JP2015507064A - ゲル形態のポリマ微粒子を作製する方法 - Google Patents

ゲル形態のポリマ微粒子を作製する方法 Download PDF

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Abstract

エマルジョンおよび／またはサスペンジョンプロセスによってゲル形態のポリマ粒子を作製する方法を提供する。本方法は、キャリヤ流体ならびに１つ以上のフェノール化合物および任意選択の１つ以上の架橋化合物、メイラード反応物の混合物またはその組合せを含有するモノマ成分を含む反応物混合物を調製するステップを含むことができる。モノマ成分を重合させてゲル形態のポリマ粒子を形成することができる。反応物混合物は、モノマ成分の重合の間、反応物混合物と接触する１つ以上の内部表面を有する反応器内に配置されてよい。１つ以上の内部表面は、金属、金属イオンまたはその組合せの反応物混合物中への放出を抑制して、ゲル形態のポリマ粒子の全重量に対して１ｗｔ％未満の金属原子、金属イオンまたはその組合せを含有するゲル形態のポリマ粒子を生成する。

Description

本明細書で説明する実施形態は、一般に、ゲル形態の樹脂またはポリマ粒子を作製する方法に関する。より詳細には、そうした実施形態は、さらに処理してエアロゲル、キセロゲルおよび／またはクリオゲル粒子にすることができるゲル形態の樹脂またはポリマ粒子を作製する方法に関する。
炭素エアロゲル、キセロゲルおよびクリオゲルなどの炭素材料は、これらに限定されないが、例えばスーパーコンデンサ用途における導電性およびエネルギ貯蔵を含む特性を改善するための様々な製品において使用されてきた。ポリマゲルを炭素材料へ変換させるなどの、実験室規模で炭素エアロゲル、キセロゲルおよびクリオゲルを合成する方法は当技術分野で公知である。１つの具体的な組成物は、例えば、さらに処理して大きなモノリシックポリマゲルすなわち「ゾル−ゲル」にすることができる前駆体溶液（例えば、液体中の粒子の溶液またはコロイド状分散液である「モノマ成分」または「ゾル」）を生成するためのレゾルシノールおよびホルムアルデヒドを含むことができる。
しかしながら、モノリシックポリマゲルは製造し、最終生成物、すなわちエアロゲル、キセロゲルまたはクリオゲルに転換させるのには困難で高価である。モノリスの大きなサイズおよび低い熱伝導率に起因して、モノリス構造を作り上げるモノマ成分を重合させるために、相当な量のエネルギ、時間および特殊装置を必要とする。さらに、熱がその外側から内側へ移動する際のモノリシックポリマゲルの不均一な加熱のため、モノリシックポリマ中での不均一な物理的差異が形成され、これは、製造されるエアロゲル、キセロゲルまたはクリオゲルの性能に悪影響を及ぼす恐れがある。さらに、大きなモノリシックポリマゲルは、次いで処理して、労働力、資本および時間集約的でもあるエアロゲル、キセロゲルまたはクリオゲルにすることができるモノリシック構造を細かくしてゲル形態のポリマ粒子にするために、物理的磨砕を必要とする。
したがって、ゲル形態のポリマ粒子を作製するための改善された方法のニーズがある。
エマルジョンおよび／またはサスペンジョンプロセスによってゲル形態のポリマ粒子を作製する方法を提供する。少なくとも１つの特定の実施形態では、本方法は、キャリヤ流体ならびに１つ以上のフェノール化合物および任意選択の１つ以上の架橋化合物、メイラード反応物の混合物またはその組合せを含有するモノマ成分を含む反応物混合物を調製するステップを含むことができる。モノマ成分を重合させてゲル形態のポリマ粒子を形成することができる。反応物混合物は、モノマ成分の重合の間、反応物混合物と接触する１つ以上の内部表面を有する反応器中に配置することができる。この１つ以上の内部表面は、金属、金属イオンまたはその組合せの反応物混合物中への放出を抑制してゲル形態のポリマ粒子の全重量に対して１ｗｔ％未満の金属原子、金属イオンまたはその組合せを含有するゲル形態のポリマ粒子を生成する。
少なくとも１つの特定の実施形態では、エマルジョンまたはサスペンジョンプロセスによってゲル形態のポリマ粒子を作製する方法は、キャリヤ流体ならびに１つ以上のフェノール化合物および任意選択の１つ以上の架橋化合物、メイラード反応物の混合物またはその組合せを含有するモノマ成分を含む反応物混合物を調製するステップを含むことができる。反応物混合物を１つ以上の反応ループを備えた反応器へ誘導することができる。モノマ成分を、反応器内で重合してゲル形態のポリマ粒子を生成させることができる。ゲル形態のポリマ粒子は、反応器から回収することができる。
少なくとも１つの特定の実施形態では、エマルジョンまたはサスペンジョンプロセスによってゲル形態のポリマ粒子を作製する方法は、メイラード反応物の混合物およびキャリヤ流体を含む反応物混合物を調製するステップを含むことができる。メイラード反応物の混合物を重合させて、ゲル形態のポリマ粒子を形成することができる。
説明される１つ以上の実施形態によって作製されたゲル形態のポリマ粒子の写真である。 説明される１つ以上の実施形態によって作製されたゲル形態のポリマ粒子の他の写真である。 説明される１つ以上の実施形態によって作製されたゲル形態のポリマ粒子の他の写真である。 説明される１つ以上の実施形態によって作製されたゲル形態のポリマ粒子のさらに他の写真である。 説明される１つ以上の実施形態によって作製されたゲル形態のポリマ粒子のさらに他の写真である。
ゲル形態のポリマ微粒子または粒子は、サスペンジョンおよび／またはエマルジョンプロセスでモノマ成分を重合することによって生成することができる。一例では、モノマ成分を、キャリヤ流体または媒体と混合、ブレンドあるいは一緒にして、サスペンジョンの形態であってよい反応物混合物を形成することができる。別の例では、モノマ成分を、キャリヤ流体または媒体と混合、ブレンドあるいは一緒にして、エマルジョンの形態であってよい反応物混合物を形成することができる。したがって、モノマ成分を、キャリヤ流体と混合、ブレンドあるいは一緒にして、サスペンジョンおよび／またはエマルジョンの形態であってよい反応物混合物を形成することができる。モノマ成分に加えて、反応物混合物は、これらに限定されないが、１つ以上の架橋化合物および／または１つ以上の触媒を含むこともできる。
「キャリヤ流体」という用語は、サスペンジョン流体、溶媒、希釈剤、分散流体、エマルジョン流体ならびに／またはサスペンジョンおよび／もしくはエマルジョンの連続相を指すこともできる。ゲル形態のポリマ粒子をさらに処理して、エアロゲル、キセロゲルおよび／またはクリオゲル粒子を生成し、その結果、モノリシックゲル構造を細かくしてポリマ粒子にするために１つ以上の器械的プロセス、例えば磨砕、ミリング、微粉砕などを必要とする中間的なモノリシックゲル構造の生成を回避することができる。
本明細書で使用されるように、「サスペンジョンプロセス」、「サスペンジョン重合プロセス」、「分散プロセス」および「分散重合プロセス」という用語は、互換的に使用され、キャリヤまたは「連続相」流体、例えば炭化水素および／または水の中で機械的撹拌を用いて反応混合物を混合する不均一重合プロセスを指す。ここで、反応混合物相とキャリヤまたは連続相流体は混和性ではない。反応混合物を、キャリヤ流体または連続相中に小滴として懸濁または分散させることができる。ここで、そのモノマ成分に重合を施してポリマの粒子を形成し、かつ／または硬化させてポリマの硬化した粒子を形成する。
本明細書で使用されるように、「エマルジョンプロセス」および「エマルジョン重合プロセス」という用語は「正（normal）」エマルジョンと「逆（inverse）」エマルジョンの両方を指す。１つ以上の態様では、エマルジョンはサスペンジョンとは異なる。１つの差は、エマルジョンは通常エマルジョン（非常に小さいサイズの液滴）を生成または形成する界面活性剤の使用を含むことになる点である。キャリヤまたは連続相流体が水などの親水性流体であり、反応混合物相が疎水性化合物である場合、正エマルジョン（例えば、水中油型）が形成され、モノマの液滴は、キャリヤまたは連続相流体中の界面活性剤の支援を得て乳化される。モノマは、これらの小さいサイズの液滴中で反応する。これらの液滴は、一般に粒子としてのサイズが小さく、各粒子が界面活性剤で取り囲まれており、界面活性剤上の電荷が他の粒子を静電的にはねつけるので、互いに凝集するのが阻止される。これに対して、サスペンジョン重合は通常、エマルジョン重合によるものよりずっと大きな粒子を生成する。キャリヤまたは連続相流体が油などの疎水性流体であり、反応混合物相が親水性化合物である場合、逆エマルジョン（例えば、油中水型）が形成される。
本明細書で使用されるように、「モノマ成分」という用語は、これらに限定されないが、１つ以上のフェノール化合物および／または１つ以上の架橋性化合物；および／またはプレポリマを含むことができる。フェノール化合物がそれ自体と重合または架橋できる場合、架橋性化合物の使用は任意選択であってよい。他の例では、フェノール化合物と、架橋性化合物のすべてまたは一部を互いに重合してゲル形態のポリマ粒子を形成することができる。他の例では、フェノール化合物と架橋性化合物を互いに反応または架橋させてゲル形態のポリマ粒子を生成することができる。他の例では、フェノール化合物と架橋性化合物を互いに重合させ、かつ／または互いに架橋させてゲル形態のポリマ粒子を生成することができる。
本明細書で使用されるように、「プレポリマ」という用語は、１つ以上のフェノール化合物と１つ以上の架橋性化合物の反応モノマ化合物；および／または１つ以上のフェノール化合物および／または１つ以上の架橋性化合物を重合させることによって形成されるポリマ（ただし、そのポリマは液体状態で留まっているものとする）を指す。
本明細書で使用されるように、「サスペンジョンおよび／またはエマルジョンプロセス」および「サスペンジョンおよび／またはエマルジョン重合」という用語は、従来の重合に限定されるものでなくまた必ずしもそれらを指すものではない。その代わり、「サスペンジョンおよび／またはエマルジョンプロセス」および「サスペンジョンおよび／またはエマルジョン重合」という用語は、必ずというわけではないが、硬化プロセスまたは従来の重合と硬化プロセスの組合せを指すことができる。本明細書で論じ説明するように、１つ以上の実施形態では、モノマ成分は、１つ以上のフェノール化合物および／または１つ以上の架橋性化合物単独に加えるかまたはその代わりに、プレポリマおよび／またはポリマであっても、またそれらを含んでもよい。硬化プロセスは、モノマ混合物の重合と比べて、ポリマをさらに架橋させるまたは硬化させることを指す。したがって、プレポリマが存在する場合、サスペンジョン／エマルジョンプロセスは、重合に加えてまたはそれに代わって、硬化プロセスも含むことができる。本明細書で使用されるように、「硬化」という用語は、ポリマ鎖の架橋度を増大させることによってポリマを強靭にするまたは硬くすることを指す。架橋は、共有結合性化学反応、イオン相互作用またはクラスタリング、相の変態または反転および／または水素結合によるなどの、プレポリマおよび／またはポリマ中で起こる構造的および／または形態学的変化を指す。
本明細書で使用されるように、「ゲル形態のポリマ微粒子」および「ゲル形態のポリマ粒子」という用語は、互換的に使用され、その中に１つ以上の細孔または空隙を有するポリマ鎖のネットワークを指し、液体が、その１つ以上の細孔または空隙を少なくとも部分的に占有するかまたはそれらを満たす。本明細書で使用されるように、「乾燥ポリマ微粒子」および「乾燥ポリマ粒子」という用語は、互換的に使用され、その中に１つ以上の細孔または空隙を有するポリマ鎖のネットワークを指し、気体が、その１つ以上の細孔または空隙を少なくとも部分的に占有するかまたはそれらを満たす。空隙を少なくとも部分的に占有するかまたはそれらを満たす液体が水である場合、そのポリマ粒子を、「ヒドロゲルポリマ粒子」と称することができる。
反応混合物の成分、例えばモノマ成分、触媒およびキャリヤ流体は、任意の順番またはシーケンスで互いに一緒にすることができる。例えば、モノマ成分をキャリヤ流体に加える、またはキャリヤ流体をモノマ成分に加えることができ、あるいはモノマ成分とキャリヤ流体を互いに同時に一緒にすることができる。次いで触媒を、モノマ成分とキャリヤ流体の混合物に加えることができる。
反応混合物の個々の成分、例えばフェノール化合物、架橋性化合物および触媒を、それぞれ独立に任意の順番またはシーケンスでキャリヤ流体と混合する、ブレンドする、接触させる、それを配置する、置く（place）、誘導する（direct）、加える、処置する（dispose）、あるいはそれと一緒にしてサスペンジョンおよび／またはエマルジョンを生成することができる。言い換えれば、モノマ成分を作り上げている成分のうちの１つまたは全部より少ない（less than all）成分を、キャリヤ流体と一緒にして中間サスペンジョンおよび／またはエマルジョンを形成または生成することができる。例えば、フェノール化合物および触媒をキャリヤ流体と一緒にして中間サスペンジョンおよび／またはエマルジョンを形成または生成し、架橋性化合物を中間サスペンジョンおよび／またはエマルジョンと一緒にして反応混合物とキャリヤ流体のサスペンジョンおよび／またはエマルジョンを形成または生成することができる。他の例では、キャリヤ流体を、モノマ成分の１つ以上の成分、例えばフェノール化合物と一緒にして中間サスペンジョンおよび／またはエマルジョンを生成することができ、１つ以上の他の成分、例えば架橋性化合物を中間サスペンジョンおよび／またはエマルジョンに加えて第２の中間サスペンジョンおよび／またはエマルジョンを生成することができる。第２の中間サスペンジョンおよび／またはエマルジョンに、触媒を加えて最終サスペンジョンおよび／またはエマルジョンを生成することができる。言い換えれば、フェノール化合物、架橋性化合物、触媒および／またはキャリヤ流体を、任意の順番またはシーケンスで互いに一緒にすることができる、かつ／または任意の２つ以上の成分を互いに同時に一緒にしてサスペンジョンおよび／またはエマルジョンを生成することができる。
サスペンジョンおよび／またはエマルジョンは、モノマ成分とキャリヤ流体を合わせた重量ベースで、約１ｗｔ％から約９０ｗｔ％までの範囲のモノマ成分濃度を有することができる。例えば、サスペンジョンおよび／またはエマルジョンは、モノマ成分とキャリヤ流体を合わせた重量ベースで、最小で約１０ｗｔ％、約１５ｗｔ％、約２０ｗｔ％または約２５ｗｔ％から最大で約４０ｗｔ％、約５０ｗｔ％、約６０ｗｔ％、約７０ｗｔ％、約７５ｗｔ％、約８０ｗｔ％、約８５ｗｔ％、または約９０ｗｔ％までの範囲のモノマ成分濃度を有することができる。他の例では、サスペンジョンおよび／またはエマルジョン中のモノマ成分は、モノマ成分とキャリヤ流体を合わせた重量ベースで、約２５ｗｔ％〜約３５ｗｔ％、約２０ｗｔ％〜約４５ｗｔ％、約３０ｗｔ％〜約５０ｗｔ％、約１０ｗｔ％〜約２５ｗｔ％、約１５ｗｔ％〜約５０ｗｔ％、約２５ｗｔ％〜約７０ｗｔ％、または約３０ｗｔ％〜約６０ｗｔ％の範囲であってよい。
モノマ成分およびキャリヤ流体のサスペンジョンおよび／またはエマルジョンの形成または生成の前に、モノマ成分またはその構成要素を少なくとも部分的に互いに重合してプレポリマを生成することができる。モノマ成分は、最低で約２０℃、約２５℃、約３０℃、約３５℃または約４０℃から最高で約５０℃、約５５℃、約６０℃、約６５℃、約７０℃、約７５℃、約８０℃、約８５℃、約９０℃、約９５℃または約１００℃の温度で予備重合することができる。例えば、モノマ成分は、サスペンジョンまたはエマルジョンを形成する前に、約２０℃、約３０℃、約４０℃、約５０℃、約６０℃または約７０℃の温度で予備重合することができる。プレポリマを、キャリヤ流体と混合、ブレンド、撹拌あるいは一緒にしてサスペンジョンおよび／またはエマルジョンを形成することができる。プレポリマをキャリヤ流体に加えることができ、キャリヤ流体をプレポリマに加えることができ、または、プレポリマとキャリヤ流体を互いに同時に一緒にすることもできる。プレポリマは、部分的に反応した、例えば重合したフェノール化合物および／または架橋化合物の混合物であってよい、あるいは互いに完全に反応してプレポリマを提供してもよい。プレポリマがフェノール化合物および／または架橋化合物の間の完全に反応した生成物である場合、そのサスペンジョンおよび／またはエマルジョンプロセスを使用して、プレポリマをそこでより完全に硬化させるまたは「エージング」させる、あるいはプレポリマをそこで完全に硬化させるまたは「エージング」させることができる。
プレポリマが形成されたら、プレポリマの重合を、液体プレポリマの屈折率をもとにして終点まで実施することができる。例えば、プレポリマは、最小で約１．１０００、約１．２０００、約１．３０００、または約１．３２００から最大で約１．４５００、約１．４８００、約１．５０００、約１．５５００、約１．６０００、約１．６５００、約１．７０００、約１．７５００、または約１．８０００までの範囲の屈折率をプレポリマがもつようになるまで重合させることができる。他の例では、プレポリマを生成するためのモノマ混合物の重合を、約１．３５００〜約１．４５００、約１．３８００〜約１．４４００、約１．３９００〜約１．４３５０、約１．３９００〜約１．４５００、約１．１０００〜約１．７０００、約１．３０００〜約１．６０００、約１．４２００〜約１．５５００、約１．４８００〜約１．６４００、または約１．３７００〜約１．４３００の屈折率になるまで実施することができる。
１つ以上の実施形態では、反応混合物を撹拌することができる。例えば、サスペンジョンおよび／またはエマルジョンを撹拌して、キャリヤ流体内（within or in）での反応混合物（サスペンジョンおよび逆エマルジョン）の均一なまたは実質的に均一な分布、あるいは反応混合物内でのキャリヤ流体（サスペンジョンおよび正エマルジョン）の均一なまたは実質的に均一な分布を改善および／または維持することができる。１つ以上の実施形態では、反応混合物を撹拌しない。サスペンジョンおよび／またはエマルジョンの成分を、１つ以上の混合器中で一緒にすることができる。混合器は、２つ以上の成分、例えばフェノール化合物と架橋性化合物、またはモノマ成分およびキャリヤ流体を含むサスペンジョンおよび／またはエマルジョンを、回分、断続および／または連続混合する、ブレンディングする、接触させる、あるいは一緒にすることができる任意のデバイス、システムまたはデバイスおよび／またはシステムの組合せであってよく、またそれらを含むことができる。例示的な混合器は、これらに限定されないが、機械的混合器撹拌、エジェクター、スタティックミキサー、機械的／動力（power）混合器、せん断混合器、超音波混合器、振動混合、例えば混合器自体の運動またはその任意の組合せを含むことができる。混合器は、その内温を制御するために、１つ以上の加熱ジャケット、加熱コイル、内部加熱エレメント、冷却ジャケット、冷却コイル、内部冷却エレメントまたは同様のものを備えることができる。混合器は、開放容器であっても密閉容器であってもよい。サスペンジョンおよび／またはエマルジョンの成分を、真空下、大気圧または大気圧より高い圧力下で、混合器内で一緒にすることができる。１つ以上の実施形態では、サスペンジョンおよび／またはエマルジョンの成分を、最小で約０℃、約１０℃、約２０℃、約３０℃、約４０℃、約５０℃、約６０℃、または約７０℃から最大で約９０℃、約１００℃、約１１０℃、約１３０℃、約１５０℃、約１７５℃、約２００℃、約２２５℃、または約２５０℃までの温度で、混合器中で一緒にすることができる。混合器は、均一なサスペンジョンおよび／またはエマルジョンを生成することができる。言い換えれば、混合器は、モノマ成分の分布がキャリヤ流体全体にわたって実質的に同じであるサスペンジョンおよび／またはエマルジョンを生成することができる。エマルジョンは、エマルジョンを形成するかつ／または維持するために必ずしも撹拌を必要としないが、そうした撹拌を、エマルジョン内での成分の均一な分布を加速および／または改善するために用いることができることに留意すべきである。したがって、エマルジョンだけが形成される場合、そのエマルジョンは、エマルジョン形成するかつ／または維持するために、機械的および／またはアコースティックエネルギなどの外部エネルギを必ずしも必要としない。
サスペンジョンおよび／またはエマルジョンを撹拌するために用いられる特定の方法または方法の組合せを、少なくとも一部分において、ゲル形態でのポリマ粒子のサイズおよび／または形態に影響を及ぼすように制御または調節することができる１つの変数として使用することができる。例えば、サスペンジョンおよび／またはエマルジョン内で回転させることによって、サスペンジョンおよび／またはエマルジョンを撹拌用パドルまたはブレードで撹拌させる場合、その撹拌用パドルまたはブレードを回転させる速度は、ゲル形態のポリマ粒子のサイズに影響を及ぼすことができる。撹拌用パドルまたはブレードの具体的な形状または構造も、ゲル形態のポリマ粒子のサイズに影響を及ぼすことができる。
サスペンジョンおよび／またはエマルジョンが形成されたら、モノマ成分が重合してゲル形態のポリマ粒子を生成することができる。上記で論じ説明したように、サスペンジョンおよび／またはエマルジョンプロセスは、従来の重合に加えてまたはそれに代えて、硬化させるステップも含むことができる。モノマ成分は、サスペンジョンおよび／またはエマルジョン中で小さい液滴またはミセルを形成することができる。モノマ成分、例えばフェノール化合物、架橋性化合物、プレポリマおよび／または液滴またはミセル中に含まれるポリマに、重合および／または硬化を施してゲル形態のポリマ粒子を生成することができる。ポリマゲル粒子中のいずれかの細孔または空隙を少なくとも部分的に満たすことができる液体は、反応混合物中に存在することができ、かつ／またはモノマ成分の重合の際に形成してよい。
モノマ成分に、混合器内でサスペンジョンおよび／またはエマルジョン重合を施すことができる。モノマ成分を混合器から取り出し、サスペンジョンおよび／またはエマルジョンにサスペンジョンおよび／またはエマルジョン重合を施すことができる別の容器またはコンテイナ「反応器」に導入することができる。例示的な混合器／反応器は、回分式、断続式および／または連続式の混合器または反応器を含むことができる。連続式の混合器または反応器は、例えば「ループ式」反応器であってよい。サスペンジョンおよび／またはエマルジョンを、上記で論じ説明した１つ以上の混合器に加えて、他のシステム、デバイスの中および／またはその組合せで形成することができる。例えば、適切なサスペンジョンおよび／またはエマルジョン重合プロセスを、気相条件下で実施することもできる。例えば、モノマ成分、キャリヤ流体および／または任意選択の触媒は気相中にあってよい。他の例では、モノマ成分およびキャリヤ流体が気相中にあり、触媒が固相および／または液相中にあってよい。したがって、１つ以上の実施形態では、反応混合物または少なくとも１つ以上の反応混合物の成分を、反応器中に、気相に導入することができる。１つ以上の実施形態では、反応混合物またはその少なくとも１つ以上の成分は液相中にあってよい。１つ以上の実施形態では、反応混合物またはその少なくとも１つ以上の成分は固相中にあってよい。
他の適切なサスペンジョンおよび／またはエマルジョンプロセスを、連続プロセスおよび／または回分プロセスで実施することができる。例示的なプロセスは、これらに限定されないが、連続撹拌槽反応器（ＣＳＴＲ）、ループ反応器および／またはプラグフロー反応を含むことができる。サスペンジョンおよび／またはエマルジョンプロセスは、１つの反応器かまたは２つ以上の反応器中で実施することができる。２つ以上の反応器を使用する場合、その２つ以上の反応器は同じであっても異なっていてもよい。２つ以上の反応器を使用する場合、その２つ以上の反応器は直列で稼働させることもかつ／または並列で稼働させることもできる。これらの反応器は、内部冷却または内部加熱を有していても有していなくてもよい。
ループ反応器に関して、より詳細には、ループ反応器は、循環スラリまたはキャリヤ流体中の成長ポリマ粒子の混合物を含むことができる。このループ反応器は、最小で約５０ｋＰａ、約１０１ｋＰａ、約１２０ｋＰａ、約２００ｋＰａ、約４００ｋＰａ、約８００ｋＰａ、約１，２００ｋＰａ、約１，７００ｋＰａ、または約２，１００ｋＰａから最大で約３，２００ｋＰａ、約３，６００ｋＰａ、約４，１００ｋＰａ、約４，７００ｋＰａ、約５，１００ｋＰａ、または約５，５００ｋＰａまでの圧力で維持することができる。循環スラリまたはキャリヤ流体中の成長ポリマ粒子の混合物は、例えば、最小で約３０℃、約４５℃、約６０℃、約７０℃、約８０℃、または約９０℃から最大で約９５℃、約９９℃、約１１０℃、約１２０℃、約１３０℃、約１４０℃、約１５０℃、約１７５℃、約２００℃、約２２５℃、または約２５０℃までの温度であってよい。反応熱は、ループ壁を通して除去および／または投入することができる。ループ壁は二重ジャケット管の形態であってよい。スラリまたは混合物を、ポリマ粒子をキャリヤ流体から分離することができる１つ以上のシステム、デバイス、および／またはシステムおよび／またはデバイスの組合せへ、一定間隔かまたは連続的に反応器から排出させることができる。キャリヤ流体の少なくとも一部を循環させてループ反応器に戻すことができる。さらに、任意の非重合モノマ成分を循環させてループ反応器に戻すことができる。ループ反応器を、単一のループ反応器として、または並列および／または直列の構成で２つ以上のループ反応器として使用してサスペンジョンおよび／またはエマルジョンプロセスを実施することができる。例えば、ループ反応器は、直列および／または並列で稼働する１、２、３、４、５、１０、２０個またはそれ以上のループを備えることができる。反応混合物を、所与の任意のループ反応器の１つ以上の位置に導入することができる。モノマ成分またはモノマ成分の別々の化合物を、お互いに対して同じ位置かまたは異なる位置で所与の任意のループ反応器に導入することができる。例えば、フェノール化合物と触媒を第１の位置で所与のループ反応器に導入し、架橋性化合物を第２の位置でそのループ反応器に導入することができ、第１の位置と第２の位置は反応器上の同じ位置にあるか、または第１の位置と第２の位置は反応器上の異なる位置にある。
１つ以上の実施形態では、ゲル形態のポリマ粒子がループ反応器（または他の任意の反応器）内で生成されたら、ポリマ粒子を、生成している間、生成しながらかつ／または生成した後比較的短い時間内で、ただしその完全な硬化の前に、取り出すことができる。例えば、ポリマ粒子は、２〜３（a few）分以内で、かつ／または数（several）分後、さらには数時間後に生成することができ、そのポリマ粒子は十分な完全性（integrity）を有しており、その結果これらは互いに一緒に「付着（stick）」または「接着（glue）」しないまたは実質的に「付着」または「接着」しないが、完全に硬化してはいない。分離されたポリマ粒子を、第２の容器、コンテイナまたは他のシステム、デバイスおよび／またはその組合せに導入することができ、そのポリマ粒子をさらに硬化させることができる。ループ反応器内でのポリマ粒子の形成を第１のキャリヤ流体内で実施することができ、そのポリマ粒子をループ反応器から取り出す場合、これらを第１のキャリヤ流体中に保持するか、かつ／または第１のキャリヤ流体から分離し、第２のキャリヤ流体と一緒にすることができる。例えば、ループ反応器中のキャリヤ流体（第１のキャリヤ流体）は１つ以上の炭化水素であっても、またそれらを含んでもよく、第２のコンテイナ中のキャリヤ流体（第２のキャリヤ流体）は水であってよい。分離された第１のキャリヤ流体および／または任意の非重合モノマの少なくとも一部を循環させて反応器に戻すことができる。したがって、ゲル形態のポリマ粒子の形成を、単一の容器もしくは反応器または複数の反応器もしくは容器中で実施することができる。さらに、ゲル形態のポリマ粒子の形成は、異なるプロセス条件、例えば温度および／または圧力、キャリヤ流体（第２の容器と比べてループ反応器）中のポリマ粒子濃度などを使用するまたは組み合わせることを含むことができる。
