CN115516031A - Gpam组合物和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明总体上涉及乙二醛化的聚丙烯酰胺(GPAM)组合物、其特别是在造纸行业中的制备方法和使用方法。此外，本发明总体上涉及阳离子GPAM组合物、其在造纸应用中和产品诸如纸基产品中的制备方法和使用方法，其中所述阳离子GPAM组合物可为所述纸基产品提供增加的湿强度和/或干强度，并且其中与造纸中使用的常规GPAM所需的含水载体的体积相比，此类阳离子GPAM组合物任选地需要减少体积的含水载体用于储存或运输。

Description

GPAM组合物和方法
技术领域
本公开总体上涉及乙二醛化的聚丙烯酰胺(GPAM)组合物和包含该组合物的制品及其使用方法，特别是用于造纸行业中的GPAM组合物，以及更特别是阳离子GPAM组合物及其在造纸应用和产品诸如纸基产品中的用途。本公开总体上还涉及制备所述阳离子GPAM组合物的方法。
背景技术
乙二醛化的聚丙烯酰胺(GPAM)组合物广泛用于造纸行业中，通常用于增加纸的湿强度和干强度。例如，乙二醛化的聚丙烯酰胺可增加许多家用纸巾的初始湿强度，这是一种有用的性能，因为家用纸巾在使用过程中经常与水接触。将乙二醛化的聚丙烯酰胺应用于纸制品还可增加许多板级纸制品的抗压强度和尺寸稳定性。
GPAM通常通过乙二醛和聚丙烯酰胺基础聚合物诸如阳离子聚丙烯酰胺主链之间的反应来制备。在一些情况下，乙二醛和阳离子聚丙烯酰胺之间的反应在弱碱性水溶液中进行并在酸性条件下稳定。实际上，GPAM组合物的聚丙烯酰胺组分通常含有相对少量的阳离子单体，通常低于其约5摩尔％，从而限制阳离子电荷对GPAM组合物的贡献。
此外，通过常规方法制备的GPAM通常不能在不诱导GPAM的显著和快速交联的情况下干燥成固体颗粒形式，这限制了所得GPAM组合物的实用性。因此，GPAM组合物通常在本体含水流体载体中储存和运输。以这种方式运输的GPAM组合物的体积可能是相当大的，这通常需要大体积的容器或油轮来运输。运输如此大量的产品显著增加了运输和使用GPAM组合物的成本。
由于目前GPAM组合物的性质和关于其运输的后勤考虑，仍然需要GPAM组合物，其包括促进GPAM组合物的较低运输成本和/或较低运输量的性质，同时仍然保持GPAM组合物的所需性质。
发明内容
本公开总体上涉及一种适合用作干和/或湿增强剂的阳离子乙二醛化的聚丙烯酰胺(“GPAM”)组合物，其中所述阳离子GPAM组合物包含：a.重均分子量小于30,000Da的第一基础聚合物；以及b.重均分子量为至少30,000Da的第二基础聚合物；其中所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物的重量比为约10:90至约90:10，任选地约20:80至约80:20，进一步任选地约30:70至约70:30；其中所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物各自是乙二醛化的；并且其中任选地，与造纸中使用的常规GPAM所需的含水载体的体积相比，所述阳离子GPAM组合物需要减少体积的含水载体用于储存或运输。
在一些实施方案中，所述第一基础聚合物的重均分子量可为至多25kDa或更小、20kDa或更小、15kDa或更小、10kDa或更小，或8kDa或更小。在一些实施方案中，所述第二基础聚合物的重均分子量可为至少30kDa或更大、40kDa或更大、50kDa或更大、75kDa或更大、100kDa或更大、125kDa或更大、150kDa或更大、175kDa或更大、200kDa或更大、225kDa或更大、250kDa或更大、275kDa或更大、300kDa或更大、325kDa或更大、350kDa或更大、375kDa或更大、400kDa或更大，或500kDa或更大。在一些实施方案中，所述阳离子GPAM组合物的乙二醛化百分比可为约2％至约90％，任选地约3％至约80％，进一步任选地约4％至约70％，进一步任选地约5％至约60％。在一些实施方案中，所述第一基础聚合物的乙二醛化百分比可为约2％至约90％，任选地约3％至约80％，进一步任选地约4％至约70％，进一步任选地约5％至约60％。在一些实施方案中，所述第二基础聚合物的乙二醛化百分比可为约2％至约90％，任选地约3％至约80％，进一步任选地约4％至约70％，进一步任选地约5％至约60％。在一些实施方案中，所述阳离子GPAM组合物的GPAM含量可为约2％至约20％，任选地约3％至约10％，进一步任选地约4％至约8％，进一步任选地约5％至约7％。在一些实施方案中，所述第一基础聚合物的GPAM含量可为约2％至约20％，任选地约3％至约10％，进一步任选地约4％至约8％，进一步任选地约5％至约7％。在一些实施方案中，所述第二基础聚合物的GPAM含量可为约2％至约20％，任选地约3％至约10％，进一步任选地约4％至约8％，进一步任选地约5％至约7％。在一些实施方案中，所述第一基础聚合物可包含至少5重量％、至少10重量％、至少15重量％、至少20重量％、至少25重量％、至少30重量％、至少35重量％、至少40重量％、至少50重量％或至少60重量％的阳离子电荷，其中任选地所述第一基础聚合物可以是两性的。在一些实施方案中，所述第二基础聚合物可包含至少5重量％、至少10重量％、至少15重量％、至少20重量％、至少25重量％、至少30重量％、至少35重量％、至少40重量％、至少50重量％或至少60重量％的阳离子电荷，其中任选地所述第二基础聚合物可以是两性的。在一些实施方案中，所述第一基础聚合物可包含至少5重量％、至少10重量％、至少15重量％、至少20重量％、至少25重量％、至少30重量％、至少35重量％、至少40重量％、至少50重量％或至少60重量％的阳离子单体百分比，其中任选地所述第一基础聚合物可以是两性的。在一些实施方案中，所述第二基础聚合物可包含至少5重量％、至少10重量％、至少15重量％、至少20重量％、至少25重量％、至少30重量％、至少35重量％、至少40重量％、至少50重量％或至少60重量％的阳离子单体百分比，其中任选地所述第二基础聚合物可以是两性的。在一些实施方案中，所述阳离子GPAM组合物可包含约1.0％或更大、2.0％或更大、3.0％或更大、4.0％或更大、5.0％或更大、5.5％或更大、6.0％或更大、6.5％或更大、7.0％或更大、7.5％或更大、8.0％或更大、8.5％或更大、9.0％或更大、9.5％或更大、10.0％或更大、10.5％或更大、11.0％或更大，或11.5％或更大的固体重量百分比。在一些实施方案中，所述阳离子GPAM组合物可包含约1.0％至约20.0％，任选地约3.0％至约15.0％的固体重量百分比。在一些实施方案中，所述阳离子GPAM组合物可包含至少约1:99、至少约2.5:97.5、至少约5:95、至少约7.5:92.5、至少约10:90、至少约12.5:87.5、至少约15:85、至少约17.5:82.5、至少约20:80、至少约22.5:77.5、至少约25:75、至少约27.5:72.5、至少约29:71或至少约30:70的乙二醛与总基础聚合物重量比。在一些实施方案中，所述第一基础聚合物可包含丙烯酰胺基聚合物。在一些实施方案中，所述第二基础聚合物可包含丙烯酰胺基聚合物。在一些实施方案中，所述第一基础聚合物可包含一种或多种阳离子单体。在一些实施方案中，所述第二基础聚合物可包含一种或多种阳离子单体。在一些实施方案中，所述第一基础聚合物可包含约15:85至约60:40，任选地约20:80至约55:45，进一步任选地约25:75至约50:50的阳离子单体:丙烯酰胺重量比。在一些实施方案中，所述第二基础聚合物可包含约15:85至约60:40，任选地约20:80至约55:45，进一步任选地约25:75至约50:50的阳离子单体:丙烯酰胺重量比。在一些实施方案中，所述第一基础聚合物可以是两性的并且可包含比阴离子单体更多的阳离子单体。在一些实施方案中，所述第二基础聚合物可以是两性的并且可包含比阴离子单体更多的阳离子单体。在一些实施方案中，所述第一基础聚合物可包含丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺和一种或多种阳离子单体的共聚物。在一些实施方案中，所述第二基础聚合物可包含丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺和一种或多种阳离子单体的共聚物。在一些实施方案中，所述阳离子GPAM组合物的粘度可为约10cPs或更大、约15cPs或更大、约20cPs或更大、约25cPs或更大、约30cPs或更大、或约35cPs或更大，例如通过LV Brookfield粘度计在25℃和600rpm下使用1号轴测量。在一些实施方案中，所述含水载体可包含水。
在一些实施方案中，所述一种或多种阳离子单体可各自选自由以下项组成的组：丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵(“AETAC”)、甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵(“MAPTAC”)、丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧基乙基二甲基硫酸铵、丙烯酸二甲基氨基乙酯、二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯硫酸盐、二烯丙基二甲基氯化铵(“DADMAC”)；丙烯酸二烷基氨基烷基酯和甲基丙烯酸二烷基氨基烷基酯以及它们的季盐或酸盐，包括但不限于丙烯酸二甲基氨基乙酯甲基氯化季盐(“DMAEA.MCQ”)、丙烯酸二甲基氨基乙酯甲基硫酸季盐(“DMAEM.MCQ”)、丙烯酸二甲基氨基乙酯苄基氯化季盐(“DMAEA.BCQ”)、丙烯酸二甲基氨基乙酯硫酸盐、丙烯酸二甲基氨基乙酯盐酸盐、丙烯酸二乙基氨基乙酯甲基氯化季盐、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯甲基氯化季盐、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯甲基硫酸季盐、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯苄基氯化季盐、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯硫酸盐、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯盐酸盐、二甲基氨基乙基甲基丙烯酰基盐酸盐；二烷基氨基烷基丙烯酰胺或二烷基氨基烷基甲基丙烯酰胺以及它们的季铵盐或酸盐，诸如丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵、二甲基氨基丙基丙烯酰胺甲基硫酸季盐、二甲基氨基丙基丙烯酰胺硫酸盐、二甲基氨基丙基丙烯酰胺盐酸盐、甲基丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵、二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺甲基硫酸季盐、二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺硫酸盐、二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺盐酸盐、二乙基氨基乙基丙烯酸酯、二乙基氨基乙基甲基丙烯酸酯；和二烯丙基二烷基卤化铵，诸如二烯丙基二乙基氯化铵和二烯丙基二甲基氯化铵。在一些实施方案中，所述一种或多种阳离子单体可包括DADMAC。在一些实施方案中，所述一种或多种阳离子单体可包括丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵(“Q9”)。在一些实施方案中，所述一种或多种阳离子单体可各自包括DADMAC和/或丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵(“Q9”)。在一些实施方案中，所述一种或多种阳离子单体可各自选自由以下项组成的组：甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵(又名Q9)、3-(甲基丙烯酰胺基)丙基三甲基氯化铵、3-(丙烯酰胺基)丙基三甲基氯化铵、二烯丙基二甲基氯化铵(DADMAC)、丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯和二甲基氨基丙基丙烯酰胺、二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺。
在一些实施方案中，所述丙烯酰胺基聚合物可包含一种或多种含伯酰胺的单体。在一些实施方案中，所述丙烯酰胺基聚合物可包含一种或多种选自由以下项组成的组的单体：丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙基丙烯酰胺、巴豆酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-丁基丙烯酰胺、N-乙基甲基丙烯酰胺以及它们的任何组合。在一些实施方案中，所述丙烯酰胺基聚合物可包含一种或多种丙烯酰胺单体。
在一些示例性实施方案中，所述GPAM组合物中的所述阳离子GPAM选自以下：
a.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺和一种或多种阳离子单体的共聚物；
b.所述第一基础聚合物和/或所述第二基础聚合物包含(a)丙烯酰胺和/或甲基丙烯酰胺和丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵和/或(b)二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)单体的共聚物；
c.所述第一基础聚合物或所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)单体的共聚物；
d.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)单体的共聚物；
e.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)单体的共聚物，并且用于乙二醛化反应的乙二醛:基础聚合物比率的范围为约10:90至90:10、20:80至80:20、30:70至70:30、40:60至60:40，或为约29:71；
f.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)的共聚物；所述第一基础聚合物的分子量不超过25kDa、20kDa、15kDa、8kDa或5kDa，并且所述第二基础聚合物的分子量为至少50kDa、100kDa、150kDa、200kDa、或250kDa或246kDa；
g.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)单体的共聚物；所述第一基础聚合物的分子量不超过25kDa、20kDa、15kDa、8kDa或5kDa，并且所述第二基础聚合物的分子量为至少50kDa、100kDa、150kDa、200kDa、250kDa或约246kDa；并且用于使所述第一基础聚合物和/或所述第二基础聚合物乙二醛化的所述乙二醛化反应的乙二醛:基础聚合物比率的范围为约10:90至90:10、20:80至80:20、30:70至70:30、40:60至60:40，或为约29:71；
