰胺基聚合物的重均分子量为约800kDa到约2,000kDa。
(19)根据实施例(1)到(18)中任一项所述的方法，其中所述经溶散粉末溶液包括至少约0.25wt.％的所述一种或多种丙烯酰胺基聚合物。
(20)根据实施例(19)所述的方法，其中所述经溶散粉末溶液包括至少约0.5wt.％的所述一种或多种丙烯酰胺基聚合物。
(21)根据实施例(20)所述的方法，其中所述经溶散粉末溶液包括至少约1wt.％的所述一种或多种丙烯酰胺基聚合物。
(22)根据实施例(1)到(21)中任一项所述的方法，其中所述粉末进一步包括一种或多种表面活性剂。
(23)根据实施例(1)到(22)中任一项所述的方法，其中所述经溶散粉末溶液进一步包括一种或多种表面活性剂。
(24)根据实施例(1)到(23)中任一项所述的方法，其中所述一种或多种丙烯酰胺基聚合物中的至少一种丙烯酰胺基聚合物具有式AP1：
Figure BDA0002381381820000681
其中E为一种或多种缔合单体单元，F为一种或多种另外的单体单元，G为一种或多种另外的式I的单体单元：
Figure BDA0002381381820000682
其中R1为H或C1-C4烷基，并且每个R2独立地为H或烷基、芳基、氟烷基或氟芳基基团，并且H任选地存在并且为一种或多种哌啶-2,6-二酮单元，其中所述一种或多种哌啶-2,6-二酮在所述另外的式I的单体单元(“G”)的丙烯酰胺氮在所述另外的单体单元(“F”)的羰基上环化时形成。
(25)根据实施例(1)到(24)中任一项所述的方法，其中所述粉末包括缔合网络化的一种或多种丙烯酰胺基聚合物和一种或多种表面活性剂。
(26)根据实施例(25)所述的方法，其中所述一种或多种丙烯酰胺基聚合物中的至少一种丙烯酰胺基聚合物具有与所述一种或多种表面活性剂在结构上类似的一种或多种单体单元。
以下实例进一步说明了本发明，但是当然不应被解释为以任何方式限制其范围。
实例1
作为对照提供的此实例说明了对在没有通过缔合单体单元或表面活性剂网络化的低分子量聚合物展示的不能机器处理成粉末的影响。
将包括95/5mol％的丙烯酰胺/DMAEA.MCQ的聚合物1(对照)用以下方式合成：
将含有95/5mol％丙烯酰胺/DMAEA.MCQ、偶氮引发剂、链转移剂、缓冲剂和螯合剂的34wt.％的单体混合物的pH为2到5的1,000g水溶液冷却到大约-5℃，并用氮气脱气。用一对氧化还原剂引发聚合反应，并以绝热方式进行聚合，直到单体的转化率达到多于99.99％，以产生1x 106g/mol的目标分子量。所得聚合物凝胶太软且太粘而不能在1wt.％(相对于聚合物凝胶的重量)的基于石油的润滑剂的辅助下在切割机(Restch铣刀)中以1500rpm进行处理。以手动方式将所得聚合物凝胶在托盘上分成小块，并且以85℃在烘箱中进行干燥以除去水分，并且然后在30℃下在1.0N NaNO3溶液中研磨成特性粘度为3.20dg/L和赫金斯常数为0.31的粉末。通过对所得聚合物进行水解(使用pH值为12的0.1wt.％的NaOH溶液、用笼式搅拌器以400rpm持续一小时)之后通过尺寸排阻色谱法来确定重均分子量。
如从表1所述的结果显而易见的是，缺乏通过缔合单体暂时网络化的低分子量聚合物1不能被机器处理而形成粉末。这由需要手动分成柔软且粘的聚合物的程序进一步证明。
表1
Figure BDA0002381381820000701
实例2
此实例说明了对在通过包括通过缔合单体单元和表面活性剂暂时网络化的低分子量聚合物所展示的机器处理成粉末的能力的影响。
将包括94.94/5/0.06mol％丙烯酰胺/DMAEA.MCQ/C18PEG1105MA的聚合物2用以下方式合成：
将含有94.94/5/0.06mol％丙烯酰胺/DMAEA.MCQ/C18PEG1105MA(
Figure BDA0002381381820000703
单体；55％活性；赢创工业，埃森，德国)的34wt.％的单体混合物、1wt.％的
Figure BDA0002381381820000702
