KR20180013942A - From the novel crosslinking agent, a high-efficiency wet strength resin - Google Patents
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Abstract
강도 수지 및 이의 제조 및 이용 방법. 강도 수지는 브릿징 모이어티로 부분적으로 가교된 폴리아민을 포함할 수 있고 아제티디늄 이온을 갖는다. 브릿징 모이어티는 기능적으로 대칭성 가교제로부터 유래될 수 있다. 기능적으로 대칭성 가교제는 디이소시아네이트, 1,3-디알킬디아제티딘-2,4-디온, 이무수물, 디아실 할라이드, 디에논, 디알킬 할라이드, 또는 이들의 임의의 혼합물을 포함할 수 있다.Strength resins and their preparation and use. Strength resins may contain partially crosslinked polyamines with bridging moieties and have azetidinium ions. The bridging moiety may be derived from a functionally symmetrical cross-linking agent. Functionally symmetrical cross-linking agents may include diisocyanate, 1,3-dialkyldiazetidine-2,4-dione, dianhydride, diacyl halide, dienone, dialkyl halide, or any mixture thereof.
Description
개시된 구현예는 일반적으로 강도 수지에 관련하였다. 더 상세하게는, 상기 구현예는 브릿징 모이어티로 부분적으로 가교된 폴리아민을 포함할 수 있고 아제티디늄 이온을 갖는 강도 수지로서, 여기에서 브릿징 모이어티는 기능적으로 대칭성 가교제로부터 유래될 수 있는, 강도 수지 및 이의 제조 및 이용 방법에 관한 것이다.The disclosed embodiments generally relate to strength resins. More specifically, the embodiment can comprise a partially crosslinked polyamine with a bridging moiety and is a strength resin having an azetidinium ion, wherein the bridging moiety can be derived from a functionally symmetrical cross-linker , A strength resin, and a method of making and using the same.
종이는 상호연결된 작은, 별개의 섬유를 함유하는 시트 물질이다. 섬유는 묽은 물 현탁액 또는 슬러리로부터 세목 스크린에서 시트 속에 일반적으로 형성된다. 가끔 합성 섬유가 사용되어도, 종이는 전형적으로 셀룰로오스 섬유로부터 제조된다. 미처리된 셀룰로오스 섬유로부터 제조된 종이 제품은 이들이 젖게 되는 경우 그들의 강도를 빠르게 상실한다, 즉, 이들은 매우 적은 "습윤 강도"를 갖는다. 통상적인 종이의 습윤 강도는 그의 건조 강도의 겨우 약 5%이다. 종이의 습윤 강도는 물에 젖어 있는 경우 파열 또는 붕해에 대한 종이의 저항으로서 한정된다. 참조 미국 특허 번호 5,585,456. 상기 약점을 극복하기 위해, 종이 제품의 다양한 처리 방법이 이용되고 있다.Paper is a sheet material containing small, discrete fibers interconnected. Fibers are generally formed from sheets of dilute water or slurry in a sheet on a splint screen. Even if synthetic fibers are sometimes used, paper is typically made from cellulose fibers. Paper products made from untreated cellulose fibers lose their strength rapidly when they become wet, i. E. They have very little "wet strength ". The wet strength of a typical paper is only about 5% of its dry strength. The wet strength of a paper is defined as the resistance of the paper to rupture or disintegration when wetted with water. See U.S. Patent No. 5,585,456. To overcome these drawbacks, various methods of treating paper products have been used.
종이에 적용된 습윤 강도 수지는, 종이가 물에 액침 이후 그의 습윤 강도를 얼마나 오래 유지하는가에 의해 한정되는, "영구적" 유형 또는 "일시적" 유형의 어느 하나이다. 습윤 강도 유지가 포장재에서 바람직한 특징인 반면, 상기 특징을 갖는 종이 제품이 바람직하지 않게 가혹한 조건하에서만 분해성이기 때문에 처리 문제를 나타낸다. 일부 수지는 일시적 습윤 강도를 부여하고 위생적인 또는 일회용 종이 용도에 적합하지만; 이들 수지는 종종 하나 이상의 단점으로 손해를 본다. 예를 들어, 수지의 습윤 강도는 일반적으로 낮은 규모 (영구적-유형 수지로 달성가능한 수준의 약 2분의 1)이고, 수지는 곰팡이 및 점액에 의해 쉽게 침범될 수 있고/있거나, 수지는 묽은 용액으로서 제조될 수 있을 뿐이다.The wet strength resin applied to the paper is either a "permanent" type or a "transient" type, which is defined by how long the paper retains its wet strength after immersion in water. While wet strength maintenance is a desirable feature in packaging materials, paper products with these characteristics exhibit processing problems because they are only degradable under undesirable harsh conditions. Some resins impart temporary wet strength and are suitable for hygienic or disposable paper applications; These resins often suffer from one or more drawbacks. For example, the wet strength of a resin is generally low (about one half of that achievable with a permanent-type resin), the resin can easily be attacked by fungi and mucus, and / . ≪ / RTI >