h.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)的共聚物；所述第一基础聚合物的分子量不超过25kDa、20kDa、15kDa、8kDa或5kDa，并且所述第二基础聚合物的分子量为至少50kDa、100kDa、150kDa、200kDa、250kDa或约246kDa；用于所述第一基础聚合物和/或所述第二基础聚合物的所述乙二醛化反应的乙二醛:基础聚合物比率的范围为约10:90至90:10、20:80至80:20、30:70至70:30、40:60至60:40，或为约29:71；并且所述第一基础聚合物与所述第二基础聚合物的重量比的范围为约10:90至约90:10，任选地约20:80至约80:20，进一步任选地约30:70至约70:30，仍进一步任选地约40:60至约60:40；或者
i.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)的共聚物；所述第一基础聚合物的分子量不超过25kDa、20kDa、15kDa、8kDa或5kDa，并且所述第二基础聚合物的分子量为至少50kDa、100kDa、150kDa、200kDa、250kDa或约246kDa；用于所述第一基础聚合物和/或所述第二基础聚合物的所述乙二醛化反应的乙二醛:基础聚合物比率的范围为约10:90至90:10、20:80至80:20、30:70至70:30、40:60至60:40，或为约29:71；并且所述第一基础聚合物与所述第二基础聚合物的重量比的范围为约10:90至约90:10，任选地约20:80至约80:20，进一步任选地约30:70至约70:30，仍进一步任选地约40:60至约60:40，并且所述GPAM含量的范围为约5％至约7％，或约6％-7.5％，或约6％至7％。
另外，本公开总体上涉及包含一种或多种如本文所讨论的阳离子GPAM组合物的纸制品。在一些实施方案中，所述纸制品可包括至少一个含有所述阳离子GPAM组合物的纸层或纸幅。在一些实施方案中，所述纸制品可在所述纸制品的至少一个表面上包含所述阳离子GPAM组合物。在一些实施方案中，所述纸制品可包括纸张、纸板、薄纸和墙板中的一种或多种。在一些实施方案中，所述纸制品可包括牛皮纸、亚硫酸盐纸、半化学纸等中的一种或多种，包括使用漂白纸浆、未漂白纸浆或它们的组合生产的纸。在一些实施方案中，所述纸制品可包括纤维基产品。在一些实施方案中，所述纸制品可包括手抄纸、板基产品、饮料载体、毛巾、牛奶和果汁纸盒、食品托盘、纸袋、瓦楞纸箱的衬板、包装板级以及薄纸和毛巾级纸材料、纸巾、尿布、卫生巾、训练裤、短裤护垫、失禁贴身短内裤、棉条、尿垫、垃圾箱衬垫、咖啡滤袋、空气过滤材料、干燥垫、地板清洁垫、吸收性面巾纸、吸收性卫生纸、餐巾纸、包装纸和/或其他纸板产品诸如纸盒和袋纸中的一种或多种。在一些实施方案中，所述纸制品可包括任选地主要包含纤维素纤维的纤维素纸板纸幅。在一些实施方案中，所述纸制品可包含按纤维素纤维的干重计约0.02％至约10％的阳离子GPAM组合物，任选地在干纸重量的约0.05重量％至5重量％的范围内。在一些实施方案中，所述纸制品可包括与不包含阳离子GPAM组合物的纸制品相比改善的纸强度，例如通过STFI测试所测定。例如，在一些实施方案中，与用于纸制品的STFI测试的空白样品相比，所述纸制品在4.5磅/吨、5.0磅/吨、9.0磅/吨或10磅/吨测试时可包括6％或更大、7％或更大、8％或更大、9％或更大、10％或更大、12.5％或更大、15.0％或更大、17.5％或更大、20.0％或更大、22.5％或更大、25.0％或更大的STFI值改进。在一些实施方案中，所述纸制品可包括与不包含阳离子GPAM组合物的纸制品相比改善的纸强度，例如通过破裂强度测试所测定。例如，在一些实施方案中，与用于破裂强度测试的空白样品相比，所述纸制品在4.5磅/吨、5.0磅/吨、9.0磅/吨或10磅/吨测试时可包括6％或更大、7％或更大、8％或更大、9％或更大、10％或更大、12.5％或更大、15.0％或更大、17.5％或更大、20.0％或更大、22.5％或更大、25.0％或更大、27.5％或更大、30.0％或更大、32.5％或更大、35.0％或更大、37.5％或更大、或40％或更大的破裂强度值改进。
在一些示例性实施方案中，包含一种或多种阳离子GPAM组合物的纸制品包含阳离子GPAM，其中：
a.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺单体和一种或多种阳离子单体的共聚物；
b.所述第一基础聚合物和/或所述第二基础聚合物包含(a)丙烯酰胺和/或甲基丙烯酰胺和丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵和/或(b)二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)单体的共聚物；
c.所述第一基础聚合物或所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)单体的共聚物；
d.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)单体的共聚物；
e.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)的共聚物，并且用于乙二醛化反应的乙二醛:基础聚合物比率的范围为约10:90至90:10、20:80至80:20、30:70至70:30、40:60至60:40，或为约29:71单体；
f.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)的共聚物；所述第一基础聚合物的分子量不超过25kDa、20kDa、15kDa、8kDa或5kDa，并且所述第二基础聚合物的分子量为至少50kDa、100kDa、150kDa、200kDa、或250kDa或246kDa；
g.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)单体的共聚物；所述第一基础聚合物的分子量不超过25kDa、20kDa、15kDa、8kDa或5kDa，并且所述第二基础聚合物的分子量为至少50kDa、100kDa、150kDa、200kDa、250kDa或约246kDa；并且用于使所述第一基础聚合物和/或所述第二基础聚合物乙二醛化的所述乙二醛化反应的乙二醛:基础聚合物比率的范围为约10:90至90:10、20:80至80:20、30:70至70:30、40:60至60:40，或为约29:71；
h.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)的共聚物；所述第一基础聚合物的分子量不超过25kDa、20kDa、15kDa、8kDa或5kDa，并且所述第二基础聚合物的分子量为至少50kDa、100kDa、150kDa、200kDa、250kDa或约246kDa；用于所述第一基础聚合物和/或所述第二基础聚合物的所述乙二醛化反应的乙二醛:基础聚合物比率的范围为约10:90至90:10、20:80至80:20、30:70至70:30、40:60至60:40，或为约29:71；并且所述第一基础聚合物与所述第二基础聚合物的重量比的范围为约10:90至约90:10，任选地约20:80至约80:20，进一步任选地约30:70至约70:30，仍进一步任选地约40:60至约60:40；或者
i.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)单体的共聚物；所述第一基础聚合物的分子量不超过25kDa、20kDa、15kDa、8kDa或5kDa，并且所述第二基础聚合物的分子量为至少50kDa、100kDa、150kDa、200kDa、250kDa或约246kDa；用于所述第一基础聚合物和/或所述第二基础聚合物的所述乙二醛化反应的乙二醛:基础聚合物比率的范围为约10:90至90:10、20:80至80:20、30:70至70:30、40:60至60:40，或为约29:71；并且所述第一基础聚合物与所述第二基础聚合物的重量比的范围为约10:90至约90:10，任选地约20:80至约80:20，进一步任选地约30:70至约70:30，仍进一步任选地约40:60至约60:40，并且所述GPAM含量的范围为约5％至约7％，或约6％-7.5％，或约6％至7％。
此外，本公开总体上涉及一种造纸方法，其中所述方法包括在所述造纸方法期间以有效增加通过所述方法生产的纸制品的湿强度和/或干强度的量添加一种或多种如本文所讨论的阳离子GPAM组合物。在一些实施方案中，在形成所述纸制品之前，可将所述一种或多种阳离子GPAM组合物添加到用于所述方法中的包含纤维和/或纸浆的组合物中。在一些实施方案中，在形成所述纸制品之后，可将所述一种或多种阳离子GPAM组合物添加到所述纸制品的一个或多个表面。
此外，本公开总体上涉及一种制造手抄纸的方法，所述方法包括：a.提供纸浆浆料；b.稀释所述纸浆浆料；c.添加一种或多种盐至所需的电导率水平；d.将pH调节至所需的值；e.添加一种或多种如本文所讨论的阳离子GPAM组合物；f.将所处理的纸浆添加到动力纸张形成器中；g.压制由f.产生的纸张；h.干燥纸张；以及i.整理纸张。
另外，本公开总体上涉及一种制造一种或多种纸制品的方法，其中所述方法包括：a.提供主要包含纤维素纤维的组合物；b.添加预定量的一种或多种如本文所讨论的阳离子GPAM组合物；以及c.形成所述所需的纸制品。
此外，本公开总体上涉及一种制造一种或多种纸制品，任选地一种或多种吸附剂纸制品的方法，其中所述方法包括：a.提供包含软木纤维、硬木纤维、回收纤维、精制纤维中的任一种或前述任一种的混合物的组合物，其量足以形成大约1％至100％硬木纤维、软木纤维、回收纤维、精制纤维或前述任一种的混合物的总配料；(b)添加预定量的一种或多种如本文所讨论的阳离子GPAM；以及(c)通过经由一个或多个干燥装置干燥至所需的水分含量水平来形成纸制品。
此外，本公开总体上涉及一种用于增强纸的方法，所述方法包括使纸浆纤维与至少包含如本文所讨论的阳离子GPAM组合物的增强树脂接触，并且至少部分地固化纸浆纤维和阳离子GPAM的混合物中的所述阳离子GPAM以产生强度增强的纸制品。
在一些实施方案中，可在造纸设施的湿端将所述阳离子GPAM组合物添加到纤维素纤维悬浮液中。在一些实施方案中，所述阳离子GPAM组合物可以纤维素纤维的约0.02干重％至约10干重％，任选地在干纸重量的约0.05重量％至5重量％的范围内添加。在一些实施方案中，可在形成纸之前、期间和/或之后添加所述阳离子GPAM组合物。在一些实施方案中，在形成所述纸制品之后，可将所述阳离子GPAM组合物添加到所述纸制品的一个或多个表面。在一些实施方案中，所述阳离子GPAM组合物可为所述纸制品提供纸强度增强，例如，如通过STFI测试所测定。例如，在一些实施方案中，与用于纸制品的STFI测试的空白样品相比，所述纸制品在4.5磅/吨、5.0磅/吨、9.0磅/吨或10磅/吨测试时可包括6％或更大、7％或更大、8％或更大、9％或更大、10％或更大、12.5％或更大、15.0％或更大、17.5％或更大、20.0％或更大、22.5％或更大、25.0％或更大的STFI值改进。在一些实施方案中，所述阳离子GPAM组合物可为所述纸制品提供纸强度增强，例如，如通过破裂强度测试所测定。例如，在一些实施方案中，与用于破裂强度测试的空白样品相比，所述纸制品在4.5磅/吨、5.0磅/吨、9.0磅/吨或10磅/吨测试时可包括6％或更大、7％或更大、8％或更大、9％或更大、10％或更大、12.5％或更大、15.0％或更大、17.5％或更大、20.0％或更大、22.5％或更大、25.0％或更大、27.5％或更大、30.0％或更大、32.5％或更大、35.0％或更大、37.5％或更大、或40％或更大的破裂强度值改进。在一些实施方案中，所述纸制品可包括手抄纸、板基产品、饮料载体、毛巾、牛奶和果汁纸盒、食品托盘、纸袋、瓦楞纸箱的衬板、包装板级以及薄纸和毛巾级纸材料、纸巾、尿布、卫生巾、训练裤、短裤护垫、失禁贴身短内裤、棉条、尿垫、垃圾箱衬垫、咖啡滤袋、空气过滤材料、干燥垫、地板清洁垫、吸收性面巾纸、吸收性卫生纸、餐巾纸、包装纸和/或其他纸板产品诸如纸盒和袋纸中的一种或多种。在一些实施方案中，所述纸制品可包括任选地主要包含纤维素纤维的纤维素纸板纸幅。在一些实施方案中，与不使用所述阳离子GPAM组合物的滤水时间相比，所述阳离子GPAM组合物可减少处理样品的滤水时间。例如，在一些实施方案中，与不使用阳离子GPAM组合物的滤水相比，阳离子GPAM组合物可实现有效的滤水，例如OCC纸浆的滤水，诸如表现出25.0％或更多、30.0％或更多、35.0％或更多、40.0％或更多、45.0％或更多、50.0％或更多、55.0％或更多的滤水时间(例如，从OCC纸浆收集给定量的滤液的时间)的改善。在一些实施方案中，与不使用所述阳离子GPAM组合物的滤水速率相比，所述阳离子GPAM组合物可增加处理样品的滤水速率，导致纸生产速率增加。在一些实施方案中，所述阳离子GPAM组合物可改善所述造纸产品的干燥节能。此外，与不使用阳离子GPAM组合物的样品中存在的固体总量相比，阳离子GPAM组合物可实现处理样品中存在的固体总量的减少，例如，从用阳离子GPAM组合物处理的OCC纸浆收集的滤液中存在的总固体的减少，例如，来自托盘或纸张成形后筒仓的白水的固体含量的减少，诸如15％或更多、17.5％或更多、20.0％或更多、22.5％或更多、25.0％或更多、27.5％或更多、30.0％或更多、或32.5％或更多的改善(固体含量的减少)。在一些实施方案中，所述阳离子GPAM组合物可改善干燥节能。
另外，本公开总体上涉及一种用于制备本文讨论的阳离子GPAM组合物，特别是包含以下项的阳离子GPAM组合物的方法：a.重均分子量小于30,000Da的第一基础聚合物；以及b.重均分子量为至少30,000Da的第二基础聚合物；其中所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物的重量比为约10:90至约90:10，任选地约20:80至约80:20，进一步任选地约30:70至约70:30；其中所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物各自是乙二醛化的；并且其中任选地，与造纸中使用的常规GPAM所需的含水载体的体积相比，所述阳离子GPAM组合物需要减少体积的含水载体用于储存或运输。在一些实施方案中，所述方法可包括a.在包含乙二醛的第一乙二醛化反应中使所述第一基础聚合物乙二醛化以产生第一乙二醛化的基础聚合物；b.在包含乙二醛的第二乙二醛化反应中使所述第二基础聚合物乙二醛化以产生第二乙二醛化的基础聚合物，其中任选地，所述第一基础聚合物和/或所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺以及DADMAC或丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵带电单体或由其组成；以及c.将所述第一乙二醛化的基础聚合物和所述第二乙二醛化的基础聚合物合并以产生所述阳离子GPAM组合物；其中步骤(a)和(b)可以任何顺序或同时进行。在一些实施方案中，所述方法可包括a.将所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物合并；以及b.在包含乙二醛的乙二醛化反应中使所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物的组合乙二醛化以产生所述阳离子GPAM组合物。在一些实施方案中，所述方法可包括a.在包含乙二醛的乙二醛化反应中使所述第一基础聚合物乙二醛化以产生第一乙二醛化的基础聚合物；以及b.将所述第二基础聚合物和任选另外的乙二醛添加到所述乙二醛化反应中以产生所述阳离子GPAM组合物。在一些实施方案中，所述方法可包括a.在包含乙二醛的乙二醛化反应中使所述第二基础聚合物乙二醛化以产生第二乙二醛化的基础聚合物；以及b.将所述第一基础聚合物和任选另外的乙二醛添加到所述乙二醛化反应中以产生所述阳离子GPAM组合物。在一些实施方案中，所述方法可包括a.在包含乙二醛的第一乙二醛化反应中使所述第一基础聚合物乙二醛化以产生第一乙二醛化的基础聚合物；以及b.在包含乙二醛的第二乙二醛化反应中使所述第二基础聚合物和所述第一乙二醛化的基础聚合物乙二醛化以产生所述阳离子GPAM组合物。在一些实施方案中，所述方法可包括a.在包含乙二醛的第二乙二醛化反应中使所述第二基础聚合物乙二醛化以产生第二乙二醛化的基础聚合物；以及b.在包含乙二醛的第一乙二醛化反应中使所述第一基础聚合物和所述第二乙二醛化的基础聚合物乙二醛化以产生所述阳离子GPAM组合物。