F127表面活性剂(巴斯夫公司，弗洛勒姆帕克，新泽西州)、偶氮引发剂、链转移剂、缓冲剂和螯合剂的pH为2到5的1,000g水溶液冷却到大约-5℃，并用氮气脱气。用一对氧化还原剂引发聚合反应，并以绝热方式进行聚合，直到单体的转化率达到多于99.99％，以产生1x106g/mol的目标分子量。将保持类糖稀的稠度且不粘的所得湿凝胶在1wt.％(相对于聚合物凝胶的重量)的基于石油的润滑剂的辅助下在切割机(Retsch铣刀)中以1500rpm进行处理以形成颗粒。将湿凝胶颗粒在85℃下在烤箱中的网状托盘中干燥以将含水量降低到约10wt.％，并且然后在30℃下在1N NaNO3溶液中研磨成特性粘度为2.91dg/L和赫金斯常数为1.05的粉末。通过对所得聚合物进行水解(使用pH值为12的0.1wt.％的NaOH溶液、用笼式搅拌器以400rpm持续一小时)之后通过尺寸排阻色谱法来确定重均分子量。
如从表1所述的结果显而易见的是，包括暂时网络化的低分子量聚合物2能够被机器处理，以形成粉末。这通过允许使用切割机对湿凝胶进行处理的程序进一步证明。
实例3
此实例说明了对在通过包括通过缔合单体单元和表面活性剂暂时网络化的低分子量聚合物所展示的处理成粉末的能力的影响。
将包括94.84/5/0.12mol％丙烯酰胺/DMAEA.MCQ/C18PEG1105MA的聚合物3用以下方式合成：
将含有94.8/5/0.12mol％丙烯酰胺/DMAEA.MCQ/C18PEG1105MA(
Figure BDA0002381381820000711
单体；55％活性；赢创工业，埃森，德国)的34wt.％的单体混合物、1wt.％的
Figure BDA0002381381820000712
F127表面活性剂(巴斯夫公司，弗洛勒姆帕克，新泽西州)、偶氮引发剂、链转移剂、缓冲剂和螯合剂的pH为2到5的1,000g水溶液冷却到大约-5℃，并用氮气脱气。用一对氧化还原剂引发聚合反应，并以绝热方式进行聚合，直到单体的转化率达到多于99.99％，以产生0.5x106g/mol的目标分子量。将保持类糖稀的稠度且不粘的所得湿凝胶在1wt.％(相对于聚合物凝胶的重量)的基于石油的润滑剂的辅助下在切割机(Retsch铣刀)中以1500rpm进行处理以形成颗粒。将湿凝胶颗粒在85℃下在烤箱中的网状托盘中干燥以将含水量降低到约10wt.％，并且然后在30℃下在1N NaNO3溶液中研磨成特性粘度为1.96dg/L和赫金斯常数为1.36的粉末。通过对所得聚合物进行水解(使用pH值为12的0.1wt.％的NaOH溶液、用笼式搅拌器以400rpm持续一小时)之后通过尺寸排阻色谱法来确定重均分子量。
如从表1所述的结果显而易见的是，包括暂时网络化的低分子量聚合物3能够被机器处理，以形成粉末。这通过允许使用切割机对湿凝胶进行处理的程序进一步证明。
实例4
此实例说明了对在通过包括仅通过缔合单体单元暂时网络化(即，在单体相中未进一步包括表面活性剂)的低分子量聚合物所展示的机器处理成粉末的能力的影响。
将包括89.965/10/0.035mol％丙烯酰胺/DMAEA.MCQ/C18PEG1105MA的聚合物4用以下方式合成：
将含有89.965/10/0.035mol％丙烯酰胺/DMAEA.MCQ/C18PEG1105MA(
Figure BDA0002381381820000721
单体；55％活性；赢创工业，埃森，德国)的37wt.％的单体混合物、偶氮引发剂、链转移剂、缓冲剂和螯合剂的pH为2到5的1,000g水溶液冷却到大约-5℃，并用氮气脱气。用一对氧化还原剂引发聚合反应，并以绝热方式进行聚合，直到单体的转化率达到多于99.99％，以产生1.0x 106g/mol的目标分子量。将保持类糖稀的稠度且不粘的所得湿凝胶在1wt.％(相对于聚合物凝胶的重量)的基于石油的润滑剂的辅助下在切割机(Retsch铣刀)中以1500rpm进行少量处理以形成颗粒。将湿凝胶颗粒在85℃下在烤箱中的网状托盘中干燥，以将水含量降低到约10wt.％，并且然后研磨成粉末。如使用粉末的折射率设置为1.5000的Horiba激光散射粒度分布分析仪LA-950所确定的，所得粉末的中值粒度为568.9微米(平均粒度为634.4)。用笼式搅拌器以400rpm搅拌1小时，粉末未完全溶解为1wt.％的合成自来水溶液。如使用主轴62在博勒飞(Brookfield)模型DV-E粘度计上以30rpm测量的，作为1wt.％的合成自来水溶液，粉末的粘度为744cps。通过对所得聚合物进行水解(使用pH值为12的0.1wt.％的NaOH溶液、用笼式搅拌器以400rpm持续一小时)之后通过尺寸排阻色谱法来确定重均分子量。