종이에 영구적 습윤 강도를 제공할 수 있는, 종래의 수지는 전형적으로 폴리아미도아민 (PAE)-에피클로로히드린 수지를 형성하기 위해 폴리아미도아민 폴리머 예컨대 A를, 에피클로로히드린 (B) ("epi")로 변형시킴으로써 수득된다.Conventional resins, which can provide a permanent wet strength to the paper, typically comprise a polyamidoamine polymer such as A , epichlorohydrin ( B ) (" epi "). < / RTI >
종래의 수지 합성은 4차 질소 부위의 가교 및 생성 둘 모두를 위하여 에폭시 및 염소 기를 이용하기 위한 에피클로로히드린의 2작용성 성질을 활용한다. 이들 종래의 수지에서, 에피클로로히드린의 비대칭성 작용기는 그의 에폭시기의 2차 아민, 그 다음 아제티디늄 작용기를 생성하기 위해 고리화하는 분자내 또는 또 다른 폴리아미도아민 분자와 분자간 (가교)으로 현수 클로로히드린 모이어티와의 반응시 개환으로 이어진다. 따라서, epi B와 폴리아미도아민 프리폴리머 A 반응의 제1 단계는 상대적으로 저온에서 프리폴리머 골격의 2차 아민기에 의한 에폭시기의 개환으로 발생한다. 클로로히드린 현수기를 갖는 신규한 작용화된 폴리머 C가 생성되고, 상기 공정은 프리폴리머 분자량에서 유의미한 변화를 전형적으로 거의 초래하지 않는다.Conventional resin synthesis utilizes bifunctional properties of epichlorohydrin to utilize epoxies and chlorine groups for both the cross-linking and the production of the quaternary nitrogen moieties. In these conventional resins, the asymmetric functional group of the epichlorohydrin is converted to a secondary amine of its epoxy group, followed by intermolecular (bridging) with another polyamidoamine molecule in the molecule which is cyclized to produce an azetidinium functional group The reaction with the suspending chlorohydrin moiety leads to ring opening. Thus, the first step of the epi B and polyamidoamine prepolymer A reaction occurs by opening the epoxy group by the secondary amine group of the prepolymer skeleton at a relatively low temperature. A novel functionalized polymer C with a chlorohydrin repeating group is produced and the process typically does not result in a significant change in the prepolymer molecular weight.
제2 단계는 현수 클로로히드린기의 두 경쟁 반응을 포함한다: 1) 분자량의 증가가 관측되지 않는, 양이온성 아제티디늄 클로라이드 작용기를 생성하는 분자내 고리화; 및 2) 그의 분자량을 상당히 증가시키는, 폴리머를 가교시키기 위한 분자간 알킬화 반응. 양쪽 반응의 결과는 PAE-에피클로로히드린 수지 구조 D에서 예시된다. 실제로, 에피클로로히드린의 알킬화, 분자내 고리화 및 가교 반응은 동시에, 그러나 상이한 속도로 발생하고 있다.The second step involves two competing reactions of the suspending chlorohydrin group: 1) intramolecular cyclization to produce a cationic azetidinium chloride functional group where no increase in molecular weight is observed; And 2) an intermolecular alkylation reaction to crosslink the polymer, which significantly increases its molecular weight. The results of both reactions are illustrated in PAE-epichlorohydrin resin structure D. Indeed, the alkylation, intramolecular cyclization and cross-linking reactions of epichlorohydrin occur simultaneously, but at different rates.
마무리된 습윤 강도 폴리머 생성물은, 상당히 다량의 4차 아제티디늄 클로라이드 작용기와 함께, 구조 D에서 예시된 바와 같이 소량의 잔류 현수 클로로히드린, 및 2-하이드록실 작용기를 갖는 3-탄소 가교된 기를 함유한다. 생성물은 또한 상당한 양의 epi 클로로히드린 가수분해 생성물 1,3-DCP, 및 3-CPD를 함유할 수 있다.The finished wet strength polymer product, along with a significant amount of quaternary azetidinium chloride functionality, can be obtained by reacting a small amount of residual suspending chlorohydrin, as illustrated in Structure D , and a 3-carbon bridged group having a 2- . The product may also contain significant amounts of epi chlorohydrine hydrolysis product 1,3-DCP, and 3-CPD.
상기 종래의 방법에서 3개의 주요 반응, 즉 현수 클로로히드린 형성 (개환), 아제티디늄 이온 기에 대한 고리화 (양이온화), 및 가교 (분자간 알킬화)의 상대 속도는, 실온에서 수행된 경우, 대략 140:4:1, 각각이다. 따라서, 현수 클로로히드린 기는 프리폴리머에서 에피클로로히드린 에폭사이드 및 2차 아민의 개환 반응으로부터 매우 빠르게 형성한다. 상기 제1 단계는 저온 (예를 들어, 대략 25℃ 내지 30℃)에서 수행된다.In the above conventional methods, the relative rates of the three main reactions, namely, the formation of hanging chlorohydrin (ring opening), cyclization (cationization) to azetidinium ion group, and crosslinking (intermolecular alkylation) About 140: 4: 1, respectively. Thus, the suspending chlorohydrin group forms very rapidly from the ring opening reaction of the epichlorohydrin epoxide and the secondary amine in the prepolymer. The first step is performed at a low temperature (for example, about 25 캜 to 30 캜).