此外，本公开提供通过任何前述方法制备的阳离子GPAM组合物。
另外，本公开提供包含通过一种或多种前述方法制备的一种或多种阳离子GPAM组合物的组合物。
具体实施方式
定义
如本文所用，除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一(a/an)”和“所述(the)”包括复数指示物。除非另外明确指出，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。
如本文所用，除非有相反说明，否则当我们提及与化合物或组合物相关的“％”时，其意指“重量％(wt.％)”或“重量％(％by wt.)”。
如本文所用，术语“单体”通常是指非离子单体、阴离子单体、阳离子单体、两性离子单体、甜菜碱单体和两性离子对单体。
如本文所用，术语“聚合物(polymer)”、“聚合物(polymers)”、“聚合物(polymeric)”和类似术语以本领域技术人员所理解的其普通含义使用，并且因此可在本文中用于指代或描述包含重复单元的大分子(或一组此类分子)。聚合物可以各种方式形成，包括通过聚合单体和/或通过化学改性前体聚合物的一个或多个重复单元。除非另有说明，否则聚合物可包括“均聚物”，其可包含可通过各种方法例如通过聚合特定单体形成的基本相同的重复单元。除非另有说明，否则聚合物还可包括“共聚物”，其可包含可通过例如使两种或更多种不同单体共聚和/或通过化学改性前体聚合物的一个或多个重复单元来形成的两个或更多个不同重复单元。除非另有说明，否则聚合物或共聚物还可包括“三元共聚物”，其可包括可包含三个或更多个不同重复单元的聚合物。如本文所用，术语“聚合物”旨在包括聚合物的酸形式以及其各种盐。聚合物本质上可以是两性的，即含有阴离子和阳离子取代基，尽管不一定是相同的比例。
如本文所用，术语“非离子单体”通常是指具有中性电荷的单体。
如本文所用，术语“阴离子单体”可指在约4.0至约9.0范围内的pH下基本上全部或部分(平衡)为阴离子的阴离子单体。“阴离子单体”可在低pH值(约2至约6的pH)下是中性的，或可以是在低pH下为阴离子的阴离子单体。在一些实施方案中，阴离子单体，例如乙烯基单体，可包括但不限于包含羧酸官能团、磺酸官能团、膦酸官能团和它们对应的水溶性盐以及它们的任何组合的那些。在一些实施方案中，阴离子单体可包括丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸、乙烯基磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)、丙烯酰胺基甲烷磺酸、丙烯酰胺基乙烷磺酸、2-羟基-3-丙烯酰胺丙烷磺酸、苯乙烯磺酸、乙烯基膦酸以及它们的组合，以及它们对应的水溶性或可分散性碱金属盐、碱土金属盐和铵盐以及它们的任何组合。在一些实施方案中，阳离子GPAM组合物可包含任选为两性的基础聚合物，即包含阳离子单体和阴离子单体两者的基础聚合物。
如本文所用，术语“阳离子单体”通常是指具有正电荷的单体。阳离子单体的实例可包括但不限于包含丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵(“AETAC”)、甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵(“MAPTAC”)、丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧基乙基二甲基硫酸铵、丙烯酸二甲基氨基乙酯、二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯硫酸盐和/或二烯丙基二甲基氯化铵(“DADMAC”)的那些。所述阳离子单体还可包括但不限于包括丙烯酸二烷基氨基烷基酯和甲基丙烯酸二烷基氨基烷基酯以及它们的季盐或酸盐，包括但不限于丙烯酸二甲基氨基乙酯甲基氯化季盐(“DMAEA.MCQ”)、丙烯酸二甲基氨基乙酯甲基硫酸季盐(“DMAEM.MCQ”)、丙烯酸二甲基氨基乙酯苄基氯化季盐(“DMAEA.BCQ”)、丙烯酸二甲基氨基乙酯硫酸盐、丙烯酸二甲基氨基乙酯盐酸盐、丙烯酸二乙基氨基乙酯甲基氯化季盐、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯甲基氯化季盐、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯甲基硫酸季盐、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯苄基氯化季盐、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯硫酸盐、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯盐酸盐、二甲基氨基乙基甲基丙烯酰基盐酸盐；二烷基氨基烷基丙烯酰胺或二烷基氨基烷基甲基丙烯酰胺以及它们的季铵盐或酸盐，诸如丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵、二甲基氨基丙基丙烯酰胺甲基硫酸季盐、二甲基氨基丙基丙烯酰胺硫酸盐、二甲基氨基丙基丙烯酰胺盐酸盐、甲基丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵、二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺甲基硫酸季盐、二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺硫酸盐、二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺盐酸盐、二乙基氨基乙基丙烯酸酯、二乙基氨基乙基甲基丙烯酸酯；和二烯丙基二烷基卤化铵，诸如二烯丙基二乙基氯化铵和二烯丙基二甲基氯化铵。烷基通常可包括但不限于包含C1-8烷基的那些。在一些实施方案中，阳离子单体可包括乙烯基酰胺、乙烯基羧酸、甲基丙烯酸酯以及它们的衍生物的季铵盐或酸盐。阳离子单体可组合，例如，形成甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯甲基氯化季盐、二烯丙基二甲基氯化铵和丙烯酰胺的三元共聚物。
如本文所用，术语“乙二醛化百分比”是指在阳离子GPAM组合物的聚合物，例如第一基础聚合物和/或第二基础聚合物中乙二醛化的丙烯酰胺基单体的百分比。
如本文所用，术语“GPAM含量”是指阳离子GPAM组合物中乙二醛化的基础聚合物加上游离乙二醛的总和。
如本文所用，术语“造纸方法”和“造纸应用”通常是指其中可生产任何形式的纸和/或纸板产品的任何方法。例如，此类方法包括由纸浆制造纸制品，诸如包括形成含水纤维素造纸配料、将配料排出以形成纸张和干燥纸张的方法。形成造纸配料、排出和干燥的步骤可以本领域通常已知的任何常规方式进行。
如本文所用，术语“聚丙烯酰胺”或“PAM”通常是指包含丙烯酰胺部分的聚合物和共聚物，并且该术语涵盖任何包含丙烯酰胺部分的聚合物或共聚物，例如一种或多种丙烯酰胺(共)聚合物。在一些情况下，PAM可包括阴离子PAMs(APAM)、阳离子PAM(CPAM)和/或磺化PAM(SPAM)。在一些实施方案中，聚丙烯酰胺可以是阳离子聚丙烯酰胺(cPAM)。
如本文所用，术语“乙二醛化的聚丙烯酰胺”(“GPAM”)通常是指通过使乙二醛和聚丙烯酰胺基础聚合物反应获得的聚合物。生产乙二醛化的聚丙烯酰胺的方法是本领域已知的。(参见例如美国专利第3,556,932号，其首次公开了通过使乙二醛与阳离子聚丙烯酰胺反应制备的GPAM组合物的合成)。在一些情况下，GPAM的聚丙烯酰胺主链可结合少量的阳离子单体，使聚合物自保持在纤维上。通常，GPAM包含可在脱水时与纤维素共价结合的反应性聚合物。
本发明提供具有特定性质的阳离子GPAM组合物，其非常适用于造纸方法，即用作增加纸湿强度和/或干强度的添加剂；并且其具有增强的储存和运输性质，例如，与造纸方法中使用的常规GPAM不同，本发明的阳离子GPAM可以储存和运输，而不需要添加大量的含水载体，这是不期望的并且昂贵的，因为这通常需要大体积的容器或油轮来运输。在一些情况下，含水载体可包含水。在一些情况下，在本文讨论的阳离子GPAM的运输期间使用的含水载体的体积可小于用于运输常规GPAM的含水载体的体积。例如，在一些情况下，常规GPAM可包含4％或更低的固体百分比，而在一些实施方案中，阳离子GPAM组合物可包含大于4％，即大于4％至约11％，例如约大于4％至约9％、约大于5％至约8％或约6％至约7.5％的固体百分比。
如本文所用，术语“阳离子GPAM”或“阳离子GPAM组合物”通常是指包含重均分子量小于30,000Da的第一基础聚合物和重均分子量为至少30,000Da的第二基础聚合物的GPAM组合物，其中所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物的重量比为约10:90至约90:10，任选地约20:80至约80:20，任选地约30:70至约70:30，其中所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物各自是乙二醛化的，并且其中任选地，与造纸中使用的常规GPAM所需的含水载体的体积相比，所述阳离子GPAM组合物需要减少体积的含水载体用于储存或运输。在一些实施方案中，所述第一基础聚合物的重均分子量可为至多25kDa或更小、20kDa或更小、15kDa或更小、10kDa或更小，或8kDa或更小。在一些实施方案中，所述第二基础聚合物的重均分子量可为至少30kDa或更大、40kDa或更大、50kDa或更大、75kDa或更大、100kDa或更大、125kDa或更大、150kDa或更大、175kDa或更大、200kDa或更大、225kDa或更大、250kDa或更大、275kDa或更大、300kDa或更大、325kDa或更大、350kDa或更大、375kDa或更大、400kDa或更大，或500kDa或更大。在一些实施方案中，所述阳离子GPAM组合物的乙二醛化百分比可为约2％至约90％，任选地约3％至约80％，进一步任选地约4％至约70％，进一步任选地约5％至约60％。在一些实施方案中，所述第一基础聚合物的乙二醛化百分比可为约2％至约90％，任选地约3％至约80％，进一步任选地约4％至约70％，进一步任选地约5％至约60％。在一些实施方案中，所述第二基础聚合物的乙二醛化百分比可为约2％至约90％，任选地约3％至约80％，进一步任选地约4％至约70％，进一步任选地约5％至约60％。在一些实施方案中，所述阳离子GPAM组合物的GPAM含量可为约2％至约20％，任选地约3％至约10％，进一步任选地约4％至约8％，进一步任选地约5％至约7％。在一些实施方案中，所述第一基础聚合物的GPAM含量可为约2％至约20％，任选地约3％至约10％，进一步任选地约4％至约8％，进一步任选地约5％至约7％。在一些实施方案中，所述第二基础聚合物的GPAM含量可为约2％至约20％，任选地约3％至约10％，进一步任选地约4％至约8％，进一步任选地约5％至约7％。在一些实施方案中，所述第一基础聚合物可包含至少5重量％、至少10重量％、至少15重量％、至少20重量％、至少25重量％、至少30重量％、至少35重量％、至少40重量％、至少50重量％或至少60重量％的阳离子电荷，其中任选地所述第一基础聚合物是两性的。在一些实施方案中，所述第二基础聚合物可包含至少5重量％、至少10重量％、至少15重量％、至少20重量％、至少25重量％、至少30重量％、至少35重量％、至少40重量％、至少50重量％或至少60重量％的阳离子电荷，其中任选地所述第二基础聚合物是两性的。在一些实施方案中，所述第一基础聚合物可包含至少5重量％、至少10重量％、至少15重量％、至少20重量％、至少25重量％、至少30重量％、至少35重量％、至少40重量％、至少50重量％或至少60重量％的阳离子单体百分比，其中任选地所述第一基础聚合物可以是两性的。在一些实施方案中，所述第二基础聚合物可包含至少5重量％、至少10重量％、至少15重量％、至少20重量％、至少25重量％、至少30重量％、至少35重量％、至少40重量％、至少50重量％或至少60重量％的阳离子单体百分比，其中任选地所述第二基础聚合物可以是两性的。在一些实施方案中，所述阳离子GPAM组合物可包含约1.0％或更大、2.0％或更大、3.0％或更大、4.0％或更大、5.0％或更大、5.5％或更大、6.0％或更大、6.5％或更大、7.0％或更大、7.5％或更大、8.0％或更大、8.5％或更大、9.0％或更大、9.5％或更大、10.0％或更大、10.5％或更大、11.0％或更大，或11.5％或更大的固体重量百分比。在一些实施方案中，所述阳离子GPAM组合物可包含约1.0％至约20.0％，任选地约3.0％至约15％的固体重量百分比。在一些实施方案中，所述阳离子GPAM组合物可包含至少约1:99、至少约2.5:97.5、至少约5:95、至少约7.5:92.5、至少约10:90、至少约12.5:87.5、至少约15:85、至少约17.5:82.5、至少约20:80、至少约22.5:77.5、至少约25:75、至少约27.5:72.5、至少约29:71或至少约30:70的乙二醛与总基础聚合物重量比。在一些实施方案中，所述第一基础聚合物可包含丙烯酰胺基聚合物。在一些实施方案中，所述第二基础聚合物可包含丙烯酰胺基聚合物。在一些实施方案中，所述第一基础聚合物可包含一种或多种阳离子单体。在一些实施方案中，所述第二基础聚合物可包含一种或多种阳离子单体。在一些实施方案中，所述第一基础聚合物可包含约15:85至约60:40，任选地约20:80至约55:45，进一步任选地约25:75至约50:50的阳离子单体:丙烯酰胺重量比。在一些实施方案中，所述第二基础聚合物可包含约15:85至约60:40，任选地约20:80至约55:45，进一步任选地约25:75至约50:50的阳离子单体:丙烯酰胺重量比。在一些实施方案中，所述第一基础聚合物是两性的并且包含比阴离子单体更多的阳离子单体。在一些实施方案中，所述第二基础聚合物是两性的并且包含比阴离子单体更多的阳离子单体。在一些实施方案中，所述第一基础聚合物可包含丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺和一种或多种阳离子单体的共聚物。在一些实施方案中，所述第二基础聚合物可包含丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺和一种或多种阳离子单体的共聚物。在一些实施方案中，所述一种或多种阳离子单体可包括DADMAC并且/或者可包括丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵(又名Q9)。在一些实施方案中，主链聚合物可包含丙烯酰胺基聚合物，其中丙烯酰胺单体被其他含伯酰胺的单体，诸如甲基丙烯酰胺、乙基丙烯酰胺、巴豆酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-丁基丙烯酰胺或N-乙基甲基丙烯酰胺或它们的任何组合替代。在一些实施方案中，主链聚合物可包含丙烯酰胺单体。在一些实施方案中，所述阳离子GPAM组合物的粘度可为约10cPs或更大、约15cPs或更大、约20cPs或更大、约25cPs或更大、约30cPs或更大、或约35cPs或更大，例如通过LV Brookfield粘度计在25℃和600rpm下使用1号轴测量。本文所述的阳离子GPAM组合物可用于如本文进一步所描述的任何造纸方法中。此外，本文所述的阳离子GPAM组合物具有降低运输成本和制造成本的性质，从而为阳离子GPAM组合物的制造商和最终用户提供益处。