如从表2所述的结果显而易见的是，不包括表面活性剂的低分子量聚合物4能够少量地被机器处理，以形成粉末。所得粉末可微溶于水(即，用笼式搅拌器在400rpm下搅拌一小时，未完全溶解为1wt.％的地方性自来水溶液)。
表2
Figure BDA0002381381820000731
实例5
此实例说明了对在通过包括通过缔合单体单元和表面活性剂暂时网络化的低分子量聚合物所展示的机器处理成粉末的能力的影响。
将包括89.965/10/0.035mol％丙烯酰胺/DMAEA.MCQ/C18PEG1105MA的聚合物5用以下方式合成：
将含有89.965/10/0.035mol％丙烯酰胺/DMAEA.MCQ/C18PEG1105MA(
Figure BDA0002381381820000732
单体；55％活性；赢创工业，埃森，德国)、1wt.％
Figure BDA0002381381820000733
25表面活性剂、或乙氧基化(25mol EO)C16-18脂肪醇(巴斯夫公司，弗洛勒姆帕克，新泽西州)、偶氮引发剂、链转移剂、缓冲剂和螯合剂的37wt.％单体混合物的pH为2到5的1,000g水溶液冷却到大约-5℃，并用氮气脱气。用一对氧化还原剂引发聚合反应，并以绝热方式进行聚合，直到单体的转化率达到多于99.99％，以产生1.0x 106g/mol的目标分子量。将保持类糖稀的稠度且不粘的所得湿凝胶在1wt.％(相对于聚合物凝胶的重量)的基于石油的润滑剂的辅助下在切割机(Retsch铣刀)中以1500rpm进行处理以形成颗粒。将湿凝胶颗粒在85℃下在烤箱中的网状托盘中干燥，以将水含量降低到约10wt.％，并且然后研磨成粉末。如使用粉末的折射率设置为1.5000的Horiba激光散射粒度分布分析仪LA-950所确定的，所得粉末的中值粒度为559.7微米(平均粒度为609.3)。用笼式搅拌器以400rpm搅拌1小时，粉末完全溶解为1wt.％的合成自来水溶液。如使用主轴62在博勒飞模型DV-E粘度计上以30rpm测量的，作为1wt.％的合成自来水溶液，粉末聚合物的粘度为317cps。通过对所得聚合物进行水解(使用pH值为12的0.1wt.％的NaOH溶液、用笼式搅拌器以400rpm持续一小时)之后通过尺寸排阻色谱法来确定重均分子量。通过13C NMR光谱法(图1)进一步分析了聚合物5的结构，以对存在于聚合物中的哌啶-2,6-二酮的量进行定量。在氘水中制备13C NMR样品，并使用配备有Z梯度和宽带10mm探针的安捷伦伊诺娃(Agilent Inova)500Mhz光谱仪获取碳谱。
如从表2所述的结果显而易见的是，包括表面活性剂的低分子量聚合物5容易地被机器处理，以形成粉末。另外，用笼式搅拌器以400rpm搅拌一小时，包括2.2wt.％表面活性剂的所得粉末完全溶解为1wt.％的本地自来水溶液。
另外，哌啶-2,6-二酮单体单元的存在可以通过13C NMR光谱中的特征峰为177ppm的13C NMR光谱法验证(图1)。哌啶-2,6-二酮单体单元的相对量可以通过对处于177ppm的峰进行积分，然后与指示其它单体单元的其它13C NMR信号的积分进行相对比较来量化。积分分析说明聚合物5包括7.8/90/2.1mol％的DMAEA.MCQ-丙烯酰胺-哌啶-2,6-二酮。注意，缔合单体单元以如此低的浓度存在，使得缔合单体单元的特征峰通过13C NMR光谱法不可见。
实例6
作为对照提供的此实例说明了对在没有通过缔合单体单元或表面活性剂网络化的低分子量聚合物展示的不能机器处理成粉末的影响。
将包括50/50mol％丙烯酰胺/丙烯酸钠的聚合物6(对照)用以下方式合成：
将含有50/50mol％丙烯酰胺/丙烯酸钠、偶氮引发剂、链转移剂和螯合剂的37wt.％单体混合物的处于中性pH的1,000g水溶液冷却到大约-5℃，并用氮气脱气。用一对氧化还原剂引发聚合反应，并以绝热方式进行聚合，直到单体的转化率达到多于99.99％，以产生1.0x 106g/mol的目标分子量。所得聚合物湿凝胶太软且太粘而不能在1wt.％(相对于聚合物凝胶的重量)的基于石油的润滑剂的辅助下在切割机(Retsch铣刀)中以1500rpm进行处理。以手动方式将所得湿凝胶在托盘上分成小块，并且以85℃在烘箱中进行干燥以除去水分，并且然后在30℃下在1N NaNO3溶液中研磨成特性粘度为5.80dg/L和赫金斯常数为0.24的粉末。通过尺寸排阻色谱法确定重均分子量。