제2 단계에서, 클로로히드린 기는 상대적으로 느리게 고리화하여 양이온성 아제티디늄 기를 형성한다. 더욱더 느리게, 가교는, 예를 들어, 하기에 의해 발생한다: 1) 예를 들어, 모이어티 2차 아민과 반응하는 클로로히드린 현수 기의 3차 아민 및/또는 2) 현수 클로로히드린 모이어티와 3차 아민의 분자간 알킬화.In the second step, the chlorohydrin group cyclizes relatively slowly to form a cationic azetidinium group. Even more slowly, crosslinking occurs, for example, by: 1) reacting a tertiary amine of the chlorohydrin group, for example, with a moiety secondary amine and / or 2) And intermolecular alkylation of tertiary amines.
최소 반응 사이클 시간에 대하여 실제적인 유용성을 유지하기 위하여, 종래의 제조 공정은 전형적으로 반응 혼합물이 반응 속도를, 예를 들어 약 60℃ 내지 약 70℃로 증가하도록 가열되는 것을 요망한다. 일반적으로, 반응은 반응기 처리를 최대화하기 위해 고형물 고 함량에서 또한 수행되고 운송비를 최소화하기 위해 가능한 최고 고형물에서 마무리된 습윤 강도 수지를 제공한다. 고농도는 더 느린, 분자간 반응을 선호한다. 이들 고온 및 고농도 조건하에, 분자내 고리화와 가교 사이 반응 속도는 경쟁적이게 된다. 따라서, 종래의 제조 공정에서 마주치는 하나의 문제는 가교 반응 속도가 요망된 점도 종점 (분자량)이 아제티디늄 이온 기 형성의 비용으로 달성되는 정도로 충분히 빠르게 된다는 점이다. 반응이 아제티디늄 기의 더 높은 수준을 생성하기 위해 요망된 점도 종점을 넘어 계속하게 되면, 반응 혼합물은 유사하게 겔화하고 고형물 덩어리를 형성할 것이다.In order to maintain practical utility over the minimum reaction cycle time, conventional manufacturing processes typically require that the reaction mixture be heated to increase the reaction rate, for example, from about 60 ° C to about 70 ° C. In general, the reaction is also performed at a high solids content to maximize reactor processing and provides a wet strength resin finished in the highest solids possible to minimize shipping costs. Higher concentrations prefer a slower, intermolecular reaction. Under these high temperature and high concentration conditions, the rate of reaction between intramolecular cyclization and crosslinking becomes competitive. Thus, one problem encountered in conventional manufacturing processes is that the rate at which the rate of crosslinking is desired is fast enough that the endpoint (molecular weight) is achieved at the cost of azetidinium ion group formation. If the reaction continues to exceed the desired endpoint to produce higher levels of azetidinium groups, the reaction mixture will similarly gel and form a solid mass.
양쪽 아제티디늄 기 고 함량 및 고 분자량이 PAE 수지의 최대 습윤 강도 효율에 유용하기 때문에, 아제티디늄 기 형성 및 가교는 바람직하게는 생성물의 겔화 또는 저장 동안 겔화하는 생성물의 제공 없이 최대화된다. 운송비를 최소화하기 위한 고도의 고형물에 대한 요구로 커플링된, 이들 조건은 더 높은 효율 습윤 강도 수지 생성물의 형성의 측면을 제한하고 있다.Since both azetidinium group content and high molecular weight are useful for the maximum wet strength efficiency of the PAE resin, azetidinium group formation and crosslinking is preferably maximized without providing a product that gels during the gelation or storage of the product. Coupled with the requirement for a high degree of solids to minimize transport costs, these conditions limit aspects of the formation of higher efficiency wet strength resin products.
따라서, 개선된 강도 수지, 예를 들면, 종이 제품에 습윤 강도의 적절한 수준의 부여, 및 이의 제조 및 이용 방법이 필요하다.Thus, there is a need for improved strength resins, for example, imparting adequate levels of wet strength to paper products, and methods of making and using the same.
요약summary
강도 수지 및 이의 제조 및 이용 방법이 제공된다. 적어도 하나의 예에서, 강도 수지는 브릿징 모이어티로 부분적으로 가교된 폴리아민을 포함할 수 있고 아제티디늄 이온을 갖는다. 브릿징 모이어티는 기능적으로 대칭성 가교제로부터 유래될 수 있다. 기능적으로 대칭성 가교제는 디이소시아네이트, 1,3-디알킬디아제티딘-2,4-디온, 이무수물, 디아실 할라이드, 디에논, 디알킬 할라이드, 또는 이들의 임의의 혼합물일 수 있거나 상기를 포함할 수 있다.Strength resins and methods of making and using the same are provided. In at least one example, the strength resin may comprise a partially crosslinked polyamine with a bridging moiety and has an azetidinium ion. The bridging moiety may be derived from a functionally symmetrical cross-linking agent. The functionally symmetrical cross-linking agent can be, or can be, a diisocyanate, a 1,3-dialkyldiazetidine-2,4-dione, an anhydride, a diacyl halide, a dienone, a dialkyl halide, can do.