如本文所用，术语“白水”通常是指在形成纸制品(诸如纸张，例如手抄纸)期间可从纸浆配料中除去的工艺用水和/或生产用水。
组合物和方法
I.阳离子GPAM组合物
GPAM组合物在造纸行业中具有已知的用途，通常作为湿和/或干增强剂。然而，常规GPAM通常需要在大体积的本体含水载体流体中储存和运输，这通常需要大体积容器或油轮用于运输。运输如此大量的产品显著增加了运输和使用GPAM组合物的成本。因此，需要改进的GPAM组合物，诸如包含阳离子GPAM的那些，其基于它们的组成可用于造纸方法，并且其具有应导致运输成本降低的储存性质。
为此，本公开总体上涉及适合用作干和/或湿增强剂的改进的乙二醛化的聚丙烯酰胺(GPAM)组合物，其中所述阳离子GPAM组合物包含重均分子量小于30,000Da的第一基础聚合物和重均分子量为至少30,000Da的第二基础聚合物，其中所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物的重量比为约10:90至约90:10，任选地约20:80至约80:20，进一步任选地约30:70至约70:30，其中所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物各自是乙二醛化的，所述组合物可用于造纸方法并且具有应导致降低的运输成本的改进的储存性质，进一步任选地，其中与造纸中使用的常规GPAM所需的含水载体的体积相比，所述阳离子GPAM组合物需要减少体积的含水载体用于储存或运输。例如，在本文讨论的阳离子GPAM组合物的运输期间使用的含水载体的体积可小于用于运输常规GPAM的含水载体的体积。例如，在一些情况下，常规GPAM可包含4％或更低的固体百分比，而在一些实施方案中，阳离子GPAM组合物可包含大于4％，即大于4％至约11％，例如约大于5％至约9％，例如约大于5％至约8％或约6％至约7.5％的固体百分比。
在一些实施方案中，所述阳离子GPAM组合物可包含重均分子量为至多25kDa或更小、20kDa或更小、15kDa或更小、10kDa或更小，或8kDa或更小的第一基础聚合物。在一些实施方案中，所述阳离子GPAM可包含重均分子量为至少30kDa或更大、40kDa或更大、50kDa或更大、75kDa或更大、100kDa或更大、125kDa或更大、150kDa或更大、175kDa或更大、200kDa或更大、225kDa或更大、250kDa或更大、275kDa或更大、300kDa或更大、325kDa或更大、350kDa或更大、375kDa或更大、400kDa或更大，或500kDa或更大的第二基础聚合物。
在一些实施方案中，所述阳离子GPAM组合物的乙二醛化百分比可为约2％至约90％，任选地约3％至约80％，进一步任选地约4％至约70％，进一步任选地约5％至约60％。在一些实施方案中，所述第一基础聚合物的乙二醛化百分比可为约2％至约90％，任选地约3％至约80％，进一步任选地约4％至约70％，进一步任选地约5％至约60％。在一些实施方案中，所述第二基础聚合物的乙二醛化百分比可为约2％至约90％，任选地约3％至约80％，进一步任选地约4％至约70％，进一步任选地约5％至约60％。
在一些实施方案中，所述第一基础聚合物的重均分子量的范围不超过2至25kDa、5-20kDa或5-15kDa。
在一些实施方案中，所述第二基础聚合物的重均分子量的范围为至少100kDa至500kDa、150-400kDa、200-300kDa、225kDa至275kDa，或为约250kDa。
在一些实施方案中，所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物中的任一种或两种包含包括丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺的第一单体和包括DADMAC(二甲基二烯丙基氯化铵)或Q9的第二单体的共聚物，任选地其中所述第一单体包括丙烯酰胺并且所述第二单体包括DADMAC，其中所述第一单体和第二单体的百分比的范围为约30:70至约70:30。
在一些实施方案中，所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物中的任一种或两种包含包括丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺的第一单体和包括DADMAC(二甲基二烯丙基氯化铵)或Q9的第二单体的共聚物，任选地其中所述第一单体包括丙烯酰胺并且所述第二单体包括DADMAC，其中所述第一单体和第二单体的百分比的范围为约40:60至约60:40，或为约40:60。
在一些实施方案中，在用于生产所述乙二醛化的第一基础聚合物和所述第二基础聚合物的所述乙二醛化反应中，所述乙二醛基础聚合物比率的范围为10:90至90:10、20:80至80:20、30:70至70:30，或包括约30:70。
在一些实施方案中，所述第一基础聚合物和第二基础聚合物的比率的范围为20:80至80:20、30:70至70:30，或40:60至60:40。
在一些实施方案中，所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物中的任一种或两种包含丙烯酰胺和DADMAC(二甲基二烯丙基氯化铵)的共聚物，其中所述丙烯酰胺和DADMAC单体的百分比的范围为约40:60至约60:40；并且所述增强剂中所述第一基础聚合物和第二基础聚合物的比率的范围为20:80至80:20、30:70至70:30，或40:60至60:40。
在一些实施方案中，所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物都包含丙烯酰胺和DADMAC的共聚物，所述第一基础聚合物的重均分子量的范围不超过2至25kDa、5-20kDa或5-15kDa；所述第二基础聚合物的重均分子量的范围为至少100kDa至500kDa、150-400kDa、200-300kDa、225kDa至275kDa，或为约250kDa；并且所述第一基础聚合物和第二基础聚合物的比率的范围为20:80至80:20、30:70至70:30，或40:60至60:40。
在一些实施方案中，所述阳离子GPAM组合物的GPAM含量可为约2％至约20％，任选地约3％至约10％，进一步任选地约4％至约8％，进一步任选地约5％至约7％。在一些实施方案中，所述第一基础聚合物的GPAM含量可为约2％至约20％，任选地约3％至约10％，进一步任选地约4％至约8％，进一步任选地约5％至约7％。在一些实施方案中，所述第二基础聚合物的GPAM含量可为约2％至约20％，任选地约3％至约10％，进一步任选地约4％至约8％，进一步任选地约5％至约7％。
在一些实施方案中，所述第一基础聚合物可包含至少5重量％、至少10重量％、至少15重量％、至少20重量％、至少25重量％、至少30重量％、至少35重量％、至少40重量％、至少50重量％或至少60重量％的阳离子电荷，其中任选地所述第一基础聚合物是两性的。在一些实施方案中，所述第二基础聚合物可包含至少5重量％、至少10重量％、至少15重量％、至少20重量％、至少25重量％、至少30重量％、至少35重量％、至少40重量％、至少50重量％或至少60重量％的阳离子电荷，其中任选地所述第二基础聚合物是两性的。
在一些实施方案中，所述第一基础聚合物可包含至少5重量％、至少10重量％、至少15重量％、至少20重量％、至少25重量％、至少30重量％、至少35重量％、至少40重量％、至少50重量％或至少60重量％的阳离子单体百分比，其中任选地所述第一基础聚合物可以是两性的。在一些实施方案中，所述第二基础聚合物可包含至少5重量％、至少10重量％、至少15重量％、至少20重量％、至少25重量％、至少30重量％、至少35重量％、至少40重量％、至少50重量％或至少60重量％的阳离子单体百分比，其中任选地所述第二基础聚合物可以是两性的。
在一些实施方案中，所述阳离子GPAM组合物可包含约1.0％或更大、2.0％或更大、3.0％或更大、4.0％或更大、5.0％或更大、5.5％或更大、6.0％或更大、6.5％或更大、7.0％或更大、7.5％或更大、8.0％或更大、8.5％或更大、9.0％或更大、9.5％或更大、10.0％或更大、10.5％或更大、11.0％或更大，或11.5％或更大的固体重量百分比。在一些实施方案中，所述阳离子GPAM组合物可包含约1.0％至约20.0％，任选地约3.0％至约15％的固体重量百分比。
在一些实施方案中，所述阳离子GPAM组合物可包含至少约1:99、至少约2.5:97.5、至少约5:95、至少约7.5:92.5、至少约10:90、至少约12.5:87.5、至少约15:85、至少约17.5:82.5、至少约20:80、至少约22.5:77.5、至少约25:75、至少约27.5:72.5、至少约29:71或至少约30:70的乙二醛与总基础聚合物重量比。
在一些实施方案中，所述第一基础聚合物可包含丙烯酰胺基聚合物。在一些实施方案中，所述第二基础聚合物可包含丙烯酰胺基聚合物。在一些实施方案中，所述第一基础聚合物可包含一种或多种阳离子单体。在一些实施方案中，所述第二基础聚合物可包含一种或多种阳离子单体。本领域技术人员将能够容易地确定第一基础聚合物和/或第二基础聚合物的合适的阳离子单体:丙烯酰胺重量比。例如，在一些实施方案中，所述第一基础聚合物可包含约15:85至约60:40，任选地约20:80至约55:45，进一步任选地约25:75至约50:50的阳离子单体:丙烯酰胺重量比。例如，在一些实施方案中，所述第二基础聚合物可包含约15:85至约60:40，任选地约20:80至约55:45，进一步任选地约25:75至约50:50的阳离子单体:丙烯酰胺重量比。在一些实施方案中，所述第一基础聚合物是两性的并且包含比阴离子单体更多的阳离子单体。在一些实施方案中，所述第二基础聚合物是两性的并且包含比阴离子单体更多的阳离子单体。在一些实施方案中，所述第一基础聚合物可包含丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺和一种或多种阳离子单体的共聚物。在一些实施方案中，所述第二基础聚合物可包含丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺和一种或多种阳离子单体的共聚物。
在一些实施方案中，所述阳离子GPAM组合物的粘度可为约10cPs或更大、约15cPs或更大、约20cPs或更大、约25cPs或更大、约30cPs或更大、或约35cPs或更大，例如通过LVBrookfield粘度计在25℃和600rpm下使用1号轴测量。
在一些实施方案中，所述阳离子GPAM组合物的所述第一基础聚合物和第二基础聚合物的所述阳离子单体可包括本文所述的阳离子单体中的任一种或多种。在一些实施方案中，所述一种或多种阳离子单体可各自选自由以下项组成的组：丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵(“AETAC”)、甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵(“MAPTAC”)、丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧基乙基二甲基硫酸铵、丙烯酸二甲基氨基乙酯、二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯硫酸盐、二烯丙基二甲基氯化铵(“DADMAC”)；丙烯酸二烷基氨基烷基酯和甲基丙烯酸二烷基氨基烷基酯以及它们的季盐或酸盐，包括但不限于丙烯酸二甲基氨基乙酯甲基氯化季盐(“DMAEA.MCQ”)、丙烯酸二甲基氨基乙酯甲基硫酸季盐(“DMAEM.MCQ”)、丙烯酸二甲基氨基乙酯苄基氯化季盐(“DMAEA.BCQ”)、丙烯酸二甲基氨基乙酯硫酸盐、丙烯酸二甲基氨基乙酯盐酸盐、丙烯酸二乙基氨基乙酯甲基氯化季盐、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯甲基氯化季盐、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯甲基硫酸季盐、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯苄基氯化季盐、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯硫酸盐、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯盐酸盐、二甲基氨基乙基甲基丙烯酰基盐酸盐；二烷基氨基烷基丙烯酰胺或二烷基氨基烷基甲基丙烯酰胺以及它们的季铵盐或酸盐，诸如丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵、二甲基氨基丙基丙烯酰胺甲基硫酸季盐、二甲基氨基丙基丙烯酰胺硫酸盐、二甲基氨基丙基丙烯酰胺盐酸盐、甲基丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵、二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺甲基硫酸季盐、二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺硫酸盐、二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺盐酸盐、二乙基氨基乙基丙烯酸酯、二乙基氨基乙基甲基丙烯酸酯；和二烯丙基二烷基卤化铵，诸如二烯丙基二乙基氯化铵和二烯丙基二甲基氯化铵。在一些实施方案中，所述一种或多种阳离子单体可包括DADMAC。在一些实施方案中，所述一种或多种阳离子单体可包括丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵(“Q9”)。在一些实施方案中，所述一种或多种阳离子单体可各自包括DADMAC和/或丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵(“Q9”)。在一些实施方案中，所述一种或多种阳离子单体可各自选自由以下项组成的组：甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵(又名Q9)、3-(甲基丙烯酰胺基)丙基三甲基氯化铵、3-(丙烯酰胺基)丙基三甲基氯化铵、二烯丙基二甲基氯化铵(DADMAC)、丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯和二甲基氨基丙基丙烯酰胺、二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺。
在一些实施方案中，所述第一基础聚合物和第二基础聚合物的丙烯酰胺基聚合物可各自包含一种或多种含伯酰胺的单体。在一些实施方案中，所述丙烯酰胺基聚合物可包含一种或多种选自由以下项组成的组的单体：丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙基丙烯酰胺、巴豆酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-丁基丙烯酰胺、N-乙基甲基丙烯酰胺以及它们的任何组合。在一些实施方案中，所述丙烯酰胺基聚合物可包含一种或多种丙烯酰胺单体。