液体成分を使用する場合、サスペンジョン／エマルジョンプロセスは一般に、最小で約５０ｋＰａ、約１０１ｋＰａ、約１２０ｋＰａ、約２００ｋＰａ、約４００ｋＰａ、約８００ｋＰａ、約１，２００ｋＰａ、約１，７００ｋＰａまたは約２，１００ｋＰａから最大で約３，２００ｋＰａ、約３，６００ｋＰａ、約４，１００ｋＰａ、約４，７００ｋＰａ、約５，１００ｋＰａまたは約５，５００ｋＰａまたはそれ以上の圧力で実施することができる。サスペンジョン／エマルジョンプロセスは、最小で約０℃、約２０℃、約４０℃、または約５０℃から最大で約７０℃、約８０℃、約９０℃、約１００℃、約１２０℃、約１５０℃、約１７５℃、約２００℃、約２２５℃、または約２５０℃までの範囲の温度で実施することもできる。温度を増大させると、モノマ成分を所望量まで重合および／または硬化させるのに必要な時間を短縮することができる。サスペンジョン／エマルジョンプロセスにおいて、微粒子ポリマを、キャリヤ流体中で形成させることができる。
少なくとも部分的に、サスペンジョンおよび／またはエマルジョン重合を行う温度に応じて、モノマ成分を、約３０秒間から数時間の範囲の時間で重合および／または硬化させることができる。例えば、モノマ混合物を、最小で約１分、約２分、約３分、約４分、約５分、約１０分、約１５分、または約２０分から最大で約４０分、約１時間、約１．５時間、約２時間、約３時間、約４時間、約５時間、約１０時間、約１５時間、約２０時間、または約２４時間までの範囲の時間重合するかつ／または硬化させることができる。
サスペンジョン／エマルジョンプロセスは広い範囲のｐＨ値で実施することができる。例えば、サスペンジョン／エマルジョンプロセスを、最小で約１、約２または約３から最大で約７、約８、約９、約１０、約１１または約１２の範囲のｐＨで実施することができる。１つ以上の実施形態では、サスペンジョン／エマルジョンプロセスを酸性条件下で実施することができる。例えば、反応混合物または少なくともモノマ成分のｐＨは７未満、６．５未満、６未満、５．５未満、５未満、４．５未満または４未満であってよい。他の例では、反応混合物または少なくともモノマ成分のｐＨは、約１〜約６．５、約１．５〜約５．５、約２〜約５、約１．５〜約４．５、約１〜約４、約２〜約４、約１〜約３．５または約２〜約４．５の範囲であってよい。
キャリヤ流体の特定の組成および／または分子量を、少なくとも部分的に、ゲル形態のポリマ粒子のサイズおよび／または形態を制御、調節、改変するあるいはそれに影響を及ぼす１つの変数として使用することができる。キャリヤ流体は、最小で約１．０ｃＰ、約３ｃＰ、約５ｃＰ、約７ｃＰ、約１０ｃＰ、約１５ｃＰ、約２５ｃＰ、約４０ｃＰまたは約６０ｃＰから最高で約１００ｃＰ、約１２５ｃＰ、約１５０ｃＰ、約１７５ｃＰ、約２００ｃＰ、約２２５ｃＰ、約２５０ｃＰ、約２７５ｃＰ、約３００ｃＰ、約４００ｃＰまたは約５００ｃＰの２５℃の温度での粘度を有することができる。例えば、キャリヤ流体は、約２．５ｃＰ〜約２００ｃＰ、約５ｃｐ〜約１００ｃＰ、約１０ｃＰ〜約９０ｃＰ、約２０ｃＰ〜約８０ｃＰ、約３０ｃＰ〜約１１０ｃＰ、約４０ｃＰ〜約１４０ｃＰまたは約２ｃＰ〜約６０ｃＰの２５℃での粘度を有することができる。他の例では、８０℃でのキャリヤ流体の粘度は１ｃＰ未満〜約１００ｃＰであってよい。例えば、キャリヤ流体は８０℃で、最低で約１ｃＰ、約２．５ｃＰ、約５ｃＰ、約１０ｃＰ、約２０ｃＰまたは約３０ｃＰから最大で約４０ｃＰ、約５０ｃＰ、約６０ｃＰ、約７０ｃＰ、約８０ｃＰ、約９０ｃＰまたは約１００ｃＰの粘度を有することができる。別の実施形態では、連続相は、約１ｃＰ〜約７５ｃＰまたは約２．５ｃｐ〜約５０ｃＰの８０℃での粘度を有することができる。他の実施形態では、８０℃での連続相の粘度は約５ｃＰ、約１０ｃＰ、約２０ｃＰまたは約３０ｃＰであってよい。別の例では、キャリヤ流体の粘度は、モノマ混合物の重合の間に、調節、変更、改変するあるいは変化させることができる。例えば、より高い粘度、例えば２５℃で約１００ｃＰ〜約２５０ｃＰを有するキャリヤ流体をゲル形態のポリマ粒子の形成の間に使用し、より低い粘度、例えば２５℃で約１ｃＰ〜約１００ｃＰをキャリヤ流体からのポリマ粒子の分離の間に使用することができる。別の例では、より低い粘度をゲル形態のポリマ粒子の形成の間に使用し、高い粘度をキャリヤ流体からのゲル形態のポリマ粒子の分離の間に使用することができる。さらに別の例では、ゲル形態のポリマ粒子の形成、およびキャリヤ流体からのゲル形態のポリマ粒子の分離の間に、キャリヤ流体の粘度を一定にまたは実質的に一定に、例えば初期粘度の約１０％以内に保持することができる。
炭化水素（例えば、パラフィン系油）である場合、キャリヤ流体の炭化水素鎖長を変動させることができる。炭化水素鎖長は、ゲル形態のポリマ粒子の１つ以上の特性、例えば粒子径および／またはそれから作製された炭素材料に影響を及ぼすあるいは作用することができる。キャリヤ流体の炭化水素鎖長は、最小で約１０個の炭素、約１５個の炭素、約２０個の炭素、約２５個の炭素または約３０個の炭素から最大で約５０個の炭素、約６０個の炭素、約７０個の炭素、約８０個の炭素、約９０個の炭素または約１００個の炭素であってよい。例えば、キャリヤ流体の炭化水素鎖長は、約１５個の炭素〜約４０個の炭素、約１０個の炭素〜約２０個の炭素、約１０個の炭素〜約３５個の炭素、約１５個の炭素〜約５０個の炭素、約２０個の炭素〜約４０個の炭素、約２０個の炭素〜約６０個の炭素、約２５個の炭素〜約３５個の炭素、約２５個の炭素〜約４０個の炭素、約２５個の炭素〜約４５個の炭素、約３０個の炭素〜約４０個の炭素、約３０個の炭素〜約４５個の炭素、または約３０個の炭素〜約５０個の炭素であってよい。特定の実施形態では、炭化水素鎖長は、約２０個の炭素、約２５個の炭素、約３０個の炭素、約３５個の炭素または約４０個の炭素であってよい。１つ以上の実施形態では、キャリヤ流体の約５０％以上が、最小で約１０個の炭素、約１５個の炭素、約２０個の炭素、約２５個の炭素または約３０個の炭素から最大で約５０個の炭素、約６０個の炭素、約７０個の炭素、約８０個の炭素、約９０個の炭素または約１００個の炭素の炭化水素鎖長を有することができる。１つ以上の実施形態では、キャリヤ流体の約６０％以上が、最小で約１０個の炭素、約１５個の炭素、約２０個の炭素、約２５個の炭素または約３０個の炭素から最大で約５０個の炭素、約６０個の炭素、約７０個の炭素、約８０個の炭素、約９０個の炭素または約１００個の炭素の炭化水素鎖長を有することができる。１つ以上の実施形態では、キャリヤ流体の約７０％以上が、最小で約１０個の炭素、約１５個の炭素、約２０個の炭素、約２５個の炭素または約３０個の炭素から最大で約５０個の炭素、約６０個の炭素、約７０個の炭素、約８０個の炭素、約９０個の炭素または約１００個の炭素の炭化水素鎖長を有することができる。１つ以上の実施形態では、キャリヤ流体の約８０％以上が、最小で約１０個の炭素、約１５個の炭素、約２０個の炭素、約２５個の炭素または約３０個の炭素から最大で約５０個の炭素、約６０個の炭素、約７０個の炭素、約８０個の炭素、約９０個の炭素または約１００個の炭素の炭化水素鎖長を有することができる。１つ以上の実施形態では、キャリヤ流体の約９０％以上が、最小で約１０個の炭素、約１５個の炭素、約２０個の炭素、約２５個の炭素または約３０個の炭素から最大で約５０個の炭素、約６０個の炭素、約７０個の炭素、約８０個の炭素、約９０個の炭素または約１００個の炭素の炭化水素鎖長を有することができる。１つ以上の実施形態では、キャリヤ流体の約１００％が、最小で約１０個の炭素、約１５個の炭素、約２０個の炭素、約２５個の炭素または約３０個の炭素から最大で約５０個の炭素、約６０個の炭素、約７０個の炭素、約８０個の炭素、約９０個の炭素または約１００個の炭素の炭化水素鎖長を有することができる。
少なくとも部分的に、ゲル形態のポリマ粒子のサイズおよび／または形態に影響を及ぼすように制御または調節することができる１つの変数として、特定の混合器および／または反応器の設計または構造を用いることもできる。例えば、その中でサスペンジョンおよび／またはエマルジョン重合が実行される反応器は、その配管または導管の横断面を通り横切って流れるサスペンジョンおよび／またはエマルジョンの速度を増大、低下および／または維持させるように適合または構成することができる「ライフル型（rifled）」の配管または導管であってよい、またはそれらを含むことができる。混合器および／または反応器は、その配管または導管の横断面を通り横切って流れるサスペンジョンおよび／またはエマルジョンの速度を増大、低下および／または維持させるように適合または構成されたジグザグ型配管または導管を含むことができる。
サスペンジョンおよび／またはエマルジョン重合の間のサスペンジョンおよび／またはエマルジョンの温度は、いずれか１つ以上のプロセスを用いて制御、調節あるいは維持することができる。例えば、加熱および／または冷却コイル、交換器、エレメントなどを使用してサスペンジョンおよび／またはエマルジョンの温度を制御することができる。他の例では、蒸気、例えば過熱蒸気または他の加熱流体を、サスペンジョンおよび／またはエマルジョンを加熱するために、注入する、その方へ誘導するあるいは使用することができる。他の例では、超音波プロセスによる熱を、サスペンジョンおよび／またはエマルジョンの方へ向けてモノマ成分をその中で重合させることができる。さらに他の例では、サスペンジョンおよび／またはエマルジョンを融解スピニングプロセスにかけてゲル形態のポリマ粒子を作製することができる。さらに他の例では、サスペンジョンおよび／またはエマルジョンを、押し出しプロセス、例えば繊維製造と類似した押し出しプロセスにかけてゲル形態のポリマ粒子を作製することができる。さらに他の例では、サスペンジョンおよび／またはエマルジョンをパステル化（Pastillation）プロセスにかけてゲル形態のポリマ粒子を作製することができる。さらに別の例では、サスペンジョンおよび／またはエマルジョンをドラム、オーブン、ドラムの代わりに射出成形を用いる「ＤＯＧ」磨砕プロセスにかけて、熱移動の速度を増大させることができる。別の例では、サスペンジョンおよび／またはエマルジョン重合を、重合の間、サスペンジョンおよび／またはエマルジョンを含有するのに複数の小さいコンテイナまたは容器を使用できるアイスキューブ型生成プロセスで実施することができる。他の例では、サスペンジョンおよび／またはエマルジョン重合を、マシュマロ型製造プロセスで実施することができる。
１つ以上の流体、例えば液体および／または気体を、モノマ成分の重合の間、サスペンジョンおよび／またはエマルジョン中に注入することができる。例えば、重合の間、二酸化炭素を、サスペンジョンおよび／またはエマルジョン中に誘導あるいは導入して、ゲル形態のポリマ粒子の構造的増進を誘導、制御あるいは調節することができる。プレポリマのその形成の間および／または形成の後、１つ以上の流体をプレポリマに誘導あるいは導入することもできる。
１つ以上の実施形態では、ゲル形態のポリマ粒子は、金属イオン、例えばナトリウム、鉄、リチウム、リン、アルミニウム、ヒ素、ホウ素、カリウムまたはその任意の組合せを殆んど含まなくても、また全く含まなくてもよい。金属原子および／または金属イオンなどの不純物は、これらに限定されないが、特定の種類の触媒、モノマ成分中への混合器および／または反応器から、かつ／またはゲル形態のポリマ粒子が作製される間および／またはその後で浸出することを含む複数の潜在性のある供給源のいずれか１つ以上によってゲル形態のポリマ粒子に導入される可能性がある。したがって、混合器を作製し、混合器および／またはその構成要素、例えば撹拌機ブレード、反応器などの内部表面または壁をライニングする（line）ために使用する材料は、汚染の潜在性または可能性が低減されるように選択することができる。例えば、具体的な金属に応じて、その金属は、そのサスペンジョンおよび／またはエマルジョン重合の間にゲル形態のポリマ粒子中に取り込むことができる金属イオンを、浸出させるまたは放出させる可能性がある。
ゲル形態のポリマ粒子は、ゲル形態のポリマ粒子の全重量に対して１ｗｔ％未満、０．９ｗｔ％未満、０．８ｗｔ％未満、０．７ｗｔ％未満、０．６ｗｔ％未満、０．５ｗｔ％未満、０．４ｗｔ％未満、０．３ｗｔ％未満、０．２ｗｔ％未満、０．１５ｗｔ％未満、０．１ｗｔ％未満、０．７ｗｔ％未満、０．５ｗｔ％未満、０．３ｗｔ％未満、０．１ｗｔ％未満、０．０９ｗｔ％未満、０．０７ｗｔ％未満、０．０５ｗｔ％未満、０．０３ｗｔ％未満、０．０１ｗｔ％未満、０．００９ｗｔ％未満、０．００７ｗｔ％未満、０．００５ｗｔ％未満、０．００３ｗｔ％未満、０．００１ｗｔ％未満、０．０００７ｗｔ％未満または０．０００５ｗｔ％未満の濃度の１つ以上の金属原子、１つ以上の金属イオンまたは１つ以上の金属原子と１つ以上の金属イオンの組合せを有することができる。同様に、エアロゲル、キセロゲルおよび／またはクリオゲル粒子は、エアロゲル、キセロゲルまたはクリオゲル粒子の全重量に対して１ｗｔ％未満、０．９ｗｔ％未満、０．８ｗｔ％未満、０．７ｗｔ％未満、０．６ｗｔ％未満、０．５ｗｔ％未満、０．４ｗｔ％未満、０．３ｗｔ％未満、０．２ｗｔ％未満、０．１５ｗｔ％未満、０．１ｗｔ％未満、０．７ｗｔ％未満、０．５ｗｔ％未満、０．３ｗｔ％未満、０．１ｗｔ％未満、０．０９ｗｔ％未満、０．０７ｗｔ％未満、０．０５ｗｔ％未満、０．０３ｗｔ％未満、０．０１ｗｔ％未満、０．００９ｗｔ％未満、０．００７ｗｔ％未満、０．００５ｗｔ％未満、０．００３ｗｔ％未満、０．００１ｗｔ％未満、０．０００７ｗｔ％未満または０．０００５ｗｔ％未満の濃度の１つ以上の金属原子、１つ以上の金属イオンまたは１つ以上の金属原子と１つ以上の金属イオンの組合せを有することができる。ゲル形態の粒子、エアロゲル粒子、キセロゲル粒子および／またはクリオゲル粒子中に存在する任意の金属原子および／または金属イオンの濃度は、プロトン励起Ｘ線放射法すなわち「ＰＩＸＥ」によって測定または判定することができる。金属原子および／または金属イオンは、１１〜９２の原子番号を有する元素であってよい、またはそれを含むことができる。金属原子および／または金属イオンは３〜５および１１〜９２の原子番号を有する元素であってよい、またはそれを含むことができる。
個々のＰＩＸＥ不純物は、異なる仕方で、開示炭素材料の全般的な電気化学的性能に関与することができる。したがって、いくつかの実施形態では、炭素材料中に存在するナトリウムのレベルは、１０００ｐｐｍ未満、５００ｐｐｍ未満、１００ｐｐｍ未満、５０ｐｐｍ未満、１０ｐｐｍ未満または１ｐｐｍ未満であってよい。上述したように、いくつかの実施形態では、水素、酸素および／または窒素などの他の不純物は１０％未満〜０．０１％未満の範囲のレベルで存在することができる。
１つ以上の実施形態では、ゲル形態のポリマ粒子は、１，０００ｐｐｍ未満、７００ｐｐｍ未満、５００ｐｐｍ未満、３００ｐｐｍ未満、１００ｐｐｍ未満、７５ｐｐｍ未満、５０ｐｐｍ未満、２５ｐｐｍ未満、１０ｐｐｍ未満、５ｐｐｍ未満または１ｐｐｍ未満の、３〜５および／または１１〜９２の原子番号を有する金属原子（または金属イオン）の任意の１つ以上を含有することができる。例えば、１つ以上の実施形態では、ゲル形態のポリマ粒子は、１，０００ｐｐｍ未満、７００ｐｐｍ未満、５００ｐｐｍ未満、３００ｐｐｍ未満、１００ｐｐｍ未満、７５ｐｐｍ未満、５０ｐｐｍ未満、２５ｐｐｍ未満、１０ｐｐｍ未満、５ｐｐｍ未満または１ｐｐｍ未満のナトリウムを含んでよい。１つ以上の実施形態では、ゲル形態のポリマ粒子は、１，０００ｐｐｍ未満、７００ｐｐｍ未満、５００ｐｐｍ未満、３００ｐｐｍ未満、１００ｐｐｍ未満、７５ｐｐｍ未満、５０ｐｐｍ未満、２５ｐｐｍ未満、１０ｐｐｍ未満、５ｐｐｍ未満または１ｐｐｍ未満のマグネシウムを含有してよい。１つ以上の実施形態では、ゲル形態のポリマ粒子は、１，０００ｐｐｍ未満、７００ｐｐｍ未満、５００ｐｐｍ未満、３００ｐｐｍ未満、１００ｐｐｍ未満、７５ｐｐｍ未満、５０ｐｐｍ未満、２５ｐｐｍ未満、１０ｐｐｍ未満、５ｐｐｍ未満または１ｐｐｍ未満のケイ素を含有してよい。１つ以上の実施形態では、ゲル形態のポリマ粒子は、１，０００ｐｐｍ未満、７００ｐｐｍ未満、５００ｐｐｍ未満、３００ｐｐｍ未満、１００ｐｐｍ未満、７５ｐｐｍ未満、５０ｐｐｍ未満、２５ｐｐｍ未満、１０ｐｐｍ未満、５ｐｐｍ未満または１ｐｐｍ未満の硫黄を含有してよい。１つ以上の実施形態では、ゲル形態のポリマ粒子は、１，０００ｐｐｍ未満、７００ｐｐｍ未満、５００ｐｐｍ未満、３００ｐｐｍ未満、１００ｐｐｍ未満、７５ｐｐｍ未満、５０ｐｐｍ未満、２５ｐｐｍ未満、１０ｐｐｍ未満、５ｐｐｍ未満または１ｐｐｍ未満のカルシウムを含有してよい。１つ以上の実施形態では、ゲル形態のポリマ粒子は、１，０００ｐｐｍ未満、７００ｐｐｍ未満、５００ｐｐｍ未満、３００ｐｐｍ未満、１００ｐｐｍ未満、７５ｐｐｍ未満、５０ｐｐｍ未満、２５ｐｐｍ未満、１０ｐｐｍ未満、５ｐｐｍ未満または１ｐｐｍ未満の鉄を含有してよい。１つ以上の実施形態では、ゲル形態のポリマ粒子は、１，０００ｐｐｍ未満、７００ｐｐｍ未満、５００ｐｐｍ未満、３００ｐｐｍ未満、１００ｐｐｍ未満、７５ｐｐｍ未満、５０ｐｐｍ未満、２５ｐｐｍ未満、１０ｐｐｍ未満、５ｐｐｍ未満または１ｐｐｍ未満のニッケルを含有してよい。１つ以上の実施形態では、ゲル形態のポリマ粒子は、１，０００ｐｐｍ未満、７００ｐｐｍ未満、５００ｐｐｍ未満、３００ｐｐｍ未満、１００ｐｐｍ未満、７５ｐｐｍ未満、５０ｐｐｍ未満、２５ｐｐｍ未満、１０ｐｐｍ未満、５ｐｐｍ未満または１ｐｐｍ未満の銅を含有してよい。１つ以上の実施形態では、ゲル形態のポリマ粒子は、１，０００ｐｐｍ未満、７００ｐｐｍ未満、５００ｐｐｍ未満、３００ｐｐｍ未満、１００ｐｐｍ未満、７５ｐｐｍ未満、５０ｐｐｍ未満、２５ｐｐｍ未満、１０ｐｐｍ未満、５ｐｐｍ未満または１ｐｐｍ未満のクロムを含有してよい。１つ以上の実施形態では、ゲル形態のポリマ粒子は、１，０００ｐｐｍ未満、７００ｐｐｍ未満、５００ｐｐｍ未満、３００ｐｐｍ未満、１００ｐｐｍ未満、７５ｐｐｍ未満、５０ｐｐｍ未満、２５ｐｐｍ未満、１０ｐｐｍ未満、５ｐｐｍ未満または１ｐｐｍ未満の亜鉛を含有してよい。いくつかの実施形態では、水素、酸素および／または窒素などの他の不純物は１０％未満、９％未満、８％未満、７％未満、６％未満、５％未満、４％未満、３％未満、２％未満、１％未満、０．５％未満、０．１％未満、０．０５％未満または０．０１％未満の範囲のレベルで存在してよい。
１つ以上の実施形態では、ゲル形態のポリマ粒子は、１００ｐｐｍ未満のナトリウム、３００ｐｐｍ未満のケイ素、５０ｐｐｍ未満の硫黄、１００ｐｐｍ未満のカルシウム、２０ｐｐｍ未満の鉄、１０ｐｐｍ未満のニッケル、４０ｐｐｍ未満の銅、５ｐｐｍ未満のクロムおよび５ｐｐｍ未満の亜鉛を含有してよい。１つ以上の実施形態では、ゲル形態のポリマ粒子は、５０ｐｐｍ未満のナトリウム、１００ｐｐｍ未満のケイ素、３０ｐｐｍ未満の硫黄、５０ｐｐｍ未満のカルシウム、１０ｐｐｍ未満の鉄、５ｐｐｍ未満のニッケル、２０ｐｐｍ未満の銅、２ｐｐｍ未満のクロムおよび２ｐｐｍ未満の亜鉛を含有してよい。１つ以上の実施形態では、ゲル形態のポリマ粒子は、５０ｐｐｍ未満のナトリウム、５０ｐｐｍ未満のケイ素、３０ｐｐｍ未満の硫黄、１０ｐｐｍ未満のカルシウム、２ｐｐｍ未満の鉄、１ｐｐｍ未満のニッケル、１ｐｐｍ未満の銅、１ｐｐｍ未満のクロムおよび１ｐｐｍ未満の亜鉛を含有してよい。１つ以上の実施形態では、ゲル形態のポリマ粒子は、１００ｐｐｍ未満のナトリウム、５０ｐｐｍ未満のマグネシウム、５０ｐｐｍ未満のアルミニウム、１０ｐｐｍ未満の硫黄、１０ｐｐｍ未満の塩素、１０ｐｐｍ未満のカリウム、１ｐｐｍ未満のクロムおよび１ｐｐｍ未満のマンガンを含有してよい。１つ以上の実施形態では、ゲル形態の粒子は、プロトン励起Ｘ線放射法で測定して、５０ｐｐｍ未満のナトリウム、１５ｐｐｍ未満のマグネシウム、１０ｐｐｍ未満のアルミニウム、８ｐｐｍ未満のケイ素、４ｐｐｍ未満のリン、３ｐｐｍ未満の硫黄、３ｐｐｍ未満の塩素、２ｐｐｍ未満のカリウム、３ｐｐｍ未満のカルシウム、２ｐｐｍ未満のスカンジウム、１ｐｐｍ未満のチタン、１ｐｐｍ未満のバナジウム、０．５ｐｐｍ未満のクロム、０．５ｐｐｍ未満のマンガン、０．５ｐｐｍ未満の鉄、０．２５ｐｐｍ未満のコバルト、０．２５ｐｐｍ未満のニッケル、０．２５ｐｐｍ未満の銅、０．５ｐｐｍ未満の亜鉛、０．５ｐｐｍ未満のガリウム、０．５ｐｐｍ未満のゲルマニウム、０．５ｐｐｍ未満のヒ素、０．５ｐｐｍ未満のセレン、１ｐｐｍ未満の臭素、１ｐｐｍ未満のルビジウム、１．５ｐｐｍ未満のストロンチウム、２ｐｐｍ未満のイットリウム、３ｐｐｍ未満のジルコニウム、２ｐｐｍ未満のニオブ、４ｐｐｍ未満のモリブデン、４ｐｐｍ未満のテクネチウム、７ｐｐｍ未満のルビジウム、６ｐｐｍ未満のロジウム、６ｐｐｍ未満のパラジウム、９ｐｐｍ未満の銀、６ｐｐｍ未満のカドミウム、６ｐｐｍ未満のインジウム、５ｐｐｍ未満のスズ、６ｐｐｍ未満のアンチモン、６ｐｐｍ未満のテルル、５ｐｐｍ未満のヨウ素、４ｐｐｍ未満のセシウム、４ｐｐｍ未満のバリウム、３ｐｐｍ未満のランタン、３ｐｐｍ未満のセリウム、２ｐｐｍ未満のプラセオジム、２ｐｐｍ未満のネオジム、１．５ｐｐｍ未満のプロメチウム、１ｐｐｍ未満のサマリウム、１ｐｐｍ未満のユウロピウム、１ｐｐｍ未満のガドリニウム、１ｐｐｍ未満のテルビウム、１ｐｐｍ未満のジスプロシウム、１ｐｐｍ未満のホルミウム、１ｐｐｍ未満のエルビウム、１ｐｐｍ未満のツリウム、１ｐｐｍ未満のイッテルビウム、１ｐｐｍ未満のルテチウム、１ｐｐｍ未満のハフニウム、１ｐｐｍ未満のタンタル、１ｐｐｍ未満のタングステン、５ｐｐｍ未満のレニウム、１ｐｐｍ未満のオスミウム、１ｐｐｍ未満のイリジウム、１ｐｐｍ未満の白金、１ｐｐｍ未満の銀、１ｐｐｍ未満の水銀、１ｐｐｍ未満のタリウム、１ｐｐｍ未満の鉛、１．５ｐｐｍ未満のビスマス、２ｐｐｍ未満のトリウムおよび／または４ｐｐｍ未満のウランを含有してよい。１つ以上の実施形態では、ゲル形態のポリマ粒子は、プロトン励起Ｘ線放射法で測定して、３００ｐｐｍ未満のケイ素、５０ｐｐｍ未満の硫黄、１００ｐｐｍ未満のカルシウム、２０ｐｐｍ未満の鉄、１０ｐｐｍ未満のニッケル、１４０ｐｐｍ未満の銅、５ｐｐｍ未満のクロムおよび５ｐｐｍ未満の亜鉛を含んでよい。１つ以上の実施形態では、ゲル形態のポリマ粒子は、５０ｐｐｍ未満のナトリウム、３０ｐｐｍ未満の硫黄、１００ｐｐｍ未満のケイ素、５０ｐｐｍ未満のカルシウム、１０ｐｐｍ未満の鉄、５ｐｐｍ未満のニッケル、２０ｐｐｍ未満の銅、２ｐｐｍ未満のクロムおよび２ｐｐｍ未満の亜鉛を含有してよい。１つ以上の実施形態では、ゲル形態のポリマ粒子は、５０ｐｐｍ未満のナトリウム、５０ｐｐｍ未満のケイ素、３０ｐｐｍ未満の硫黄、１０ｐｐｍ未満のカルシウム、２ｐｐｍ未満の鉄、１ｐｐｍ未満のニッケル、１ｐｐｍ未満の銅、１ｐｐｍ未満のクロムおよび１ｐｐｍ未満の亜鉛を含有してよい。１つ以上の実施形態では、ゲル形態のポリマ粒子は、１００ｐｐｍ未満のナトリウム、５０ｐｐｍ未満のマグネシウム、５０ｐｐｍ未満のアルミニウム、１０ｐｐｍ未満の硫黄、１０ｐｐｍ未満の塩素、１０ｐｐｍ未満のカリウム、１ｐｐｍ未満のクロムおよび１ｐｐｍ未満のマンガンを含んでよい。金属原子および／または金属イオン不純物の関連では、ゲル形態のポリマ粒子から生成することができるエアロゲル、キセロゲルおよび／またはクリオゲル粒子は、ゲル形態のポリマ粒子のそれに対応する金属原子および／または金属イオン濃度を有してもよい。
ゲル形態のポリマ粒子および／またはエアロゲル、キセロゲルまたはクリオゲル粒子内での金属または金属イオンの汚染を低減および／または排除する１つの方法は、非反応性または非常に低い反応性の材料、金属原子を反応物混合物中に浸出させることが、公知の材料と比較して、金属原子またはイオンを反応物混合物中に浸出させるまたはもたらす傾向が低いまたはより少ない材料で混合器および／または反応器を構成することであってよい。混合器および／または反応器からゲル形態のポリマ粒子への金属イオンの汚染の浸出あるいは移動を助ける恐れもあるゲル形態のポリマ粒子を生成するのに使用される混合器および／または反応器を作製するのに適している可能性のあるいくつかの潜在的な材料は、これらに限定されないが、金属、ガラス、例えばグラスライニング容器、繊維強化容器、例えばＦＲＰ（ＦＲＢ、ＦＲＶＥ、ＦＲＳＶＥ）ならびにＰＰ／ＦＲＰ、ＰＶＣ／ＦＲＰ、ＣＰＶＣ／ＦＲＰ、ＰＶＤＦ／ＦＲＰ、ＥＣＴＦＥ／ＦＲＰ、ＥＴＦＥ／ＦＲＰ、ＦＥＰ／ＦＲＰおよびＰＦＡ／ＦＲＰのような二重積層材、ポリマ反応器、例えばテフロン（登録商標）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、塩素化ポリ（塩化ビニル）（ＣＰＶＣ）を含むことができる。例示的な金属は、これらに限定されないが、コバルト、クロム、タングステン、炭素、ケイ素、鉄、マンガン、モリブデン、バナジウム、ニッケル、ホウ素、リン、硫黄、チタン、アルミニウム、銅、タングステン、その合金またはその任意の組合せを含むことができる。例えば、反応器の１つ以上の内部表面は、ステンレス鋼、炭素鋼、工具鋼、合金鋼などの鋼またはその任意の組合せでできていてよい。例示的な鋼は、これらに限定されないが、Ａ３８７グレード１１低クロム鋼、３０４ステンレス鋼、３１６ステンレス鋼および３４７ステンレス鋼を含むことができる。
１つ以上の実施形態では、混合器および／または反応器および／またはその構成要素の表面を処理して、その表面からゲル形態のポリマ粒子へ金属イオン（または他の不純物）が浸出するあるいは移動する可能性を低減させることができる。内部金属表面に不動態化プロセスを施して、金属イオンでのゲル形態のポリマ粒子の汚染の可能性を低減させることができる。例えば、サスペンジョンおよび／またはエマルジョンと接触する混合器および／または反応器の金属表面に、浸炭、ホウ素化および／または窒化などの１つ以上の処理プロセスを施すことができる。別の例では、混合器および／または反応器の内部表面に酸洗いプロセスを施すことができる。酸洗いプロセスは、金属または他の表面を処理して１つ以上の不純物、例えば１つ以上の状態、無機汚染物質、鉄、銅および／またはアルミニウム金属もしくは合金からのさびまたはスケールを除去するステップを含むことができる。その表面を、例えば１つ以上の酸を含有する溶液すなわち「酸洗い液（pickle liquor）」で処理することができる。その１つ以上の酸は、これらに限定されないが、塩酸、硫酸、硝酸またはその任意の組合せもしくは混合物であってよい、またはそれを含むことができる。