적어도 하나의 예에서, 강도 수지의 제조 방법은 부분적으로 가교된 폴리아민을 생산하기 위해 폴리아민 및 기능적으로 대칭성 가교제의 반응을 포함할 수 있다. 기능적으로 대칭성 가교제는 디이소시아네이트, 1,3-디알킬디아제티딘-2,4-디온, 이무수물, 디아실 할라이드, 디에논, 디알킬 할라이드, 또는 이들의 임의의 혼합물일 수 있거나 상기를 포함할 수 있다. 부분적으로 가교된 폴리아민은 에피할로히드린과 반응되어 아제티디늄 이온을 갖는 강도 수지를 생산할 수 있다.In at least one example, the method of making a strength resin may include the reaction of a polyamine and a functionally symmetric cross-linker to produce a partially cross-linked polyamine. The functionally symmetrical cross-linking agent can be, or can be, a diisocyanate, a 1,3-dialkyldiazetidine-2,4-dione, an anhydride, a diacyl halide, a dienone, a dialkyl halide, can do. Partially crosslinked polyamines can be reacted with epihalohydrin to produce strength resins with azetidinium ions.
적어도 하나의 예에서, 종이의 강화 방법은 강도 수지와 섬유의 접촉을 포함할 수 있다. 강도 수지는 브릿징 모이어티로 부분적으로 가교된 폴리아민일 수 있거나 상기를 포함할 수 있고 아제티디늄 이온을 갖는다. 브릿징 모이어티는 기능적으로 대칭성 가교제로부터 유래될 수 있다. 기능적으로 대칭성 교차-라이너(cross-liner)는 디이소시아네이트, 1,3-디알킬디아제티딘-2,4-디온, 이무수물, 디아실 할라이드, 디에논, 디알킬 할라이드, 또는 이들의 임의의 혼합물일 수 있거나 상기를 포함할 수 있다.In at least one example, the method of reinforcing the paper may include contacting the strength resin with the fibers. The strength resin may be a partially crosslinked polyamine with a bridging moiety, or may comprise the above and has an azetidinium ion. The bridging moiety may be derived from a functionally symmetrical cross-linking agent. A functionally symmetrical cross-liner can be a diisocyanate, a 1,3-dialkyldiazetidine-2,4-dione, an anhydride, a diacyl halide, a dienone, a dialkyl halide, Or mixtures thereof.
상세한 설명details
강도 수지, 예를 들면, 습윤 강도 수지, 강도 수지의 제조 방법, 및 강도 수지를 이용하여 강도를 부여하기 위한 종이 처리 방법이 제공된다. 기능적으로 대칭성 ("대칭성") 가교제 및, 선택적으로, 단일작용성 변형제의 이용 및 에피할로히드린, 예를 들면, 에피클로로히드린과 부분적으로 가교된 폴리아민의 반응으로부터 기능적으로 대칭성 가교제와 폴리아민의 반응의 별개의 단계로의 분리, 이의 합성에서 향상된 특성 및/또는 개선된 가요성을 가진, 신규한 강도 수지, 예를 들면, 습윤 강도 수지가 제공된다. 현행 기술을 넘어 일반적으로 개선된 습윤 인장 개발의 제공에 더하여, 생성물 및 방법은 더 높은 아제티디늄 이온 함량, 반응성 작용화의 추가의 정도, 극대화된 분자량, 및/또는 양호한 저장 안정성을 제공할 수 있다.A strength resin, for example, a wet strength resin, a method for producing a strength resin, and a paper treatment method for imparting strength using a strength resin are provided. The use of functionalally symmetrical ("symmetrical") crosslinking agents and, optionally, monofunctional modifiers, and functionalization of symmetrical crosslinkers and epihalohydrins from reaction of epihalohydrins, for example epichlorohydrin and partially crosslinked polyamines, There is provided a novel strength resin, for example a wet strength resin, with improved properties and / or improved flexibility in the separation of the reaction of the polyamine into a separate step, its synthesis. In addition to providing generally improved wet tensile development beyond the current state, the products and methods can provide higher azetidinium ion content, an additional degree of reactive functionalization, maximized molecular weight, and / or good storage stability have.