如从表3所述的结果显而易见的是，缺乏通过缔合单体单元暂时网络化的低分子量聚合物6不能被机器处理而形成粉末。这由需要手动分成柔软且粘的聚合物的程序进一步证明。
表3
Figure BDA0002381381820000751
实例7
此实例说明了对在通过包括通过缔合单体单元和表面活性剂暂时网络化的低分子量聚合物所展示的机器处理成粉末的能力的影响。
将包括49.9/50/0.1mol％丙烯酰胺/丙烯酸钠/MAPTAC-C12衍生物的聚合物7用以下方式合成：
将含有49.9/50/0.1mol％丙烯酰胺/丙烯酸钠/MAPTAC-C12衍生物、0.5wt.％的十六烷基三甲基对甲苯磺酸铵(西格玛-奥德里奇，圣路易斯，密苏里州)、偶氮引发剂、链转移剂和螯合剂的37wt.％单体混合物的处于中性pH的1,000g水溶液冷却到大约-5℃，并用氮气脱气。用一对氧化还原剂引发聚合反应，并以绝热方式进行聚合，直到单体的转化率达到多于99.99％，以产生1.0x 106g/mol的目标分子量。将保持类糖稀的稠度且不粘的所得湿凝胶在1wt.％(相对于聚合物凝胶的重量)的基于石油的润滑剂的辅助下在切割机(Retsch铣刀)中以1500rpm进行处理以形成颗粒。将湿凝胶颗粒在85℃下在烤箱中的网状托盘中干燥，以将水含量降低到约10wt.％，并且然后研磨成粉末。如使用粉末的折射率设置为1.5000的Horiba激光散射粒度分布分析仪LA-950所确定的，所得粉末的中值粒度为357.1微米(平均粒度为420.1)。粉末在30℃下在1.0N NaNO3溶液中的特性粘度为5.83dg/L并且赫金斯常数为0.84。用笼式搅拌器以400rpm搅拌1小时，粉末完全溶解为1wt.％的合成自来水溶液。如使用主轴63在博勒飞模型DV-E粘度计上以30rpm测量的，作为1wt.％的合成自来水溶液，粉末的粘度为1976cps。通过使用替代品、聚合物6的尺寸排阻色谱法确定重均分子量。
如从表3所述的结果显而易见的是，包括表面活性剂的低分子量聚合物7容易地被机器处理，以形成粉末。另外，表4显示，用笼式搅拌器以400rpm搅拌一小时，包括1.3wt.％表面活性剂的所得粉末完全溶解为1wt.％的本地自来水溶液。
实例8
此实例说明了对在通过包括通过缔合单体单元和表面活性剂暂时网络化的低分子量聚合物所展示的机器处理成粉末的能力的影响。
将包括89.9/10/0.1mol％丙烯酰胺/丙烯酸钠/MAPTAC-C12衍生物的聚合物8用以下方式合成：
将含有89.9/10/0.1mol％丙烯酰胺/丙烯酸钠/MAPTAC-C12衍生物、0.5wt.％的十六烷基三甲基对甲苯磺酸铵(西格玛-奥德里奇，圣路易斯，密苏里州)、偶氮引发剂、链转移剂和螯合剂的33wt.％单体混合物的处于中性pH的1,000g水溶液冷却到大约-5℃，并用氮气脱气。用一对氧化还原剂引发聚合反应，并以绝热方式进行聚合，直到单体的转化率达到多于99.99％，以产生1.0x 106g/mol的目标分子量。将保持类糖稀的稠度且不粘的所得湿凝胶在1wt.％(相对于聚合物凝胶的重量)的基于石油的润滑剂的辅助下在切割机(Retsch铣刀)中以1500rpm进行处理以形成颗粒。将湿凝胶颗粒在85℃下在烤箱中的网状托盘中干燥，以将水含量降低到约10wt.％，并且然后研磨成粉末。如使用粉末的折射率设置为1.5000的Horiba激光散射粒度分布分析仪LA-950所确定的，所得粉末的中值粒度为396.2微米(平均粒度为463.6)。粉末在30℃下在1N NaNO3溶液中的特性粘度为3.49dg/L并且赫金斯常数为2.49。用笼式搅拌器以400rpm搅拌1小时，粉末完全溶解为1wt.％的合成自来水溶液。如使用主轴63在博勒飞模型DV-E粘度计上以30rpm测量的，作为1wt.％的自来水溶液，粉末的粘度为2748cps。在不存在MAPTAC-C12衍生物的情况下，使用用含有90/10mol％丙烯酰胺/丙烯酸钠的相同的合成程序形成的替代聚合物，通过尺寸排阻色谱法确定重均分子量。
如从表3所述的结果显而易见的是，包括表面活性剂的低分子量聚合物8容易地被机器处理，以形成粉末。另外，表4显示，用笼式搅拌器以400rpm搅拌一小时，包括1.3wt.％表面活性剂的所得粉末完全溶解为1wt.％的本地自来水溶液。
表4