１つ以上の実施形態では、混合器および／または反応器またはその内部表面を、炭素供給源の存在下で、内部表面の融点より低いが、内部表面の外層または表面、すなわち反応物混合物に曝露される層または表面内に炭素を蒸着させるのに十分高い温度に加熱することができる。任意の適切な形態の炭素、例えば、炭素を含有する気体、液体、固体および／またはプラズマを炭素供給源として使用することができる。例示的な気体は、これらに限定されないが、二酸化炭素、メタン、エタン、プロパンまたは同様のものを含むことができる。別の例では、混合器および／または反応器および／またはその内部表面を、ホウ素供給源の存在下で、内部表面の融点より低いが、ホウ素を表面中に拡散させ、その材料とのホウ化物を形成するのに十分高い、十分な温度に加熱することができる。さらに別の例では、混合器および／または反応器および／またはその内部表面を、窒素供給源の存在下で、内部表面の融点より低いが、窒素を表面中に拡散させ、その材料との窒化物を形成するのに十分な温度に加熱することができる。任意の適切なプロセスを使用して、混合器および／または反応器および／またはその他の構成要素の内部表面を窒化させることができる。例えば、気体による窒化、液体または塩浴による窒化およびイオンまたはプラズマによる窒化を使用することができる。別の例では、混合器および／または反応器および／またはその内部表面に、炭素と窒素の両方がその内部表面に拡散する浸炭と窒化の両方（「浸炭窒化」）を施すことができる。混合器および／または反応器および／または他の構成要素および／またはその内部表面に、浸炭、ホウ素化および／または窒化を施すと、混合器および／または反応器および／または他のその構成要素からの金属イオンまたは他の汚染物質が、それから、モノマ成分、サスペンジョンおよび／またはエマルジョンおよび／またはゲル形態のポリマ粒子へ浸出するあるいは移動する可能性を低減または排除することができる。
サスペンジョンおよび／またはエマルジョンの任意の２つ以上の成分、すなわちキャリヤ流体、モノマ成分および／またはプレポリマを、流れによる添加または注加によって混合器に誘導する、あるいは導入することができる。サスペンジョンおよび／またはエマルジョンの任意の２つ以上の成分は、噴霧またはミストにより互いに一緒にすることができる。サスペンジョンおよび／またはエマルジョンの任意の２つ以上の成分は、蠕動ポンプで互いに一緒にすることができる。サスペンジョンおよび／またはエマルジョンの任意の２つ以上の成分は、液面下添加により互いに一緒にすることができる。例えば、キャリヤ流体を混合器に添加することができ、モノマ成分を、キャリヤ流体の表面下、キャリヤ流体の表面上またはその組合せで配置された１つ以上のポート、ノズル、分配格子または同様のものを通して、混合液中のキャリヤ流体に誘導、添加、合体あるいは導入することができる。
触媒が存在すると、モノマ成分および／またはプレポリマの重合を促進させることができる。サスペンジョンおよび／またはエマルジョンを加熱して、モノマ成分および／またはプレポリマの重合を促進させることもできる。例えば、サスペンジョンおよび／またはエマルジョンは、最低で約２０℃、約３０℃、約４０℃または約５０℃から最高で約７０℃、約８０℃、約９０℃、約１００℃、約１１０℃、約１２０℃、約１３０℃、約１４０℃、約１５０℃、約１７５℃、約２００℃、約２２５℃、約２５０℃の範囲またはそれ以上の高温に加熱することができる。例えば、サスペンジョンおよび／またはエマルジョンの温度を、サスペンジョンおよび／またはエマルジョン重合、すなわちフェノール化合物と架橋性化合物の重合が所望の重合度または重合レベルに達するまで、約８０℃〜約９９℃に保持することができる。他の例では、サスペンジョンおよび／またはエマルジョンの温度を、サスペンジョンおよび／またはエマルジョン重合が所望の重合および／または硬化度または重合および／または硬化レベルに達するまで、約８０℃以上、約８３℃以上、約８５℃以上、約８７℃以上、約９０℃以上、約９３℃以上、約９５℃以上、約９７℃以上、約９８℃以上、約９９℃以上、約１００℃以上、約１０３℃以上、約１０５℃以上、約１０７℃以上、約１１０℃以上または約１１２℃以上、または約１１５℃以上の温度に保持することができる。上述したように、サスペンジョンおよび／またはエマルジョンプロセスを、酸性および／または塩基性条件下で実施することができる。サスペンジョンおよび／またはエマルジョン重合を、ポリマ粒子が、互いに一緒に「付着」または「接着」しないまたは実質的に「付着」または「接着」しないようにそれらの完全性が保持されるまで実施することができる。サスペンジョンおよび／またはエマルジョンおよび／またはゲル形態のポリマ粒子の温度を低下させることによって、重合を減速させるまたは停止させることができる。冷却されたサスペンジョンおよび／またはエマルジョンおよび／またはゲル形態のポリマ粒子を、さらなる処理のために貯蔵することができる。
その１つ以上のフェノール化合物は、置換フェノール化合物、非置換フェノール化合物または置換および／または非置換フェノール化合物の任意の組合せであってよい、またはそれを含むことができる。例えば、フェノール化合物は、これらに限定されないが、フェノール、レゾルシノール、すなわち１，３−ジヒドロキシベンゼンまたはその組合せであってよい、またはそれを含むことができる。別の例では、フェノール化合物は、それからレゾルシノールまたは任意のレゾルシノール誘導体を誘導できる、任意の化合物または化合物の組合せであってもよく、またそれを含むこともできる。別の例では、存在する場合、フェノール化合物は、ポリヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシベンゼン、トリヒドロキシベンゼンまたはその任意の組合せであってよい。別の例では、フェノール化合物はフェノールであってよい。
１つ以上の実施形態では、適切なフェノール化合物は式Ｉ：
式Ｉ
（式中、Ｒ１およびＲ２は水素（Ｈ）、ヒドロキシ基、Ｃ１〜５ アルキルまたはＯＲ３から独立して選択され、Ｒ３はＣ１〜５ アルキルまたはＣ１〜５アリールであり、Ｒ１およびＲ２の少なくとも１つはヒドロキシ基である）
で表すことができる。他の適切なフェノール化合物は式ＩＩ：
式ＩＩ
（式中、Ｒａ、Ｒｂ、ＲｃおよびＲｄのそれぞれは独立に、水素（Ｈ）；ヒドロキシ；ハライド、例えばフロリド、クロリド、ブロミドまたはヨージド；ニトロ；ベンゾ；カルボキシ；ホルミルなどのアシル、アルキル−カルボニル、例えばアセチルおよびアリールカルボニル、例えばベンゾイル；メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシルなどのアルキル；非置換または置換ビニルおよびアリルなどのアルケニル；非置換または置換メタクリレート、非置換または置換アクリレート；シリルエーテル；シロキサニル；フェニルおよびナフチルなどのアリール；ベンジルなどのアラルキル；あるいはアルキルフェニルなどのアルカリルであり、Ｒａ、ＲｃおよびＲｄの少なくとも２つは水素である）
で表すことができる。
他の適切なフェノール化合物は、フェノール自体（すなわち、モノ−ヒドロキシベンゼン）であってよい、またはそれらを含むことができる。置換フェノールの他の適切な例は、これらに限定されないが、クレゾールおよびキシレノールなどのアルキル置換フェノール；シクロヘキシルフェノールなどのシクロアルキル置換フェノール；アルケニル置換フェノール；ｐ−フェニルフェノールなどのアリール置換フェノール；３，５−ジメチルオキシフェノールなどのアルコキシ置換フェノール；ｐ−フェノキシフェノールなどのアリールオキシフェノール；およびｐ−クロロフェノールなどのハロゲン置換フェノールを含むことができる。カテコール、レゾルシノール、ヒドロキノン、ビスフェノールＡおよびビスフェノールＦなどの二価フェノールも使用することができる。特に、フェノール成分は、フェノール；クレゾールおよびキシレノールなどのアルキル置換フェノール；シクロヘキシルフェノールなどのシクロアルキル置換フェノール；アルケニル置換フェノール；ｐ−フェニルフェノールなどのアリール置換フェノール；３，５−ジメチルオキシフェノールなどのアルコキシ置換フェノール；ｐ−フェノキシフェノールなどのアリールオキシフェノール；ｐ−クロロフェノールなどのハロゲン置換フェノール；カテコール、ヒドロキノン、ビスフェノールＡおよびビスフェノールＦからなる群から選択することができる。さらに他の適切なフェノール化合物は、レゾルシノール、フェノール、カテコール、ヒドロキノン、ピロガロール、５−メチルレゾルシノール、５−エチルレゾルシノール、５−プロピルレゾルシノール、４−メチルレゾルシノール、４−エチルレゾルシノール、４−プロピルレゾルシノール、レゾルシノールモノベンゾエート、レゾルシノールモノシネート、レゾルシノールジフェニルエーテル、レゾルシノールモノメチルエーテル、レゾルシノールモノアセテート、レゾルシノールジメチルエーテル、フロログルシノール、ベンゾイルレゾルシノール、レゾルシノールロシネート（rosinate）、アルキル置換レゾルシノール、アラルキル置換レゾルシノール、２−メチルレゾルシノール、フロログルシノール、１，２，４−ベンゼントリオール、３，５−ジヒドロキシベンズアルデヒド、２，４−ジヒドロキシベンズアルデヒド、４−エチルレゾルシノール、２，５−ジメチルレゾルシノール、５−メチルベンゼン−１，２，３−トリオール、３，５−ジヒドロキシベンジルアルコール、２，４，６−トリヒドロキシトルエン、４−クロロレゾルシノール、２’，６’−ジヒドロキシアセトフェノン、２’，４’−ジヒドロキシアセトフェノン、３’，５’−ジヒドロキシアセトフェノン、２，４，５−トリヒドロキシベンズアルデヒド、２，３，４−トリヒドロキシベンズアルデヒド、２，４，６−トリヒドロキシベンズアルデヒド、３，５−ジヒドロキシ安息香酸、２，４−ジヒドロキシ安息香酸、２，６−ジヒドロキシ安息香酸、１，３−ジヒドロキシナフタレン、２’，４’−ジヒドロキシプロピオフェノン、２’，４’−ジヒドロキシ−６’−メチルアセトフェノン、１−（２，６−ジヒドロキシ−３−メチルフェニル）エタノン、３−メチル３，５−ジヒドロキシベンゾエート、メチル２，４−ジヒドロキシベンゾエート、ガラセトフェノン、２，４−ジヒドロキシ−３−メチル安息香酸、２，６−ジヒドロキシ−４−メチル安息香酸、メチル２，６−ジヒドロキシベンゾエート、２−メチル−４−ニトロレゾルシノール、２，４，５−トリヒドロキシ安息香酸、３，４，５−トリヒドロキシ安息香酸、２，３，４−トリヒドロキシ安息香酸、２，４，６−トリヒドロキシ安息香酸、２−ニトロフロログルシノールまたはその組合せであってよい、またはそれらを含むことができる。他の適切なフェノール化合物は、フロログルシノールであってよい、またはそれを含むことができる。
少なくとも１つの例では、フェノール化合物は、これらに限定されないが、フェノール、レゾルシノール、すなわち１，３−ジヒドロキシベンゼンまたはその組合せであってよい、またはそれらを含むことができる。他の例では、フェノール化合物は、これらに限定されないが、それからレゾルシノールまたは任意のレゾルシノール誘導体を得ることができる任意の化合物または化合物の組合せであってよい、またはそれらを含むことができる。他の例では、フェノール化合物は、ポリヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシベンゼン、トリヒドロキシベンゼンまたはその任意の組合せであってよい。フェノール化合物は、互いに一緒にされ、かつ／または互いに独立に反応混合物に添加された２つ以上のフェノール化合物の任意の組合せを含むことができる。
レゾルシノールを白色／灰白色の固体またはフレークとして提供することができ、かつ／またはレゾルシノール成分を加熱し、液体として供給することができる。液体レゾルシノール−ホルムアルデヒドコポリマの固体成分は約５ｗｔ％〜約９５ｗｔ％の範囲であってよい。例えば、液体レゾルシノール−ホルムアルデヒドコポリマの固体成分は、最小で約５ｗｔ％、約１０ｗｔ％、約１５ｗｔ％、約２０ｗｔ％、約２５ｗｔ％、または約２０ｗｔ％から最大で約５０ｗｔ％、約５５ｗｔ％、約６０ｗｔ％、約６５ｗｔ％、約７０ｗｔ％、または約７５ｗｔ％までの範囲であってよい。他の例では、液体レゾルシノール−ホルムアルデヒドコポリマの固体成分は、約１０ｗｔ％〜約７５ｗｔ％、約１０ｗｔ％〜約４０ｗｔ％、約３０ｗｔ％〜約８０ｗｔ％、約４５ｗｔ％〜約７５ｗｔ％、または約１５ｗｔ％〜約７０ｗｔ％の範囲であってよい。液体レゾルシノール−ホルムアルデヒドコポリマは、広範に変動する２５℃でのブルックフィールド粘度を有することができる。例えば、液体レゾルシノール−ホルムアルデヒドコポリマは、最小で約５ｃＰ、約５０ｃＰ、約１００ｃＰ、約２００ｃＰ、約４００ｃＰ、または約６００ｃＰから最大で約１，０００ｃＰ、約２，５００ｃＰ、約５，０００ｃＰ、約１０，０００ｃＰ、約１５，０００ｃＰ、または約２０，０００ｃＰまでの２５℃でのブルックフィールド粘度を有することができる。液体レゾルシノールコポリマは一般に暗い琥珀色を有する。
１つ以上の実施形態では、フェノール化合物は１つ以上のタンニンであってもよい、またはそれらを含むこともできる。本明細書で使用されるように、「タンニン」という用語は、加水分解性タンニンと縮合タンニンの両方を指す。したがって、フェノール化合物は、加水分解性タンニン、縮合タンニンまたは加水分解性タンニンと縮合タンニンの組合せであってよい、またはそれらを含むことができる。それから適切なタンニンを誘導することができる潅木および／または木の例示的な種属は、これらに限定されないが、アカシア属（Acacia）、クリ属（Castanea）、ウァケリア属（Vachellia）、セネガリア属（Senegalia）、ターミナリア属（Terminalia）、コミカンソウ属（Phyllanthus）、カエサルピニア属（Caesalpinia）、コナラ属（Quercus）、スキノプシス属（Schinopsis）、ツガ属（Tsuga）、ウルシ属（Rhus）、クルミ属（Juglans）、ペカン属（Carya）およびマツ属（Pinus）またはその任意の組合せを含むことができる。他の例では、適切なタンニンを誘導することができる種属は、これらに限定されないが、スキノプシス属、アカシア属またはその組合せを含むことができる。他の例では、適切なタンニンを誘導することができる種属は、これらに限定されないが、マツ属、ペカン属またはその組合せを含むことができる。
加水分解性タンニンは、ピロガロールなどの単純なフェノールとエラグ酸の混合物、ならびに糖、例えばグルコースと没食子酸および二没食子酸のエステルの混合物である。例示的な加水分解性タンニンは、これらに限定されないが、カスタネア・サチバ（Castanea sativa）（例えば、クリ（chestnut））、ターミナリア属およびコミカンソウ属（例えば、ミラバラン（myrabalan）木の種）、カエサルピニア・コリアリア（Caesalpinia coriaria）（例えば、ジビジビ）、カエサルピニア・スピノサ（Caesalpinia spinosa）（例えば、タラ）、アルガロビラ（algarobilla）、バロネア（valonea）およびコナラ属（例えば、オーク）から回収された抽出物を含むことができる。縮合タンニンは、フラバンの縮合によって形成されるポリマである。縮合タンニンは、直鎖状分子であっても分枝状分子であってもよい。例示的な縮合タンニンは、これらに限定されないが、モリシマアカシア（Acacia mearnsii）（例えば、ワトルまたはミモザ樹皮抽出物）、スキノプシス属（例えば、ケブラコ木抽出物）、ツガ属（例えば、アメリカツガ樹皮抽出物）、ウルシ属（例えば、ウルシ（sumach）抽出物）、クルミ属（例えば、クルミ）、キヤリーヤ・イリノイネンシス（Carya illinoinensis）（例えば、ピーカン）およびマツ属（例えば、ラジアータパイン（Radiata pine）、マリタイムパイン（Maritime pine）、樹皮抽出物種）を含むことができる。
縮合タンニンは約７０ｗｔ％〜約８０ｗｔ％の活性フェノール系構成要素（「タンニン分」）を含み、残りの構成要素（「非タンニン分」）は、これらに限定されないが、炭水化物、ハイドロコロイドゴムおよびアミノ酸および／またはイミノ酸部分を含むことができる。縮合タンニンは、有機物から回収または抽出されたものとして使用することができる、または縮合タンニンを精製して、例えば約９５ｗｔ％またはそれ以上の活性フェノール系構成要素にすることができる。加水分解性タンニンおよび縮合タンニンは、十分確立されているプロセスを用いて出発原料、例えば木および／または灌木から抽出することができる。タンニンのより詳細な考察は、Handbook of Adhesive Technology, Second Edition, CRC Press, 2003, chapter 27, ”Natural Phenolic Adhesives I: Tannin,”およびMonomers, Polymers and Composites from Renewable Resources, Elsevier, 2008, chapter 8, ”Tannins: Major Sources, Properties and Applications”に論じられ、記載されている。
縮合タンニンは、２つの主要カテゴリの１つ、すなわち、レゾルシノール単位を含むものとフロログルシノール単位を含むものに分類またはグループ分けすることができる。レゾルシノール単位を含む例示的なタンニンには、これらに限定されないが、ブラックワトルタンニンおよびケブラコタンニンが含まれる。フロログルシノール単位を含む例示的なタンニンには、これらに限定されないが、ピーカンタンニンおよびマツタンニンが含まれる。
架橋性化合物は、これらに限定されないが、非置換アルデヒド化合物および／または置換アルデヒド化合物であってよい、またはそれらを含むことができる。架橋性化合物として使用するのに適したアルデヒド化合物は、Ｒが水素または炭化水素基である式ＲＣＨＯで表すことができる。例示的な炭化水素基は、１〜約８個の炭素原子を含むことができる。他の例では、適切なアルデヒド化合物は、アセタールまたはヘミアセタールなどのいわゆるマスクされたアルデヒドまたはアルデヒド同等物も含むことができる。例示的なアルデヒド化合物は、これらに限定されないが、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、フルフルアルデヒド、ベンズアルデヒドまたはその任意の組合せを含むことができる。グリオキサルなどの１つ以上の他のアルデヒドを、ホルムアルデヒドおよび／または他のアルデヒドの代わりに、またはそれと組み合わせて使用することができる。少なくとも１つの例では、アルデヒド化合物はホルムアルデヒド、ＵＦＣまたはその組合せを含むことができる。
アルデヒド化合物は固体、液体および／または気体として使用することができる。特にホルムアルデヒドを考えると、ホルムアルデヒドは、パラホルム（固体、重合したホルムアルデヒド）、ホルマリン溶液（メタノールを含むことがある、３７％、４４％または５０％ホルムアルデヒド濃度のホルムアルデヒド水溶液）、尿素−ホルムアルデヒド濃縮物（「ＵＦＣ」）であってよい、またはそれらを含むことができ、かつ／または、他の形態のホルムアルデヒドの代わりかまたはそれに加えてホルムアルデヒドガスも使用することができる。他の例では、アルデヒドは、約１：２〜約１：３の尿素とホルムアルデヒドの重量比を有する予備反応した尿素−ホルムアルデヒド混合物であってよい、またはそれらを含むことができる。
架橋性化合物は、これらに限定されないが、１つ以上の多官能性アルデヒド化合物であってよい、またはそれらを含むことができる。本明細書で使用されるように、「多官能性アルデヒド化合物」および「多官能性アルデヒド」という用語は、互換的に使用され、少なくとも２つの官能基を有し、その官能基の少なくとも１つがアルデヒド基である化合物を指す。例えば、多官能性アルデヒドは、２つ以上のアルデヒド官能基を含むことができる。他の例では、多官能性アルデヒドは、少なくとも１つのアルデヒド官能基、およびアルデヒド官能基以外の少なくとも１つの官能基を含むことができる。本明細書で使用されるように、「官能基」という用語は、多官能性アルデヒド化合物中の反応基を指し、これは、これらに限定されないが、アルデヒド基、カルボン酸基、エステル基、アミド基、イミン基、エポキシド基、アジリジン基、アゼチジニウム基およびヒドロキシル基を含むことができる。
多官能性アルデヒド化合物は、２個以上の炭素原子を含み、２つ以上のアルデヒド官能基を有することができる。例えば、多官能性アルデヒド化合物は２、３、４、５、６個またはそれ以上の炭素原子を含み、２つ以上のアルデヒド官能基を有することができる。多官能性アルデヒド化合物は２個以上の炭素原子を含み、少なくとも１つのアルデヒド官能基、ならびにアルデヒド基以外の少なくとも１つの官能基、例えばカルボン酸基、エステル基、アミド基、イミン基、エポキシド基、アジリジン基、アゼチジニウム基および／またはヒドロキシル基を有することができる。例えば、多官能性アルデヒド化合物は、２、３、４、５、６個またはそれ以上の炭素原子を含み、少なくとも１つのアルデヒド官能基ならびにアルデヒド基以外の少なくとも１つの官能基、例えばカルボン酸基、エステル基、アミド基、イミン基、エポキシド基、アジリジン基、アゼチジニウム基および／またはヒドロキシル基を有することができる。
３個以上の炭素原子を含み、２つのアルデヒド官能基（−ＣＨＯ）を有する適切な二官能性すなわちジ官能性アルデヒドは、次式：
（式中、Ｒは１〜１２個の炭素原子を有する二価の脂肪族、脂環式、芳香族または複素環基である）
で表すことができる。例示的な多官能性アルデヒドは、これらに限定されないが、マロンアルデヒド、スクシンアルデヒド、グルタルアルデヒド、２−ヒドロキシグルタルアルデヒド、β−メチルグルタルアルデヒド、アジプアルデヒド、ピメルアルデヒド、スベルアルデヒド、マレアルデヒド、フマルアルデヒド、セバクアルデヒド、フタルアルデヒド、イソフタルアルデヒド、テレフタルアルデヒド、環置換芳香族アルデヒドまたはその任意の組合せを含むことができる。２個の炭素原子を含み、２つのアルデヒド官能基を含む適切な二官能性すなわちジ官能性アルデヒドはグリオキサルである。
アルデヒド基、およびアルデヒド基以外の官能基を含む例示的な多官能性アルデヒド化合物は、これらに限定されないが、グリオキシル酸、グリオキシル酸エステル、グリオキシル酸アミド、５−（ヒドロキシメチル）フルフラールまたはその任意の組合せを含むことができる。多官能性アルデヒド化合物中のアルデヒド基は他の形態、例えば水和物として存在することができる。したがって、特定の多官能性アルデヒド化合物の任意の形態または誘導体を、本明細書で論じ説明する結合剤組成物を調製するために使用することができる。例えば、グリオキシル酸の関連で、グリオキシル酸、グリオキシル酸一水和物および／またはグリオキシレートを、タンニンおよびルイス酸と一緒にして結合剤組成物を生成することができる。架橋性化合物は、互いに一緒にされ、かつ／または互いに独立に反応混合物に添加された２つ以上の架橋性化合物の任意の組合せを含むことができる。
１つ以上の実施形態では、フェノール化合物および架橋性化合物のモノマ成分は、メイラード反応物の混合物で部分的にまたは完全に置き換えることができる。同様に、プレポリマは、メイラード反応物の部分的にまたは予備反応された混合物を含むことができる。言い換えれば、反応混合物のモノマ成分のすべてまたは一部は、メイラード反応物の混合物、メイラード反応物の予備反応混合物またはその組合せであってよい。メイラード反応物の混合物は、これらに限定されないが、炭水化物の供給源（炭水化物反応物）、および炭水化物反応物とのメイラード反応に関与することができるアミン反応物を含むことができる。
炭水化物の供給源は、１つ以上の還元糖を有する１つ以上の反応物、熱硬化条件下で１つ以上の還元糖を生成する１つ以上の反応物またはその組合せを含むことができる。還元糖は、アルデヒド基を含む、または異性化する、すなわち互変異性化してアルデヒド基を含むことができる糖であってよい。そうしたアルデヒド基は、メイラード反応条件下でアミノ基（アミン反応物）と反応性である。通常、そうしたアルデヒド基は、例えばＣｕ＋２で酸化してカルボン酸を得ることもできる。別の言い方をすると、その還元糖は、Ｃｕ＋２と反応してカルボン酸部分を生成する１つ以上のアルデヒド部分を含有することができる。炭水化物反応物は他の官能基、例えばヒドロキシ、ハロ、アルキル、アルコキシなどで任意選択で置換されていてよい。炭水化物供給源は１つ以上のキラル中心をもつこともできる。炭水化物供給源は、各キラル中心でそれぞれ可能な光学異性体も含むことができる。ラセミ混合物、またはそうした任意の炭水化物供給源の種々の光学異性体ならびにその種々の幾何異性体の他のジアステレオマ混合物を含む種々の混合物を使用することができる。
炭水化物供給源は不揮発性であってよい。不揮発性の炭水化物供給源は、炭水化物反応物がメイラード反応条件下でのアミン反応物との反応に利用され得るように留まるその能力を増大または最大化させることができる。炭水化物の供給源とアミン反応物の混合物を予備反応させると、適切な炭水化物供給源のリストを拡大させることができる。炭水化物供給源は、トリオース、テトロース、ペントース、ヘキソースもしくはヘプトースを含むそのアルドースまたはケトースの形態の単糖；または多糖あるいはその任意の組合せであってよい。
トリオースが炭水化物供給源として働くか、または他の還元糖および／または多糖と一緒に使用される場合、アルドトリオース糖またはケトトリオース糖、例えばそれぞれグリセルアルデヒドおよびジヒドロキシアセトンを使用することができる。テトロースが炭水化物供給源として働くか、または他の還元糖および／または多糖と一緒に使用される場合、エリトロースおよびトレオースなどのアルドテトロース糖；ならびにエリトルロースなどのケトテトロース糖を使用することができる。ペントースが炭水化物供給源として働くか、または他の還元糖および／または多糖と一緒に使用される場合、リボース、アラビノース、キシロースおよびリキソースなどのアルドペントース糖；ならびにリブロース、アラブロース（arabulose）、キシルロースおよびリキスロースなどのケトペントース糖を使用することができる。ヘキソースが炭水化物供給源として働くか、または他の還元糖および／または多糖と一緒に使用される場合、グルコース（すなわち、デキストロース）、マンノース、ガラクトース、アロース、アルトロース、タロース、グロースおよびイドースなどのアルドヘキソース糖；ならびにフルクトース、プシコース、ソルボースおよびタガロースなどのケトヘキソース糖を使用することができる。ヘプトースが炭水化物供給源として働くか、または他の還元糖および／または多糖と一緒に使用される場合、セドヘプツロースなどのケトヘプトース糖を使用することができる。自然界で生じることが知られていないそうした炭水化物供給源の他の立体異性体も、結合剤組成物を調製するのに有用であると考えられる。多糖が炭水化物供給源として働くか、または単糖と一緒に使用される場合、スクロース、ラクトース、マルトース、デンプンおよびセルロースを使用することができる。
炭水化物反応物も、非炭水化物ポリヒドロキシ反応物と一緒に使用することができる。非炭水化物ポリヒドロキシ反応物の例は、これらに限定されないが、トリメチロールプロパン、グリセロール、ペンタエリスリトール、ポリビニルアルコール、部分的に加水分解されたポリビニルアセテート、完全に加水分解されたポリビニルアセテートおよびその混合物を含むことができる。非炭水化物ポリヒドロキシ反応物は、硬化の間に、他の結合剤成分との反応に利用され得るように留まるその能力を最大化させるように十分に不揮発性であってよい。炭水化物の供給源（炭水化物反応物）とアミン反応物の混合物を部分的に予備反応させると、適切な非炭水化物ポリヒドロキシ反応物のリストを拡大させることができる。非炭水化物ポリヒドロキシ反応物の疎水性は、結合剤組成物の物理特性の決定における１つの因子である可能性がある。