폴리아민 가교는, 양이온성 작용기, 분자량, 및/또는 다른 수지 특성의 맞춤에서 실질적인 가요성을 제공하는 특징인, 할로히드린-작용화 및 고리화의 "양이온화" 공정과 상이하다. 폴리아민의 가교 및 작용화에 효과를 주는데 사용된 기능적으로 대칭성 가교제 및 선택적인 단일작용성 변형제는 수지에 양이온성 전하를 부여하는데 사용된 시약과 상이할 수 있다. 구체적으로, 기능적으로 대칭성 가교제와 폴리아민의 반응은 에피할로히드린과 부분적으로 가교된 폴리아민의 반응과 별개일 수 있다. 예를 들어, 기능적으로 대칭성 (또는 간단히 "대칭성") 가교제는, 부분적으로 가교된 프리폴리머, 예컨대 폴리아민 또는 폴리아미도아민 프리폴리머의 가교 구조 및 특성에 대해 실질적인 제어를 제공할 수 있는, 제1 단계에서 이용될 수 있다. 수지에 양이온성 전하의 부여 단계, "양이온화" 공정은 아제티디늄 이온 작용기를 생성하기 위해 임의의 에피할로히드린, 예를 들면, 에피클로로히드린을 이용할 수 있다.The polyamine crosslinking differs from the " cationization "process of halohydrin-functionalization and cyclization, which is characteristic of providing substantial flexibility in tailoring cationic functionality, molecular weight, and / or other resin properties. The functionally symmetric crosslinking agent and optional monofunctional modifier used to effect crosslinking and functionalization of the polyamine may differ from the reagents used to impart cationic charge to the resin. Specifically, the reaction of a functionally symmetric cross-linking agent with a polyamine may be distinct from the reaction of an epihalohydrin with a partially cross-linked polyamine. For example, a functionally symmetric (or simply "symmetric") crosslinking agent can be used in the first step, which can provide substantial control over the crosslinking structure and properties of a partially crosslinked prepolymer such as a polyamine or polyamidoamine prepolymer . The step of imparting a cationic charge to the resin, the "cationization" process, may utilize any epihalohydrin, such as epichlorohydrin, to produce an azetidinium ion functional group.
강도 수지의 제조 방법은 또한 상기 공정에 의해 제조되지 않는 종래의 폴리아미도아민-에피클로로히드린 강도 수지에서 일반적으로 밝혀진 양에 비교된 경우 에피클로로히드린 부산물의 양을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 강도 수지는, 에피클로로히드린 습윤 강도 수지 합성을 일반적으로 수반하는, 1,3-디클로로-2-프로판올 (1,3-DCP 또는 "DCP") 및 3-클로로프로판-1,2-디올 (3-CPD 또는 "CPD"; 모노클로로프로판 디올에 대하여 또한 MCPD)의 실질적으로 감소된 수준을 가질 수 있다.The method of making the strength resins can also reduce the amount of epichlorohydrin byproducts when compared to the amounts commonly found in conventional polyamidoamine-epichlorohydrin strength resins that are not made by the process. For example, the strength resins may be selected from 1,3-dichloro-2-propanol (1,3-DCP or "DCP") and 3-chloropropane- 2-diol (3-CPD or "CPD "; also MCPD for monochloropropanediol).
일부 예에서, 강도 수지, 예를 들면, 습윤 강도 수지의 제조 방법은 부분적으로 가교된 폴리아민을 생산하기 위해 기능적으로 대칭성 가교제와, 본원에서 폴리아민 프리폴리머로 지칭될 수 있는, 폴리아민의 반응을 포함할 수 있다. 이와 같이, 폴리아민은 브릿징 모이어티로 부분적으로 가교될 수 있고 브릿징 모이어티는 기능적으로 대칭성 가교제로부터 유래될 수 있다. 에피할로히드린은 할로히드린-작용화된 폴리머를 생산하기 위해 부분적으로 가교된 폴리아민에 첨가될 수 있다. 할로히드린-작용화된 폴리머는 아제티디늄 모이어티를 갖는 수지를 형성하기 위해 고리화될 수 있다. 이와 같이, 강도 수지는 브릿징 모이어티로 부분적으로 가교된 폴리아민일 수 있거나 상기를 포함할 수 있고 아제티듐 이온 또는 모이어티를 가질 수 있다.In some instances, a method of making a strength resin, e. G., A wet strength resin, may include the reaction of a polyamine, which may be referred to herein as a polyamine prepolymer, with a functionally symmetrical cross-linker to produce a partially cross- have. As such, the polyamine may be partially crosslinked with a bridging moiety, and the bridging moiety may be derived from a functionally symmetrical crosslinking agent. The epihalohydrin may be added to the partially cross-linked polyamine to produce the halohydrin-functionalized polymer. The halohydrin-functionalized polymer may be cyclized to form a resin having an azetidinium moiety. As such, the strength resin may or may not include an azetidium ion or a moiety, which may or may not be a partially cross-linked polyamine with a bridging moiety.
요망하는 경우, 상기 방법은 하나의 2차 아민-반응성 모이어티를 포함하는 단일작용성 변형제의 부족량과 폴리아민의 반응을 추가로 포함할 수 있다. 폴리아민이 단일작용성 변형제의 부족량과 반응되면, 폴리아민이 대칭성 가교제과 반응되기 이전, 동안, 또는 이후, 혹은 이들 시간의 상이한 조합에서 반응은 발생할 수 있다.If desired, the process may further comprise the reaction of the polyamine with a deficiency of a single functional modifier comprising one secondary amine-reactive moiety. If the polyamine is reacted with a deficiency of a monofunctional modifier, the reaction may occur before, during, or after the polyamine is reacted with the symmetric crosslinker, or in different combinations of these times.