Figure BDA0002381381820000771
实例9
此实例说明了对在通过包括仅通过缔合单体暂时网络化(即，在单体相中未进一步包括表面活性剂)的低分子量聚合物所展示的机器处理成粉末的能力的影响。
将包括49.9/50/0.1mol％丙烯酰胺/丙烯酸钠/MAPTAC-C12衍生物的聚合物9用以下方式合成：
将含有49.9/50/0.1mol％丙烯酰胺/丙烯酸钠/MAPTAC-C12衍生物、偶氮引发剂、链转移剂和螯合剂的37wt.％单体混合物的处于中性pH的1,000g水溶液冷却到大约-5℃，并用氮气脱气。用一对氧化还原剂引发聚合反应，并以绝热方式进行聚合，直到单体的转化率达到多于99.99％，以产生1.0x 106g/mol的目标分子量。将保持类糖稀的稠度且不粘的所得湿凝胶在1wt.％(相对于聚合物凝胶的重量)的基于石油的润滑剂的辅助下在切割机(Retsch铣刀)中以1500rpm进行处理以形成颗粒。将湿凝胶颗粒在85℃下在烤箱中的网状托盘中干燥，以除去(即，以实现约10wt.％的水分含量)水分，并且然后研磨成粉末。如使用粉末的折射率设置为1.5000的Horiba激光散射粒度分布分析仪LA-950所确定的，所得粉末的中值粒度为385.4微米(平均粒度为446.4)。粉末在30℃下在1N NaNO3溶液中的特性粘度为5.84dg/L并且赫金斯常数为0.98。用笼式搅拌器以400rpm搅拌1小时，粉末聚合物未完全溶解为1wt.％的合成自来水溶液。如使用主轴63在博勒飞模型DV-E粘度计上以30rpm测量的，作为1wt.％的合成自来水溶液，粉末的粘度为1588cps。使用替代品、聚合物6通过尺寸排阻色谱法确定重均分子量。
如从表4所述的结果显而易见的是，不包括表面活性剂的低分子量聚合物9能够被机器处理，以形成粉末。所得粉末可微溶于水(即，用笼式搅拌器在400rpm下搅拌一小时，未完全溶解为1wt.％的地方性自来水溶液)。
实例10
此实例说明了对用包括通过缔合单体单元和表面活性剂网络化的一种或多种丙烯酰胺基聚合物的粉末处理的纸张所展示的纸干强度的影响。
使聚合物2(根据实例2制备)和聚合物3(根据实例3制备)溶于水中，并且以各种浓度计给予到纤维素纤维浆液中。然后将经过处理的纤维添加到手抄纸模具中，并通过筛网排水以形成湿纤维垫。将垫从筛网上筛下，按压并干燥以产生完成的纸张。对纸张进行抗拉强度和抗压强度测试，并且结果分别在图2和图3中阐述。另外，还对已确立的商业强度剂纳尔科(Nalco)64114(即，乙二醛化聚丙烯酰胺聚合物)的抗拉强度和抗压强度结果进行比较。
如图2和图3所展示的，聚合物2和聚合物3展示出令人满意的强度性能，在抗拉强度和抗压强度方面均优于标准纳尔科64114(即乙二醛化聚丙烯酰胺聚合物)(对照)。
实例11
此实例说明了对用包括通过缔合单体单元和表面活性剂网络化的一种或多种丙烯酰胺基聚合物的粉末处理的纸张所展示的纸干强度的影响。
将聚合物1(对照，根据实例1制备)和聚合物2(根据实例2制备)溶于水中，并以不同浓度给予到纤维素纤维浆液中。然后将经过处理的纤维添加到手抄纸模具中，并通过筛网排水以形成湿纤维垫。将垫从筛网上筛下，按压并干燥以产生完成的纸张。对纸张进行抗拉强度测试，并且结果在图4中阐述。
如图4所展示的，聚合物2相对于缺乏通过缔合单体单元的网络化的低分子量聚合物1(对照)展示出提高的抗拉强度。
实例12
此实例说明了如与用高剪切混合和低剪切混合溶散的高分子量常规干粉絮凝剂(“絮凝剂比较品1”)相比对通过用高剪切混合和低剪切混合溶散的聚合物5所展示的聚合物质量的影响。
将包括90/10丙烯酰胺/DMAEA.MCQ的絮凝剂比较品1(中值粒度约990±386微米)制备成分子量为～10,000kDa并且增比比浓粘度(“RSV”)在450ppm和pH 4下为19dL/g。
将包括89.965/10/0.035mol％丙烯酰胺/DMAEA.MCQ/C18PEG1105MA的聚合物5(中值粒度约为560微米)制备成分子量为～1,000kDa并且增比比浓粘度在3,000ppm和pH 12下为4dL/g。
将聚合物5的两种1wt.％溶液溶散以形成完全经溶散粉末溶液。将第一种溶液用笼式搅拌器以800rpm(叶尖速度为1.26米/秒)溶散，持续1小时。使用配备有S 25 N–25 F分散元件的IKA T 25数字ULTRA-
Figure BDA0002381381820000802