炭水化物の供給源とのメイラード反応に関与できるアミン反応物は、少なくとも１つのアミノ基を有する化合物であってよい。この化合物はアミノ酸の形態で存在することができる。遊離アミノ基は、遊離アミノ基が、例えばリシン残基のε−アミノ基および／または末端アミノ酸のα−アミノ基の形態で利用できるタンパク質に由来しもよい。アミン反応物は、ポリカルボン酸アンモニウム塩反応物を用いることによって、別個にまたはインサイチュで形成することもできる。ポリカルボン酸のアンモニウム塩は、ポリカルボン酸の酸性基をアミン塩基で中和し、それによってポリカルボン酸アンモニウム塩基を得ることによって生成することができる。完全な、すなわち当量ベースで計算して約１００％の中和は、ポリカルボン酸中の酸性基を滴定するまたは部分的に中和する必要性を排除することができる。しかし、完全までには至らない中和も、メイラード反応物の満足できる混合物をもたらすことになると予想される。
適切なポリカルボン酸は、ジカルボン酸、トリカルボン酸、テトラカルボン酸、ペンタカルボン酸など、モノマポリカルボン酸、無水物およびその任意の組合せならびにポリマポリカルボン酸、無水物およびその任意の組合せを含むことができる。ポリカルボン酸アンモニウム塩反応物は、メイラード反応の炭水化物反応物との反応に利用可能なように留めるその能力を最大化させるように十分に不揮発性であることが好ましい。やはり、炭水化物の供給源とアミン反応物の混合物を部分的に予備反応させると、ポリカルボン酸アンモニウム塩反応物を含む適切なアミン反応物リストを拡大させることができる。他の例では、ポリカルボン酸アンモニウム塩反応物は、他の化学官能基で置換されていてよい。
例示的なモノマポリカルボン酸は、これらに限定されないが、不飽和脂肪族ジカルボン酸、飽和脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、不飽和環状ジカルボン酸、飽和環状ジカルボン酸、そのヒドロキシ置換誘導体などを含むことができる。他の適切なポリカルボン酸は、不飽和脂肪族トリカルボン酸、クエン酸などの飽和脂肪族トリカルボン酸、芳香族トリカルボン酸、不飽和環状トリカルボン酸、飽和環状トリカルボン酸、そのヒドロキシ置換誘導体などを含むことができる。そうした任意のポリカルボン酸は、例えばヒドロキシ、ハロ、アルキル、アルコキシなどで任意選択で置換されていてよいことを理解されたい。他の適切なポリカルボン酸は、これらに限定されないが、アコニット酸、アジピン酸、アゼライン酸、ブタンテトラカルボン酸ジヒドリド、ブタントリカルボン酸、クロレンド酸、シトラコン酸、ジシクロペンタジエン−マレイン酸付加体、ジエチレントリアミンペンタ酢酸、ジペンテンとマレイン酸の付加体、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、完全マレイン化ロジン、マレイン化されたトールオイル脂肪酸、フマル酸、グルタル酸、イソフタル酸、イタコン酸、過酸化カリウムで酸化されてアルコールにされ、次いでカルボン酸にされたマレイン化ロジン、マレイン酸、リンゴ酸、メサコン酸、コルベ・シュミット反応により二酸化炭素と反応して３〜４個のカルボキシル基が導入されたビフェノールＡまたはビスフェノールＦ、シュウ酸、フタル酸、セバシン酸、コハク酸、酒石酸、テレフタル酸、テトラブロモフタル酸、テトラクロロフタル酸、テトラヒドロフタル酸、トリメリット酸、トリメシン酸などおよび無水物ならびにその任意の組合せを含むことができる。
適切なポリマポリカルボン酸は、２つ以上のペンダントカルボキシ基を含む有機ポリマまたはオリゴマを含むことができる。ポリマポリカルボン酸は、これらに限定されないが、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸、桂皮酸、２−メチルマレイン酸、イタコン酸、２−メチルイタコン酸、α，β−メチレングルタル酸などを含むことができる不飽和カルボン酸から調製されるホモポリマまたはコポリマであってよい。ポリマポリカルボン酸は不飽和無水物から調製することもできる。不飽和無水物は、これらに限定されないが、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水アクリル酸、無水メタクリル酸などならびにその混合物を含むことができる。
好ましいポリマポリカルボン酸はポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリマレイン酸などを含むことができる。市販されているポリアクリル酸の例には、ＡＱＵＡＳＥＴ−５２９（Ｒｏｈｍ ＆ Ｈａａｓ、Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ、Ｐａ．、ＵＳＡ）、ＣＲＩＴＥＲＩＯＮ ２０００（欧州、フィンランド、ＨｅｌｓｉｎｋｉのＫｅｍｉｒａ）、ＮＦ１（Ｈ．Ｂ．Ｆｕｌｌｅｒ、Ｓｔ．Ｐａｕｌ、Ｍｉｎｎ．、ＵＳＡ）およびＳＯＫＡＬＡＮ（欧州、ドイツ、ＬｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎのＢＡＳＦ）が含まれる。ＳＯＫＡＬＡＮについては、これは、およそ４，０００の分子量を有するアクリル酸とマレイン酸の水溶性ポリアクリル酸コポリマであると考えられる。ＡＱＵＡＳＥＴ−５２９は、グリセロールと架橋されたポリアクリル酸を含み、また、触媒としての次亜リン酸ナトリウムも含む組成物であると理解される。ＣＲＩＴＥＲＩＯＮ２０００は、およそ２，０００の分子量を有するポリアクリル酸の部分塩の酸性溶液であると考えられる。ＮＦ１は、カルボン酸官能基およびヒドロキシ官能基ならびにどちらの官能基も含まない単位を含むコポリマと考えられ；ＮＦ１は、次亜リン酸ナトリウムまたは有機ホスフェート触媒などの連鎖移動剤も含むと考えられる。
ポリカルボン酸との反応のためのアミン反応物は、これらに限定されないが、アンモニア、第一アミン、すなわちＮＨ２Ｒ１および第二アミン、すなわちＮＨＲ１Ｒ２を含むことができる。ここで、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に：アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロシクリル、アリールおよびヘテロアリール基からなる群から選択される。アミン塩基は、任意の部分予備反応の間、または結合剤組成物の熱硬化の間のメイラード反応物の混合物の中での反応を促進するのに十分な条件下で、揮発性または実質的に不揮発性であってよい。適切なアミン塩基は、これらに限定されないが、実質的に揮発性の塩基、実質的に不揮発性の塩基またはその組合せを含むことができる。例示的な実質的に揮発性の塩基は、これらに限定されないが、アンモニア、エチルアミン、ジエチルアミン、ジメチルアミン、エチルプロピルアミンまたはその任意の組合せを含むことができる。例示的な実質的に不揮発性の塩基は、これらに限定されないが、アニリン、１−ナフチルアミン、２−ナフチルアミン、パラ−アミノフェノールまたはその任意の組合せを含むことができる。
メイラード反応物の混合物の一例には、水性アンモニア、クエン酸およびデキストロース（グルコース）の混合物が含まれる。この混合物では、ポリカルボン酸、クエン酸反応物（クエン酸の−ＣＯＯＨ基のアンモニアによる中和によって作製される）上に存在する酸塩の基のモル当量数と、炭水化物反応物上に存在するヒドロキシル基のモル当量数の比は、最小で約０．０４：１、約０．０５：１、約０．０６：１、約０．０７：１、約０．０８：１、約０．０９：１、または約０．１：１から最大で約０．１１：１、約０．１２：１、約０．１３：１、約０．１４：１、約０．１５：１、約０．１６：１、約０．１７：１、約０．１８：１、約０．１９：１、または約０．２：１の範囲であってよい。したがって、一実施形態では、デキストロース、炭水化物反応物上に存在するヒドロキシル基のモル当量数は、ポリカルボン酸、クエン酸反応物上に存在する酸塩の基のモル当量数の約２５倍超であってよい。他の実施形態では、デキストロース炭水化物反応物上に存在するヒドロキシル基のモル当量数は、ポリカルボン酸クエン酸反応物上に存在する酸塩の基のモル当量数の約１０倍超である。さらに他の実施形態では、デキストロース炭水化物反応物上に存在するヒドロキシル基のモル当量数は、ポリカルボン酸クエン酸反応物上に存在する酸塩の基のモル当量数の約６倍超である。
メイラード反応物の混合物は、最小で約０．１：１、約０．５：１、約１：１、約１．５：１または約２：１から最大で約２．５：１、約３：１、約３．５：１、約４：１、約４．５：１または約５：１の炭水化物の供給源（炭水化物反応物）のモル数と、炭水化物反応物とのメイラード反応に参画できるアミン反応物中のアミン官能基のモル数の比を有することができる。例えば、炭水化物反応物のモル数と、アミン反応物中のアミン官能基のモル数の比は、約１：１〜約３：１、約０．８：１〜約２．３：１、約１．７：１〜約３．３：１、約２．１：１〜約３．５：１、約０．６：１〜約１．６：１、約２．４：１〜約３．４：１、約１．３：１〜約２．７：１または約１．６：１〜約２．３：１であってよい。
上述したように、メイラード反応物の混合物は、炭水化物の供給源、およびそれとメイラード反応に関与できるアミン反応物を含むことができる。また、上述したように、メイラード反応物の混合物は、炭水化物の供給源とアミン反応物の部分反応混合物を含むこともできる。例えば、炭水化物の供給源を、炭水化物の供給源とのメイラード反応に関与することができるアミン反応物と混合物することができ、その混合物を、メイラード反応を開始させるのには十分であるが、最終的にゲル形態の粒子を形成する前に、反応を完了するところまでは進行させない時間で、約９０℃に加熱することができる。適切なメイラード反応物およびメイラード反応生成物は、米国特許出願公開番号第２００９／０３０１９７２号に論じられ、記載されている通りであってよい。
１つ以上の実施形態では、フェノール化合物および架橋性化合物のモノマ成分は、１つ以上の炭化水素樹脂で部分的にまたは完全に置き換えられていてよい。例示的な炭化水素樹脂は、これらに限定されないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンビニルアセテート、エチレンエチルアクリレート、ポリウレタン、天然高分子、スチレン−イソプレン−スチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、スチレン−ブタジエン−スチレン、ポリスチレン、ポリウレタン、アクリルポリマ、ポリ塩化ビニル、フッ素樹脂、パインロジン（例えば、トールオイルロジン、ウッドロジンおよびゴムロジン）、改質ロジン（例えば、不均化ロジン、水素化ロジン、ポリマ化またはオリゴマ化ロジン、ディールスアルダーロジン付加体）、ロジンエステル（例えば、水素化ロジンエステル、ポリマ化ロジンエステル、フェノール性改質ロジンエステル、二塩基酸−改質ロジンエステル；そのロジンエステルはトールオイルロジン、ウッドロジンおよび／またはゴムロジンから誘導されてもよい）、ポリスルフィド、スチレン−アクリロニトリル、ナイロン、フェノール−ホルムアルデヒドノボラック樹脂またはその任意の組合せを含むことができる。他の例示的な炭化水素樹脂は、これらに限定されないが、Ｃ５炭化水素のオリゴマ（例えば、シクロペンタジエンのオリゴマ）、Ｃ９炭化水素のオリゴマ（例えば、しばしば芳香族炭化水素タッキファイヤと称されるα−メチルスチレンおよびビニルトルエンのオリゴマ）、テルペン樹脂（例えば、α−ピネン、β−ピネンおよびリモネンなどのテルペンのオリゴマ）、テルペンとフェノール系樹脂（phenolics）のオリゴマ性反応混合物、クマロン−インデン樹脂、テルペンとスチレン系樹脂のオリゴマ性反応混合物、脂環式樹脂（例えば、ジシクロペンタジエンベースの樹脂）、粗トールオイル、蒸留トールオイルまたはその任意の組合せを含むことができる。存在する場合、炭化水素樹脂は、重合の前、重合の間および／または重合が完了した後に添加することができる。
他の例では、モノマ成分中の架橋性化合物を少なくとも部分的に１つ以上の炭水化物で置き換えることができる。１つ以上の炭水化物は、１つ以上の単糖、二糖、オリゴ糖、多糖またはその組合せを含むことができる。１つ以上の実施形態では、１つ以上の炭水化物は１つ以上のアルドース糖を含むことができる。１つ以上の実施形態では、単糖は、Ｄ−グルコース（デキストロース一水和物）、Ｌ−グルコースまたはその組合せであってよい、またはそれらを含むことができる。他の炭水化物アルドース糖は、これらに限定されないが、グリセルアルデヒド、エリトロース、トレオース、リボース、デオキシリボース、アラビノース、キシロース、リキソース、アロース、アルトロース、グロース、マンノース、イドース、ガラクトース、タロースおよびその任意の組合せを含むことができる。炭水化物は、デキストリン、マルトデキストリンおよび酸化されたマルトデキストリンなどの１つ以上の還元または改質されたデンプンであってよい、またはそれらを含むことができる。
１つ以上の実施形態では、モノマ成分の固形分含量は、最小で約１０％、約１５％、約２０％、約２５％、約３５％、約４０％、または約４５％から最大で約５５％、約６０％、約６５％、約７０％、約７５％、約８０％、約８５％、または約９０％まで変動させることができる。他の実施形態では、モノマ成分の固形分含量は約３５％〜約７０％、約４０％〜約６０％または約４５％〜約５５％であってよい。１つ以上の実施形態では、モノマ成分の固形分含量は、２０％超、２５％超、３０％超、３５％超、４０％超または４５％超、５０％超、５５％超、６０％超、６５％超、７０％超、７５％超、８０％超、８５％超または９０％超であってよい。１つ以上の実施形態では、モノマ成分の固形分含量は、９０％未満、８５％未満、８０％未満、７５％未満、７０％未満、６５％未満、６０％未満、５５％未満、５０％未満、４５％未満、４０％未満、３５％未満、３０％未満、２５％未満、２０％未満、または１５％未満であってよい。
当業者は理解されるように、組成物の固形分含量は、少ないサンプル、例えば１〜５ｇの組成物を適切な温度、例えば１２５℃で液体を除去するのに十分な時間加熱して、重量損失を判定することによって測定することができる。加熱前後のサンプルの重量を測定することによって、組成物中の固体パーセントを、直接算出あるいは推定することができる。
触媒は、１つ以上の酸、１つ以上の塩基またはその任意の組合せであってよい、またはそれらを含むことができる。例示的な塩基性触媒は、これらに限定されないが、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸アンモニウム、ヘキサメチレンテトラミンまたはその任意の組合せであってよい、またはそれらを含むことができる。例示的な酸性触媒は、これらに限定されないが、酢酸、塩酸、硫酸、リン酸、亜リン酸、スルホン酸（これらに限定されないが、モノスルホン酸、ジスルホン酸、トリスルホン酸、トルエンスルホン酸およびアルカンスルホン酸を含む）、没食子酸、シュウ酸、ピクリン酸またはその任意の組合を含むことができる。少なくとも１つの例では、触媒は酢酸と酢酸アンモニウムおよび／または炭酸アンモニウムの混合物を含むことができる。少なくとも１つの例では、触媒は任意の金属または金属イオンを含まないかまたは実質的に含まなくてよい。言い換えれば、触媒は、触媒を含有する非金属または非金属イオンであってよい。任意の金属または金属イオンを実質的に含まない触媒は、触媒の全重量に対して１ｗｔ％未満、０．５ｗｔ％未満、０．３ｗｔ％未満、０．２ｗｔ％未満、０．１ｗｔ％未満、０．７ｗｔ％未満、０．０５ｗｔ％未満、０．３ｗｔ％未満、０．０１ｗｔ％未満、０．００７ｗｔ％未満、０．００５ｗｔ％未満、０．００３ｗｔ％未満、０．００１ｗｔ％未満、０．０００７ｗｔ％未満または０．０００５ｗｔ％未満を含有することができる。
触媒は、サスペンジョンおよび／またはエマルジョン中に幅広い量で存在することができる。例えば、サスペンジョンおよび／またはエマルジョン中の触媒の濃度は、フェノール化合物の重量に対して約１ｗｔ％〜約３０ｗｔ％の範囲であってよい。別の例では、サスペンジョンおよび／またはエマルジョン、プレポリマまたはその組合せ中の触媒の濃度は、フェノール化合物、架橋化合物、触媒および液体媒体の全重量に対して約０．１ｗｔ％〜約１０ｗｔ％の範囲であってよい。
フェノール化合物と触媒のモル比は、最小で約１から最大で約２，０００の範囲であってよい。例えば、フェノール化合物と触媒のモル比は、最小で約１、約５、約１０または約１５から最大で約４５、約５０、約６０、約８０、約１００、約１２５、約１５０、約１７５、約２００、約２２５、約２５０、約２７５、約３００、約３２５または約３５０の範囲であってよい。別の例では、フェノール化合物と触媒のモル比は、約１〜約１，０００、約１００〜約６００、約１０〜約４００、約５〜約７５、約２００〜約１，８００、約５００〜約１，５００または約１〜約５０の範囲であってよい。別の例では、フェノール化合物と触媒のモル比は、最小で約１、約３、約５、約８、約１０、約１２または約１５から最大で約２０、約２５、約２０、約３７、約４０、約４３、約４５または約４９の範囲であってよい。別の例では、フェノール化合物と触媒のモル比は、２００未満、１５０未満、１２５未満、１００未満、７５未満、６０未満、５０未満、４９未満、４７未満、４５未満、４３未満、４０未満、３７未満または３５未満であってよい。
１つ以上の実施形態では、モノマ成分、すなわちフェノール化合物、および／または架橋化合物および／または触媒は、溶液、スラリ、サスペンジョン、エマルジョンまたは他の混合物の形態の液体混合物であってよい。例えば、フェノール化合物および／または架橋化合物は、水溶液、スラリ、サスペンジョン、エマルジョンまたは他の混合物の形態であってよい。他の適切な液体媒体は、これらに限定されないが、１つ以上のアルコールまたは水／アルコール混合物を含むことができる。例示的なアルコールは、これらに限定されないが、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノールなどおよびその混合物を含むことができる。他の適切な液体媒体は、これらに限定されないが、アセトン、テトラヒドロフラン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメン、メシチレンまたはその混合物を含むことができる。
モノマ成分中の液体媒体の濃度は、液体媒体、フェノール化合物、架橋化合物および触媒の全重量に対して最小で約５ｗｔ％、約１０ｗｔ％、約１５ｗｔ％、約２０ｗｔ％、約２５ｗｔ％、約３０ｗｔ％、約３５ｗｔ％、約４０ｗｔ％または約４５ｗｔ％から最大で約６０ｗｔ％、約６５ｗｔ％、約７０ｗｔ％、約７５ｗｔ％、約８０ｗｔ％、約８５ｗｔ％、約９０ｗｔ％または約９５ｗｔ％の範囲であってよい。フェノール化合物の濃度は、液体媒体、フェノール化合物、架橋化合物および触媒の全重量に対して最小で約５ｗｔ％、約１０ｗｔ％、約１５ｗｔ％または約２０ｗｔ％から最大で約３０ｗｔ％、約３５ｗｔ％、約４０ｗｔ％、約４５ｗｔ％または約５０ｗｔ％の範囲であってよい。モノマ成分中の架橋化合物の濃度は、液体媒体、フェノール化合物、架橋化合物および触媒の全重量に対して最小で約３ｗｔ％、約５ｗｔ％、約７ｗｔ％、約１０ｗｔ％、約１５ｗｔ％または約２０ｗｔ％から最大で約３０ｗｔ％、約４５ｗｔ％、約５０ｗｔ％、約５５ｗｔ％、約６０ｗｔ％または約７０ｗｔ％の範囲であってよい。モノマ成分中の触媒の濃度は、液体媒体、フェノール化合物、架橋化合物、プレポリマおよび触媒の全重量に対して最小で約０．１ｗｔ％、約０．５ｗｔ％、約１ｗｔ％または約２％から最大で約１０ｗｔ％、約２０ｗｔ％、約３０ｗｔ％または約４０ｗｔ％の範囲であってよい。
１つ以上の実施形態では、１つ以上のフェノール化合物と１つ以上の架橋化合物のモル比は最小で約０．１：１から最大で約１：１の範囲であってよい。例えば、１つ以上のフェノール化合物と１つ以上の架橋化合物のモル比は０．２：１〜約０．９：１、約０．３：１〜約０．８：１、約０．４：１〜約０．８：１、約０．４：１〜約０．７：１または約０．４：１〜約０．６：１の範囲であってよい。少なくとも１つの例では、１つ以上のフェノール化合物と１つ以上の架橋化合物のモル比は約０．５：１であってよい。少なくとも１つの他の例では、反応物混合物は任意の架橋化合物を含まないかまたは実質的に含まなくてよい。別の例では、１つ以上のフェノール化合物と１つ以上の架橋化合物のモル比は約１：１、約２：１、約５：１、約１０：１、約２５：１、約５０：１、約１００：１または約５００：１であってよい。
キャリヤ流体は、１つ以上の炭化水素、水またはその組合せであってよい、またはそれを含むことができる。例示的なキャリヤ流体は、パラフィン系油、ナフテン油、芳香族油またはその任意の組合せを含むことができる。例示的なパラフィン系炭化水素は、鉱油またはそのいずれか（or any thereof）を含むことができる。適切な鉱油には約１５〜約４０個の炭素原子を有する１つ以上のアルカンが含まれる。例示的なナフテン油はシクロアルカンをベースとした炭化水素であってよい。例示的なシクロアルカンは、これらに限定されないが、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロノナン、シクロデカンまたはその任意の組合せを含むことができる。他の適切なキャリヤ流体は、１つ以上の植物ベースの油または植物由来の油であってよい、またはそれらを含むことができる。例示的な植物ベースの油または植物由来の油は、これらに限定されないが、亜麻仁（フラックスシーズ（flaxseed））油、ヒマシ油、キリ油、大豆油、綿実油、オリーブ油、菜種油、コーンオイル、ヒマワリ種子油、ピーナッツ油、ココナツオイル、サフラワー油、ヤシ油、植物油またはその任意の組合せを含むことができる。市販されている適切な植物油は、これらに限定されないが、商標名ＷＥＳＳＯＮ（登録商標）のもとで販売されているものおよびＣＯＮＡＧＲＡ ＦＯＯＤＳ（登録商標）で販売されているもの、例えば植物油、菜種油、コーンオイル、ブレンド油などを含むことができる。他の適切なキャリヤ流体は、１つ以上の塩素化炭化水素であってよい、またはそれらを含むことができる。例示的な塩素化炭化水素は、これらに限定されないが、四塩化炭素、クロロホルム、塩化メチレンまたはその任意の組合せを含むことができる。任意の種類の水を、キャリヤ流体としてまたはキャリヤ流体の少なくとも一部を作り上げるために使用することができる。例えば、水は蒸留水、脱イオン水またはその組合せであってよい。別の例では、水は水道水であってよい。他の適切なキャリヤ流体は、シクロヘキサン、鉱油、キシレン、水またはその任意の混合物であってよい、またはそれを含むことができる。
水を含む（contains or includes）キャリヤ流体の使用は、炭化水素の使用と比べて、ゲル形態のポリマ粒子の製造に伴うコストを削減することができる。水を含むキャリヤ流体の使用は、１つ以上の炭化水素を含み、水を含まないかまたは実質的に水を含まない、例えば５ｗｔ％未満の水しか含まないキャリヤ流体と比べて、キャリヤ流体に対して高い濃度のモノマ成分も可能にすることができる。言い換えれば、大部分が水であるか、または大部分を占める水を含む、例えば約５０ｗｔ％超の水を含むキャリヤ流体は、そのキャリヤ流体が、大部分が非水流体であるか、または大部分を占める非水流体を含む、例えば約５０ｗｔ％超の炭化水素を含む場合と比べて、より濃縮されたサスペンジョンおよび／またはエマルジョンが形成されるのを可能にすることができる。水であるかまたは水を含むキャリヤ流体を使用すると、１つ以上の炭化水素を含む任意の残留キャリヤ流体も少なくとも部分的に除去することができる。１つ以上の実施形態では、反応混合物を形成するのに使用されるキャリヤ流体は、最小で約１ｗｔ％、約３ｗｔ％、約５ｗｔ％、約１０ｗｔ％、約１５ｗｔ％、約２０ｗｔ％、約２５ｗｔ％、約３０ｗｔ％、約３５ｗｔ％、または約４０ｗｔ％から最大で約５０ｗｔ％、約５５ｗｔ％、約６０ｗｔ％、約６５ｗｔ％、約７０ｗｔ％、約７５ｗｔ％、約８０ｗｔ％、約８５ｗｔ％、約９０ｗｔ％、約９５ｗｔ％、または約１００ｗｔ％までの水濃度を有することができる。１つ以上の実施形態では、反応混合物を形成するのに使用されるキャリヤ流体は、水を全く含まなくてよい。
キャリヤ流体は大気圧で、約４０℃以上、約５０℃以上、約６０℃以上、約７０℃以上、約８０℃以上、約９０℃以上、約１００℃以上、約１１０℃以上、約１２０℃以上、約１３０℃以上、約１４０℃以上、約１５０℃以上、約１７５℃以上、約２００℃以上、約２２５℃以上、または約２５０℃以上の沸点を有することができる。キャリヤ流体はモノマ成分が重合を施される条件で、約４０℃以上、約５０℃以上、約６０℃以上、約７０℃以上、約８０℃以上、約９０℃以上、約１００℃以上、約１１０℃以上、約１２０℃以上、約１３０℃以上、約１４０℃以上、約１５０℃以上、約１７５℃以上、約２００℃以上、約２２５℃以上、または約２５０℃以上の沸点を有することができる。キャリヤ流体は、約−２５℃超、約−２０℃超、約−１０℃超、約０℃超、約１０℃超、約２０℃超、約３０℃超、約４０℃超、約５０℃超または約６０℃超の引火点を有することができる。
１つ以上の実施形態では、キャリヤ流体は、シクロアルカン、例えばシクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタンなどを含まなくてよい、または本質的に含まなくてよい。本明細書で使用されるように、「本質的にシクロアルカンを含まない」という語句は、３ｗｔ％未満、２ｗｔ％未満、１ｗｔ％未満、０．９ｗｔ％未満、０．８ｗｔ％未満、０．７ｗｔ％未満、０．６ｗｔ％未満、０．５ｗｔ％未満、０．４ｗｔ％未満、０．３ｗｔ％未満、０．２ｗｔ％未満、０．１ｗｔ％未満、０．０７ｗｔ％未満、０．０５ｗｔ％未満、０．０３ｗｔ％未満、または０．０１ｗｔ％未満のシクロアルカンしか含まないキャリヤ流体を指す。１つ以上の実施形態では、キャリヤ流体は、例えばシクロヘキサンを含まなくてよい、または本質的に含まなくてよい、例えば１ｗｔ％未満のシクロアルカンしか含まなくてよい。したがって、このサスペンジョンおよび／またはエマルジョン重合プロセスとゲル形態のポリマ粒子を作製するために使用される従来の逆エマルジョン重合プロセスとの他の１つの差が、キャリヤ流体としてのシクロヘキサンの使用を回避できることであり得ることにも留意すべきである。同様に、このサスペンジョンおよび／またはエマルジョン重合プロセスとゲル形態のポリマ粒子を生成するために使用される従来の逆エマルジョン重合プロセスとの別の差は、キャリヤ流体としてのシクロアルカンの使用を回避できることであり得るということである。