하나의 예에서, 폴리아민은 하기 구조를 가질 수 있다:In one example, the polyamine may have the structure:
식 중 R은 알킬, 하이드록시알킬, 아민, 아미드, 아릴, 헤테로아릴 또는 사이클로알킬일 수 있다. 구조 P에서, w는 1 내지 약 10,000의 정수일 수 있다. 정의 부문에서 제공된 바와 같이, R 기 예컨대 "알킬" 또는 "하이드록시알킬"은 화학 원자가의 종래의 규칙이 적용하는 편리한 설명을 제공하도록 의도되고; 따라서, 구조 P의 R은, "R" 기가 2가이고 대안적으로 알킬렌 또는 하이드록시알킬렌으로서 기재될 수 있는 것을 반영하도록 의도되는, 알킬 또는 하이드록시알킬로서 기재될 수 있다.Wherein R may be alkyl, hydroxyalkyl, amine, amide, aryl, heteroaryl or cycloalkyl. In structure P , w may be an integer from 1 to about 10,000. As provided in the definition section, the R group such as "alkyl" or "hydroxyalkyl" is intended to provide a convenient description to which conventional rules of chemical valence apply; Thus, R of structure P may be described as an alkyl or hydroxyalkyl, which is intended to reflect what the "R" group may be described as being divalent and alternatively alkylene or hydroxyalkylene.
가장 널리 사용되고 가장 효과적인 습윤 강도 수지 생성물은 일반적으로, 소위 폴리아미도아민-에피클로로히드린 (PAE) 수지를 형성하기 위해, 에피클로로히드린과 반응된 폴리아미도아민 (PAA) 프리폴리머로부터 유래된다. 따라서, 폴리아민이 폴리아미도아민 프리폴리머이거나 상기를 포함하는 경우, 수지가 비제한적으로 폴리아미도아민-기반된 시스템이지만, 임의의 아민-함유 폴리머 (폴리아민) 예컨대 구조 P 및 다른 아민-함유 폴리머에 적용가능하다는 것이 의도된다.The most widely used and most effective wet strength resin products are generally derived from polyamidoamine (PAA) prepolymers reacted with epichlorohydrin to form the so-called polyamidoamine-epichlorohydrin (PAE) resin. Thus, where the polyamine is or is a polyamidoamine prepolymer, the resin is a polyamidoamine-based system without limitation, but is applicable to any amine-containing polymer (polyamine) such as structure P and other amine-containing polymers Is intended.
에피클로로히드린은 상이한, 그러므로 "비대칭성", 화학 작용기, 에폭시 및 염소 기를 갖는 2작용성 화합물이다. 상기 비대칭성 작용기는 에피클로로히드린이 2차 아민을 가진 에폭시기, 그 다음 하기 양쪽에 사용되는 현수 클로로히드린 모이어티와 반응시 개환을 허용한다: 1) 양이온성 아제티디늄 작용기를 생성하기 위한 분자내 고리화; 또는 2) 분자량을 증가시키기 위한 폴리머의 분자간 가교. 에피클로로히드린 수지 구조 D는 폴리아미도아민-에피클로로히드린 (PAE) 수지에서 양쪽 반응의 결과를 예시한다.Epichlorohydrin is a difunctional compound with different, and therefore "asymmetric", chemical, epoxy and chlorine groups. The asymmetric functional group allows ring opening when the epichlorohydrin is reacted with an epoxy group having a secondary amine, followed by a suspending chlorohydrin moiety used both: 1) to form a cationic azetidinium functional group Intramolecular cyclization; Or 2) intermolecular crosslinking of the polymer to increase the molecular weight. The epichlorohydrin resin structure D illustrates the results of both reactions in the polyamidoamine-epichlorohydrin (PAE) resin.
본 개시내용은, 향상된 아제티디늄 이온 함량으로부터 양이온성 전하의 증가된 수준 (더 큰 전하 밀도), 추가의 작용기, 최적화된 또는 극대화된 분자량, 고형물 고 함량, 및/또는 DCP 및 CPD의 더 낮은 농도로, 강도 수지, 예를 들면, 습윤 강도 수지를 제조하기 위한 제형 및 공정을 제공한다. 한 측면에서, 개시된 방법은 수지 합성을 2개의 별개의 및 통제가능 단계로 분리시킨다. 첫째는, 기능적으로 대칭성 가교제와 폴리아민 프리폴리머의 반응에 의해 제조된, 중간 분자량, 가교결합된 프리폴리머를 작제한다. 비대칭성 가교제 에피클로로히드린의 기능과 달리, 본 개시내용의 대칭성 가교제는 가교에 영향을 주기 위해 양쪽 프리폴리머 2차 아민 기와 반응에 동일한 모이어티를 이용한다. 요망하는 경우, 일작용성 기는 가교 기능 없이 프리폴리머에 추가의 작용기를 부여하기 위해 가교 단계 이전, 이후, 또는 동안 사용될 수 있다. 제2 단계는, 폴리머에서 아제티디늄 이온 형성을 최대화하기 위해 에피클로로히드린의 감소된 양의 이용에 의해, 임의의 가교 기능에 요구됨 없이 양이온성 작용기를 부여하기 위해 에피클로로히드린을 이용한다. 