高性能分散仪器将第二种溶液以8,000rpm(叶尖速度为10.47米/秒)溶散，持续4分钟。
为了进行比较，将絮凝剂比较品1的两种0.25wt.％溶液溶散，以形成完全经溶散粉末溶液。将第一种溶液用笼式搅拌器以400rpm(叶尖速度为0.63米/秒)溶散，持续1小时。使用配备有S 25 N–25 F分散元件的IKA T 25数字ULTRA-
Figure BDA0002381381820000803
高性能分散仪器将第二种溶液以8,000rpm(叶尖速度为10.47米/秒)溶散，持续4分钟。
对所得经溶散粉末溶液的粘度、特性粘度和赫金斯常数进行比较，并且结果在表1中阐述。
表1
Figure BDA0002381381820000801
如从表1所述的结果显而易见的是，如粘度和特性粘度的降低所证明的，对比絮凝剂1当使用IKA T 25数字ULTRA-
Figure BDA0002381381820000804
高性能分散仪器在高剪切下溶散时降解成较低分子量的聚合物。然而，如相对类似的粘度和特性粘度所证明的，与使用笼式搅拌器在低剪切下溶散的溶液相比，聚合物5当使用IKA T 25数字ULTRA-
Figure BDA0002381381820000811
高性能分散仪器在高剪切下溶散时保持其分子量。
实例13
此实例说明了由RM50折射仪(梅特勒托利多)测量的一系列丙烯酰胺基聚合物溶液在25℃和1个大气(“atm”)压下的折射率。
通过以下方式获得具有已知浓度的完全溶解的丙烯酰胺基聚合物溶液：将称取量的粉末与称取量的水在剪切下用笼式搅拌器以400到800rpm混合(叶尖速度为0.63米/秒到约1.26米/秒)，直到粉末与水的混合物可以容易地通过100目筛，其中有微量的不可溶凝胶残留物(添加<<0.05wt.％的原始粉末)留在筛网上。可以将所得已过滤的丙烯酰胺基聚合物溶液的等分试样放置在RM50折射仪(梅特勒托利多)的单元格中，并且记录折射率。针对不同浓度的丙烯酰胺基聚合物溶液重复所述程序，并将折射率绘制为浓度的函数。
如图5所展示的，丙烯酰胺基聚合物溶液的折射率与浓度呈线性相关。因此，可以使用折射率校准曲线来估计丙烯酰胺基聚合物溶液的浓度。
实例14
此比较实例说明了如通过折射率测量的，用笼式搅拌器以800rpm(叶尖速度为1.26米/秒)溶散的粉末悬浮液(1wt.％)的混合进程。
以手动方式或使用粉末加料器(例如，Norchem POWDERCATTM加料器(Norchem工业(Norchem Industries)，莫克纳，伊利诺伊)将称取量的粉末分散到称取量的水(1wt.％粉末含量)中，获得粉末(聚合物5；中值粒度约为560微米)悬浮液。用笼式搅拌器以800rpm(叶尖速度为1.26米/秒)将所得混合物共混。以1分钟的间隔通过100目筛对悬浮液的小等分试样进行过滤，以除去任何未溶解的粉末。使用RM50折射仪(梅特勒托利多)测量滤液的折射率，并且记录折射率。使用实例13和图5所概述的校准曲线确定溶解的丙烯酰胺基聚合物溶液的浓度。将折射率(或丙烯酰胺基聚合物浓度)作为时间的函数绘图，以确定粉末悬浮液的混合进程。
如图6所展示的，在混合约15分钟之后，1wt.％粉末悬浮液的混合曲线在折射率为约1.33425处保持稳定水平。因此，此实例可以将混合约15分钟之后的1wt.％的粉末悬浮液视为完全经溶散粉末溶液。
实例15
此实例说明了如通过折射率测量的，用IKA T 25数字ULTRA-
Figure BDA0002381381820000821
高性能分散仪器以8,000rpm(叶尖速度为10.47米/秒)溶散的粉末悬浮液(1wt.％)的混合进程。
以手动方式或使用粉末加料器(例如，Norchem POWDERCATTM加料器(Norchem工业，莫克纳，伊利诺伊)将称取量的粉末分散到称取量的水(1wt.％粉末含量)中，获得粉末(聚合物5；中值粒度约为560微米)悬浮液。用IKA T 25数字ULTRA-
Figure BDA0002381381820000822
高性能分散仪器以8,000rpm(叶尖速度为10.47米/秒)将所得混合物共混。以30秒的间隔通过100目筛对悬浮液的小等分试样进行过滤，以除去任何未溶解的粉末。使用RM50折射仪(梅特勒托利多)测量滤液的折射率，并且记录折射率。使用实例13和图5所概述的校准曲线确定溶解的丙烯酰胺基聚合物溶液的浓度。将折射率(或丙烯酰胺基聚合物浓度)作为时间的函数绘图，以确定粉末悬浮液的混合进程。