１つ以上の実施形態では、キャリヤ流体は、１つ以上のシクロアルカン、例えばシクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタンなどであってよい、またはそれらを含むことができる。例えば、キャリヤ流体は、１つ以上のシクロアルカンを、キャリヤ流体の全重量ベースで最小で約０．１ｗｔ％、約１ｗｔ％、約３ｗｔ％、約５ｗｔ％、約１０ｗｔ％、約２０ｗｔ％、約３０ｗｔ％、または約４０ｗｔ％から最大で約５０ｗｔ％、約６０ｗｔ％、約７０ｗｔ％、約８０ｗｔ％、約９０ｗｔ％、または約１００ｗｔ％までの量で含むことができる。別の言い方をすると、少なくとも１つの特定の実施形態では、キャリヤ流体は任意の量のシクロアルカンまたは任意の量のシクロアルカンの組合せを含むことができる。少なくとも１つの実施形態では、キャリヤ流体中のシクロヘキサンの量は、約１ｗｔ％〜約２０ｗｔ％、約１０ｗｔ％〜約３０ｗｔ％、約２０ｗｔ％〜約４０ｗｔ％、約３０ｗｔ％〜約５０ｗｔ％、約４０ｗｔ％〜約６０ｗｔ％、約５０ｗｔ％〜約７０ｗｔ％、約６０ｗｔ％〜約８０ｗｔ％、約７０ｗｔ％〜約９０ｗｔ％、または約８０ｗｔ％〜約１００ｗｔ％の範囲であってよい。１つ以上の実施形態では、キャリヤ流体は、１００ｗｔ％、９５ｗｔ％未満、９０ｗｔ％未満、８５ｗｔ％未満、８０ｗｔ％未満、７５ｗｔ％未満、７０ｗｔ％未満、６５ｗｔ％未満、６０ｗｔ％未満、５５ｗｔ％未満、５０ｗｔ％未満、４５ｗｔ％未満、４０ｗｔ％未満、３５ｗｔ％未満、３０ｗｔ％未満、２５ｗｔ％未満、２０ｗｔ％未満、１５ｗｔ％未満、１０ｗｔ％未満、５ｗｔ％未満、４ｗｔ％未満、３ｗｔ％未満、２ｗｔ％未満、または１ｗｔ％未満の量の１つ以上のシクロアルカンであってよい、またはそれらを含むことができる。１つ以上の実施形態では、キャリヤ流体は、少なくとも１ｗｔ％、少なくとも２ｗｔ％、少なくとも３ｗｔ％、少なくとも４ｗｔ％、少なくとも５ｗｔ％、少なくとも１０ｗｔ％、少なくとも１５ｗｔ％、少なくとも２０ｗｔ％、少なくとも２５ｗｔ％、少なくとも３０ｗｔ％、少なくとも３５ｗｔ％、少なくとも４０ｗｔ％、少なくとも４５ｗｔ％、少なくとも５０ｗｔ％、少なくとも５５ｗｔ％、少なくとも６０ｗｔ％、少なくとも６５ｗｔ％、少なくとも７０ｗｔ％、少なくとも７５ｗｔ％、少なくとも８０ｗｔ％、少なくとも８５ｗｔ％、少なくとも９０ｗｔ％、少なくとも９５ｗｔ％、または１００ｗｔ％の量の１つ以上のシクロアルカンであってよい、またはそれらを含むことができる。
１つ以上の実施形態では、キャリヤ流体は、広範囲の炭素原子を有する、１つ以上の炭化水素、例えばパラフィン系炭化水素、ナフテン系炭化水素、芳香族炭化水素、植物ベースのまたは植物由来の油、鉱油および／または塩素化炭化水素であってよい、またはそれらを含むことができる。例えば、キャリヤ流体は、少なくとも６、少なくとも８、少なくとも１０、少なくとも１２、少なくとも１４、少なくとも１６、少なくとも１８、少なくとも２０、少なくとも２２、少なくとも２４、少なくとも２６、少なくとも２８、少なくとも３０、少なくとも３２、少なくとも３４、少なくとも３６、少なくとも３８、少なくとも４０、少なくとも４２、少なくとも４４、少なくとも４６、少なくとも４８、少なくとも５０、少なくとも５２、少なくとも５４、少なくとも５６、少なくとも５８、または少なくとも６０個の炭素原子を有する１つ以上の炭化水素であってよい、またはそれらを含むことができる。例えば、キャリヤ流体は、最小で約６、約８、約１０、約１２、約１４、約１６、約１８、約２０、約２２、約２４、約２６、約２８または約３０から最大で約３２、約３４、約３６、約３８、約４０、約４２、約４４、約４６、約５８、約５０、約６０、約７０、約８０、約９０、約１００、約１１０、約１２０、約１３０、約１４０または約１５０個の炭素原子を有する１つ以上の炭化水素を含むことができる。
１つ以上の実施形態では、キャリヤ流体は、少なくとも５ｗｔ％、少なくとも１０ｗｔ％、少なくとも１５ｗｔ％、少なくとも２０ｗｔ％、少なくとも２５ｗｔ％、少なくとも３０ｗｔ％、少なくとも３５ｗｔ％、少なくとも４０ｗｔ％、少なくとも４５ｗｔ％、少なくとも５０ｗｔ％、少なくとも５５ｗｔ％、少なくとも６０ｗｔ％、少なくとも６５ｗｔ％、少なくとも７０ｗｔ％、少なくとも７５ｗｔ％、少なくとも８０ｗｔ％、少なくとも８５ｗｔ％、少なくとも９０ｗｔ％、少なくとも９５ｗｔ％、または１００ｗｔ％の量の少なくとも８個の炭素原子を有する炭化水素であってよい、またはそれらを含むことができる。１つ以上の実施形態では、キャリヤ流体は、少なくとも５ｗｔ％、少なくとも１０ｗｔ％、少なくとも１５ｗｔ％、少なくとも２０ｗｔ％、少なくとも２５ｗｔ％、少なくとも３０ｗｔ％、少なくとも３５ｗｔ％、少なくとも４０ｗｔ％、少なくとも４５ｗｔ％、少なくとも５０ｗｔ％、少なくとも５５ｗｔ％、少なくとも６０ｗｔ％、少なくとも６５ｗｔ％、少なくとも７０ｗｔ％、少なくとも７５ｗｔ％、少なくとも８０ｗｔ％、少なくとも８５ｗｔ％、少なくとも９０ｗｔ％、少なくとも９５ｗｔ％、または１００ｗｔ％の量の少なくとも１０個の炭素原子を有する炭化水素を含む。１つ以上の実施形態では、キャリヤ流体は、少なくとも５ｗｔ％、少なくとも１０ｗｔ％、少なくとも１５ｗｔ％、少なくとも２０ｗｔ％、少なくとも２５ｗｔ％、少なくとも３０ｗｔ％、少なくとも３５ｗｔ％、少なくとも４０ｗｔ％、少なくとも４５ｗｔ％、少なくとも５０ｗｔ％、少なくとも５５ｗｔ％、少なくとも６０ｗｔ％、少なくとも６５ｗｔ％、少なくとも７０ｗｔ％、少なくとも７５ｗｔ％、少なくとも８０ｗｔ％、少なくとも８５ｗｔ％、少なくとも９０ｗｔ％、少なくとも９５ｗｔ％、または１００ｗｔ％の量の少なくとも１２個の炭素原子を有する炭化水素を含む。１つ以上の実施形態では、キャリヤ流体は、少なくとも５ｗｔ％、少なくとも１０ｗｔ％、少なくとも１５ｗｔ％、少なくとも２０ｗｔ％、少なくとも２５ｗｔ％、少なくとも３０ｗｔ％、少なくとも３５ｗｔ％、少なくとも４０ｗｔ％、少なくとも４５ｗｔ％、少なくとも５０ｗｔ％、少なくとも５５ｗｔ％、少なくとも６０ｗｔ％、少なくとも６５ｗｔ％、少なくとも７０ｗｔ％、少なくとも７５ｗｔ％、少なくとも８０ｗｔ％、少なくとも８５ｗｔ％、少なくとも９０ｗｔ％、少なくとも９５ｗｔ％、または１００ｗｔ％の量の少なくとも１４個の炭素原子を有する炭化水素を含む。１つ以上の実施形態では、キャリヤ流体は、少なくとも５ｗｔ％、少なくとも１０ｗｔ％、少なくとも１５ｗｔ％、少なくとも２０ｗｔ％、少なくとも２５ｗｔ％、少なくとも３０ｗｔ％、少なくとも３５ｗｔ％、少なくとも４０ｗｔ％、少なくとも４５ｗｔ％、少なくとも５０ｗｔ％、少なくとも５５ｗｔ％、少なくとも６０ｗｔ％、少なくとも６５ｗｔ％、少なくとも７０ｗｔ％、少なくとも７５ｗｔ％、少なくとも８０ｗｔ％、少なくとも８５ｗｔ％、少なくとも９０ｗｔ％、少なくとも９５ｗｔ％、または１００ｗｔ％の量の少なくとも１６個の炭素原子を有する炭化水素を含む。１つ以上の実施形態では、キャリヤ流体は、少なくとも５ｗｔ％、少なくとも１０ｗｔ％、少なくとも１５ｗｔ％、少なくとも２０ｗｔ％、少なくとも２５ｗｔ％、少なくとも３０ｗｔ％、少なくとも３５ｗｔ％、少なくとも４０ｗｔ％、少なくとも４５ｗｔ％、少なくとも５０ｗｔ％、少なくとも５５ｗｔ％、少なくとも６０ｗｔ％、少なくとも６５ｗｔ％、少なくとも７０ｗｔ％、少なくとも７５ｗｔ％、少なくとも８０ｗｔ％、少なくとも８５ｗｔ％、少なくとも９０ｗｔ％、少なくとも９５ｗｔ％、または１００ｗｔ％の量の少なくとも１８個の炭素原子を有する炭化水素を含む。１つ以上の実施形態では、キャリヤ流体は、少なくとも５ｗｔ％、少なくとも１０ｗｔ％、少なくとも１５ｗｔ％、少なくとも２０ｗｔ％、少なくとも２５ｗｔ％、少なくとも３０ｗｔ％、少なくとも３５ｗｔ％、少なくとも４０ｗｔ％、少なくとも４５ｗｔ％、少なくとも５０ｗｔ％、少なくとも５５ｗｔ％、少なくとも６０ｗｔ％、少なくとも６５ｗｔ％、少なくとも７０ｗｔ％、少なくとも７５ｗｔ％、少なくとも８０ｗｔ％、少なくとも８５ｗｔ％、少なくとも９０ｗｔ％、少なくとも９５ｗｔ％、または１００ｗｔ％の量の少なくとも２０個の炭素原子を有する炭化水素を含む。１つ以上の実施形態では、キャリヤ流体は、少なくとも５ｗｔ％、少なくとも１０ｗｔ％、少なくとも１５ｗｔ％、少なくとも２０ｗｔ％、少なくとも２５ｗｔ％、少なくとも３０ｗｔ％、少なくとも３５ｗｔ％、少なくとも４０ｗｔ％、少なくとも４５ｗｔ％、少なくとも５０ｗｔ％、少なくとも５５ｗｔ％、少なくとも６０ｗｔ％、少なくとも６５ｗｔ％、少なくとも７０ｗｔ％、少なくとも７５ｗｔ％、少なくとも８０ｗｔ％、少なくとも８５ｗｔ％、少なくとも９０ｗｔ％、少なくとも９５ｗｔ％、または１００ｗｔ％の量の少なくとも２２個の炭素原子を有する炭化水素を含む。１つ以上の実施形態では、キャリヤ流体は、少なくとも５ｗｔ％、少なくとも１０ｗｔ％、少なくとも１５ｗｔ％、少なくとも２０ｗｔ％、少なくとも２５ｗｔ％、少なくとも３０ｗｔ％、少なくとも３５ｗｔ％、少なくとも４０ｗｔ％、少なくとも４５ｗｔ％、少なくとも５０ｗｔ％、少なくとも５５ｗｔ％、少なくとも６０ｗｔ％、少なくとも６５ｗｔ％、少なくとも７０ｗｔ％、少なくとも７５ｗｔ％、少なくとも８０ｗｔ％、少なくとも８５ｗｔ％、少なくとも９０ｗｔ％、少なくとも９５ｗｔ％、または１００ｗｔ％の量の少なくとも２４個の炭素原子を有する炭化水素を含む。１つ以上の実施形態では、キャリヤ流体は、少なくとも５ｗｔ％、少なくとも１０ｗｔ％、少なくとも１５ｗｔ％、少なくとも２０ｗｔ％、少なくとも２５ｗｔ％、少なくとも３０ｗｔ％、少なくとも３５ｗｔ％、少なくとも４０ｗｔ％、少なくとも４５ｗｔ％、少なくとも５０ｗｔ％、少なくとも５５ｗｔ％、少なくとも６０ｗｔ％、少なくとも６５ｗｔ％、少なくとも７０ｗｔ％、少なくとも７５ｗｔ％、少なくとも８０ｗｔ％、少なくとも８５ｗｔ％、少なくとも９０ｗｔ％、少なくとも９５ｗｔ％、または１００ｗｔ％の量の少なくとも２６個の炭素原子を有する炭化水素を含む。１つ以上の実施形態では、キャリヤ流体は、少なくとも５ｗｔ％、少なくとも１０ｗｔ％、少なくとも１５ｗｔ％、少なくとも２０ｗｔ％、少なくとも２５ｗｔ％、少なくとも３０ｗｔ％、少なくとも３５ｗｔ％、少なくとも４０ｗｔ％、少なくとも４５ｗｔ％、少なくとも５０ｗｔ％、少なくとも５５ｗｔ％、少なくとも６０ｗｔ％、少なくとも６５ｗｔ％、少なくとも７０ｗｔ％、少なくとも７５ｗｔ％、少なくとも８０ｗｔ％、少なくとも８５ｗｔ％、少なくとも９０ｗｔ％、少なくとも９５ｗｔ％、または１００ｗｔ％の量の少なくとも２８個の炭素原子を有する炭化水素を含む。１つ以上の実施形態では、キャリヤ流体は、少なくとも５ｗｔ％、少なくとも１０ｗｔ％、少なくとも１５ｗｔ％、少なくとも２０ｗｔ％、少なくとも２５ｗｔ％、少なくとも３０ｗｔ％、少なくとも３５ｗｔ％、少なくとも４０ｗｔ％、少なくとも４５ｗｔ％、少なくとも５０ｗｔ％、少なくとも５５ｗｔ％、少なくとも６０ｗｔ％、少なくとも６５ｗｔ％、少なくとも７０ｗｔ％、少なくとも７５ｗｔ％、少なくとも８０ｗｔ％、少なくとも８５ｗｔ％、少なくとも９０ｗｔ％、少なくとも９５ｗｔ％、または１００ｗｔ％の量の少なくとも３０個の炭素原子を有する炭化水素を含む。１つ以上の実施形態では、キャリヤ流体は、少なくとも５ｗｔ％、少なくとも１０ｗｔ％、少なくとも１５ｗｔ％、少なくとも２０ｗｔ％、少なくとも２５ｗｔ％、少なくとも３０ｗｔ％、少なくとも３５ｗｔ％、少なくとも４０ｗｔ％、少なくとも４５ｗｔ％、少なくとも５０ｗｔ％、少なくとも５５ｗｔ％、少なくとも６０ｗｔ％、少なくとも６５ｗｔ％、少なくとも７０ｗｔ％、少なくとも７５ｗｔ％、少なくとも８０ｗｔ％、少なくとも８５ｗｔ％、少なくとも９０ｗｔ％、少なくとも９５ｗｔ％、または１００ｗｔ％の量の少なくとも３２個の炭素原子を有する炭化水素を含む。１つ以上の実施形態では、キャリヤ流体は、少なくとも５ｗｔ％、少なくとも１０ｗｔ％、少なくとも１５ｗｔ％、少なくとも２０ｗｔ％、少なくとも２５ｗｔ％、少なくとも３０ｗｔ％、少なくとも３５ｗｔ％、少なくとも４０ｗｔ％、少なくとも４５ｗｔ％、少なくとも５０ｗｔ％、少なくとも５５ｗｔ％、少なくとも６０ｗｔ％、少なくとも６５ｗｔ％、少なくとも７０ｗｔ％、少なくとも７５ｗｔ％、少なくとも８０ｗｔ％、少なくとも８５ｗｔ％、少なくとも９０ｗｔ％、少なくとも９５ｗｔ％、または１００ｗｔ％の量の少なくとも３４個の炭素原子を有する炭化水素を含む。１つ以上の実施形態では、キャリヤ流体は、少なくとも５ｗｔ％、少なくとも１０ｗｔ％、少なくとも１５ｗｔ％、少なくとも２０ｗｔ％、少なくとも２５ｗｔ％、少なくとも３０ｗｔ％、少なくとも３５ｗｔ％、少なくとも４０ｗｔ％、少なくとも４５ｗｔ％、少なくとも５０ｗｔ％、少なくとも５５ｗｔ％、少なくとも６０ｗｔ％、少なくとも６５ｗｔ％、少なくとも７０ｗｔ％、少なくとも７５ｗｔ％、少なくとも８０ｗｔ％、少なくとも８５ｗｔ％、少なくとも９０ｗｔ％、少なくとも９５ｗｔ％、または１００ｗｔ％の量の少なくとも３６個の炭素原子を有する炭化水素を含む。１つ以上の実施形態では、キャリヤ流体は、少なくとも５ｗｔ％、少なくとも１０ｗｔ％、少なくとも１５ｗｔ％、少なくとも２０ｗｔ％、少なくとも２５ｗｔ％、少なくとも３０ｗｔ％、少なくとも３５ｗｔ％、少なくとも４０ｗｔ％、少なくとも４５ｗｔ％、少なくとも５０ｗｔ％、少なくとも５５ｗｔ％、少なくとも６０ｗｔ％、少なくとも６５ｗｔ％、少なくとも７０ｗｔ％、少なくとも７５ｗｔ％、少なくとも８０ｗｔ％、少なくとも８５ｗｔ％、少なくとも９０ｗｔ％、少なくとも９５ｗｔ％、または１００ｗｔ％の量の少なくとも３８個の炭素原子を有する炭化水素を含む。１つ以上の実施形態では、キャリヤ流体は、少なくとも５ｗｔ％、少なくとも１０ｗｔ％、少なくとも１５ｗｔ％、少なくとも２０ｗｔ％、少なくとも２５ｗｔ％、少なくとも３０ｗｔ％、少なくとも３５ｗｔ％、少なくとも４０ｗｔ％、少なくとも４５ｗｔ％、少なくとも５０ｗｔ％、少なくとも５５ｗｔ％、少なくとも６０ｗｔ％、少なくとも６５ｗｔ％、少なくとも７０ｗｔ％、少なくとも７５ｗｔ％、少なくとも８０ｗｔ％、少なくとも８５ｗｔ％、少なくとも９０ｗｔ％、少なくとも９５ｗｔ％、または１００ｗｔ％の量の少なくとも４０個の炭素原子を有する炭化水素を含む。１つ以上の実施形態では、少なくとも８、１０、１２、１４、１６、１８、２０、２２、２４、２６、２８、３０、３２、３４、３６、３８または４０個の炭素原子を有する適切な炭化水素は、最大で約４０、約５０、約６０、約７０、約８０、約１００、約１１０、約１２０、約１３０、約１４０または約１５０個の炭素原子を有することができる。
本明細書で論じ説明する成分のいずれか１つ以上が、２つ以上の異なる化合物を含む場合、それらの２つ以上の異なる化合物は、お互いに対して任意の比で存在することができる。例えば、フェノール化合物が第１のフェノール化合物および第２のフェノール化合物を含む場合、そのフェノール化合物は、第１および第２のフェノール化合物の全重量に対して、約１ｗｔ％〜約９９ｗｔ％の範囲の第１のフェノール化合物の濃度、逆に約９９ｗｔ％〜約１ｗｔ％の範囲の第２のフェノール化合物の濃度を有することができる。他の例では、第１のフェノール化合物の量は、第１および第２のフェノール化合物の全重量に対して、最小で約５ｗｔ％、約１０ｗｔ％、約１５ｗｔ％、約２０ｗｔ％、約２５ｗｔ％ 約３０ｗｔ％、約３５ｗｔ％、約４０ｗｔ％、または約４５ｗｔ％から最大で約６０ｗｔ％、約６５ｗｔ％、約７０ｗｔ％、約７５ｗｔ％、約８０ｗｔ％、約８５ｗｔ％、約９０ｗｔ％、または約９５ｗｔ％までの範囲であってよい。架橋性化合物、触媒および／または液体媒体が２つ以上の異なる化合物を含む場合、それらの２つ以上の異なる化合物は、第１および第２のフェノール化合物と同じような量で存在することができる。
モノマ成分のサスペンジョンおよび／またはエマルジョン重合は、１つ以上のフィラー材料の存在下で実施することができる。言い換えれば、サスペンジョンおよび／またはエマルジョンは、１つ以上のフィラー材料を含むことができる。フィラー材料は、モノマ成分、プレポリマ、キャリヤ流体またはその任意の組合せと一緒にすることができる。フィラー材料は、固体粒子、中空粒子、細孔性粒子またはその任意の組合せであってよい、またはそれらを含むことができる。例示的なフィラー材料は、これらに限定されないが、天然由来の有機フィラー材料、例えばピーカン殻（pecan shell）、無機酸化物、無機炭化物、無機窒化物、無機水酸化物、水酸化物コーティングを有する無機酸化物、無機炭窒化物、無機オキシ窒化物、無機ホウ化物、無機ホウ炭化物またはその任意の組合せを含むことができる。フィラー材料として使用するのに適した材料は、米国特許出願公開番号第２００６／００７８６８２号および同第２００８／０２７７１１５号で論じられ記載されているものを含むことができる。フィラー材料をゲル形態のポリマでコーティングして、フィラー材料のコアとその上に配置されたゲルの外層を有するゲル形態のポリマ粒子を作製することができる。ゲル形態の粒子は、単一のフィラー成分もしくはフィラー粒子または複数のフィラー成分もしくはフィラー粒子を含むことができる。例えば、ゲル形態の粒子は、約１つの離散的フィラー成分から、約１０、約２０、約３０、約４０、約５０、約６０、約７０、約８０、約９０、約１００、約１５０、約２００、約２５０、約５００、約１，０００、約１，５００、約２，０００、約１０，０００、約２０，０００またはそれ以上の離散的フィラー成分のどれかを含むことができる。フィラー成分のサイズは、少なくとも一部は、ゲル形態の任意の所与のポリマ粒子内の特定のフィラー成分粒子の数に影響を及ぼすことができる。
モノマ成分のサスペンジョンおよび／またはエマルジョン重合は、１つ以上のテトラアルキルオルトシリケート他のオルトシリケートの存在下で実施して、ゲル形態のポリマ粒子の収率、架橋密度および／または強度を増大させることもできる。例示的なテトラアルキルオルトシリケートは、これらに限定されないが、テトラエチルオルトシリケート、テトラメチルオルトシリケート（ＴＭＯＳ）またはその組合せを含むことができる。
金属イオンを、反応混合物、モノマ成分、キャリヤ流体、ゲル形態のポリマ粒子、ゲル形態の粒子からいずれかの液体の少なくとも一部を除去することによって得られた乾燥ポリマ粒子、サスペンジョンおよび／またはエマルジョンまたはその任意の組合せに、意図的にドープまたは添加することもできる。例えば、金属ドープしたフルフラールなどの金属ドープした炭化水素を、モノマ成分および／またはサスペンジョンおよび／またはエマルジョンと一緒にして金属をゲル形態のポリマ粒子に添加し、かつ／または炭素収率を増大させることができる。
ゲル形態のポリマ粒子は、１つ以上の電気化学的改変剤またはドーパントを含むこともできる。電気化学的改変剤は、炭素材料の電気化学的性能を最適化するように選択することができる。電気化学的改変剤は、上述したような重合ステップが開始される前、その間および／またはその後に添加することができる。例えば、電気化学的改変剤は上述した混合物、モノマ成分、キャリヤ流体、触媒、プレポリマに添加することができる、あるいは、任意の他の方法で重合プロセス中に含めることができる。
電気化学的改変剤は、炭素材料の電気化学的性能を改変する（例えば、増進または低下させる）任意の化学元素、化学元素を含む化合物または異なる化学元素と化合物の任意の組合せであってよい。電気化学的改変剤は、炭素材料の抵抗、容量、電力性能、安定性および他の特性を変化させる（増大または減少させる）ことができる。電気化学的改変剤は一般に、所望の電気化学的効果を付与する。対照的に、炭素材料中の不純物は通常望ましくなく、炭素材料の電気化学的性能を増進させるどころか、むしろ低下させる傾向がある。本開示の関連における電気化学的改変剤の例は、これらに限定されないが、周期律表の１２〜１５族の元素、およびその元素を含む化合物または酸化物、硫黄、タングステンおよび銀などの他の元素ならびにその組合せまたは混合物を含むことができる。例えば、電気化学的改変剤は、これらに限定されないが、鉛、スズ、アンチモン、ビスマス、ヒ素、タングステン、銀、亜鉛、カドミウム、インジウム、ケイ素、その組合せまたはその混合物ならびにこれらの元素の酸化物およびこれらの元素を含む化合物を含むことができる。
特定の実施形態では、電気化学的改変剤は、リチウム金属に対して３から０Ｖ、リチウム化する能力を有する元素（例えば、ケイ素、スズ、硫黄）を含む。他の実施形態では、電気化学的改変剤は、リチウム金属に対して３から０Ｖ、リチウム化する能力を有する金属酸化物（例えば、酸化鉄、酸化モリブデン、酸化チタン）を含む。さらに他の実施形態では、電気化学的改変剤は、リチウム金属に対して３から０Ｖ、リチウム化しない元素（例えば、アルミニウム、マンガン、ニッケル、金属ホスフェート）を含む。さらに他の実施形態では、電気化学的改変剤は非金属元素（例えば、フッ素、窒素、水素）を含む。さらに他の実施形態では、電気化学的改変剤は、上記電気化学的改変剤またはその任意の組合せ（例えば、スズ−ケイ素、ニッケル−酸化チタン）のいずれかを含む。
電気化学的改変剤は、任意の数の形態で提供することができる。例えば、いくつかの実施形態では、電気化学的改変剤は塩を含む。他の実施形態では、電気化学的改変剤は、元素形態の１つ以上の元素、例えば元素の鉄、スズ、ケイ素、ニッケルまたはマンガンを含む。他の実施形態では、電気化学的改変剤は、酸化された形態の１つ以上の元素、例えば酸化鉄、酸化スズ、酸化ケイ素、酸化ニッケル、酸化アルミニウムまたは酸化マンガンを含む。
他の実施形態では、電気化学的改変剤は鉄を含む。他の実施形態では、電気化学的改変剤はスズを含む。他の実施形態では、電気化学的改変剤はケイ素を含む。いくつかの他の実施形態では、電気化学的改変剤はニッケルを含む。さらに他の実施形態では、電気化学的改変剤はアルミニウムを含む。さらに他の実施形態では、電気化学的改変剤はマンガンを含む。さらに他の実施形態では、電気化学的改変剤はＡｌ２Ｏ３を含む。特定の実施形態では、電気化学的改変剤は鉄、スズ、ケイ素、ニッケル、アルミニウムおよびマンガンまたはその任意の組合せもしくは混合物から選択することができる。いくつかの実施形態では、電気化学的改変剤はケイ素であり、他の実施形態では、電気化学的改変剤は窒素である。
窒素を、反応混合物、モノマ成分、キャリヤ流体、ゲル形態のポリマ粒子、ゲル形態の粒子からいずれかの液体の少なくとも一部を除去することによって得られた乾燥ポリマ粒子、サスペンジョンおよび／またはエマルジョンまたはその任意の組合せを、意図的にドープまたは添加することもできる。例えば、窒素が豊富な化合物をモノマ成分および／またはサスペンジョンおよび／またはエマルジョンと一緒にして窒素をゲル形態のポリマ粒子に加えることができる。ゲル形態および／または乾燥形態のポリマ粒子に窒素を加える、または窒素濃度を増大させると、１つ以上の最終生成物、例えば炭化された粒子の静電容量を改善することができる。例示的な窒素供給源は、これらに限定されないが、尿素、メラミン、硝酸またはその任意の組合せを含むことができる。
本明細書で論じ説明するサスペンジョンおよび／またはエマルジョン重合法の代替法として、１つ以上の代替重合プロセスを用いて、ゲル形態および／または非ゲル形態のポリマ粒子を作製することができる。例えば、１つの代替プロセスは、これに限定されないが、モノマ成分が最初は気相中にあり、ポリマ粒子が流動媒体または気体媒体中で形成される気相重合を含むことができる。
ゲル形態のポリマ粒子を生成するために使用されるサスペンジョンおよび／またはエマルジョン重合プロセスは、任意の界面活性剤を使用せずに、またはその実質的な非存在下で実行または実施することができることに留意すべきである。サスペンジョンおよび／またはエマルジョンまたは分散重合プロセスにおいて存在しなくてよい例示的な界面活性剤には、これらに限定されないが、ＳＰＡＮ（商標）８０、ＳＰＡＮ（商標）８５、ＳＰＡＮ（商標）６５、ＳＰＡＮ（商標）６０、ＳＰＡＮ（商標）４０、ＳＰＡＮ（商標）２０、ＴＷＥＥＮ（登録商標）８０、ＴＷＥＥＮ（登録商標）４０、ＴＷＥＥＮ（登録商標）２０、ＴＷＥＥＮ（登録商標）２１、ＴＷＥＥＮ（登録商標）６０、ＴＲＩＴＯＮ−Ｘ（登録商標）１００、Ｌｅｃｉｔｈｉｎ Ｐ１２３、ＣＴＡＢなどが含まれる。他の例では、界面活性剤は、約１００ダルトン〜約２，０００ダルトンの分子量を有するノニオン性界面活性剤であってよい、またはそれらを含むことができる。１つ以上の実施形態では、適切なノニオン性界面活性剤は、最小で約１００、約２００、約３００、約４００、約５００、約６００、約７００、約８００または約９００から最大で約１，１００、約１，３００、約１，５００、約１，７００、約１，９００、約２，１００、約２，３００、約２，５００、約２，７００、約３，０００、約３，３００、約３，５００、約３，７００または約４，０００ダルトンの分子量を有することができる。
キャリヤ流体は、任意の界面活性剤を含まないかまたは実質的に含まなくてよい。反応物混合物を含むサスペンジョンおよび／またはエマルジョンも、任意の界面活性剤を含まないかまたは実質的に含まなくてよい。本明細書で用いる「任意の界面活性剤を本質的に含まない」という用語は、キャリヤ流体に関して使用される場合、キャリヤ流体の全重量に対して１ｗｔ％未満、０．５ｗｔ％未満、０．３ｗｔ％未満、０．２ｗｔ％未満、０．１ｗｔ％未満、０．７ｗｔ％未満、０．０５ｗｔ％未満、０．３ｗｔ％未満、０．０１ｗｔ％未満、０．００７ｗｔ％未満、０．００５ｗｔ％未満、０．００３ｗｔ％未満、０．００１ｗｔ％未満、０．０００７ｗｔ％未満または０．０００５ｗｔ％未満を含むキャリヤ流体を指す。本明細書で用いる「任意の界面活性剤を本質的に含まない」という用語は、サスペンジョンおよび／またはエマルジョンに関して使用される場合、サスペンジョンおよび／またはエマルジョンの全重量に対して１ｗｔ％未満、０．５ｗｔ％未満、０．３ｗｔ％未満、０．２ｗｔ％未満、０．１ｗｔ％未満、０．７ｗｔ％未満、０．０５ｗｔ％未満、０．３ｗｔ％未満、０．０１ｗｔ％未満、０．００７ｗｔ％未満、０．００５ｗｔ％未満、０．００３ｗｔ％未満、０．００１ｗｔ％未満、０．０００７ｗｔ％未満または０．０００５ｗｔ％未満を含むサスペンジョンおよび／またはエマルジョンを指す。
１つ以上の実施形態では、界面活性剤が、反応混合物中に存在してよい。理論に拘泥するわけではないが、混合物中に存在する界面活性剤の量は、得られるゲルおよび／または炭素材料の物理特性を制御するために変えることができるパラメータであってよい。例えば、約２％以下の界面活性剤濃度はメソ細孔性炭素に関わることができ、より高い界面活性剤濃度はミクロ細孔性炭素に関わることができる。しかし、高い濃度の界面活性剤（例えば、約３０％超）は、効果的ではないようである。いくつかの実施形態では、界面活性剤は望ましい可能性があるが、開示される方法のすべての実施形態において必要とされるわけではない。
界面活性剤が存在するいくつかの実施形態では、エマルジョン、サスペンジョンまたはその組合せは、最小で約０．０１％、約０．０５％、約０．１％、約０．５％、約１％、約１．５％、約２％、約３％または約５％から最大で約７％、約１０％、約１２％、約１４％、約１６％、約１８％、約２０％、約２２％、約２４％または約２６％の界面活性剤（ｗ／ｗ）を含むことができる。例えば、エマルジョン、サスペンジョンまたはその組合せは、約０．２％〜約２０％、約０．６％〜約１５％、約４％〜約１３％、約７％〜約１４％、約９％〜約１１％または約８％〜約１４％の界面活性剤（ｗ／ｗ）を含むことができる。他の実施形態では、エマルジョン、サスペンジョンまたはその組合せは、約０．１％〜約１０％の界面活性剤（ｗ／ｗ）、例えば約５％の界面活性剤（ｗ／ｗ）を含むことができる。他の実施形態では、エマルジョン、サスペンジョンまたはその組合せは、約０．１％〜約２％の界面活性剤（ｗ／ｗ）、例えば約０．５％または約１％の界面活性剤（ｗ／ｗ）を含むことができる。他の実施形態では、エマルジョン、サスペンジョンまたはその組合せは、約０．０１％〜約１．０％の界面活性剤（ｗ／ｗ）、例えば約０．１％〜約１．０％の界面活性剤（ｗ／ｗ）を含むことができる。他の実施形態では、エマルジョン、サスペンジョンまたはその組合せは、約１．０％〜約２．０％の界面活性剤（ｗ／ｗ）を含むことができる。他の実施形態では、エマルジョン、サスペンジョンまたはその組合せは、約２．０％〜約５．０％の界面活性剤（ｗ／ｗ）を含むことができる。他の実施形態では、エマルジョン、サスペンジョンまたはその組合せは、約５．０％〜約１０％の界面活性剤（ｗ／ｗ）を含むことができる。いくつかの特定の実施形態では、エマルジョン、サスペンジョンまたはその組合せは、約０．１％、約０．２％、約０．３％、約０．４％、約０．５％、約０．６％、約０．７％、約０．８％、約０．９％、約１．０％、約１．１％、約１．２％、約１．３％、約１．４％、約１．５％、約１．６％、約１．７％、約１．８％、約１．９％または約２．０％の界面活性剤（ｗ／ｗ）を含むことができる。他の実施形態では、エマルジョン、サスペンジョンまたはその組合せは、約９．０％〜約１１．０％、約０．０５％〜約１．１％の界面活性剤または約０．９％〜約１．１％の界面活性剤（ｗ／ｗ）を含む。