与常规GPAM相比，此类阳离子GPAM组合物的性质，诸如阳离子电荷、阳离子单体百分比、固体百分比、GPAM含量和/或乙二醛化百分比，证明了期望的和有效的最终使用性能，并且本文公开和举例说明的阳离子GPAM的性质应转化为需要运输和处理的产品体积的巨大减少，例如，在涉及铁路罐车或油罐车运输等的情况下，并且因此使用本发明的阳离子GPAM可获得成本和处理的显著节约。
在一些实施方案中，阳离子GPAM，即第一基础聚合物和/或第二基础聚合物的阳离子聚丙烯酰胺可包含丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺(cPAM)的阳离子共聚物。在一些实施方案中，cPAM可包含丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺的阳离子共聚物，其可通过使丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺与一种或多种阳离子单体共聚来制备。在一些实施方案中，所述一种或多种阳离子单体可包括本文讨论的阳离子单体中的任一种或多种。在一些实施方案中，所述一种或多种阳离子单体可包括但不限于包括甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵(又名Q9)、3-(甲基丙烯酰胺基)丙基三甲基氯化铵、3-(丙烯酰胺基)丙基三甲基氯化铵、二烯丙基二甲基氯化铵(DADMAC)、丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、二甲基氨基丙基丙烯酰胺、二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺和类似单体。在一些实施方案中，阳离子GPAM可包含阳离子单体，该阳离子单体包括2-乙烯基吡啶、2-乙烯基-N-甲基吡啶鎓氯化物、(对乙烯基苯基)三甲基氯化铵、二烯丙基二甲基氯化铵、丙烯酸2-(二甲基氨基)乙酯、三甲基对乙烯基苄基)氯化铵、对二甲基氨基乙基苯乙烯、二甲基氨基丙基丙烯酰胺、2-甲基丙烯酰氧基乙基三甲基甲基硫酸铵或3-丙烯酰胺基-3-甲基丁基三甲基氯化铵中的任一种或多种，或它们的任何组合。在一些实施方案中，cPAM可包含丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺和DADMAC的共聚物。在一些实施方案中，cPAM可包含丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺和Q9的共聚物。在一些实施方案中，cPAM可包含一种或多种阳离子单体(诸如本文讨论的那些)、阳离子净电荷和丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺主链。在一些实施方案中，cPAM可包含丙烯酰胺基聚合物或甲基丙烯酰胺基聚合物，其例如通过使用霍夫曼(Hofmann)或曼尼希(Mannich)反应在聚合之后被处理以使其具有阳离子性。在一些实施方案中，cPAM可包含丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺的阳离子共聚物，其可通过常规自由基引发聚合方法来制备。
在一些实施方案中，主链聚合物(例如第一基础聚合物的主链和/或第二基础聚合物的主链)可包含丙烯酰胺基聚合物，其中丙烯酰胺单体被其他含伯酰胺的单体，诸如甲基丙烯酰胺、乙基丙烯酰胺、巴豆酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-丁基丙烯酰胺或N-乙基甲基丙烯酰胺或它们的任何组合替代。在一些实施方案中，主链聚合物可包含丙烯酰胺单体。在一些实施方案中，所述一种或多种阳离子单体可选自由以下项组成的组：丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵(“AETAC”)、甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵(“MAPTAC”)、丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧基乙基二甲基硫酸铵、丙烯酸二甲基氨基乙酯、二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯硫酸盐、二烯丙基二甲基氯化铵(“DADMAC”)；丙烯酸二烷基氨基烷基酯和甲基丙烯酸二烷基氨基烷基酯以及它们的季盐或酸盐，包括但不限于丙烯酸二甲基氨基乙酯甲基氯化季盐(“DMAEA.MCQ”)、丙烯酸二甲基氨基乙酯甲基硫酸季盐(“DMAEM.MCQ”)、丙烯酸二甲基氨基乙酯苄基氯化季盐(“DMAEA.BCQ”)、丙烯酸二甲基氨基乙酯硫酸盐、丙烯酸二甲基氨基乙酯盐酸盐、丙烯酸二乙基氨基乙酯甲基氯化季盐、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯甲基氯化季盐、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯甲基硫酸季盐、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯苄基氯化季盐、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯硫酸盐、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯盐酸盐、二甲基氨基乙基甲基丙烯酰基盐酸盐；二烷基氨基烷基丙烯酰胺或二烷基氨基烷基甲基丙烯酰胺以及它们的季铵盐或酸盐，诸如丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵、二甲基氨基丙基丙烯酰胺甲基硫酸季盐、二甲基氨基丙基丙烯酰胺硫酸盐、二甲基氨基丙基丙烯酰胺盐酸盐、甲基丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵、二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺甲基硫酸季盐、二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺硫酸盐、二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺盐酸盐、二乙基氨基乙基丙烯酸酯、二乙基氨基乙基甲基丙烯酸酯；和二烯丙基二烷基卤化铵，诸如二烯丙基二乙基氯化铵和二烯丙基二甲基氯化铵。在示例性实施方案中，所述第一基础聚合物或第二基础聚合物包含以下项或由以下项组成：(i)包含丙烯酰胺和/或甲基丙烯酰胺的第一单体；和(ii)包含DADMAC或Q9单体的第二单体，并且其中任选地第一单体和第二单体的百分比的范围为约30:70至约70:30或40:60至约60:40。
II.使用阳离子GPAM组合物的方法
基于前述内容，本公开总体上还涉及一种造纸方法，其中所述方法包括添加一种或多种如上所述的阳离子GPAM组合物，所述阳离子GPAM组合物基于它们的组成可用于造纸方法，并且还具有应导致运输成本降低的储存性质；该方法通常包括在造纸方法期间以有效增加纸的湿强度和/或干强度的量添加一种或多种此类阳离子GPAM组合物。在一些实施方案中，在形成所述纸制品之前，将所述一种或多种阳离子GPAM组合物添加到用于所述方法中的包含纤维和/或纸浆的组合物中。在一些实施方案中，在形成所述纸制品之后，将所述一种或多种阳离子GPAM组合物添加到所述纸制品的一个或多个表面。在一些实施方案中，所述阳离子GPAM组合物可包含本文公开阳离子GPAM组合物中的任一种或多种。在一些实施方案中，所述阳离子GPAM组合物可包含重均分子量小于30,000Da的第一基础聚合物、重均分子量为至少30,000Da的第二基础聚合物，任选地其中所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含以下项或由以下项组成：(i)包含丙烯酰胺和/或甲基丙烯酰胺的第一单体；和(ii)包含DADMAC或Q9单体的第二单体，进一步任选地其中所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物的重量比为约10:90至约90:10，任选地约20:80至约80:20，进一步任选地约30:70至约70:30或约40:60至约60:40，并且其中所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物各自是乙二醛化的。
在一些实施方案中，本文所述的阳离子GPAM组合物提供特别适合用作造纸方法中的添加剂的热固性树脂，即，其中所述阳离子GPAM组合物的添加产生具有期望的干强度和暂时湿强度的纸，和/或增加造纸脱水速率。
此外，本公开还涉及包含一种或多种如本文所公开的改进的GPAM组合物的纸制品。在一些实施方案中，所述纸制品可包括至少一个含有所述阳离子GPAM组合物的纸层或纸幅，例如纸张、纸板、薄纸和墙板。在一些实施方案中，所述纸制品在所述纸制品的至少一个表面上包含所述阳离子GPAM组合物。阳离子GPAM组合物不限于用于任何特定类型的纸或造纸方法中，并且应当应用于牛皮纸、亚硫酸盐纸、半化学纸等，包括使用漂白纸浆、未漂白纸浆或它们的组合生产的纸。
当在造纸方法期间使用如本文所公开的阳离子GPAM组合物时，阳离子GPAM组合物可在纸形成之前、期间和/或之后的任何时间添加。在一些情况下，可在造纸设施的湿端将阳离子GPAM组合物添加到纤维素纤维悬浮液中，通常在常规添加湿强度树脂的时候。在一些实施方案中，可通过浸轧、喷涂、浸渍和/或印刷等将阳离子GPAM组合物添加到预先制备的纸中，例如添加到预先制备的纸的一个或多个表面。此外，在一些实施方案中，阳离子GPAM组合物可在宽范围的pH值，诸如约4至约9下添加到纸浆中。
在一些情况下，在造纸方法期间添加的阳离子GPAM组合物的量的范围可为纤维素纤维的约0.02干重％至约10干重％，例如在干纸重量的约0.05重量％至5重量％的范围内。
更进一步地，本公开总体上涉及一种纸制品，例如手抄纸，该纸制品包含一种或多种阳离子GPAM，例如如上所述的阳离子GPAM，所述阳离子GPAM基于它们的组成可用于造纸方法，并且任选地具有应导致运输成本降低的储存性质。在一些实施方案中，所述纸制品可包括纤维基产品，例如手抄纸、板基产品、饮料载体、毛巾、牛奶和果汁纸盒、食品托盘、纸袋、瓦楞纸箱的衬板、包装板级以及薄纸和毛巾级纸材料、纸巾、尿布、卫生巾、训练裤、短裤护垫、失禁贴身短内裤、棉条、尿垫、垃圾箱衬垫、咖啡滤袋、空气过滤材料、干燥垫、地板清洁垫、吸收性面巾纸、吸收性卫生纸、餐巾纸、包装纸和/或其他纸板产品诸如纸盒和袋纸。在一些实施方案中，所述纸制品可包括纤维素纸板纸幅，其包括：(a)主要为纤维素纤维和(b)一种或多种阳离子GPAM组合物。
在一些实施方案中，所述纸制品可包括与不包含阳离子GPAM组合物的纸制品相比改善的纸强度，例如通过STFI测试所测定。例如，在一些实施方案中，所述纸制品可包括包含一种或多种阳离子GPAM组合物的手抄纸，其中与用于STFI测试的空白样品相比，所述手抄纸在4.5磅/吨、5.0磅/吨、9.0磅/吨或10磅/吨测试时可包括6％或更大、7％或更大、8％或更大、9％或更大、10％或更大、12.5％或更大、15.0％或更大、17.5％或更大、20.0％或更大、22.5％或更大、25.0％或更大的STFI值改进。
在一些实施方案中，所述纸制品可包括与不包含阳离子GPAM组合物的纸制品相比改善的纸强度，例如，如通过破裂强度测试所测定。例如，在一些实施方案中，与用于破裂强度测试的空白样品相比，包含一种或多种阳离子GPAM组合物的手抄纸在4.5磅/吨、5.0磅/吨、9.0磅/吨或10磅/吨测试时可包括6％或更大、7％或更大、8％或更大、9％或更大、10％或更大、12.5％或更大、15.0％或更大、17.5％或更大、20.0％或更大、22.5％或更大、25.0％或更大、27.5％或更大、30.0％或更大、32.5％或更大、35.0％或更大、37.5％或更大、或40％或更大的破裂强度值改进。
在一些实施方案中，与不使用所述阳离子GPAM组合物的滤水时间相比，阳离子GPAM组合物可减少处理样品的滤水时间。例如，在一些实施方案中，与不使用阳离子GPAM组合物的滤水相比，阳离子GPAM组合物可实现有效的滤水，例如OCC纸浆的滤水，诸如表现出25.0％或更多、30.0％或更多、35.0％或更多、40.0％或更多、45.0％或更多、50.0％或更多、55.0％或更多的滤水时间(例如，从OCC纸浆收集给定量的滤液的时间)的改善。在一些实施方案中，与不使用所述阳离子GPAM组合物的滤水速率相比，所述阳离子GPAM组合物增加处理样品的滤水速率，导致纸生产速率增加。在一些实施方案中，所述阳离子GPAM组合物改善所述造纸方法的干燥节能。此外，与不使用阳离子GPAM组合物的样品中存在的固体总量相比，阳离子GPAM组合物可实现处理样品中存在的固体总量的减少，例如，从用阳离子GPAM组合物处理的OCC纸浆收集的滤液中存在的总固体的减少，例如，来自托盘或纸张成形后筒仓的白水的固体含量的减少，诸如15％或更多、17.5％或更多、20.0％或更多、22.5％或更多、25.0％或更多、27.5％或更多、30.0％或更多、或32.5％或更多的改善(固体含量的减少)。在一些实施方案中，所述阳离子GPAM组合物可改善干燥节能。
此外，本公开总体上涉及一种制造手抄纸的方法，所述方法包括：a.提供纸浆浆料；b.稀释所述纸浆浆料；c.添加一种或多种盐至所需的电导率水平；d.将pH调节至所需的值；e.添加一种或多种阳离子GPAM组合物；f.将所处理的纸浆添加到动力纸张形成器中；g.压制由f.产生的纸张；h.干燥纸张；以及i.整理纸张。
此外，本公开总体上涉及一种制造一种或多种纸制品的方法，其中所述方法包括：a.提供主要包含纤维素纤维的组合物；b.添加预定量的一种或多种阳离子GPAM组合物；以及c.形成所述所需的纸制品。
此外，本公开总体上涵盖一种制造一种或多种纸制品，例如一种或多种吸附剂纸制品的方法，其中所述方法包括：a.提供包含软木纤维、硬木纤维、回收纤维、精制纤维中的任一种或前述任一种的混合物的组合物，其量足以形成大约1％至100％硬木纤维、软木纤维、回收纤维、精制纤维或前述任一种的混合物的总配料；(b)添加预定量的一种或多种如本文所讨论的阳离子GPAM组合物；以及(c)通过经由一个或多个干燥装置干燥至所需的水分含量水平来形成纸制品。
另外，本公开总体上涉及一种用于增强纸的方法，所述方法包括(i)使纸浆纤维与包含至少一种阳离子GPAM组合物，例如至少一种本文公开的改进的阳离子GPAM组合物的增强树脂接触，所述GPAM组合物具有使其非常适用于造纸方法的特定属性，以及(ii)至少部分地固化在纸浆纤维和阳离子GPAM组合物的混合物中的包含至少一种阳离子GPAM组合物的增强树脂以产生增强强度的纸制品。
III.制备阳离子GPAM组合物的方法
本公开总体上还涉及一种用于制备本文公开的阳离子GPAM组合物的方法，特别是所述阳离子GPAM组合物包含重均分子量小于30,000Da，任选地2至25kDa，或5至15kDa的第一基础聚合物，和重均分子量为至少30,000Da；任选地重均分子量为至少50kDa或重均分子量的范围为100kDa至500kDa、150-400kDa、200-300kDa、225kDa至275kDa或约250kDa的第二基础聚合物；进一步任选地，其中所述第一基础聚合物和/或所述第二基础聚合物包含(i)丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺单体和(ii)DADMAC或Q9单体，其中所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物的重量比为约10:90至约90:10，任选地约20:80至约80:20，进一步任选地约30:70至约70:30或约40:60至约60:40；其中所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物各自是乙二醛化的；并且其中任选地，与造纸中使用的常规GPAM所需的含水载体的体积相比，所述阳离子GPAM组合物需要减少体积的含水载体用于储存或运输。