如图7所展示的，在混合约4分钟之后，1wt.％粉末悬浮液的混合曲线在折射率为约1.33425处保持稳定水平。因此，此实例可以将混合约4分钟之后的1wt.％的粉末悬浮液视为完全经溶散粉末溶液。
本文引用的所有参考文献(包含出版物、专利申请和专利)均通过引用并入本文，其程度如同每篇参考文献被单独并且具体地指出的通过引用并入并且在本文中整体阐述。
除非本文另外指出或明显与上下文相矛盾，否则在描述本发明的上下文中(尤其是在以下权利要求书的上下文中)，使用的术语“一个(a)”和“一种(an)”以及“所述”和“至少一个”以及类似指示物应被解释为涵盖单数与复数两者。除非本文另外指出或明显与上下文相矛盾，否则在一个或多个条目的清单后使用的术语“至少一个”(例如“A和B中的至少一个”)应被解释为意指选自所列条目的一个条目(A或B)或所列条目中的两个或更多个条目的任何组合(A和B)。除非另有说明，否则术语“包括”、“具有”、“包含”和“含有”应被解释为开放式术语(即，意指“包含但不限于”)。除非本文中另外指明，否则对本文中值范围的叙述仅旨在用作单独地提及落入所述范围的每个单独值的速记方法，并且每个单独值并入本说明书中，如同在本文中单独地叙述一样。除非本文中另外指明或明显与上下文相矛盾，否则本文所述的所有方法均可以以任何合适的顺序执行。除非另外要求，否则本文提供的任何和所有实例或示例性语言(例如，“如”)的使用仅旨在更好地说明本发明并且不对本发明的范围构成限制。本说明书中的任何语言都不应被解释为将任何未要求保护的元素解释为实践本发明所必须的。
本文描述了本发明的优选实施例，包含诸位发明人已知的用于执行本发明的最佳模式。对本领域的普通技术人员而言，那些优选实施例的变化在阅读前述描述之后可能变得显而易见。诸位发明人期望熟练的业内人士在适当时采用这些变化，并且诸位本发明人的意图是以与本文具体描述的方式不同的方式来实践本发明。因此，本发明包含可适用的法律所允许的、在此所附的权利要求书中叙述的主题的所有变更和等效物。此外，本发明涵盖以上描述的元素在其所有可能的变体中的任意组合，除非另外在此指出或另外明确地与上下文相矛盾。

Claims (26)

1.一种用于溶散包括一种或多种丙烯酰胺基聚合物的粉末以形成经溶散粉末溶液的方法，所述方法包括将所述粉末与溶剂的混合物共混持续不超过约15分钟，以产生所述经溶散粉末溶液，
其中所述粉末包括已干切割到约200微米到约10,000微米的中值粒度的颗粒。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述溶剂是水。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述颗粒的中值粒度为约350微米到约10,000微米。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述颗粒的中值粒度为约500微米到约10,000微米。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的方法，其中所述粉末与所述溶剂的所述混合物以约5米/秒到约25米/秒的叶轮叶尖速度共混。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述粉末与所述溶剂的所述混合物以约10米/秒到约20米/秒的叶轮叶尖速度共混。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述粉末与所述溶剂的所述混合物以约15米/秒的叶轮叶尖速度共混。
8.根据权利要求1到7中任一项所述的方法，其中所述粉末与所述溶剂的所述混合物共混持续不超过约10分钟，以产生所述经溶散粉末溶液。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述粉末与所述溶剂的所述混合物共混持续不超过约5分钟，以产生所述经溶散粉末溶液。
10.根据权利要求1到9中任一项所述的方法，其中在25℃下在水中以约5米/秒到约25米/秒的叶尖速度溶散以产生完全经溶散粉末溶液的1wt.％的所述完全经溶散粉末溶液的粘度(cps)与相同溶液的粘度(cps)的偏差在约20％内，其中所述相同溶液已经用笼式搅拌器以约1.26米/秒的叶尖速度以及在其它方面相同的条件溶散，以产生所述完全经溶散粉末溶液。