いくつかの実施形態では、界面活性剤レベルは臨界ミセル濃度すなわち「ＣＭＣ」を超える濃度であってよい。本明細書で用いる臨界ミセル濃度すなわちＣＭＣは、それより高い濃度で界面活性剤はミセルを形成し、その系に加えられる追加的なすべての界面活性剤がミセルとなる濃度と定義される。他の実施形態では、界面活性剤レベルはＣＭＣより低い濃度であってよい。例えば、界面活性剤レベルはＣＭＣの１００％未満、９５％未満、９０％未満、８５％未満、８０％未満、７５％未満、７０％未満、６５％未満、６０％未満、５５％未満、５０％未満、４５％未満、４０％未満、３５％未満、３０％未満、２５％未満、２０％未満、１５％未満、１０％未満、５％未満、３％未満、２％未満、１％未満、０．５％未満、０．３％未満、０．１％未満、０．０５％未満または０．０１％未満の濃度で存在してよい。上記で論じたように、少なくとも１つの特定の実施形態では、エマルジョン、サスペンジョンまたはその組合せは界面活性剤を全く含まなくてよい。
１つ以上の実施形態では、望むなら、１つ以上の界面活性剤を、サスペンジョンおよび／またはエマルジョンに加えることができる。例えば、ノニルフェノールエトキシレートおよび／またはトール油脂肪酸グリセロールエステル（「ＴＯＦＡ−グリセロールエステル」）などのノニオン性界面活性剤を使用することができる。適切な市販の界面活性剤は、これらに限定されないが、Ｓｐａｎ ８０、Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００、Ｌｅｃｉｔｈｉｎ Ｐ１２３、ＣＴＡＢなどを含むことができる。界面活性剤の量は、例えば最小で約０．３ｗｔ％、約０．５ｗｔ％、約０．７ｗｔ％、約１ｗｔ％または約１．５ｗｔ％から最大で約２ｗｔ％、約３ｗｔ％、約５ｗｔ％、約１０ｗｔ％または約１５ｗｔ％の範囲であってよい。
モノマ成分、プレポリマまたはその組合せが、１つ以上の他の添加剤をさらに含むことができることにも留意すべきである。例示的な添加剤は、これらに限定されないが、硫黄、カーボンブラック、酸化防止剤、酸化亜鉛、促進剤、セルロース、フィラー、レオロジー改変剤、増粘剤、湿潤剤、着色剤、滑剤、レベリング剤、ＵＶ安定剤、可塑剤、シリカ、加工油、柔軟化油（softening oil）、発泡剤またはその任意の組合せを含むことができる。
ゲル形態のポリマ粒子は、約０．１ｍｍ以上、約０．５ｍｍ以上、約１ｍｍ以上、約１．５ｍｍ以上、約２ｍｍ以上、約２．５ｍｍ以上、約３ｍｍ以上、約３．５ｍｍ以上、約４ｍｍ以上、約４．５ｍｍ以上、約５ｍｍ以上、約５．５ｍｍ以上または約６ｍｍ以上の平均横断面長さを有することができる。ゲル形態のポリマ粒子は最小で約０．１ｍｍ、約０．５ｍｍ、約１ｍｍ、約１．５ｍｍ、約２ｍｍ、約２．５ｍｍ、約３ｍｍ、約３．５ｍｍまたは約４ｍｍから最大で約５ｍｍ、約７ｍｍ、約１０ｍｍ、約１２ｍｍ、約１５ｍｍ、約１８ｍｍ、約２０ｍｍ、約２５ｍｍまたは約３０ｍｍの平均横断面長さを有することができる。１つ以上の実施形態では、ゲル形態のポリマ粒子は、最小で約１μｍ、約１０μｍ、約５０μｍ、約１００μｍ、約２００μｍ、約３００μｍ、約５００μｍ、約７００μｍまたは約１，０００μｍから最大で約１．１ｍｍ、約１．３ｍｍ、約１．５ｍｍ、約２ｍｍ、約３ｍｍ、約４ｍｍ、約５ｍｍ、約７ｍｍまたは約１０ｍｍの平均横断面長さを有することができる。
ゲル形態のポリマ粒子は粒径分布を有することができる、すなわち、任意の２つのゲル形態のポリマ粒子についての平均横断面長さは変動してよい。例えば、ゲル形態のポリマ粒子の約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約８０％、約９０％、約９５％または約１００％は、１ｍｍ以上の平均横断面長さを有することができる。別の例では、ゲル形態のポリマ粒子の約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約８０％、約９０％、約９５％または約１００％は、１．１ｍｍ以上の平均横断面長さを有することができる。別の例では、ゲル形態のポリマ粒子の約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約８０％、約９０％、約９５％または約１００％は、１．２ｍｍ以上の平均横断面長さを有することができる。別の例では、ゲル形態のポリマ粒子の約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約８０％、約９０％、約９５％または約１００％は、１．３ｍｍ以上の平均横断面長さを有することができる。別の例では、ゲル形態のポリマ粒子の約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約８０％、約９０％、約９５％または約１００％は、１．５ｍｍ以上の平均横断面長さを有することができる。別の例では、ゲル形態のポリマ粒子の約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約８０％、約９０％、約９５％または約１００％は、１．７ｍｍ以上の平均横断面長さを有することができる。別の例では、ゲル形態のポリマ粒子の約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約８０％、約９０％、約９５％または約１００％は、２ｍｍ以上の平均横断面長さを有することができる。さらに別の例では、ゲル形態のポリマ粒子の約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約８０％、約９０％、約９５％または約１００％は、約１ｍｍ、約１．２ｍｍ、約１．４ｍｍ、約１．６ｍｍ、約１．８ｍｍ、約２．１ｍｍ、約２．３ｍｍまたは約２．５ｍｍ以上の平均横断面長さを有することができる。さらに別の例では、ゲル形態のポリマ粒子の約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約８０％、約９０％、約９５％または約１００％は、約１ｍｍ、約１．５ｍｍ、約２ｍｍ、約２．５ｍｍ、約３ｍｍ、約３．５ｍｍ、約４ｍｍ、約４．５ｍｍ、約５ｍｍまたは約５．５ｍｍ以上の平均横断面長さを有する。さらに別の例では、ゲル形態のポリマ粒子の約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約８０％、約９０％、約９５％または約１００％は、約１ｍｍ、約１．５ｍｍ、約２ｍｍ、約２．５ｍｍ、約３ｍｍ、約３．５ｍｍまたは約４ｍｍ以上の平均横断面長さ、および３０ｍｍ、約２５ｍｍ、約２０ｍｍ、約１８ｍｍ、約１５ｍｍ、約１２ｍｍ、約１０ｍｍ、約７ｍｍまたは約５ｍｍ未満の平均横断面長さを有することができる。
１つ以上の実施形態では、ゲル形態のポリマ粒子の粒径分布は、１，０００未満の多分散性指数（Ｄｖ，９０−Ｄｖ，１０）／Ｄｖ，５０（Ｄｖ，１０、Ｄｖ，５０およびＤｖ，９０は、体積による粒径分布のそれぞれ１０％、５０％および９０％での体積平均粒径である）を有することができる。例えば、ゲル形態のポリマ粒子は、１０００未満、７００未満、５００未満、３００未満、１００未満、５０未満、２５未満、１０未満、５未満、３未満、２未満、１．５未満または１未満の多分散性指数を有することができる。体積平均粒径は、個別粒子の目視による計数もしくは測定によるか、またはサスペンジョン流体中での粒子のレーザ光散乱法によって測定することができる。
１つ以上の実施形態では、ゲル形態のポリマ粒子の調製は制御することができる。例えば、有機相への水相の導入を、ポリマ粒径分布の２つ以上の母集団が得られるように実行することができる。したがって、最終ポリマ粒子分布は、最も高いノードと最も低いノードの比が約１０００以下、約５００以下、約２００以下、約１００以下、約５０以下、約２５以下、約１０以下、５以下または約２以下である、１つもしくは２つまたはそれ以上のノードを含むことができる。
ゲル形態のポリマ粒子は、最小で約５０ｍ２／ｇ、約１００ｍ２／ｇ、約２００ｍ２／ｇ、約４００ｍ２／ｇまたは約５００ｍ２／ｇから最大で約８００ｍ２／ｇ、約１，１００ｍ２／ｇ、約１，４００ｍ２／ｇ、約１，７００ｍ２／ｇまたは約２，０００ｍ２／ｇの範囲の表面積を有することができる。例えば、ゲル形態のポリマ粒子の表面積は約７５ｍ２／ｇ〜約７００ｍ２／ｇ、約３５０ｍ２／ｇ〜約１，０００ｍ２／ｇ、約８５０ｍ２／ｇ〜約１，７５０ｍ２／ｇまたは約６００ｍ２／ｇ〜約１，３００ｍ２／ｇであってよい。
ゲル形態のポリマ粒子は、最小で約０．２ｎｍ、約０．５ｎｍ、約１ｎｍ、約５ｎｍまたは約１０ｎｍから最大で約１００ｎｍ、約２００ｎｍ、約３００ｎｍ、約４００ｎｍまたは約５００ｎｍの範囲の孔径を有することができる。例えば、ゲル形態のポリマ粒子の孔径は約３ｎｍ〜約７５ｎｍ、約１５ｎｍ〜約１５０ｎｍ、約４０ｎｍ〜約４５０ｎｍまたは約２０ｎｍ〜約３００ｎｍであってよい。
ゲル形態のポリマ粒子の孔径は、ミクロ細孔性（２ｎｍ以下）、メソ細孔性（２ｎｍ〜約５０ｎｍ）またはマクロ細孔性（５０ｎｍ超）であると称することもできる。ポリマ粒子は、ミクロ細孔性の孔径分布だけ、メソ細孔性の孔径分布だけまたはマクロ細孔性の孔径分布だけを有することができる。別の例では、ポリマ粒子は、ミクロ細孔性の孔径、メソ細孔性の孔径および／またはマクロ細孔性の孔径分布の組合せを有することができる。
ゲル形態のポリマ粒子は、単峰性孔径分布、二峰性孔径分布または多峰性孔径分布を有することができる。別の例では、ポリマ粒子は単峰性孔径分布だけ、二峰性孔径分布だけ、または多峰性孔径分布だけを有することができる。
ゲル形態のポリマ粒子は、最小で約０．０５ｃｍ３／ｇ、約０．１ｃｍ３／ｇ、約０．５ｃｍ３／ｇ、約１ｃｍ３／ｇまたは約１．５ｃｍ３／ｇから最大で約２ｃｍ３／ｇ、約２．５ｃｍ３／ｇ、約３ｃｍ３／ｇ、約３．５ｃｍ３／ｇまたは約４ｃｍ３／ｇの範囲の細孔体積を有することができる。例えば、ゲル形態のポリマ粒子の表面積は、約０．０５ｃｍ３／ｇ〜約１ｃｍ３／ｇ、約０．７ｃｍ３／ｇ〜約３．５ｃｍ３／ｇ、約０．５ｃｍ３／ｇ〜約３ｃｍ３／ｇまたは約２．５ｃｍ３／ｇ〜約４ｃｍ３／ｇであってよい。
ゲル形態のポリマ粒子をさらに処理してエアロゲル、キセロゲルおよび／またはクリオゲル粒子を生成することができる。具体的な最終生成物は、少なくとも部分的に、ゲル形態のポリマ粒子から液体媒体および／またはキャリヤ流体を除去するために使用される具体的なプロセスに依存する可能性がある。例えば、ゲル形態のポリマ粒子をエアロゲルへ変換させるプロセスは、液体媒体および／またはキャリヤ流体の超臨界抽出を含むことができる。別の例では、ゲル形態のポリマ粒子をキセロゲルへ変換させるプロセスは、空気乾燥して、液体媒体および／またはキャリヤ流体を除去するステップを含むことができる。別の例では、ゲル形態のポリマ粒子をクリオゲルへ変換させるプロセスは、凍結乾燥して、液体媒体および／またはキャリヤ流体を除去するステップを含むことができる。
ゲル形態のポリマ粒子をキャリヤ流体から分離して、分離されたゲル形態のポリマ粒子を提供することができる。ポリマ粒子とキャリヤ流体は、適切な任意のシステム、デバイスまたはシステムおよび／またはデバイスの組合せを使用して互いに分離することができる。例えば、ゲル形態のポリマ粒子は、ソリッドボウル遠心分離機、デカンターボウル遠心分離機、高速ディスクボウル遠心分離機、デカンター遠心分離機、サイクロン、重力または沈降、浮遊、ろ過などおよびその組合せを使用して、キャリヤ流体から分離することができる。
分離されたキャリヤ流体は再使用することができる。例えば、分離されたキャリヤ流体を同じかまたは他の混合器、反応器もしくは他の容器へ再循環して、そこにキャリヤ流体の少なくとも一部を提供することができる。分離されたキャリヤ流体を、清浄化プロセス、例えばろ過、加熱、ふるい分け（screening）、遠心分離または同様のものにかけて、再使用する前に、その中にある任意の汚染物質の少なくとも一部を除去することができる。
１つ以上の実施形態では、ゲル形態のポリマ粒子中および／またはその上に含まれる液体および／またはキャリヤ流体を、溶媒交換によって、より揮発性の溶媒で置き換えることができる。例えば、ゲル形態のポリマ粒子を、液体媒体および／またはキャリヤ流体の少なくとも一部を除去することができる炭化水素溶媒、例えばアセトン、および炭化水素溶媒と接触させることができる。次いで、炭化水素溶媒を、ゲル形態のポリマ粒子からより簡単に除去して、超臨界抽出、空気乾燥、凍結乾燥などによって実質的に乾燥したポリマ粒子を得ることができる。しかし、液体および／またはキャリヤ流体を含有するゲル形態のポリマ粒子は、超臨界、空気または凍結乾燥法によって乾燥することもできる。
１つ以上の実施形態では、熱分解および／または活性化する前に、ゲル形態のポリマゲル粒子を凍結乾燥することができるが、そうした乾燥は必要とされず、ポリマゲルを乾燥なしで、熱分解および／または活性化することができる。例えば、ゲル形態のポリマ粒子は、−１０℃未満、−１５℃未満、−２０℃未満、−３０℃未満、−４０℃未満または−５０℃未満の温度を有する媒体中に浸漬させることによって凍結させることができる。例えば、その媒体は、ドライアイス中の液体窒素もしくはエタノール（または他の有機溶媒）、または他の手段によって冷却されたエタノールであってよい。いくつかの実施形態では、凍結乾燥は、その凍結粒子を、約１，０００ミリトール未満、約１，５００ミリトール未満、約２，５００ミリトール未満、約３，０００ミリトール未満または約３，５００ミリトール未満の真空圧にかけることを含むことができる。他の実施形態では、真空下での乾燥は、凍結粒子を、１０００ミリトール未満、９００ミリトール未満、８００ミリトール未満、７００ミリトール未満、６００ミリトール未満、５００ミリトール未満、４００ミリトール未満、３００ミリトール未満、または２００ミリトール未満の真空圧にかけることを含むことができる。あるいは、真空下での乾燥は、凍結粒子を、約１００ミリトール未満、９０ミリトール未満、８０ミリトール未満、７０ミリトール未満または５０ミリトール未満の真空圧にかけることを含む。
ポリマゲル粒子を急速に凍結させる他の方法も想定される。例えば、他の実施形態では、ポリマゲルを、ポリマゲル粒子を適切な低温固体、例えばドライアイス（固体二酸化炭素）と一緒に混ぜる（co-mingling）または物理的に混合することによって急速に凍結させる。他に想定される方法は、金属板を備えた噴射冷凍（blast freezer）を−６０℃で用いて、その表面上に散らばったポリマゲル粒子から熱を急速に除去することを含む。ポリマゲル粒子中の水を急速に冷却する他の方法は、非常に急速に高真空（平衡蒸気圧に対応する温度が、凍結を可能にするような真空度で）に吸引することによって粒子を瞬間凍結（snap freeze）させる方法である。急速凍結のためのさらに他の方法は、ポリマゲルを適度に低温の気体と混合することを含む。いくつかの実施形態では、その低温気体は、約−１０℃未満の温度を有することができる。いくつかの実施形態では、その低温気体は約−２０℃未満の温度を有することができる。いくつかの実施形態では、その低温気体は約−３０℃未満の温度を有することができる。さらに他の実施形態では、その気体は約−１９６℃の温度を有することができる。例えば、いくつかの実施形態では、その気体は窒素である。さらに他の実施形態では、その気体は約−７８℃の温度を有することができる。例えば、いくつかの実施形態では、その気体は二酸化炭素である。
他の実施形態では、ポリマゲル粒子を凍結乾燥機の棚で、−２０℃以下の温度で凍結させる。例えば、いくつかの実施形態では、ポリマゲル粒子を凍結乾燥機の棚で、−３０℃以下の温度で凍結させる。いくつかの他の実施形態では、ポリマゲルモノリスを凍結融解サイクル（室温から−２０℃以下にし、室温へ戻す）にかけ、凍結融解されたゲルを物理的に破砕して粒子を生成し、次いでさらに凍結乾燥処理する。例えば、いくつかの実施形態では、ポリマゲルモノリスを凍結融解サイクル（室温から−３０℃以下にし、室温へ戻す）にかけ、凍結融解されたゲルを物理的に破砕して粒子を生成し、次いでさらに凍結乾燥処理する。
液体および／またはキャリヤ流体の少なくとも一部を、ゲル形態のポリマ粒子内および／またはその上から除去するのに適したプロセスは、米国特許出願公開第２０１１／００２８５９９号に考察され、記載されている。
溶媒の少なくとも一部を除去した後、ポリマ粒子または「乾燥ポリマ粒子」を、炭化または熱分解プロセスにかけて非炭素成分、すなわち水素、酸素、窒素および他の非炭素原子の少なくとも一部を乾燥ポリマ粒子から除去することができる。得られる炭化または熱分解された粒子は主として炭素を含有する。任意の熱分解または炭化プロセスを使用することができる。一例では、乾燥ポリマのエアロゲル、キセロゲルおよび／またはクリオゲル粒子を、ロータリーキルンに入れそこで加熱することができる。熱分解プロセスは、不活性雰囲気、例えば窒素、アルゴンまたは他の不活性ガスもしくはガス混合物のもとで実施することができる。熱分解プロセスは当業者に周知である。
熱分解の期間、すなわちポリマ粒子が高温に保持されている時間は、約３０秒間〜約１０時間、約１分間〜約５時間、約５分間〜約２時間、約１０分間〜約１時間または約２０分間〜約４５分間の範囲であってよい。ゲル形態のポリマ粒子は、ゲル形態のポリマ粒子を、最低で約５００℃、約６００℃、約７００℃、約８００℃、約９００℃または約１，０００℃から最高で約１，５００℃、約１，７００℃、約１，９００℃、約２，１００℃、約２，３００℃または約２，４００℃の温度に加熱することによって熱分解することができる。例えば、熱分解ドウェル温度は約５００℃〜約２，４００℃、約６００℃〜約１，８００℃、約６００℃〜約１，２００℃または約６５０℃〜約１，１００℃の範囲であってよい。
熱分解された微粒子は活性化させることができる。熱分解された微粒子を活性化するステップは、当業者に公知の任意の活性化プロセスまたは活性化プロセスの組合せを含むことができる。活性化時間および／または活性化温度は、得られる活性化炭素材料の性能ならびにその製造コストに影響を及ぼすことができる。例えば、活性化温度および活性化ドウェル時間を増大させると、より高い活性化パーセンテージの微粒子が得られるが、より低い温度およびより短いドウェル時間と比較して、より多くの材料の除去にも対応する可能性がある。したがって、より高い活性化は、最終活性炭の性能を増進させることができるが、全体的な炭化生成物の減少によって、プロセスのコストを増大させる可能性もある。
熱分解されたポリマエアロゲル、キセロゲルおよび／またはクリオゲルは、熱分解されたポリマゲルを活性化剤と接触させることによって活性化することができる。例示的な活性化剤は、二酸化炭素、蒸気、酸素などのガスまたはその任意の組合せであってよい、またはそれを含むことができる。他の活性化剤は他の化合物または化学薬品を含むことができる。
活性化プロセスは、約１分間〜約２日間、約５分間〜約１日間、約１分間〜約１８時間、約１分間〜約１２時間、約５分間〜約８時間、約１分間〜約１０分間または約１時間〜約５時間の範囲であってよい。
活性化プロセスの１つの例では、熱分解されたエアロゲル、キセロゲルおよび／またはクリオゲル粒子を計量し、ロータリーキルン中に入れ、自動ガス制御用マニホールドおよびコントローラーを、毎分約２０℃の速度の勾配に設定することができる。適切な活性化温度に到達したら、二酸化炭素を、ある期間キルン環境に導入することができる。活性化が行われた後、二酸化炭素を窒素で置き換え、キルンを冷却することができる。回収された活性化粒子を、プロセスの最後に計量して活性化のレベルを評価することができる。他の活性化プロセスは当業者に周知である。活性化温度は、最低で約７００℃、約８００℃、約８５０℃または約９００℃から最高で約１，１００℃、約１，２００℃、約１，３００℃または約１，５００℃の範囲であってよい。例えば、活性化温度は約８００℃〜約１，３００℃、約９００℃〜約１，０５０℃または約９００℃〜約１，０００℃の範囲であってよい。当業者は、より低いかまたはより高い他の活性化温度を用いることができることが理解される。
活性化度は、活性化ステップの間に失われた熱分解クリオゲルの質量パーセントに関して測定することができる。活性化度は、最小で約１％、約５％、約１０％、約２０％、約３０％、約４０％または約５０％から最大で約６０％、約７０％、約８０％、約９０％、約９５％または約９９％のいずれかの範囲であってよい。
乾燥後、熱分解後および／または活性化後、ポリマ粒子は、約０．１ｍｍ以上、約０．５ｍｍ以上、約１ｍｍ以上、約１．５ｍｍ以上、約２ｍｍ以上、約２．５ｍｍ以上、約３ｍｍ以上、約３．５ｍｍ以上、約４ｍｍ以上、約４．５ｍｍ以上、約５ｍｍ以上、約５．５ｍｍ以上または約６ｍｍ以上の平均横断面長さを有することができる。乾燥後、熱分解後および／または活性化後、ポリマ粒子は、最小で約０．１ｍｍ、約０．５ｍｍ、約１ｍｍ、約１．５ｍｍ、約２ｍｍ、約２．５ｍｍ、約３ｍｍ、約３．５ｍｍまたは約４ｍｍから最大で約５ｍｍ、約７ｍｍ、約１０ｍｍ、約１２ｍｍ、約１５ｍｍ、約１８ｍｍ、約２０ｍｍ、約２５ｍｍまたは約３０ｍｍの平均横断面長さを有することができる。１つ以上の実施形態では、乾燥後、熱分解後および／または活性化後、ポリマ粒子は、最小で約１μｍ、約１０μｍ、約５０μｍ、約１００μｍ、約２００μｍ、約３００μｍ、約５００μｍ、約７００μｍまたは約１，０００μｍから最大で約１．１ｍｍ、約１．３ｍｍ、約１．５ｍｍ、約２ｍｍ、約３ｍｍ、約４ｍｍ、約５ｍｍ、約７ｍｍまたは約１０ｍｍの平均横断面長さを有することができる。
乾燥後、熱分解後および／または活性化後、ポリマ粒子は粒径分布を有することができる、すなわち、任意の２つのポリマ粒子についての平均横断面長さは変動してよい。例えば、乾燥後、熱分解後および／または活性化後、ポリマ粒子の約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約８０％、約９０％、約９５％または約１００％は、１ｍｍ以上の平均横断面長さを有することができる。別の例では、乾燥後、熱分解後および／または活性化後、ポリマ粒子の約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約８０％、約９０％、約９５％または約１００％は、１．１ｍｍ以上の平均横断面長さを有することができる。別の例では、乾燥後、熱分解後および／または活性化後、ポリマ粒子の約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約８０％、約９０％、約９５％または約１００％は、１．２ｍｍ以上の平均横断面長さを有することができる。別の例では、乾燥後、熱分解後および／または活性化後、ポリマ粒子の約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約８０％、約９０％、約９５％または約１００％は、１．３ｍｍ以上の平均横断面長さを有することができる。別の例では、乾燥後、熱分解後および／または活性化後、ポリマ粒子の約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約８０％、約９０％、約９５％または約１００％は、１．５ｍｍ以上の平均横断面長さを有することができる。別の例では、乾燥後、熱分解後および／または活性化後、ポリマ粒子の約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約８０％、約９０％、約９５％または約１００％は、１．７ｍｍ以上の平均横断面長さを有することができる。別の例では、乾燥後、熱分解後および／または活性化後、ポリマ粒子の約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約８０％、約９０％、約９５％または約１００％は、２ｍｍ以上の平均横断面長さを有することができる。さらに別の例では、乾燥後、熱分解後および／または活性化後、ポリマ粒子の約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約８０％、約９０％、約９５％または約１００％は、約１ｍｍ、約１．２ｍｍ、約１．４ｍｍ、約１．６ｍｍ、約１．８ｍｍ、約２．１ｍｍ、約２．３ｍｍまたは約２．５ｍｍ以上の平均横断面長さを有することができる。さらに別の例では、乾燥後、熱分解後および／または活性化後、ポリマ粒子の約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約８０％、約９０％、約９５％または約１００％は、約１ｍｍ、約１．５ｍｍ、約２ｍｍ、約２．５ｍｍ、約３ｍｍ、約３．５ｍｍ、約４ｍｍ、約４．５ｍｍ、約５ｍｍまたは約５．５ｍｍ以上の平均横断面長さを有することができる。
乾燥後、熱分解後および／または活性化後、ポリマ粒子は、最小で約１００ｍ２／ｇ、約４００ｍ２／ｇ、約８００ｍ２／ｇ、約１，０００ｍ２／ｇまたは約１，２００ｍ２／ｇから最大で約２，０００ｍ２／ｇ、約２，５００ｍ２／ｇ、約３，０００ｍ２／ｇ、約３，５００ｍ２／ｇまたは約４，０００ｍ２／ｇの範囲の表面積を有することができる。例えば、乾燥後、熱分解後および／または活性化後、ポリマ粒子は、約１００ｍ２／ｇ〜約５００ｍ２／ｇ、約３００ｍ２／ｇ〜約１，４００ｍ２／ｇ、約７００ｍ２／ｇ〜約２，８００ｍ２／ｇまたは約１，６００ｍ２／ｇ〜約３，８００ｍ２／ｇであってよい。乾燥後、熱分解後および／または活性化後のゲル形態のポリマ粒子の表面積は、ブルナウアー／エメット／テラー（Brunauer/Emmett/Teller）すなわち「ＢＥＴ」法で測定可能な物質の全比表面積を指すことができる。ＢＥＴ法は、物質上に吸着されたガスの量を測定するために不活性ガス、例えば窒素を用いるものであり、通常物質のアクセス可能な表面積を測定するために当技術分野で使用されている。
乾燥後、熱分解後および／または活性化後、ポリマ粒子は、最小で約０．２ｎｍ、約０．５ｎｍ、約１ｎｍ、約５ｎｍまたは約１０ｎｍから最大で約１００ｎｍ、約２００ｎｍ、約３００ｎｍ、約４００ｎｍまたは約５００ｎｍの範囲の孔径を有することができる。例えば、乾燥後、熱分解後および／または活性化後、ポリマ粒子は、約３ｎｍ〜約７５ｎｍ、約１５ｎｍ〜約１５０ｎｍ、約４０ｎｍ〜約４５０ｎｍまたは約２０ｎｍ〜約３００ｎｍであってよい。
乾燥後、熱分解後および／または活性化後のポリマ粒子の孔径は、ミクロ細孔性（２ｎｍ以下）、メソ細孔性（２ｎｍ〜約５０ｎｍ）またはマクロ細孔性（５０ｎｍ超）であると称することもできる。乾燥後、熱分解後および／または活性化後、ポリマ粒子は、ミクロ細孔性の孔径分布だけ、メソ細孔性の孔径分布だけまたはマクロ細孔性の孔径分布だけを有してよい。別の例では、乾燥後、熱分解後および／または活性化後、ポリマ粒子は、ミクロ細孔性の孔径、メソ細孔性の孔径および／またはマクロ細孔性の孔径の分布の組合せを有することができる。