在一些实施方案中，用于制备本文公开的阳离子GPAM组合物的方法可包括a.在包含乙二醛的第一乙二醛化反应中使所述第一基础聚合物乙二醛化以产生第一乙二醛化的基础聚合物；b.在包含乙二醛的第二乙二醛化反应中使所述第二基础聚合物乙二醛化以产生第二乙二醛化的基础聚合物；以及c.将所述第一乙二醛化的基础聚合物和所述第二乙二醛化的基础聚合物合并以产生所述阳离子GPAM组合物；其中步骤(a)和(b)可以任何顺序或同时进行。
在一些实施方案中，用于制备本文公开的阳离子GPAM组合物的方法可包括a.将所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物合并；以及b.在包含乙二醛的乙二醛化反应中使所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物的组合乙二醛化以产生所述阳离子GPAM组合物。
在一些实施方案中，用于制备本文公开的阳离子GPAM组合物的方法可包括a.在包含乙二醛的乙二醛化反应中使所述第一基础聚合物乙二醛化以产生第一乙二醛化的基础聚合物；以及b.将所述第二基础聚合物和任选另外的乙二醛添加到所述乙二醛化反应中以产生所述阳离子GPAM组合物。
在一些实施方案中，用于制备本文公开的阳离子GPAM组合物的方法可包括a.在包含乙二醛的乙二醛化反应中使所述第二基础聚合物乙二醛化以产生第二乙二醛化的基础聚合物；以及b.将所述第一基础聚合物和任选另外的乙二醛添加到所述乙二醛化反应中以产生所述阳离子GPAM组合物。
在一些实施方案中，用于制备本文公开的阳离子GPAM组合物的方法可包括a.在包含乙二醛的第一乙二醛化反应中使所述第一基础聚合物乙二醛化以产生第一乙二醛化的基础聚合物；以及b.在包含乙二醛的第二乙二醛化反应中使所述第二基础聚合物和所述第一乙二醛化的基础聚合物乙二醛化以产生所述阳离子GPAM组合物。
在一些实施方案中，用于制备本文公开的阳离子GPAM组合物的方法可包括a.在包含乙二醛的第二乙二醛化反应中使所述第二基础聚合物乙二醛化以产生第二乙二醛化的基础聚合物；以及b.在包含乙二醛的第一乙二醛化反应中使所述第一基础聚合物和所述第二乙二醛化的基础聚合物乙二醛化以产生所述阳离子GPAM组合物。
本文示例性公开的组合物和方法可适当地在不存在本文未具体公开的任何要素和/或本文具体公开的任何要素的情况下实施。
实施例
实施例1：样品和手抄纸制备
以下实施例中使用的阳离子GPAM组合物和手抄纸制备如下。通过使乙二醛与表1中所示的阳离子聚丙烯酰胺基础聚合物反应来制备所有GPAM样品。
表1–基础聚合物组成
Figure BDA0003844818480000311
*基础聚合物1、2和3中的每一者是由丙烯酰胺和DADMAC(二甲基二烯丙基氯化铵)单体组成的共聚物。
包含丙烯酰胺和DADMAC单体的阳离子共聚物用于本文的实施例中，因为此类共聚物广泛用作“模型”阳离子聚合物。因此，合理预期的是，使用这些共聚物获得的结果将使用其他阳离子聚合物诸如包含本文公开的其他阳离子单体的阳离子共聚物获得。
通过使乙二醛与表1的基础聚合物反应制备的GPAM样品的组成描述于表2中。对于每个反应，乙二醛:基础聚合物比率为29:71。
表2–GPAM样品组成
Figure BDA0003844818480000321
GPAM 1、GPAM 2和GPAM 8是常规的GPAM组合物。GPAM 1使用低分子量(8kDa)基础聚合物1制备并且具有高最终固体含量(14％)，而GPAM 2使用高分子量(246kDa)基础聚合物3制备并且具有低最终固体含量(5％)。使用低分子量(15kDa)基础聚合物2制备GPAM 8。
通过各种方法用基础聚合物1和基础聚合物3制备新的GPAM组合物3至GPAM组合物7。通过基础聚合物共混物的乙二醛化制备GPAM 3和GPAM 4。GPAM 5和GPAM 6是GPAM 1和GPAM 2的简单共混物。通过两步反应制备GPAM 7。在第1步中，通过基础聚合物1的乙二醛化产生GPAM 1。在第2步中，将基础聚合物3和更多的乙二醛添加到最终的GPAM 1中，并进行进一步的乙二醛化反应以产生最终的GPAM 7组合物。
新的GPAM 3-GPAM 7具有比由基础聚合物3制备的GPAM 2(5.0％)高得多的固体含量。例如，GPAM 4的固体含量为7.3％，比GPAM 2的固体含量高46％。当生产固体含量低于6％的GPAM产品时，与生产、运输和处理相关的成本通常高于原材料成本。结果，产品固体含量增加45％导致产品总成本显著降低。
通过进行基础聚合物2和基础聚合物3的共混混合物的乙二醛化反应来制备新的GPAM 9-GPAM 11。基础聚合物2:基础聚合物3的比率如表2中所示。如表2中所示，GPAM 9、GPAM 10和GPAM 11分别具有7.0％、6.7％和7.2％的固体含量，所述固体含量各自显著高于由基础聚合物3制备的GPAM 2(5.0％)的固体含量，导致产品总成本显著降低。
使用上述GPAM如下制备手抄纸：OCC纸浆稠浆料从可再生衬板造纸厂获得。首先，使用自来水将稠浆料膨胀至0.5％稠度。将NaCl添加到稀释的纸浆中以匹配造纸厂白水的电导率。然后将1M HCl溶液添加到纸浆中以调节pH至6.4。其次，在顶置式搅拌下将GPAM组合物引入稀释的纸浆中。然后将处理的纸浆添加到动力纸张形成器(DSF)(TECHPAPFrance，FDA型)中以生产110gsm纸张。接下来，使用气动辊压机在15psi下用吸墨纸压制成形的纸张，然后在旋转干燥器上在110℃下干燥。然后，将干燥的纸张在105℃下烘箱(强制通风常规烘箱)固化5分钟，然后在标准TAPPI控制室中调节过夜。最后，沿横向切割纸条。
实施例2：破裂强度测试
根据TAPPI标准方法T-403进行破裂强度测试。结果示于表3中。
表3–用各种GPAM产品处理的手抄纸的破裂强度
Figure BDA0003844818480000331
Figure BDA0003844818480000341
如表3所示，新的GPAM 3和GPAM 4中的每一者提供与GPAM 2相当的干强度性能。此外，这些新的GPAM产品具有比GPAM 2高得多的固体含量。
实施例3：STFI测试
根据TAPPI标准方法T-826进行STFI测试。结果示于表4和表5中。
表4–用各种GPAM产品处理的手抄纸的STFI强度
9磅/吨
样品 STFI 改进
空白 8.64 NA
GPAM 1 10.01 15.9％
GPAM 2 10.61 22.8％
GPAM 5 10.56 22.2％
GPAM 6 10.53 21.9％
GPAM 7 10.65 23.3％
表5–用各种GPAM产品处理的手抄纸的STFI强度
Figure BDA0003844818480000342
如表4所示，新的GPAM 5、GPAM 6和GPAM 7中的每一者提供与GPAM 2相当的干强度性能。此外，如上所讨论，这些新的GPAM产品具有比GPAM 2高得多的固体含量。
表5给出了用分别由基础聚合物3和基础聚合物2制备的常规GPAM 2和GPAM 8，以及用新的GPAM组合物9-GPAM组合物11处理的手抄纸的STFI结果。常规GPAM 2和GPAM 8分别使STFI增加了8.3％和3.5％。相比之下，新的GPAM 9至GPAM 11分别使STFI增加了8.8％、12.4％和14.4％。该研究清楚地表明，与单独用基础聚合物2或基础聚合物3制备的常规GPAM相比，用基础聚合物2和基础聚合物3的共混物制备的新的GPAM组合物可提供相当的或相当大的纸强度增强。
在前面程序中，描述了各种步骤。然而，显而易见的是，可对其进行各种修改和改变，并且可实现额外的过程，而不脱离如所附权利要求中阐述的示例性过程的更宽范围。

Claims (25)

1.一种适合用作干和/或湿增强剂的阳离子乙二醛化的聚丙烯酰胺(“GPAM”)组合物，其中所述阳离子GPAM组合物包含：
i.重均分子量小于30,000Da的第一基础聚合物；和
ii.重均分子量为至少50,000、100,000、150,000或200,000Da的第二基础聚合物；
其中所述第一基础聚合物与所述第二基础聚合物的重量比的范围为约10:90至约90:10，任选地约20:80至约80:20，进一步任选地约30:70至约70:30，仍进一步任选地约40:60至约60:40；
其中所述第一基础聚合物是乙二醛化的并且所述第二基础聚合物是乙二醛化的。
2.如权利要求1所述的阳离子GPAM，其中与造纸中使用的常规GPAM的储存和/或运输所需的含水载体的体积相比，所述阳离子GPAM组合物能够在减少体积的含水载体中储存和/或运输。
3.如权利要求1或2所述的阳离子GPAM，其中：
i.所述第一基础聚合物的重均分子量为至多25kDa或更小、20kDa或更小、15kDa或更小、10、11、12、13或14kDa或更小，或为9、8、7、6、5或4kDa或更小；
ii.所述第二基础聚合物的重均分子量为至少60kDa或更大、75kDa或更大、100kDa或更大、125kDa或更大、150kDa或更大、175kDa或更大、200kDa或更大、225kDa或更大、250kDa或更大、275kDa或更大、300kDa或更大、325kDa或更大、350kDa或更大、375kDa或更大、400kDa或更大、500kDa、1000kDa或1500kDa或更大；
iii.所述阳离子GPAM组合物的乙二醛化百分比为约2％至约90％，任选地约3％至约80％，进一步任选地约4％至约70％，进一步任选地约5％至约60％；
iv.所述第一基础聚合物的乙二醛化百分比为约2％至约90％，任选地约3％至约80％，进一步任选地约4％至约70％，进一步任选地约5％至约60％；
v.所述第二基础聚合物的乙二醛化百分比为约2％至约90％，任选地约3％至约80％，进一步任选地约4％至约70％，进一步任选地约5％至约60％；
vi.所述阳离子GPAM组合物的GPAM含量为约2％至约20％，任选地约3％至约10％，进一步任选地约4％至约8％，进一步任选地约5％至约7％；
vii.所述第一基础聚合物的GPAM含量为约2％至约20％，任选地约3％至约10％，进一步任选地约4％至约8％，进一步任选地约5％至约7％，或约6％-7.5％，或约6％至7％；
viii.所述第二基础聚合物的GPAM含量为约2％至约20％，任选地约3％至约10％，进一步任选地约4％至约8％，进一步任选地约5％至约7％；
ix.所述第一基础聚合物包含至少5重量％、至少10重量％、至少15重量％、至少20重量％、至少25重量％、至少30重量％、至少35重量％、至少40重量％、至少50重量％或至少60重量％的阳离子单体百分比，其中任选地所述第一基础聚合物是两性的；
x.所述第二基础聚合物包含至少5重量％、至少10重量％、至少15重量％、至少20重量％、至少25重量％、至少30重量％、至少35重量％、至少40重量％、至少50重量％或至少60重量％的阳离子单体百分比，其中任选地所述第二基础聚合物是两性的；
xi.所述阳离子GPAM组合物包含约1.0％或更大、2.0％或更大、3.0％或更大、4.0％或更大、5.0％或更大、5.5％或更大、6.0％或更大、6.5％或更大、7.0％或更大、7.5％或更大、8.0％或更大、8.5％或更大、9.0％或更大、9.5％或更大、10.0％或更大、10.5％或更大、11.0％或更大，或11.5％或更大的固体重量百分比；
xii.所述阳离子GPAM组合物包含约1.0％至约20.0％，任选地约3.0％至约15％的固体重量百分比；
xiii.所述阳离子GPAM组合物包含至少约1:99、至少约2.5:97.5、至少约5:95、至少约7.5:92.5、至少约10:90、至少约12.5:87.5、至少约15:85、至少约17.5:82.5、至少约20:80、至少约22.5:77.5、至少约25:75、至少约27.5:72.5、至少约29:71或至少约30:70的乙二醛与总基础聚合物重量比；
xiv.所述第一基础聚合物包含丙烯酰胺基聚合物；
xv.所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺基聚合物；
xvi.所述第一基础聚合物包含一种或多种阳离子单体；
xvii.所述第二基础聚合物包含一种或多种阳离子单体；
xviii.所述第一基础聚合物是两性的并且包含比阴离子单体更多的阳离子单体；
xix.所述第二基础聚合物是两性的并且包含比阴离子单体更多的阳离子单体；
xx.所述第一基础聚合物包含丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺和一种或多种阳离子单体的共聚物；
xxi.所述第一基础聚合物和/或所述第二基础聚合物包含丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵或二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)单体；
xxii.所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺和一种或多种阳离子单体的共聚物；
xxiii.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺单体和一种或多种阳离子单体的共聚物；
xxiv.所述第一基础聚合物和/或所述第二基础聚合物包含(a)丙烯酰胺和/或甲基丙烯酰胺单体和丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵和/或(b)二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)单体的共聚物；
xxv.所述第一基础聚合物或所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)单体的共聚物；
xxvi.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)单体的共聚物；
xxvii.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)单体的共聚物，并且用于乙二醛化反应的乙二醛:基础聚合物比率的范围为约10:90至90:10、20:80至80:20、30:70至70:30、40:60至60:40，或为约29:71；
xxviii.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)单体的共聚物；所述第一基础聚合物的分子量不超过25kDa、20kDa、15kDa、8kDa或5kDa，并且所述第二基础聚合物的分子量为至少50kDa、100kDa、150kDa、200kDa、250kDa或246kDa；
xxix.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)单体的共聚物；所述第一基础聚合物的分子量不超过25kDa、20kDa、15kDa、8kDa或5kDa，并且所述第二基础聚合物的分子量为至少50kDa、100kDa、150kDa、200kDa、250kDa或约246kDa；并且用于使所述第一基础聚合物和/或所述第二基础聚合物乙二醛化的所述乙二醛化反应的乙二醛:基础聚合物比率的范围为约10:90至90:10、20:80至80:20、30:70至70:30、40:60至60:40，或为约29:71；