상기 공정은 동시에 발생하는 경쟁 아제티디늄 이온 형성 및 가교 기전을 최적화하기 위한 필요성에 의해 제한되는 종래의 실시와 대조적이다.This disclosure is based on the discovery that increased levels of cationic charge (greater charge density), additional functional groups, optimized or maximized molecular weight, higher solids content, and / or lower levels of DCP and CPD from improved azetidinium ion content Concentration, a formulation and process for producing a strength resin, for example, a wet strength resin. In one aspect, the disclosed method separates resin synthesis into two distinct and controllable steps. First, a cross-linked prepolymer of intermediate molecular weight prepared by the reaction of a functionally symmetrical cross-linking agent with a polyamine prepolymer is prepared. Asymmetric Crosslinking Agent Unlike the function of epichlorohydrin, the symmetrical cross-linker of the present disclosure uses the same moiety to react with both prepolymer secondary amine groups to effect crosslinking. If desired, the monofunctional groups may be used before, after, or during the crosslinking step to impart additional functionality to the prepolymer without crosslinking functionality. The second step utilizes epichlorohydrin to impart a cationic functional group without the need for any crosslinking function, by the use of a reduced amount of epichlorohydrin to maximize azetidinium ion formation in the polymer. This process is in contrast to conventional practice, which is limited by the need to optimize competitive < RTI ID = 0.0 > azetidinium ion < / RTI >
폴리아민 Polyamine 프리폴리머Prepolymer
폴리아민 (폴리아민 프리폴리머)의 종류는 본원에서 개시된 습윤 강도 수지에 전구체로서 사용될 수 있다. 폴리아민은 적어도 하나의 스페이서와 연결되는 1차 및/또는 2차 아민 모이어티일 수 있거나 상기를 포함할 수 있다.The types of polyamines (polyamine prepolymers) may be used as precursors in the wet strength resins disclosed herein. The polyamine may or may not include primary and / or secondary amine moieties linked to at least one spacer.
예로써, 하나의 측면에서, 본원에서 폴리아민 프리폴리머로서 지칭될 수 있는, 폴리아민은 하기 구조를 가질 수 있다:By way of example, in one aspect, a polyamine, which may be referred to herein as a polyamine prepolymer, may have the structure:
식 중 R은, 예를 들어, 알킬, 하이드록시알킬, 아민, 아미드, 아릴, 헤테로아릴 또는 사이클로알킬일 수 있다. 구조 P에서, w는 1 내지 약 10,000, 1 내지 약 5,000, 1 내지 약 3,000, 1 내지 약 1,000, 1 내지 약 100, 또는 1 내지 약 10의 정수일 수 있다. 이들 "R" 기, 예를 들어 "알킬"은 모 기로부터 (특정한 기에 대하여 필요에 따라) 하나 이상의 수소 원자의 형식적으로 제거로부터 유래되는 지정된 기의 편리한 설명을 제공하도록 의도된다. 따라서, 구조 P에서 용어 "알킬"은 적용하는 화학 원자가의 종래의 규칙을 적용할 것이지만, 예를 들어, 알칸으로부터 2개의 수소 원자 (하나의 탄소 원자로부터 2개의 수소 원자 또는 2개의 상이한 탄소 원자로부터 하나의 수소 원자)의 형식적으로 제거에 의해 형성되는 "알칸디일 기"를 포함할 것이다. 그와 같은 알킬 기는 달리 구체화되지 않는 한 치환 또는 미치환 기일 수 있고/있거나, 비환형 또는 환형 기일 수 있고/있거나, 선형 또는 분지형일 수 있다. "하이드록시알킬" 기는 한정된 바와 같이 "알킬"에서 치환된 하나 이상의 하이드록실 (OH) 모이어티를 포함한다.In the formula R can be, for example, alkyl, hydroxyalkyl, amine, amide, aryl, heteroaryl or cycloalkyl. In structure P , w may be an integer from 1 to about 10,000, 1 to about 5,000, 1 to about 3,000, 1 to about 1,000, 1 to about 100, or 1 to about 10. These "R" groups, such as "alkyl ", are intended to provide a convenient description of a designated group resulting from the formal removal of one or more hydrogen atoms (as needed for a particular group) from the moiety. Thus, in the structure P the term "alkyl" will apply the conventional rules of chemical valence applied, but it is possible, for example, to use two hydrogen atoms from an alkane (two hydrogen atoms from one carbon atom or two different hydrogen atoms from two different carbon atoms Quot; alkanediyl "group formed by the formal removal of one hydrogen atom). Such alkyl groups may, unless otherwise specified, be substituted or unsubstituted groups and / or may be acyclic or cyclic groups and / or may be linear or branched. A "hydroxyalkyl" group includes one or more hydroxyl (OH) moieties that are substituted in "alkyl" as defined.