乾燥後、熱分解後および／または活性化後、ポリマ粒子は、単峰性孔径分布、二峰性孔径分布または多峰性孔径分布を有することができる。別の例では、乾燥後、熱分解後および／または活性化後、ポリマ粒子は、単峰性孔径分布、二峰性孔径分布または多峰性孔径分布だけを有することができる。
乾燥後、熱分解後および／または活性化後、ポリマ粒子は、最小で約０．０５ｃｍ３／ｇ、約０．１ｃｍ３／ｇ、約０．５ｃｍ３／ｇ、約１ｃｍ３／ｇまたは約１．５ｃｍ３／ｇから最大で約２ｃｍ３／ｇ、約２．５ｃｍ３／ｇ、約３ｃｍ３／ｇ、約３．５ｃｍ３／ｇまたは約４ｃｍ３／ｇの範囲の細孔体積を有することができる。例えば、乾燥後、熱分解後および／または活性化後のポリマ粒子の細孔体積は、約０．０５ｃｍ３／ｇ〜約１ｃｍ３／ｇ、約０．７ｃｍ３／ｇ〜約３．５ｃｍ３／ｇ、約０．５ｃｍ３／ｇ〜約３ｃｍ３／ｇまたは約２．５ｃｍ３／ｇ〜約４ｃｍ３／ｇであってよい。
乾燥後、熱分解後および／または活性化後、ポリマ粒子は、最小で約０．０５ｇ／ｃｍ３、約０．１ｇ／ｃｍ３、約０．２ｇ／ｃｍ３、約０．４ｇ／ｃｍ３または約０．６ｇ／ｃｍ３から最大で約０．９ｇ／ｃｍ３、約１ｇ／ｃｍ３、約１．２ｇ／ｃｍ３、約１．３ｇ／ｃｍ３、約１．６ｇ／ｃｍ３または約１．８ｇ／ｃｍ３の範囲の真密度を有することができる。例えば、乾燥後、熱分解後および／または活性化後、ポリマ粒子は、約０．０５ｇ／ｃｍ３〜約１ｇ／ｃｍ３、約０．５ｇ／ｃｍ３〜約１．８ｇ／ｃｍ３、約０．８ｇ／ｃｍ３〜約１．６ｇ／ｃｍ３または約０．３ｇ／ｃｍ３〜約１．７ｇ／ｃｍ３の真密度を有することができる。
ゲル形態のポリマ粒子の作製において電気化学的改変剤を使用する場合、その電気化学的改変剤を、乾燥後、熱分解後および／または活性化後にポリマ粒子の細孔構造内および／または表面上に取り込むことができ、あるいは、任意の数の他の方法で取り込むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、乾燥後、熱分解後および／または活性化後、ポリマ粒子は、その表面上に少なくとも部分的に配置された電気化学的改変剤（例えば、Ａｌ２Ｏ３）のコーティングを含むことができる。いくつかの実施形態では、乾燥後、熱分解後および／または活性化後のポリマ粒子は、約１００ｐｐｍ超の電気化学的改変剤を含むことができる。
乾燥後、熱分解後および／または活性化後のポリマ粒子の電気化学的特性は、乾燥後、熱分解後および／または活性化後のポリマ粒子中の電気化学的改変剤の量によって少なくとも部分的に改変することができる。したがって、いくつかの実施形態では、乾燥後、熱分解後および／または活性化後、ポリマ粒子は、少なくとも０．１％、少なくとも０．２５％、少なくとも０．５％、少なくとも１％、少なくとも５％、少なくとも１０％、少なくとも２５％、少なくとも５０％、少なくとも７５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９９％または少なくとも９９．５％の電気化学的改変剤を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、乾燥後、熱分解後および／または活性化後、ポリマ粒子は、約０．５％〜９９．５％の炭素および約０．５％〜９９．５％の電気化学的改変剤を含むことができる。電気化学的改変剤のパーセントは、重量パーセントベース（ｗｔ％）で計算される。いくつかの他のより特定の実施形態では、電気化学的改変剤は、鉄、スズ、ケイ素、ニッケルおよびマンガンから選択される。
乾燥後、熱分解後および／または活性化後のポリマ粒子の全灰分は、いくつかの場合、乾燥後、熱分解後および／または活性化後のポリマ粒子の電気化学的性能に影響を及ぼす可能性がある。したがって、いくつかの実施形態では、乾燥後、熱分解後および／または活性化後のポリマ粒子の灰分は、約０．１％〜約０．００１％の重量パーセントの灰分であってよい。例えば、いくつかの特定の実施形態では、乾燥後、熱分解後および／または活性化後のポリマ粒子の灰分は、０．１％未満、０．０８％未満、０．０５％未満、０．０３％未満、０．０２５％未満、０．０１％未満、０．００７５％未満、０．００５％未満または０．００１％未満であってよい。
「灰分」は、ある物質を高い分解温度にかけた後に残留する不揮発性の無機物質を指す。ここで、乾燥後、熱分解後および／または活性化後の炭素材料、例えばポリマ粒子の灰分は、不揮発性元素が、予測される燃焼生成物（すなわち、酸化物）に完全に変換されていると仮定して、プロトン励起Ｘ線放射法によって測定された全ＰＩＸＥ不純物含量から計算することができる。
少なくとも部分的に、ゲル形態のポリマ粒子の最終用途に応じて、ポリマ粒子を乾燥後、熱分解後、活性化後、ゲル形態で使用することができる、あるいは、ある用途においては、乾燥、熱分解および／または活性化されたゲル形態の粒子の組合せを使用することができる。乾燥、熱分解および／または活性化されたゲル形態のポリマ粒子を使用できる例示的な用途は、これらに限定されないが、絶縁、エネルギ（例えばコンデンサ、バッテリーおよび燃料電池における）、医薬、例えば薬物送達、輸送、例えば水素もしくは他の燃料貯蔵、センサ、スポーツ、触媒、有害廃水処理、触媒支持体、吸着剤、誘電体、インピーダンス整合器、検出器、ろ過、イオン交換、高エネルギ物理学用途、廃液および／または排ガスの吸着などの廃棄物管理などを含むことができる。
上記考察のより良い理解を提供するために、以下の非限定的な実施例を提示する。これらの実施例は特定の実施形態を対象としているが、それらは、いかなる特定の態様においても、本発明を限定するものとみなされるべきではない。別段の指定のない限り、すべての部、割合およびパーセンテージは重量によるものとする。
＜実施例１＞
約３６０ｇのレゾルシノール、約１０．８ｇの酢酸アンモニウム、約７２０ｇの脱イオン水および約２５３ｇの酢酸を反応器に加え、約４５℃の温度に加熱した。混合物を約４５℃に加熱した後、約５３１ｇのホルムアルデヒドを、約６０分間にわたって反応器に徐々に加えて反応混合物を得た。ホルムアルデヒドを反応器に添加した後、反応混合物を、約１．４０７８の屈折率に達するまで予備反応させた。次いで、予備反応混合物すなわち「プレポリマ」を約２５℃の温度に冷却し、捕集瓶に入れた。１つの捕集瓶のプレポリマを、低温室で約４℃〜約５℃の温度で終夜貯蔵した。
翌日、約１．２リットルのＷＥＳＳＯＮ（登録商標）植物油を、加熱マントル、冷却コイルおよび機械式撹拌機を備えた１ガロン反応器に加えた。植物油を機械式撹拌機で撹拌し、約８０℃の温度に加熱した。その植物油／プレポリマ混合物の温度が７５℃超の温度に保持されるように、約２０５ｍｌのプレポリマを加熱植物油に徐々に加えた。温度はＪ−ＫＥＭ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、Ｍｏｄｅｌ ２５０で制御した。プレポリマを添加した後、反応器の内容物を約８０℃〜約８５℃の温度で約１時間撹拌した。約２０分間撹拌した後、撹拌ダイヤルを３．３の設定に調節した。約１時間撹拌した後、反応器の内容物（植物油／ポリマ微粒子）を冷却し、約３２５０ｍｌの瓶に移し、約８５℃の温度に加熱したオーブン中に入れた。オーブン中で植物油／ポリマ微粒子混合物を加熱し、ポリマ微粒子をさらに硬化させた。約１２時間後、ガラス製ジャーをオーブンから取り出し、ゲル形態のポリマ粒子生成物（実施例１）を収集した。ゲル形態のポリマ粒子（実施例１）を図１に示す。図１に示すように、ゲル形態のポリマ粒子は約１ｍｍの横断面長さを有していた。
＜実施例２＞
約３８７．１２ｇのレゾルシノール、約５．４３ｇの酢酸アンモニウム、約１，１１５．３７ｇの脱イオン水および約６９．７２ｇの酢酸を反応器に加え、約４５℃の温度に加熱した。混合物を約４５℃に加熱した後、約４２３ｇのホルムアルデヒドを、約８０分間にわたって反応器に徐々に加えて反応混合物を得た。ホルムアルデヒドを反応器に添加した後、反応混合物を、約１．３９４０の屈折率に達するまで予備反応させた。次いで、予備反応混合物すなわち「プレポリマ」を約２５℃の温度に冷却し、捕集瓶に入れた。１つの捕集瓶のプレポリマを、低温室で約４℃〜約５℃の温度で終夜貯蔵した。
翌日、約２５０ｇのパラフィン油および磁気撹拌子を、電熱板（Ｃｏｒｎｉｎｇ ＰＣ−３５１）上に置いたビーカに加えた。撹拌ダイヤルを回して２．５の設定にして磁気撹拌子を始動させ、パラフィン油を約８１℃の温度に加熱した。約７５ｇのプレポリマを、パラフィン油／プレポリマ混合物の温度が７５℃超の温度に保持されるように、加熱したパラフィン油に徐々に加えた。プレポリマを添加した後、ビーカの内容物を約８０℃〜約８５℃の温度で約２時間撹拌した。ビーカの内容物を撹拌しながら、磁気撹拌子の回転を約２０分間停止させた。この間、スパチュラでの手動による撹拌を続行した。約２時間撹拌した後、ビーカの内容物（パラフィン油／ポリマ微粒子）を冷却し、それぞれ約２００ｍｌのパラフィン油／ポリマ微粒子混合物を保持している２２５０ｍｌガラス製ジャーに移し、約８５℃の温度に加熱したオーブン中に入れた。約４時間４０分後、ガラス製ジャーをオーブンから取り出し、ゲル形態のポリマ粒子生成物（実施例２）を収集した。ゲル形態のポリマ粒子（実施例２）を図２に示す。図２に示すように、ゲル形態のポリマ粒子は約０．１ｍｍ〜約２．５ｍｍの範囲の横断面長さを有していた。
＜実施例３＞
約２５６．９６ｇのレゾルシノール、約７．１９ｇの酢酸アンモニウム、約３６６．１７ｇの脱イオン水および約８９．３５ｇの酢酸を反応器に加え、約４５℃の温度に加熱した。混合物を約４５℃に加熱した後、約２８１ｇのホルムアルデヒドを、約１００分間にわたって反応器に徐々に加えて反応混合物を得た。ホルムアルデヒドを反応器に添加した後、反応混合物を、約１．４２６３の屈折率に達するまで予備反応させた。次いで、予備反応混合物すなわち「プレポリマ」を約２５℃の温度に冷却し、捕集瓶に入れた。１つの捕集瓶のプレポリマを低温ボックス中、約４℃〜約５℃の温度で終夜貯蔵した。
翌日、約２５０ｇのパラフィン油および磁気撹拌子を、電熱板（Ｃｏｒｎｉｎｇ ＰＣ−３５１）上に置いたビーカに加えた。撹拌ダイヤルを回して２．５の設定にして磁気撹拌子を始動させ、パラフィン油を約８１℃の温度に加熱した。約７５ｇのプレポリマを、パラフィン油／プレポリマ混合物の温度が７５℃超の温度に保持されるように加熱パラフィン油に徐々に加えた。プレポリマを添加した後、ビーカの内容物を約８０℃〜約８５℃の温度で約２時間撹拌した。ビーカの内容物を撹拌しながら、磁気撹拌子の回転を約５分間停止させた。この間、スパチュラでの手動による撹拌を続行した。約２時間撹拌した後、ビーカの内容物（パラフィン油／ポリマ微粒子）を冷却し、それぞれ約２００ｍｌのパラフィン油／ポリマ微粒子混合物を保持している２つのガラス製ジャーに移し、約８５℃の温度に加熱したオーブン中に入れた。約６時間ガラス製ジャーをオーブンから取り出し、ゲル形態のポリマ粒子生成物（実施例３）を収集した。ゲル形態のポリマ粒子（実施例３）を図３に示す。図３に示すように、ゲル形態のポリマ粒子は約３ｍｍ〜約７ｍｍの範囲の横断面長さを有していた。
＜実施例４＞
プレポリマを以下の手順に従って調製した。約２４９．９９ｇのレゾルシノール、約３４．９１ｇの酢酸アンモニウム、約２９８．７１ｇの脱イオン水および約１４４．８２ｇの酢酸を反応器に加え、約４５℃の温度に加熱した。混合物を約４５℃に加熱した後、約２５１ｇのホルムアルデヒドを、約８０分間にわたって反応器に徐々に加えて反応混合物を得た。ホルムアルデヒドを反応器に添加した後、反応混合物を、約１．４３３２の屈折率に達するまで予備反応させた。次いで、予備反応混合物すなわち「プレポリマ」を約２５℃の温度に冷却し、捕集瓶に入れた。２つの捕集瓶（捕集瓶ＡおよびＢ）のプレポリマを、低温室で約４℃〜約５℃の温度で終夜貯蔵した。
ゲル形態のポリマ微粒子を、以下の手順に従って、捕集瓶Ａ中に終夜貯蔵したプレポリマから調製した。翌日、約２５０ｇのパラフィン油および磁気撹拌子を、電熱板（Ｃｏｒｎｉｎｇ ＰＣ−３５１）上に置いたビーカに加えた。撹拌ダイヤルを回して最大の設定にして磁気撹拌子を始動させ、パラフィン油を約８２℃の温度に加熱した。捕集瓶Ａからの約７５ｇのプレポリマを、パラフィン油／プレポリマ混合物の温度が７５℃超の温度に保持されるように加熱パラフィン油に徐々に加えた。プレポリマを添加した後、ビーカの内容物を約８０℃〜約８５℃の温度で約２０分間撹拌した。約２０分間撹拌した後、ビーカ中の固体を、約８０℃の温度に加熱したビーカ中の水に移した。水の中の固体を約８０℃の温度で約１時間撹拌し、ビーカの内容物（パラフィン油／ポリマ微粒子）を冷却し、それぞれ約２００ｍｌのパラフィン油／ポリマ微粒子混合物を保持している２つのガラス製ジャーに移し、約８５℃の温度に加熱したオーブン中に入れた。約１５時間後、ガラス製ジャーをオーブンから取り出し、ゲル形態のポリマ粒子生成物（実施例４）を収集した。ゲル形態のポリマ粒子（実施例４）を図４に示す。図４に示すように、ゲル形態のポリマ粒子は約１ｍｍ〜約４ｍｍの範囲の横断面長さを有していた。
ゲル形態のポリマ微粒子を、以下の手順に従って、捕集瓶Ｂ中に終夜貯蔵したプレポリマから調製した。翌日、約２５０ｇのパラフィン油および磁気撹拌子を、電熱板（Ｃｏｒｎｉｎｇ ＰＣ−３５１）上に置いたビーカに加えた。撹拌ダイヤルを回して最大の設定にして磁気撹拌子を始動させ、パラフィン油を約９７℃の温度に加熱した。捕集瓶Ａからの約７５ｇのプレポリマを、パラフィン油／プレポリマ混合物の温度が９０℃超の温度に保持されるように加熱パラフィン油に徐々に加えた。プレポリマを添加した後、ビーカの内容物を約９３℃〜約９７℃の温度で約１５分間撹拌し、次いで、さらにおよそ１５分間撹拌を続行しながらその温度を約８２℃に落とし、ビーカの内容物（パラフィン油／ポリマ微粒子）を冷却し、それぞれ約２００ｍｌのパラフィン油／ポリマ微粒子混合物を保持している２つのガラス製ジャーに移し、約８５℃の温度に加熱したオーブン中に入れた。約７時間後、ガラス製ジャーをオーブンから取り出し、ゲル形態のポリマ粒子生成物（実施例５）を収集した。ゲル形態のポリマ粒子（実施例５）を図５に示す。図５に示すように、ゲル形態のポリマ粒子は約０．５ｍｍ〜約３．５ｍｍの範囲の横断面長さを有していた。
Ｂｅｌｌｉｎｇｈａｍ＋Ｓｔａｎｌｅｙ Ｌｔｄ ＲＦＭ３３０屈折計を用いて、すべての実施例のプレポリマの屈折率を測定した。屈折率の測定手順は以下の通りであった。各屈折率（ＲＩ）測定の前に、約２５．０℃の温度で水を屈折計の中で１ｈｒ循環させた。プリズムが清浄であることをチェックした。その前のＲＩ測定で残された蒸留水のＲＩの読みが１．３３２５＋／−０．０００１でなかった場合、プリズムとプレッサを蒸留水、メタノール、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）または他の適切な溶媒で清浄にし、次いでプリズムを蒸留水で再度満たした。プレッサを直ちに閉じ、ＲＩ測定を行った。必要なら、このステップを、蒸留水のＲＩの読みが１．３３２５±０．０００１となるまで繰り返した。屈折計を較正した後、プリズムとプレッサの上の蒸留水を拭き取った。屈折計のプレッサを揚げ、約０．５ｍｌ〜約１．０ｍｌのサンプルを、プラスチック製ピペットでプリズムに移した。ＲＩ測定のために、プリズム領域全体がサンプルで覆われるように、十分なサンプルがプリズムに十分移されていなければならない。サンプルを、ピペットの先の方で、プリズム中で緩やかに撹拌して表面張力を破壊させた。次いでプレッサを閉じ、ＲＩ測定を行った。屈折計で示された温度は２５℃＋／−±０．１℃であった。０．０００１ＲＩ単位以内の連続した２つの読みが得られるまで上記手順を繰り返し、それらの連続した２つの読みの平均が本明細書で報告するＲＩ値である。
本明細書で説明した実施形態は、さらに、以下の項のいずれか１つ以上に関する：
１．１つ以上のフェノール化合物および１つ以上の架橋性化合物を含有するモノマ成分ならびにキャリヤ流体を含む反応混合物を調製するステップを含む、エマルジョンまたはサスペンジョンプロセスによってゲル形態のポリマ粒子を作製する方法であって、キャリヤ流体がキャリヤ流体の重量ベースで０．３ｗｔ％未満の任意の界面活性剤を含有し、モノマ成分が重合してゲル形態のポリマ粒子を形成する方法。
２．エマルジョンまたはサスペンジョンプロセスによってゲル形態のポリマ粒子を作製する方法であって、１つ以上のフェノール化合物および１つ以上の架橋化合物を含有するモノマ成分ならびにキャリヤ流体を含む反応物混合物を調製するステップを含み、キャリヤ流体がキャリヤ流体の全重量に対して１ｗｔ％未満のシクロヘキサンを含有し、モノマ成分を重合させてゲル形態のポリマ粒子を形成し、ゲル形態のポリマ粒子の約４０％以上は１ｍｍ以上の平均横断面長さを有する方法。
３．エマルジョンまたはサスペンジョンプロセスによってゲル形態のポリマ粒子を作製する方法であって、１つ以上のフェノール化合物および１つ以上の架橋化合物を含有するモノマ成分ならびにキャリヤ流体を含む反応物混合物を調製するステップを含み、モノマ成分を重合させてゲル形態のポリマ粒子を形成し、反応物混合物を、モノマ成分の重合の間、反応物混合物と接触する１つ以上の内部表面を有する反応器中に配置し、１つ以上の内部表面が金属、金属イオンまたはその組合せの反応物混合物中への放出を抑制し、それによって、ゲル形態のポリマ粒子が、ゲル形態のポリマ粒子の全重量に対して１ｗｔ％未満の金属原子、金属イオンまたはその組合せを含む方法。
４．エマルジョンまたはサスペンジョンプロセスによってゲル形態のポリマ粒子を作製する方法であって、キャリヤ流体ならびに１つ以上のフェノール化合物および１つ以上の架橋化合物、メイラード反応物の混合物またはその組合せを含有するモノマ成分を含む反応物混合物を調製するステップと、反応物混合物を１つ以上の反応ループを備えた反応器へ誘導するステップと；反応器内でモノマ成分を重合させてゲル形態のポリマ粒子を形成するステップと；反応器からゲル形態のポリマ粒子を回収するステップを含む方法。
５．エマルジョンまたはサスペンジョンプロセスによってゲル形態のポリマ粒子を作製する方法であって、メイラード反応物の混合物およびキャリヤ流体を含む反応物混合物を調製するステップを含み、メイラード反応物の混合物を重合させてゲル形態の粒子を形成する方法。
６．１つ以上のフェノール化合物が、フェノール、１つ以上の置換フェノール化合物、１つ以上のタンニンまたはその任意の組合せを含む、項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
７．架橋性化合物が式ＲＣＨＯ（Ｒは水素または炭化水素基である）を有する、項１〜４または６のいずれか一項に記載の方法。
８．架橋性化合物が多官能性アルデヒド化合物である、項１〜４、６または７のいずれか一項に記載の方法。
９．１つ以上のフェノール化合物が１，３−ジヒドロキシベンゼンを含み、１つ以上の架橋性化合物がホルムアルデヒドを含む、項１〜４または６〜８のいずれか一項に記載の方法。
１０．キャリヤ流体が、キャリヤ流体の重量ベースで０．３ｗｔ％未満の任意の界面活性剤を含む、項２〜９のいずれか一項に記載の方法。
１１．キャリヤ流体が、キャリヤ流体の重量ベースで０．１ｗｔ％未満の任意の界面活性剤を含む、項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
１２．キャリヤ流体がいずれの界面活性剤も含まない、項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
１３．ゲル形態のポリマ粒子の約４０％以上が１ｍｍ以上の平均横断面長さを有する、項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
１４．ゲル形態のポリマ粒子の約５０％以上が１ｍｍ以上の平均横断面長さを有する、項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
１５．ゲル形態のポリマ粒子の約６０％以上が１ｍｍ以上の平均横断面長さを有する、項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
１６．ゲル形態のポリマ粒子の約４０％以上が１．１ｍｍ以上の平均横断面長さを有する、項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
１７．ゲル形態のポリマ粒子の約４０％以上が１．３ｍｍ以上の平均横断面長さを有する、項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
１８．ゲル形態のポリマ粒子の約４０％以上が１．５ｍｍ以上の平均横断面長さを有する、項１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
１９．ゲル形態のポリマ粒子の約４０％以上が１．７ｍｍ以上の平均横断面長さを有する、項１〜１８のいずれか一項に記載の方法。
２０．キャリヤ流体が、１つ以上の植物油、約１５〜約４０個の炭素原子を有する１つ以上の鉱油、１つ以上の塩素化炭化水素、１つ以上のパラフィン系油、水またはその任意の組合せを含む、項１〜１９のいずれか一項に記載の方法。
２１．キャリヤ流体が、キャリヤ流体の重量に対して１ｗｔ％未満のシクロアルカンを含有する、項１または３〜２０のいずれか一項に記載の方法。
２２．キャリヤ流体が０．５ｗｔ％未満のシクロヘキサンを含有する、項１〜２１のいずれか一項に記載の方法。
２３．キャリヤ流体がシクロヘキサンを含まない、項１〜２２のいずれか一項に記載の方法。
２４．キャリヤ流体が、１００ｋＰａの圧力で８１℃以上の沸点を有する、項１〜２３のいずれか一項に記載の方法。
２５．キャリヤ流体が１つ以上のシクロアルカンを含む、項１または３〜２４のいずれか一項に記載の方法。
２６．モノマ成分を液体媒体と一緒にする、項１〜４または６〜２５のいずれか一項に記載の方法。
２７．モノマ成分が水性混合物である、項１〜４または６〜２６のいずれか一項に記載の方法。
２８．反応物混合物が１つ以上の触媒をさらに含む、項１〜２７のいずれか一項に記載の方法。
２９．１つ以上の触媒が塩基性ｐＨを有する、項２８に記載の方法。
３０．１つ以上の触媒が酸性ｐＨを有する、項２８に記載の方法。
３１．１つ以上の触媒が、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、ゼオライト、フッ化カリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸アンモニウム、ヘキサメチレンテトラミン、酢酸、塩酸、硫酸、リン酸、亜リン酸、スルホン酸、没食子酸、シュウ酸、ピクリン酸、酢酸アンモニウム、炭酸アンモニウムまたはその組合せを含む、項２８に記載の方法。
３２．１つ以上の触媒が酢酸アンモニウムと酢酸の混合物を含む、項２８に記載の方法。
３３．１つ以上の触媒が、いずれの金属または金属イオンも実質的に含まない、項２８〜３２のいずれか一項に記載の方法。
３４．１つ以上の触媒が、いずれの金属または金属イオンも含まない、項２８〜３２のいずれか一項に記載の方法。
３５．１つ以上のフェノール化合物と１つ以上の触媒のモル比が約５〜約４００の範囲である、項２８〜３４のいずれか一項に記載の方法。
３６．１つ以上のフェノール化合物と１つ以上の触媒のモル比が約５〜約１００の範囲である、項２８〜３４のいずれか一項に記載の方法。
３７．１つ以上のフェノール化合物と１つ以上の触媒のモル比が約５〜約５０の範囲である、項２８〜３４のいずれか一項に記載の方法。
３８．１つ以上のフェノール化合物と１つ以上の触媒のモル比が約５〜約４５の範囲である、項２８〜３４のいずれか一項に記載の方法。
３９．１つ以上のフェノール化合物と１つ以上の触媒のモル比が５０未満である、項２８〜３４のいずれか一項に記載の方法。
４０．ゲル形態のポリマ粒子をサスペンジョンプロセスによって作製する方法であって、サスペンジョンを混合器で混合するステップをさらに含む、項１〜３９のいずれか一項に記載の方法。
４１．サスペンジョンと接触する混合器の任意の表面の少なくとも一部に、不動態化プロセス、酸洗いプロセスおよびその組合せの少なくとも１つを施す、項４０に記載の方法。
４２．サスペンジョンまたはエマルジョンからのゲル形態のポリマ粒子を分離して、分離されたゲル形態のポリマ粒子を提供するステップをさらに含む、項１〜４１のいずれか一項に記載の方法。
４３．ゲル形態のポリマ粒子を乾燥して乾燥されたポリマ粒子を生成するステップをさらに含む、項１〜４２のいずれか一項に記載の方法。
４４．超臨界条件下でポリマ粒子を乾燥して乾燥ポリマ粒子を生成するステップをさらに含む、項１〜４２のいずれか一項に記載の方法。
４５．ポリマ粒子を凍結乾燥して乾燥ポリマ粒子を生成するステップをさらに含む、項１〜４２のいずれか一項に記載の方法。
４６．ポリマ粒子を空気乾燥して乾燥ポリマ粒子を生成するステップをさらに含む、項１〜４２のいずれか一項に記載の方法。
４７．乾燥ポリマ粒子が、１ｗｔ％未満の任意の金属イオン、金属原子またはその組合せを含有する、項４１〜４６のいずれか一項に記載の方法。
４８．乾燥ポリマ粒子が、０．１ｗｔ％未満の任意の金属イオン、金属原子またはその組合せを含有する、項４１〜４６のいずれか一項に記載の方法。
４９．ゲル形態のポリマ粒子が、ゲル形態のポリマ粒子の全重量に対して１ｗｔ％未満の任意の金属イオン、金属原子またはその組合せを含有する、項１〜４８のいずれか一項に記載の方法。
５０．ゲル形態のポリマ粒子が、ゲル形態のポリマ粒子の全重量に対して０．１ｗｔ％未満の任意の金属イオン、金属原子またはその組合せを含有する、項１〜４８のいずれか一項に記載の方法。
５１．反応物混合物を約３０℃〜約１００℃の範囲の温度に加熱するステップをさらに含む、項１〜５０のいずれか一項に記載の方法。
５２．ゲル形態のポリマ粒子をエマルジョンプロセスによって作製する方法であって、エマルジョンプロセスが逆エマルジョンプロセスである、項１〜５１のいずれか一項に記載の方法。
５３．モノマ成分が、重合の間、７未満のｐＨを有する、項１〜５２のいずれか一項に記載の方法。
５４．モノマ成分が、重合の間、約５以下のｐＨを有する、項１〜５３のいずれか一項に記載の方法。
５５．モノマ成分が、重合の間、約４以下のｐＨを有する、項１〜５４のいずれか一項に記載の方法。
５６．１つ以上の内部表面が、コバルト、クロム、タングステン、炭素、ケイ素、鉄、マンガン、モリブデン、バナジウム、ニッケル、ホウ素、リン、硫黄、チタン、アルミニウム、銅、タングステン、その合金またはその任意の組合せを含む、項３または項３および６〜５５のいずれか一項に記載の方法。
５７．１つ以上の内部表面が、１つ以上のステンレス鋼、１つ以上の炭素鋼、１つ以上の工具鋼、１つ以上の合金鋼またはその任意の組合せを含む、項３または項３および項６〜５６のいずれか一項のいずれか一項に記載の方法。
５８．１つ以上の内部表面が、不動態化された金属表面を含む、項３または項３および項６〜５７のいずれか一項のいずれか一項に記載の方法。
５９．不動態化された金属表面が、浸炭プロセス、ホウ素化プロセス、窒化プロセスまたはその組合せによって形成される、項５８に記載の方法。
６０．１つ以上の内部表面がガラスを含む、項３または項３および項６〜５９のいずれか一項のいずれか一項に記載の方法。
６１．１つ以上の内部表面が１つ以上の繊維強化材料を含む、項３または項３および項６〜６０のいずれか一項のいずれか一項に記載の方法。