xxx.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)单体的共聚物；所述第一基础聚合物的分子量不超过25kDa、20kDa、15kDa、8kDa或5kDa，并且所述第二基础聚合物的分子量为至少50kDa、100kDa、150kDa、200kDa、250kDa或约246kDa；用于所述第一基础聚合物和/或所述第二基础聚合物的所述乙二醛化反应的乙二醛:基础聚合物比率的范围为约10:90至90:10、20:80至80:20、30:70至70:30、40:60至60:40，或为约29:71；并且所述第一基础聚合物与所述第二基础聚合物的重量比的范围为约10:90至约90:10，任选地约20:80至约80:20，进一步任选地约30:70至约70:30，仍进一步任选地约40:60至约60:40；
xxxi.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)的共聚物；所述第一基础聚合物的分子量不超过25kDa、20kDa、15kDa、8kDa或5kDa，并且所述第二基础聚合物的分子量为至少50kDa、100kDa、150kDa、200kDa、250kDa或约246kDa；用于所述第一基础聚合物和/或所述第二基础聚合物的所述乙二醛化反应的乙二醛:基础聚合物比率的范围为约10:90至90:10、20:80至80:20、30:70至70:30、40:60至60:40，或为约29:71；并且所述第一基础聚合物与所述第二基础聚合物的重量比的范围为约10:90至约90:10，任选地约20:80至约80:20，进一步任选地约30:70至约70:30，仍进一步任选地约40:60至约60:40，并且所述GPAM含量的范围为约5％至约7％，或约6％-7.5％，或约6％至7％；
xxxii.所述阳离子GPAM组合物的粘度为约10cPs或更大、约15cPs或更大、约20cPs或更大、约25cPs或更大、约30cPs或更大、或约35cPs或更大，例如通过LV Brookfield粘度计在25℃和60rpm下使用1号轴测量；
xxxiii.所述含水载体包含水；和/或
xxxiv.(i)-(xxxiii)中任何两个或更多个的组合。
4.如权利要求3，实施方案(xvi)-(xix)所述的阳离子GPAM组合物，其中：
i.所述一种或多种阳离子单体各自选自由以下项组成的组：丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵(“AETAC”)、甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵(“MAPTAC”)、丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧基乙基二甲基硫酸铵、丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯硫酸盐、二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺、二烯丙基二甲基氯化铵(“DADMAC”)；丙烯酸二烷基氨基烷基酯和甲基丙烯酸二烷基氨基烷基酯以及它们的季盐或酸盐，包括但不限于丙烯酸二甲基氨基乙酯甲基氯化季盐(“DMAEA.MCQ”)、丙烯酸二甲基氨基乙酯甲基硫酸季盐(“DMAEM.MCQ”)、丙烯酸二甲基氨基乙酯苄基氯化季盐(“DMAEA.BCQ”)、丙烯酸二甲基氨基乙酯硫酸盐、丙烯酸二甲基氨基乙酯盐酸盐、丙烯酸二乙基氨基乙酯甲基氯化季盐、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯甲基氯化季盐、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯甲基硫酸季盐、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯苄基氯化季盐、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯硫酸盐、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯盐酸盐、二甲基氨基乙基甲基丙烯酰基盐酸盐；二烷基氨基烷基丙烯酰胺或二烷基氨基烷基甲基丙烯酰胺以及它们的季铵盐或酸盐，诸如丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵、二甲基氨基丙基丙烯酰胺甲基硫酸季盐、二甲基氨基丙基丙烯酰胺硫酸盐、二甲基氨基丙基丙烯酰胺盐酸盐、甲基丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵、二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺甲基硫酸季盐、二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺硫酸盐、二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺盐酸盐、二乙基氨基乙基丙烯酸酯、二乙基氨基乙基甲基丙烯酸酯；和二烯丙基二烷基卤化铵，诸如二烯丙基二乙基氯化铵和二烯丙基二甲基氯化铵；
ii.所述一种或多种阳离子单体包括DADMAC；
iii.所述一种或多种阳离子单体包括丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵；
iv.所述一种或多种阳离子单体各自选自由DADMAC和丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵组成的组；
v.所述一种或多种阳离子单体各自选自由以下项组成的组：甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵、3-(甲基丙烯酰胺基)丙基三甲基氯化铵、3-(丙烯酰胺基)丙基三甲基氯化铵、二烯丙基二甲基氯化铵(DADMAC)、丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯和二甲基氨基丙基丙烯酰胺、二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺；
vi.所述阴离子单体任选地选自丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸、乙烯基磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)、丙烯酰胺基甲烷磺酸、丙烯酰胺基乙烷磺酸、2-羟基-3-丙烯酰胺丙烷磺酸、苯乙烯磺酸、乙烯基膦酸以及它们的组合，以及它们对应的水溶性或可分散性碱金属盐、碱土金属盐和铵盐以及它们的任何组合；所述第一基础聚合物和/或所述第二基础聚合物包含(a)丙烯酰胺和/或甲基丙烯酰胺单体和(b)一种或多种阳离子单体，任选地DADMAC和/或丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵单体的共聚物；和/或
vii.(i)-(vi)中任何两个或更多个的组合。
5.如权利要求1至4中任一项所述的阳离子GPAM，其中：
i.所述第一基础聚合物的重均分子量的范围不超过2至25kDa、5-20kDa，或5-15或8-15kDa；
ii.所述第二基础聚合物的重均分子量的范围为至少100kDa至500kDa、150-400kDa、200-300kDa、225kDa至275kDa，或为约250kDa；
iii.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物中的任一种或两种包含包括丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺的第一单体和包括DADMAC(二甲基二烯丙基氯化铵)或丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵的第二单体的共聚物，任选地其中所述第一单体包括丙烯酰胺并且所述第二单体包括DADMAC，其中所述第一单体和第二单体的百分比的范围为约30:70至约70:30；
iv.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物中的任一种或两种包含包括丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺的第一单体和包括DADMAC(二甲基二烯丙基氯化铵)或丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵的第二单体的共聚物，任选地其中所述第一单体包括丙烯酰胺并且所述第二单体包括DADMAC，其中所述第一单体和第二单体的百分比的范围为约40:60至约60:40，或为约40:60；
v.在用于生产所述乙二醛化的第一基础聚合物和所述第二基础聚合物的所述乙二醛化反应中，所述乙二醛基础聚合物比率的范围为10:90至90:10、20:80至80:20、30:70至70:30，或包括约30:70；
vi.所述增强剂中所述第一基础聚合物和第二基础聚合物的比率的范围为20:80至80:20、30:70至70:30，或40:60至60:40；
vii.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物中的任一种或两种包含丙烯酰胺和DADMAC(二甲基二烯丙基氯化铵)的共聚物，其中所述丙烯酰胺和DADMAC单体的百分比的范围为约40:60至约60:40；并且所述增强剂中所述第一基础聚合物和第二基础聚合物的比率的范围为20:80至80:20、30:70至70:30，或40:60至60:40；
viii.前述两种、三种或更多种的任何组合。
6.如权利要求3，实施方案(xiv)或(xv)所述的阳离子GPAM组合物，其中：
i.所述丙烯酰胺基聚合物包含一种或多种含伯酰胺的单体；
ii.所述丙烯酰胺基聚合物包含一种或多种选自由以下项组成的组的单体：丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙基丙烯酰胺、巴豆酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-丁基丙烯酰胺、N-乙基甲基丙烯酰胺以及它们的任何组合；
iii.所述丙烯酰胺基聚合物包含一种或多种丙烯酰胺单体；和/或
iv.(i)-(iii)中任何两个或更多个的组合。
7.如权利要求3，实施方案ix或x所述的阳离子GPAM组合物，其中：
i.所述第一基础聚合物和/或所述第二基础聚合物是两性的并且包含至少一种选自由以下项组成的组的阴离子单体：包含羧酸官能团、磺酸官能团、膦酸官能团的阴离子单体，以及它们对应的水溶性盐，以及它们的任何组合；
ii.所述第一基础聚合物和/或所述第二基础聚合物是两性的并且包含至少一种选自以下项的阴离子单体：丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸、乙烯基磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)、丙烯酰胺基甲烷磺酸、丙烯酰胺基乙烷磺酸、2-羟基-3-丙烯酰胺丙烷磺酸、苯乙烯磺酸、乙烯基膦酸以及它们的组合，以及它们对应的水溶性或可分散性碱金属盐、碱土金属盐和铵盐以及它们的任何组合；和/或
iii.(i)和(ii)的组合。
8.一种纸制品，所述纸制品包含一种或多种如权利要求1至7中任一项所述的阳离子GPAM组合物。
9.如权利要求8所述的纸制品，其中在所述阳离子GPAM组合物中：
i.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺和一种或多种阳离子单体的共聚物；
ii.所述第一基础聚合物和/或所述第二基础聚合物包含(a)丙烯酰胺和/或甲基丙烯酰胺和丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵和/或(b)二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)的共聚物；
iii.所述第一基础聚合物或所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)的共聚物；
iv.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)单体的共聚物；
v.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)单体的共聚物，并且用于乙二醛化反应的乙二醛:基础聚合物比率的范围为约10:90至90:10、20:80至80:20、30:70至70:30、40:60至60:40，或为约29:71；
vi.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)单体的共聚物；所述第一基础聚合物的分子量不超过25kDa、20kDa、15kDa、8kDa或5kDa，并且所述第二基础聚合物的分子量为至少50kDa、100kDa、150kDa、200kDa、或250kDa或246kDa；
vii.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)单体的共聚物；所述第一基础聚合物的分子量不超过25kDa、20kDa、15kDa、8kDa或5kDa，并且所述第二基础聚合物的分子量为至少50kDa、100kDa、150kDa、200kDa、250kDa或约246kDa；并且用于使所述第一基础聚合物和/或所述第二基础聚合物乙二醛化的所述乙二醛化反应的乙二醛:基础聚合物比率的范围为约10:90至90:10、20:80至80:20、30:70至70:30、40:60至60:40，或为约29:71；
viii.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)单体的共聚物；所述第一基础聚合物的分子量不超过25kDa、20kDa、15kDa、8kDa或5kDa，并且所述第二基础聚合物的分子量为至少50kDa、100kDa、150kDa、200kDa、250kDa或约246kDa；用于所述第一基础聚合物和/或所述第二基础聚合物的所述乙二醛化反应的乙二醛:基础聚合物比率的范围为约10:90至90:10、20:80至80:20、30:70至70:30、40:60至60:40，或为约29:71；并且所述第一基础聚合物与所述第二基础聚合物的重量比的范围为约10:90至约90:10，任选地约20:80至约80:20，进一步任选地约30:70至约70:30，仍进一步任选地约40:60至约60:40；或者
ix.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)单体的共聚物；所述第一基础聚合物的分子量不超过25kDa、20kDa、15kDa、8kDa或5kDa，并且所述第二基础聚合物的分子量为至少50kDa、100kDa、150kDa、200kDa、250kDa或约246kDa；用于所述第一基础聚合物和/或所述第二基础聚合物的所述乙二醛化反应的乙二醛:基础聚合物比率的范围为约10:90至90:10、20:80至80:20、30:70至70:30、40:60至60:40，或为约29:71；并且所述第一基础聚合物与所述第二基础聚合物的重量比的范围为约10:90至约90:10，任选地约20:80至约80:20，进一步任选地约30:70至约70:30，仍进一步任选地约40:60至约60:40，并且所述GPAM含量的范围为约5％至约7％，或约6％-7.5％，或约6％至7％。