11.根据权利要求10所述的方法，其中在25℃下在水中以约5米/秒到约25米/秒的叶尖速度溶散以产生完全经溶散粉末溶液的1wt.％的所述完全经溶散粉末溶液的粘度(cps)与相同溶液的粘度(cps)的偏差在约10％内，其中所述相同溶液已经用笼式搅拌器以约1.26米/秒的叶尖速度以及在其它方面相同的条件溶散，以产生所述完全经溶散粉末溶液。
12.根据权利要求1到11中任一项所述的方法，其中在25℃下在水中以约5米/秒到约25米/秒的叶尖速度溶散以产生完全经溶散粉末溶液的1wt.％的所述完全经溶散粉末溶液的特性粘度(dL/g)与相同溶液的特性粘度(dL/g)的偏差在约20％内，其中所述相同溶液已经用笼式搅拌器以约1.26米/秒的叶尖速度以及在其它方面相同的条件溶散，以产生所述完全经溶散粉末溶液。
13.根据权利要求12所述的方法，其中在25℃下在水中以约5米/秒到约25米/秒的叶尖速度溶散以产生完全经溶散粉末溶液的1wt.％的所述完全经溶散粉末溶液的特性粘度(dL/g)与相同溶液的特性粘度(dL/g)的偏差在约10％内，其中所述相同溶液已经用笼式搅拌器以约1.26米/秒的叶尖速度以及在其它方面相同的条件溶散，以产生所述完全经溶散粉末溶液。
14.根据权利要求1到13中任一项所述的方法，其中所述经溶散粉末溶液的特性粘度为约0.05dL/g到约15dL/g。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述经溶散粉末溶液的特性粘度为约0.05dL/g到约7dL/g。
16.根据权利要求1到15中任一项所述的方法，其中所述一种或多种丙烯酰胺基聚合物的重均分子量为约10kDa到约5,000kDa。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述一种或多种丙烯酰胺基聚合物的重均分子量为约200kDa到约2,000kDa。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述一种或多种丙烯酰胺基聚合物的重均分子量为约800kDa到约2,000kDa。
19.根据权利要求1到18中任一项所述的方法，其中所述经溶散粉末溶液包括约0.1wt.％到约10wt.％的所述一种或多种丙烯酰胺基聚合物。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述经溶散粉末溶液包括约0.5wt.％到约5wt.％的所述一种或多种丙烯酰胺基聚合物。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述经溶散粉末溶液包括约1wt.％到约4wt.％的所述一种或多种丙烯酰胺基聚合物。
22.根据权利要求1到21中任一项所述的方法，其中所述粉末进一步包括一种或多种表面活性剂。
23.根据权利要求1到22中任一项所述的方法，其中所述经溶散粉末溶液进一步包括一种或多种表面活性剂。
24.根据权利要求1到23中任一项所述的方法，其中所述一种或多种丙烯酰胺基聚合物中的至少一种丙烯酰胺基聚合物具有式AP1：
Figure FDA0002381381810000031
其中E为一种或多种缔合单体单元，F为一种或多种另外的单体单元，G为一种或多种另外的式I的单体单元：
Figure FDA0002381381810000032
其中R1为H或C1-C4烷基，并且每个R2独立地为H或烷基、芳基、氟烷基或氟芳基，并且H任选地存在并且为一种或多种哌啶-2,6-二酮单元，
其中所述一种或多种哌啶-2,6-二酮在所述另外的式I的单体单元(“G”)的丙烯酰胺氮在所述另外的单体单元(“F”)的羰基上环化时形成。
25.根据权利要求1到24中任一项所述的方法，其中所述粉末包括缔合网络化的一种或多种丙烯酰胺基聚合物和一种或多种表面活性剂。
26.根据权利要求25所述的方法，其中所述一种或多种丙烯酰胺基聚合物中的至少一种丙烯酰胺基聚合物具有与所述一种或多种表面活性剂在结构上类似的一种或多种单体单元。
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