６２．１つ以上の繊維強化材料が繊維強化プラスチックを含む、項６１に記載の方法。
６３．１つ以上の繊維強化材料が１つ以上のポリマを含む、項６１または６２に記載の方法。
６４．１つ以上のポリマが、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩素化ポリ（塩化ビニル）またはその任意の組合せを含む、項６３に記載の方法。
６５．キャリヤ流体およびモノマ成分を独立に反応器に同じ位置で導入することによって、反応物混合物を反応器内で調製する、項４または６〜６４のいずれか一項に記載の方法。
６６．キャリヤ流体およびモノマ成分を独立に反応器に互いに異なる位置で導入することによって、反応物混合物を反応器内で調製する、項４または６〜６５のいずれか一項に記載の方法。
６７．反応器が少なくとも２つの反応ループを含む、項４または６〜６６のいずれか一項に記載の方法。
６８．反応器が少なくとも３つの反応ループを含む、項４または６〜６７のいずれか一項に記載の方法。
６９．反応混合物を反応器に連続的に導入し、ゲル形態のポリマ粒子を反応器から連続的に回収する、項４または６〜６８のいずれか一項に記載の方法。
７０．反応器が、モノマ成分の重合の間、反応物混合物と接触する１つ以上の内部表面を含み、１つ以上の内部表面が金属、金属イオンまたはその組合せの反応物混合物への放出を抑制し、それによって、ゲル形態のポリマ粒子がゲル形態のポリマ粒子の全重量に対して１ｗｔ％未満の金属原子、金属イオンまたはその組合せを含有する、項４または６〜６９のいずれか一項に記載の方法。
７１．メイラード反応物の混合物が、還元糖およびアミン反応物、還元糖とアミン反応物の予備反応生成物またはその組合せを含む、項５、１０〜２５、２８〜３５または４０〜５５のいずれか一項に記載の方法。
７２．還元糖が単糖、多糖またはその組合せである、項５、１０〜２５、２８〜３５、４０〜５５または７１のいずれか一項に記載の方法。
７３．還元糖が、トリオース、テトロース、ペントース、ヘキソース、ヘプトースおよびその組合せからなる群から選択される単糖である、項５、１０〜２５、２８〜３５、４０〜５５、７１または７２のいずれか一項に記載の方法。
７４．還元糖が、デキストロース、フルクトース、高フルクトースコーンシロップ、ジヒドロキシアセトン、エリスルロース、リブロース、キシルロース、プシコース、ソルボース、タガトース、グリセルアルデヒド、エリスロース、トレオース、リボース、アラビノース、キシロース、アロース、アルトロース、マンノース、グロース、ガラクトース、タロース、マルトース、セロビオース、ラクトース、ゲンチオビオースおよびその組合せからなる群から選択される、項５、１０〜２５、２８〜３５、４０〜５５、７１〜７３のいずれか一項に記載の方法。
７５．アミン反応物が、アンモニア、水酸化アンモニウム、ヒドラジン、グアニジン、第一級アミン、第二級アミン、第四級アンモニウム化合物、ポリアミン、アミノ酸、タンパク質およびその組合せからなる群から選択される、項５、１０〜２５、２８〜３５、４０〜５５、７１〜７４のいずれか一項に記載の方法。
７６．アミン反応物が水酸化アンモニウムであり、還元糖が単糖、多糖またはその組合せである、項５、１０〜２５、２８〜３５、４０〜５５、７１〜７５のいずれか一項に記載の方法。
７７．メイラード反応物の混合物が１つ以上の非炭水化物多価反応物をさらに含む、項５、１０〜２５、２８〜３５、４０〜５５、７１〜７６のいずれか一項に記載の方法。
７８．１つ以上の非炭水化物多価反応物が、トリメチロールプロパン、グリセロール、ペンタエリスリトール、ポリビニルアルコール、部分的に加水分解されたポリビニルアセテート、完全加水分解されたポリビニルアセテートおよびその混合物を含む、項７７に記載の方法。
７９．キャリヤ流体がキャリヤ流体の全重量に対して０．３ｗｔ％未満の任意の界面活性剤を含む、項５、１０〜２５、２８〜３５、４０〜５５、７１〜７８のいずれか一項に記載の方法。
８０．キャリヤ流体がいずれの界面活性剤も含まない、項５、１０〜２５、２８〜３５、４０〜５５、７１〜７９のいずれか一項に記載の方法。
８１．メイラード反応物の混合物の重合の間、反応物混合物を、反応物混合物と接触する１つ以上の内部表面を有する反応器内に配置し、１つ以上の内部表面が金属、金属イオンまたはその組合せの反応物混合物中への放出を抑制し、それによってゲル形態のポリマ粒子が、ゲル形態のポリマ粒子の全重量に対して１ｗｔ％未満の金属原子、金属イオンまたはその組合せを含有する、項５、１０〜２５、２８〜３５、４０〜５５、７１〜８０のいずれか一項に記載の方法。
８２．１つ以上の内部表面が、コバルト、クロム、タングステン、炭素、ケイ素、鉄、マンガン、モリブデン、バナジウム、ニッケル、ホウ素、リン、硫黄、チタン、アルミニウム、銅、タングステン、その合金またはその任意の組合せを含む、項８１に記載の方法。
８３．１つ以上の内部表面が、１つ以上のステンレス鋼、１つ以上の炭素鋼、１つ以上の工具鋼、１つ以上の合金鋼またはその任意の組合せを含む、項８１に記載の方法。
８４．１つ以上の内部表面が、不動態化された金属表面を含む、項５、１０〜２５、２８〜３５、４０〜５５、７１〜８３のいずれか一項に記載の方法。
８５．不動態化された金属表面が浸炭プロセス、ホウ素化プロセス、窒化プロセスまたはその組合せによって形成される、項８４に記載の方法。
８６．１つ以上の内部表面がガラスを含む、項８１〜８５のいずれか一項に記載の方法。
８７．１つ以上の内部表面が１つ以上の繊維強化材料を含む、項８１〜８６のいずれか一項に記載の方法。
８８．１つ以上の繊維強化材料が繊維強化プラスチックを含む、項８１〜８７のいずれか一項に記載の方法。
８９．１つ以上の繊維強化材料が１つ以上のポリマを含む、項８８に記載の方法。
９０．１つ以上のポリマが、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩素化ポリ（塩化ビニル）またはその任意の組合せを含む、項８９に記載の方法。
９１．キャリヤ流体が水を含む、項１〜９０のいずれか一項に記載の方法。
９２．キャリヤ流体が、キャリヤ流体の全重量に対して少なくとも５０ｗｔ％の水を含有する、項１〜９０のいずれか一項に記載の方法。
９３．キャリヤ流体が、キャリヤ流体の全重量に対して少なくとも７５ｗｔ％の水を含有する、項１〜９０のいずれか一項に記載の方法。
９４．キャリヤ流体が、キャリヤ流体の全重量に対して少なくとも９０ｗｔ％の水を含有する、項１〜９０のいずれか一項に記載の方法。
９５．キャリヤ流体が、キャリヤ流体の全重量に対して少なくとも９５ｗｔ％の水を含有する、項１〜９０のいずれか一項に記載の方法。
９６．反応物混合物が、モノマ成分の重合の間、約９０℃以上の温度である、項１〜９５のいずれか一項に記載の方法。
９７．反応物混合物が、モノマ成分の重合の間、約９３℃以上の温度である、項１〜９５のいずれか一項に記載の方法。
９８．反応物混合物が、モノマ成分の重合の間、約９５℃以上の温度である、項１〜９５のいずれか一項に記載の方法。
９９．反応物混合物が、モノマ成分の重合の間、約９７℃以上の温度である、項１〜９５のいずれか一項に記載の方法。
１００．反応物混合物が、モノマ成分の重合の間、約９９℃以上の温度である、項１〜９５のいずれか一項に記載の方法。
１０１．反応物混合物が、モノマ成分の重合の間、約１００℃以上の温度である、項１〜９５のいずれか一項に記載の方法。
１０２．反応物混合物が、モノマ成分の重合の間、約９０℃〜約１５０℃の範囲の温度である、項１〜９５のいずれか一項に記載の方法。
１０３．反応物混合物が、モノマ成分の重合の間、約９５℃〜約１５０℃の範囲の温度である、項１〜９５のいずれか一項に記載の方法。
１０４．エマルジョンまたはサスペンジョンプロセスによってゲル形態のポリマ粒子を作製する前に、１つ以上のフェノール化合物と１つ以上の架橋化合物を互いに予備重合してプレポリマを形成する、項１〜４、６〜７０、または９１〜１０３のいずれか一項に記載の方法。
１０５．エマルジョンまたはサスペンジョンプロセスによってゲル形態のポリマ粒子を作製する前に、１つ以上のフェノール化合物と１つ以上の架橋化合物を互いに予備重合して、約１．１０００〜約１．５５００の範囲の屈折率を有する液体プレポリマを形成する、項１〜４、６〜７０または９１〜１０３のいずれか一項に記載の方法。
１０６．エマルジョンまたはサスペンジョンプロセスによってゲル形態のポリマ粒子を作製する前に、メイラード反応物の混合物を予備反応させる、項４、５、１０〜２５、２８〜３５、４０〜５５および７１〜１０３のいずれか一項に記載の方法。
１０７．エマルジョンまたはサスペンジョンプロセスによってゲル形態のポリマ粒子を作製する方法であって、キャリヤ流体ならびに１つ以上のフェノール化合物および１つ以上の架橋化合物、メイラード反応物の混合物またはその組合せを含有するモノマ成分を含む反応物混合物を調製し、モノマ成分を重合させてゲル形態のポリマ粒子を形成し、反応物混合物をモノマ成分の重合の間、反応物混合物と接触する１つ以上の内部表面を有する反応器内に配置し、１つ以上の内部表面が、金属、金属イオンまたはその組合せの反応物混合物中への放出を抑制して、ゲル形態のポリマ粒子の全重量に対して１ｗｔ％未満の金属原子、金属イオンまたはその組合せを含有するゲル形態のポリマ粒子を生成する方法。
１０８．反応物混合物が１つ以上の触媒をさらに含み、１つ以上の触媒は任意の金属または金属イオンを実質的に含まない、項１０７に記載の方法。
１０９．モノマ成分の重合の間、反応物混合物と接触する１つ以上の内部表面の少なくとも一部に、不動態化プロセスおよび酸洗いプロセスの少なくとも１つが施されている、項１０７または１０８に記載の方法。
１１０．ゲル形態のポリマ粒子が、ゲル形態のポリマ粒子の全重量に対して０．１ｗｔ％未満の金属原子、金属イオンまたはその組合せを含有する、項１０７〜１０９のいずれか一項に記載の方法。
１１１．ゲル形態のポリマ粒子を乾燥して乾燥ポリマ粒子を生成するステップをさらに含み、乾燥ポリマ粒子が１ｗｔ％未満の金属原子、金属イオンまたはその組合せを含有する、項１０７〜１１０のいずれか一項に記載の方法。
１１２．ゲル形態のポリマ粒子を乾燥して乾燥ポリマ粒子を生成するステップをさらに含み、乾燥ポリマ粒子が０．１ｗｔ％未満の金属原子、金属イオンまたはその組合せを含有する、項１０７〜１１１のいずれか一項に記載の方法。
１１３．１つ以上の内部表面が、コバルト、クロム、タングステン、炭素、ケイ素、鉄、マンガン、モリブデン、バナジウム、ニッケル、ホウ素、リン、硫黄、チタン、アルミニウム、銅、タングステン、その合金またはその任意の組合せを含む、項１０７〜１１２のいずれか一項に記載の方法。
１１４．１つ以上の内部表面が、１つ以上のステンレス鋼、１つ以上の炭素鋼、１つ以上の工具鋼、１つ以上の合金鋼またはその任意の組合せを含む、項１０７〜１１３のいずれか一項に記載の方法。
１１５．反応物混合物と接触する１つ以上の内部表面が金属を含み、モノマ成分の重合の間、反応物混合物と接触する１つ以上の内部表面の少なくとも一部に不動態化プロセスが施されて不動態化された金属表面を生成しており、不動態化された金属表面が、浸炭プロセス、ホウ素化プロセス、窒化プロセスまたはその任意の組合せによって形成される、項１０７〜１１４のいずれか一項に記載の方法。
１１６．１つ以上の内部表面がガラスを含む、項１０７〜１１２のいずれか一項に記載の方法。
１１７．１つ以上の内部表面が１つ以上の繊維強化材料を含む、項１０７〜１１２のいずれか一項に記載の方法。
１１８．１つ以上の繊維強化材料が繊維強化プラスチックを含む、項１０７〜１１２のいずれか一項に記載の方法。
１１９．１つ以上の繊維強化材料が１つ以上のポリマを含む、項１１８に記載の方法。
１２０．１つ以上のポリマが、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩素化ポリ（塩化ビニル）またはその任意の組合せを含む、項１１９に記載の方法。
１２１．１つ以上の内部表面が不動態化された金属表面を含む、項１０７〜１１２のいずれか一項に記載の方法。
１２２．不動態化された金属表面が、浸炭プロセス、ホウ素化プロセス、窒化プロセスまたはその組合せによって形成される、項１２１に記載の方法。
１２３．エマルジョンまたはサスペンジョンプロセスによってゲル形態のポリマ粒子を作製する方法であって、キャリヤ流体ならびに１つ以上のフェノール化合物および１つ以上の架橋化合物、メイラード反応物の混合物またはその組合せを含有するモノマ成分を含む反応物混合物を調製するステップと、反応物混合物を１つ以上の反応ループを備えた反応器へ誘導するステップと、モノマ成分を反応器内で重合してゲル形態のポリマ粒子を形成するステップと、ゲル形態のポリマ粒子を反応器から回収するステップを含む方法。
１２４．キャリヤ流体およびモノマ成分を独立に反応器に同じ位置で導入することによって、反応物混合物を反応器内で調製する、項１２３に記載の方法。
１２５．キャリヤ流体およびモノマ成分を独立に反応器に互いに異なる位置で導入することによって、反応物混合物を反応器内で調製する、項１２３または１２４に記載の方法。
１２６．反応器が少なくとも２つの反応ループを含む、項１２３または１２５に記載の方法。
１２７．反応器が少なくとも３つの反応ループを含む、項１２３または１２６に記載の方法。
１２８．反応混合物を反応器に連続的に導入し、ゲル形態のポリマ粒子を反応器から連続的に回収する、項１２３または１２７に記載の方法。
１２９．エマルジョンまたはサスペンジョンプロセスによってゲル形態のポリマ粒子を作製する方法であって、メイラード反応物の混合物およびキャリヤ流体を含む反応物混合物を調製するステップと、メイラード反応物の混合物を重合させてゲル形態のポリマ粒子を形成するステップを含む方法。
１３０．メイラード反応物の混合物が１つ以上のアミン反応物および１つ以上の還元糖を含む、項１２９に記載の方法。
１３１．ゲル形態の粒子が約０．１ｍｍ以上の平均横断面長さを有する、項１２９または１３０に記載の方法。
１３２．ゲル形態の粒子が約０．５ｍｍ以上の平均横断面長さを有する、項１２９〜１３１のいずれか一項に記載の方法。
１３３．ゲル形態の粒子が約１ｍｍ以上の平均横断面長さを有する、項１２９〜１３２のいずれか一項に記載の方法。
１３４．キャリヤ流体が界面活性剤を含む、項１２９〜１３３のいずれか一項に記載の方法。
１３５．キャリヤ流体がキャリヤ流体の全重量に対して１ｗｔ％未満の鉱油およびパラフィン油を含有する、項１２９〜１３４のいずれか一項に記載の方法。
１３６．キャリヤ流体が、１つ以上の植物油、約１５〜約４０個の炭素原子を有する１つ以上の鉱油、１つ以上の塩素化炭化水素、１つ以上のパラフィン系油またはその任意の組合せを含む、項１２９〜１３５のいずれか一項に記載の方法。
１３７．メイラード反応物の混合物を重合するステップが、メイラード反応物の混合物を約３０℃〜約１５０℃の範囲の温度に加熱するステップを含む、項１２９〜１３６のいずれか一項に記載の方法。
１３８．不活性雰囲気中、５００℃〜２４００℃の範囲の温度でゲル形態のポリマ粒子を加熱するステップをさらに含む、項１２９〜１３７のいずれか一項に記載の方法。
１３９．不活性雰囲気中、５００℃〜２，４００℃の範囲の温度でゲル形態のポリマ粒子を加熱して熱分解粒子を生成するステップと、二酸化炭素、一酸化炭素、蒸気、酸素またはその任意の混合物を含む雰囲気中、８００℃〜１３００℃の範囲の温度で上記熱分解粒子を活性化させるステップをさらに含む、項１２９〜１３７のいずれか一項に記載の方法。
１４０．メイラード反応物の混合物が１つ以上のアミン反応物および１つ以上の還元糖を含み、還元糖は、デキストロース、フルクトース、高フルクトースコーンシロップ、ジヒドロキシアセトン、エリスルロース、リブロース、キシルロース、プシコース、ソルボース、タガトース、グリセルアルデヒド、エリスロース、トレオース、リボース、アラビノース、キシロース、アロース、アルトロース、マンノース、グロース、ガラクトース、タロース、マルトース、セロビオース、ラクトースおよびゲンチオビオースからなる群から選択され、アミン反応物は、アンモニア、水酸化アンモニウム、ヒドラジン、グアニジン、第一級アミン、第二級アミン、第四級アンモニウム化合物、ポリアミン、アミノ酸およびタンパク質からなる群から選択される、項１２９〜１３９のいずれか一項に記載の方法。
１４１．メイラード反応物の混合物が１つ以上のアミン反応物および１つ以上の単糖を含み、１つ以上の単糖は、トリオース、テトロース、ペントース、ヘキソース、ヘプトースおよびその任意の混合物からなる群から選択される、項１２９〜１４０のいずれか一項に記載の方法。
１４２．メイラード反応物の混合物が、１つ以上のアミン反応物、１つ以上の還元糖および１つ以上の非炭水化物多価反応物を含む、項１２９〜１４１のいずれか一項に記載の方法。
１４３．１つ以上の非炭水化物多価反応物が、トリメチロールプロパン、グリセロール、ペンタエリスリトール、部分的に加水分解されたポリビニルアセテート、完全加水分解されたポリビニルアセテートおよびその任意の混合物からなる群から選択される、項１４２に記載の方法。
１４４．メイラード反応物の混合物が１つ以上のアミン反応物および１つ以上の還元糖を含み、還元糖はＣｕ＋２と反応してカルボン酸部分を生成する１つ以上のアルデヒド部分を含有する、項１２９〜１４３のいずれか一項に記載の方法。
１４５．キャリヤ流体が、少なくとも８個、少なくとも１０個、少なくとも１２個、少なくとも１４個、少なくとも１６個、少なくとも１８個、少なくとも２０個、少なくとも２２個、少なくとも２４個、少なくとも２６個、少なくとも２８個、少なくとも３０個、少なくとも３２個、少なくとも３４個、少なくとも３６個、少なくとも３８個または少なくとも４０個の炭素原子を有する１つ以上の炭化水素を含む、項１〜１４４のいずれか一項に記載の方法。
１４６．キャリヤ流体が、少なくとも８個、少なくとも１０個、少なくとも１２個、少なくとも１４個、少なくとも１６個、少なくとも１８個、少なくとも２０個、少なくとも２２個、少なくとも２４個、少なくとも２６個、少なくとも２８個、少なくとも３０個、少なくとも３２個、少なくとも３４個、少なくとも３６個、少なくとも３８個または少なくとも４０個の炭素原子を有する１つ以上の炭化水素を含み、１つ以上の炭化水素が、少なくとも１ｗｔ％、少なくとも５ｗｔ％、少なくとも１０ｗｔ％、少なくとも１５ｗｔ％、少なくとも２０ｗｔ％、少なくとも２５ｗｔ％、少なくとも３０ｗｔ％、少なくとも３５ｗｔ％、少なくとも４０ｗｔ％、少なくとも４５ｗｔ％、少なくとも５０ｗｔ％、少なくとも５５ｗｔ％、少なくとも６０ｗｔ％、少なくとも６５ｗｔ％、少なくとも７０ｗｔ％、少なくとも７５ｗｔ％、少なくとも８０ｗｔ％、少なくとも８５ｗｔ％、少なくとも９０ｗｔ％、少なくとも９５ｗｔ％または少なくとも１００ｗｔ％の量で存在する、項１〜１４４のいずれか一項に記載の方法。
１４７．キャリヤ流体が、少なくとも８個、少なくとも１０個、少なくとも１２個、少なくとも１４個、少なくとも１６個、少なくとも１８個、少なくとも２０個、少なくとも２２個、少なくとも２４個、少なくとも２６個、少なくとも２８個、少なくとも３０個、少なくとも３２個、少なくとも３４個、少なくとも３６個、少なくとも３８個、少なくとも４０個の炭素原子を有する１つ以上の炭化水素またはその任意の組合せを含み、１つ以上の炭化水素が、少なくとも１ｗｔ％、少なくとも５ｗｔ％、少なくとも１０ｗｔ％、少なくとも１５ｗｔ％、少なくとも２０ｗｔ％、少なくとも２５ｗｔ％、少なくとも３０ｗｔ％、少なくとも３５ｗｔ％、少なくとも４０ｗｔ％、少なくとも４５ｗｔ％、少なくとも５０ｗｔ％、少なくとも５５ｗｔ％、少なくとも６０ｗｔ％、少なくとも６５ｗｔ％、少なくとも７０ｗｔ％、少なくとも７５ｗｔ％、少なくとも８０ｗｔ％、少なくとも８５ｗｔ％、少なくとも９０ｗｔ％、少なくとも９５ｗｔ％、または１００ｗｔ％の量で存在する、項１〜１４４のいずれか一項に記載の方法。
特定の実施形態および特徴を、一連の数値的な上限および一連の数値的な下限を用いて説明してきた。別段の指定のない限り、任意の２つの値の組合せ、例えば任意のより低い値とより高い値の組合せ、任意の２つのより低い値の組合せおよび／または任意の２つのより高い値の組合せを含む範囲が考えられることを理解すべきである。以下の１つ以上の請求項において、特定の下限、上限および範囲が出現する。すべての数値は、「約（about）」または「およそ（approximately）」指定値であり、当分野の技術者が想定するような実験の誤差および変動を考慮に入れられたい。
種々の用語を上記で定義してきた。特許請求の範囲において使用される用語が上記に定義されていないという点で、当業者がその用語を少なくとも１つの刊行物または発行済み特許に反映されているものとする最も広い定義がそれに与えられるべきである。さらに、本願で引用したすべての特許、試験手順および他の文献を、そうした開示が、本願、およびそうした援用が許容されるすべての法域（jurisdictions）に矛盾しない範囲で、完全に本願に引用して援用する。
上記したものは本発明の実施形態を対象としているが、その基本的範囲を逸脱することなく、本発明のその他のおよび別の実施形態を考案することができ、その範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。

Claims (20)

  1. エマルジョンまたはサスペンジョンプロセスによってゲル形態のポリマ粒子を作製する方法であって、
    キャリヤ流体ならびに１つ以上のフェノール化合物および任意選択の１つ以上の架橋化合物、メイラード反応物の混合物またはその組合せを含有するモノマ成分を含む反応物混合物を調製するステップを含み、
    前記モノマ成分を重合させてゲル形態のポリマ粒子を形成し、
    前記モノマ成分の重合の間、反応物混合物を、前記反応物混合物と接触する１つ以上の内部表面を有する反応器内に配置し、
    前記１つ以上の内部表面が、金属、金属イオンまたはその組合せの前記反応物混合物への放出を抑制して、前記ゲル形態のポリマ粒子の全重量に対して１ｗｔ％未満の金属原子、金属イオンまたはその組合せを含有する前記ゲル形態のポリマ粒子を生成することを特徴とする方法。
  2. 請求項１に記載の方法であって、前記反応物混合物が１つ以上の触媒をさらに含み、前記１つ以上の触媒が、任意の金属または金属イオンを実質的に含まないことを特徴とする方法。
  3. 請求項１に記載の方法であって、前記モノマ成分の重合の間、前記反応物混合物と接触する１つ以上の内部表面の少なくとも一部が、不動態化プロセスおよび酸洗いプロセスの少なくとも１つを施されていることを特徴とする方法。
  4. 請求項１に記載の方法であって、前記１つ以上の内部表面が、コバルト、クロム、タングステン、炭素、ケイ素、鉄、マンガン、モリブデン、バナジウム、ニッケル、ホウ素、リン、硫黄、チタン、アルミニウム、銅、タングステン、その合金またはその任意の組合せを含むことを特徴とする方法。
  5. 請求項１に記載の方法であって、前記１つ以上の内部表面が、１つ以上のステンレス鋼、１つ以上の炭素鋼、１つ以上の工具鋼、１つ以上の合金鋼またはその任意の組合せを含むことを特徴とする方法。
  6. 請求項１に記載の方法であって、前記反応物混合物と接触する１つ以上の内部表面が金属を含み、前記モノマ成分の重合の間、前記反応物混合物と接触する１つ以上の内部表面の少なくとも一部に不動態化プロセスが施されて不動態化された金属表面を生成しており、前記不動態化された金属表面が、浸炭プロセス、ホウ素化プロセス、窒化プロセスまたはその任意の組合せによって形成されることを特徴とする方法。
  7. 請求項１に記載の方法であって、前記１つ以上の内部表面がガラスを含むことを特徴とする方法。
  8. 請求項１に記載の方法であって、前記１つ以上の内部表面が１つ以上の繊維強化材料を含むことを特徴とする方法。
  9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法であって、前記ゲル形態のポリマ粒子が、前記ゲル形態のポリマ粒子の全重量に対して０．１ｗｔ％未満の金属原子、金属イオンまたはその組合せを含有することを特徴とする方法。
  10. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法であって、前記ゲル形態のポリマ粒子を乾燥して乾燥ポリマ粒子を生成するステップをさらに含み、前記乾燥ポリマ粒子が１ｗｔ％未満の金属原子、金属イオンまたはその組合せを含有することを特徴とする方法。
  11. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法であって、前記ゲル形態のポリマ粒子を乾燥して乾燥ポリマ粒子を生成するステップをさらに含み、前記乾燥ポリマ粒子が０．１ｗｔ％未満の金属原子、金属イオンまたはその組合せを含有することを特徴とする方法。
  12. エマルジョンまたはサスペンジョンプロセスによってゲル形態のポリマ粒を作製する方法であって、
    キャリヤ流体ならびに１つ以上のフェノール化合物および任意選択の１つ以上の架橋化合物、メイラード反応物の混合物またはその組合せを含有するモノマ成分を含む反応物混合物を調製するステップと、
    前記反応物混合物を１つ以上の反応ループを備えた反応器に誘導するステップと、
    前記反応器内で前記モノマ成分を重合させてゲル形態のポリマ粒子を形成するステップと、
    前記反応器から前記ゲル形態のポリマ粒子を回収するステップと、
    を含むことを特徴とする方法。
  13. 請求項１２に記載の方法であって、前記反応器が少なくとも２つの反応ループを含むことを特徴とする方法。
  14. 請求項１２に記載の方法であって、前記反応器が少なくとも３つの反応ループを含むことを特徴とする方法。
  15. 請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の方法であって、前記反応混合物を前記反応器に連続的に導入し、前記ゲル形態のポリマ粒子を前記反応器から連続的に回収することを特徴とする方法。
  16. 請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の方法であって、前記キャリヤ流体および前記モノマ成分を独立に前記反応器に同じ位置で導入することによって、前記反応物混合物を前記反応器内で調製することを特徴とする方法。
  17. 請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の方法であって、前記キャリヤ流体および前記モノマ成分を独立に前記反応器に互いに異なる位置で導入することによって、前記反応物混合物を前記反応器内で調製することを特徴とする方法。
  18. エマルジョンまたはサスペンジョンプロセスによってゲル形態のポリマ粒を作製する方法であって、
    メイラード反応物の混合物およびキャリヤ流体を含む反応物混合物を調製するステップと、
    前記メイラード反応物の混合物を重合させてゲル形態のポリマ粒子を形成するステップと、
    を含むことを特徴とする方法。
  19. 請求項１８に記載の方法であって、前記メイラード反応物の混合物が、１つ以上のアミン反応物および１つ以上の還元糖を含むことを特徴とする方法。
  20. 請求項１８または１９に記載の方法であって、前記ゲル形態の粒子が約０．１ｍｍ以上の平均横断面長さを有することを特徴とする方法。
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