10.如权利要求8或9所述的纸制品，其中所述纸制品：
i.包括至少一个含有所述阳离子GPAM组合物的纸层或纸幅；
ii.在所述纸制品的至少一个表面上包含所述阳离子GPAM组合物；
iii.包括纸张、纸板、薄纸和墙板中的一种或多种；
iv.包括牛皮纸、亚硫酸盐纸、半化学纸等中的一种或多种，包括使用漂白纸浆、未漂白纸浆或它们的组合生产的纸；
v.包括纤维基产品；
vi.包括手抄纸、板基产品、饮料载体、毛巾、牛奶和果汁纸盒、食品托盘、纸袋、瓦楞纸箱的衬板、包装板级以及薄纸和毛巾级纸材料、纸巾、尿布、卫生巾、训练裤、短裤护垫、失禁贴身短内裤、棉条、尿垫、垃圾箱衬垫、咖啡滤袋、空气过滤材料、干燥垫、地板清洁垫、吸收性面巾纸、吸收性卫生纸、餐巾纸、包装纸和/或其他纸板产品诸如纸盒和袋纸中的一种或多种；
vii.包括任选地主要包含纤维素纤维的纤维素纸板纸幅；
viii.包括纤维素纤维和按纤维素纤维的干重计约0.02％至约10％的阳离子GPAM组合物，任选地在纤维素纤维的干重的约0.05重量％至5重量％的范围内；
ix.包括与不包含阳离子GPAM组合物的纸制品相比改善的纸强度，例如通过STFI测试所测定；
x.包括与不包含阳离子GPAM组合物的纸制品相比改善的纸强度，例如通过破裂强度测试所测定；和/或
xi.(i)-(x)中任何两个或更多个的组合。
11.一种造纸方法，其中所述方法包括在所述造纸方法期间以有效增加通过所述方法生产的纸制品的湿强度和/或干强度的量添加一种或多种如权利要求1至7中任一项所述的阳离子GPAM组合物，其中：
i.在形成所述纸制品之前，将所述一种或多种阳离子GPAM组合物添加到用于所述方法中的包含纤维和/或纸浆的组合物中；和/或
ii.在形成所述纸制品之后，将所述一种或多种阳离子GPAM组合物添加到所述纸制品的一个或多个表面。
12.一种制造一种或多种纸制品的方法，其中所述方法包括：a.提供主要包含纤维素纤维的组合物；b.添加预定量的一种或多种如权利要求1至7中任一项所述的阳离子GPAM组合物；以及c.形成所述所需的纸制品。
13.一种制造一种或多种纸制品，任选地一种或多种吸附剂纸制品的方法，其中所述方法包括：a.提供包含软木纤维、硬木纤维、回收纤维、精制纤维中的任一种或前述任一种的混合物的组合物，其量足以形成大约1％至100％硬木纤维、软木纤维、回收纤维、精制纤维或前述任一种的混合物的总配料；(b)添加预定量的一种或多种如权利要求1至7所述的阳离子GPAM组合物；以及(c)通过经由一个或多个干燥装置干燥至所需的水分含量水平来形成纸制品。
14.一种用于增强纸的方法，所述方法包括使纸浆纤维与包含至少一种如权利要求1至7中任一项所述的阳离子GPAM组合物的增强树脂接触，并且至少部分地固化与所述纸浆纤维接触的所述增强树脂以产生强度增强的纸制品。
15.如权利要求11至14中任一项所述的方法，其中：
i.在造纸设施的湿端将所述阳离子GPAM组合物添加到纤维素纤维悬浮液中；
ii.所述阳离子GPAM组合物以所述纤维素纤维的约0.02干重％至约10干重％，任选地在所述纤维素纤维的干重的约0.05重量％至5重量％范围内的量添加；
iii.在形成所述纸制品之前、期间和/或之后添加所述阳离子GPAM组合物；
iv.在形成所述纸制品之后，将所述阳离子GPAM组合物添加到所述纸制品的一个或多个表面；
v.所述阳离子GPAM组合物为所述纸制品提供纸强度增强，例如，如通过STFI测试所测定；
vi.所述阳离子GPAM组合物为所述纸制品提供纸强度增强，例如，如通过破裂强度测试所测定；
vii.所述纸制品包括手抄纸、板基产品、饮料载体、毛巾、牛奶和果汁纸盒、食品托盘、纸袋、瓦楞纸箱的衬板、包装板级以及薄纸和毛巾级纸材料、纸巾、尿布、卫生巾、训练裤、短裤护垫、失禁贴身短内裤、棉条、尿垫、垃圾箱衬垫、咖啡滤袋、空气过滤材料、干燥垫、地板清洁垫、吸收性面巾纸、吸收性卫生纸、餐巾纸、包装纸和/或其他纸板产品诸如纸盒和袋纸中的一种或多种；
viii.所述纸制品包括任选地主要包含纤维素纤维的纤维素纸板纸幅；
ix.与不使用所述阳离子GPAM组合物的滤水时间相比，所述阳离子GPAM组合物减少处理样品的滤水时间；
x.与不使用所述阳离子GPAM组合物的滤水速率相比，所述阳离子GPAM组合物增加处理样品的滤水速率，导致纸生产速率增加；
xi.所述阳离子GPAM组合物改善所述造纸方法的干燥节能；
xii.与不使用阳离子GPAM组合物的总固体含量相比，所述阳离子GPAM组合物降低处理样品的总固体含量，诸如来自托盘或纸张成形后筒仓的白水的总固体含量；和/或
xiii.(i)-(xii)中任何两个或更多个的组合。
16.如权利要求11至15中任一项所述的方法，其中所述一种或多种阳离子GPAM组合物包含GPAM，其中：
i.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺和一种或多种阳离子单体的共聚物；
ii.所述第一基础聚合物和/或所述第二基础聚合物包含(a)丙烯酰胺和/或甲基丙烯酰胺和丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵和/或(b)二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)单体的共聚物；
iii.所述第一基础聚合物或所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)单体的共聚物；
iv.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)单体的共聚物；
v.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)单体的共聚物，并且用于乙二醛化反应的乙二醛:基础聚合物比率的范围为约10:90至90:10、20:80至80:20、30:70至70:30、40:60至60:40，或为约29:71；
vi.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)的共聚物；所述第一基础聚合物的分子量不超过25kDa、20kDa、15kDa、8kDa或5kDa，并且所述第二基础聚合物的分子量为至少50kDa、100kDa、150kDa、200kDa、或250kDa或246kDa；
vii.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)单体的共聚物；所述第一基础聚合物的分子量不超过25kDa、20kDa、15kDa、8kDa或5kDa，并且所述第二基础聚合物的分子量为至少50kDa、100kDa、150kDa、200kDa、250kDa或约246kDa；并且用于使所述第一基础聚合物和/或所述第二基础聚合物乙二醛化的所述乙二醛化反应的乙二醛:基础聚合物比率的范围为约10:90至90:10、20:80至80:20、30:70至70:30、40:60至60:40，或为约29:71；
viii.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)单体的共聚物；所述第一基础聚合物的分子量不超过25kDa、20kDa、15kDa、8kDa或5kDa，并且所述第二基础聚合物的分子量为至少50kDa、100kDa、150kDa、200kDa、250kDa或约246kDa；用于所述第一基础聚合物和/或所述第二基础聚合物的所述乙二醛化反应的乙二醛:基础聚合物比率的范围为约10:90至90:10、20:80至80:20、30:70至70:30、40:60至60:40，或为约29:71；并且所述第一基础聚合物与所述第二基础聚合物的重量比的范围为约10:90至约90:10，任选地约20:80至约80:20，进一步任选地约30:70至约70:30，仍进一步任选地约40:60至约60:40；或者
ix.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)的共聚物；所述第一基础聚合物的分子量不超过25kDa、20kDa、15kDa、8kDa或5kDa，并且所述第二基础聚合物的分子量为至少50kDa、100kDa、150kDa、200kDa、250kDa或约246kDa；用于所述第一基础聚合物和/或所述第二基础聚合物的所述乙二醛化反应的乙二醛:基础聚合物比率的范围为约10:90至90:10、20:80至80:20、30:70至70:30、40:60至60:40，或为约29:71；并且所述第一基础聚合物与所述第二基础聚合物的重量比的范围为约10:90至约90:10，任选地约20:80至约80:20，进一步任选地约30:70至约70:30，仍进一步任选地约40:60至约60:40，并且所述GPAM含量的范围为约5％至约7％，或约6％-7.5％，或约6％至7％。
17.一种用于制备如权利要求1至7中任一项所述的阳离子GPAM组合物的方法，所述方法包括：
i.在包含乙二醛的第一乙二醛化反应中使所述第一基础聚合物乙二醛化以产生第一乙二醛化的基础聚合物；
ii.在包含乙二醛的第二乙二醛化反应中使所述第二基础聚合物乙二醛化以产生第二乙二醛化的基础聚合物；以及
iii.将所述第一乙二醛化的基础聚合物和所述第二乙二醛化的基础聚合物合并以产生所述阳离子GPAM组合物；
其中步骤(i)和(ii)可以任何顺序或同时进行。
18.一种用于制备如权利要求1至7中任一项所述的阳离子GPAM组合物的方法，所述方法包括：
i.将所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物合并；以及
ii.在包含乙二醛的乙二醛化反应中使所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物的组合乙二醛化以产生所述阳离子GPAM组合物。
19.一种用于制备如权利要求1至7中任一项所述的阳离子GPAM组合物的方法，所述方法包括：
i.在包含乙二醛的乙二醛化反应中使所述第一基础聚合物乙二醛化以产生第一乙二醛化的基础聚合物；以及
ii.将所述第二基础聚合物和任选另外的乙二醛添加到所述乙二醛化反应中以产生所述阳离子GPAM组合物。
20.一种用于制备如权利要求1至7中任一项所述的阳离子GPAM组合物的方法，所述方法包括：
i.在包含乙二醛的乙二醛化反应中使所述第二基础聚合物乙二醛化以产生第二乙二醛化的基础聚合物；以及
ii.将所述第一基础聚合物和任选另外的乙二醛添加到所述乙二醛化反应中以产生所述阳离子GPAM组合物。
21.一种用于制备如权利要求1至7中任一项所述的阳离子GPAM组合物的方法，所述方法包括：
i.在包含乙二醛的第一乙二醛化反应中使所述第一基础聚合物乙二醛化以产生第一乙二醛化的基础聚合物；和
ii.在包含乙二醛的第二乙二醛化反应中使所述第二基础聚合物和所述第一乙二醛化的基础聚合物乙二醛化以产生所述阳离子GPAM组合物。
22.一种用于制备如权利要求1至7中任一项所述的阳离子GPAM组合物的方法，所述方法包括：
i.在包含乙二醛的第二乙二醛化反应中使所述第二基础聚合物乙二醛化以产生第二乙二醛化的基础聚合物；和
ii.在包含乙二醛的第一乙二醛化反应中使所述第一基础聚合物和所述第二乙二醛化的基础聚合物乙二醛化以产生所述阳离子GPAM组合物。
23.一种阳离子GPAM组合物，所述阳离子GPAM组合物根据如权利要求17至22所述的方法中的任一个制备。
24.如权利要求23所述的阳离子GPAM组合物，其中：
i.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺和一种或多种阳离子单体的共聚物；
ii.所述第一基础聚合物和/或所述第二基础聚合物包含(a)丙烯酰胺和/或甲基丙烯酰胺和丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵和/或(b)二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)单体的共聚物；
iii.所述第一基础聚合物或所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)单体的共聚物；
iv.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)单体的共聚物；
v.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)的共聚物，并且用于乙二醛化反应的乙二醛:基础聚合物比率的范围为约10:90至90:10、20:80至80:20、30:70至70:30、40:60至60:40，或为约29:71；
vi.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)单体的共聚物；所述第一基础聚合物的分子量不超过25kDa、20kDa、15kDa、8kDa或5kDa，并且所述第二基础聚合物的分子量为至少50kDa、100kDa、150kDa、200kDa、或250kDa或246kDa；
vii.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)单体的共聚物；所述第一基础聚合物的分子量不超过25kDa、20kDa、15kDa、8kDa或5kDa，并且所述第二基础聚合物的分子量为至少50kDa、100kDa、150kDa、200kDa、250kDa或约246kDa；并且用于使所述第一基础聚合物和/或所述第二基础聚合物乙二醛化的所述乙二醛化反应的乙二醛:基础聚合物比率的范围为约10:90至90:10、20:80至80:20、30:70至70:30、40:60至60:40，或为约29:71；
viii.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)单体的共聚物；所述第一基础聚合物的分子量不超过25kDa、20kDa、15kDa、8kDa或5kDa，并且所述第二基础聚合物的分子量为至少50kDa、100kDa、150kDa、200kDa、250kDa或约246kDa；用于所述第一基础聚合物和/或所述第二基础聚合物的所述乙二醛化反应的乙二醛:基础聚合物比率的范围为约10:90至90:10、20:80至80:20、30:70至70:30、40:60至60:40，或为约29:71；并且所述第一基础聚合物与所述第二基础聚合物的重量比的范围为约10:90至约90:10，任选地约20:80至约80:20，进一步任选地约30:70至约70:30，仍进一步任选地约40:60至约60:40；或者
ix.所述第一基础聚合物和所述第二基础聚合物包含丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)单体的共聚物；所述第一基础聚合物的分子量不超过25kDa、20kDa、15kDa、8kDa或5kDa，并且所述第二基础聚合物的分子量为至少50kDa、100kDa、150kDa、200kDa、250kDa或约246kDa；用于所述第一基础聚合物和/或所述第二基础聚合物的所述乙二醛化反应的乙二醛:基础聚合物比率的范围为约10:90至90:10、20:80至80:20、30:70至70:30、40:60至60:40，或为约29:71；并且所述第一基础聚合物与所述第二基础聚合物的重量比的范围为约10:90至约90:10，任选地约20:80至约80:20，进一步任选地约30:70至约70:30，仍进一步任选地约40:60至约60:40，并且所述GPAM含量的范围为约5％至约7％，或约6％-7.5％，或约6％至7％。
25.一种包含一种或多种阳离子GPAM组合物的组合物，其中所述一种或多种阳离子GPAM组合物各自根据如权利要求17至22所述的方法中的任一个或其组合制备。
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