상기 측면에서 및 달리 나타내지 않는 한, 구조 P의 R은 선형 (직쇄) 또는 분지형인 알킬 모이어티일 수 있다. 모이어티 R은 또한 사이클로알킬, 즉, 1 내지 약 25 탄소 원자를 갖는 환형 탄화수소 모이어티일 수 있다. 예를 들어, R은 1 내지 25, 1 내지 20, 1 내지 15, 1 내지 12, 1 내지 10, 1 내지 8, 1 내지 6, 또는 1 내지 4 탄소 원자를 가질 수 있다. 또한 예로써, R은 2 내지 10, 2 내지 8, 2 내지 6, 또는 2 내지 4 탄소 원자를 가질 수 있다. 추가 측면에서, R은 C1 모이어티, C2 모이어티, C3 모이어티, C4 모이어티, C5 모이어티, C6 모이어티, C7 모이어티, C8 모이어티, C9 모이어티, C10 모이어티, C11 모이어티, C12 모이어티, C13 모이어티, C14 모이어티, C15 모이어티, C16 모이어티, C17 모이어티, C18 모이어티, C19 모이어티, C20 모이어티, C21 모이어티, C22 모이어티, C23 모이어티, C24 모이어티, C25 모이어티, C26 모이어티, C27 모이어티, C28 모이어티, C29 모이어티, C30 모이어티일 수 있다.In this aspect and unless otherwise indicated, R of structure P may be an alkyl moiety that is linear (straight chain) or branched. The moiety R may also be cycloalkyl, i. E., A cyclic hydrocarbon moiety having 1 to about 25 carbon atoms. For example, R can have 1 to 25, 1 to 20, 1 to 15, 1 to 12, 1 to 10, 1 to 8, 1 to 6, or 1 to 4 carbon atoms. Also by way of example, R may have from 2 to 10, from 2 to 8, from 2 to 6, or from 2 to 4 carbon atoms. In a further aspect, R is a C 1 moiety, a C 2 moiety, a C 3 moiety, a C 4 moiety, a C 5 moiety, a C 6 moiety, a C 7 moiety, a C 8 moiety, a C 9 moiety , C 10 moiety, C 11 moiety, C 12 moiety, C 13 moiety, C 14 moiety, C 15 moiety, C 16 moiety, C 17 moiety, C 18 moiety, C 19 moiety , C 20 moiety, C 21 moiety, C 22 moiety, C 23 moiety, C 24 moiety, C 25 moiety, C 26 moiety, C 27 moiety, C 28 moiety, C 29 moiety , C 30 moiety.
상기 예시된 구조 P를 갖는 폴리아민에서, R은 또한 폴리-1차 아민, 예컨대 폴리비닐 아민 및 그의 코폴리머일 수 있다. 구조 P에서 R을 구성할 수 있는 폴리-1차 아민의 예는, 비제한적으로 하기 구조, 뿐만 아니라 올레핀 및 다른 불포화된 모이어티를 가진 코폴리머를 포함하고, 여기에서 n은 1 내지 약 25의 정수일 수 있다: In the polyamines having the above exemplified structure P , R can also be a poly-primary amine, such as polyvinylamine and its copolymer. Examples of poly-primary amines that can constitute R in structure P include, but are not limited to, the following structures, as well as copolymers with olefins and other unsaturated moieties wherein n is from 1 to about 25 It can be an integer:
대안적으로, n은 1 내지 약 20, 1 내지 약 15, 1 내지 약 12, 1 내지 약 10, 또는 1 내지 약 5의 정수일 수 있다. 또 다른 측면에서, n은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 또는 25일 수 있다.Alternatively, n may be an integer from 1 to about 20, 1 to about 15, 1 to about 12, 1 to about 10, or 1 to about 5. In another aspect, n is 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, , 23, 24, or 25.
본 개시내용의 수지 제조에서 사용하기 위한 적합한 폴리아민 (폴리아민 프리폴리머)는, 비제한적으로, 디에틸렌트리아민 (DETA), 트리에틸렌테트라민 (TETA), 아미노에틸 피페라진, 테트라에틸렌펜트아민, 펜타에틸렌헥사민, N-(2-아미노에틸)피페라진, N,N-비스(2-아미노에틸)-에틸렌디아민, 디아미노에틸 트리아미노에틸아민, 피페라진에틸 트리에틸렌테트라민, 기타 등등을 포함하는 폴리알킬렌 폴리아민, 예컨대 폴리에틸렌폴리아민을 포함한다. 본 개시내용의 수지 제조에서 사용하기 위한 폴리아민 제조에 또한 유용한 것은 에틸렌 디아민, 저 분자량 폴리아미도아민, 폴리비닐아민, 폴리에틸렌이민 (PEI) 및 다른 불포화된 공중합가능한 모노머 예컨대 비닐 아세테이트 및 비닐 알코올과 비닐 아민의 코폴리머를 포함한다.Suitable polyamines (polyamine prepolymers) for use in the making of the present disclosure include, but are not limited to, diethylenetriamine (DETA), triethylenetetramine (TETA), aminoethylpiperazine, tetraethylenepentamine, Hexamine, N- (2-aminoethyl) piperazine, N, N-bis (2-aminoethyl) -ethylenediamine, diaminoethyltriaminoethylamine, piperazine ethyltriethylenetetramine, Polyalkylene polyamines such as polyethylene polyamines. Also useful for the preparation of polyamines for use in the making of the present disclosure are ethylenediamines, low molecular weight polyamidoamines, polyvinylamines, polyethyleneimines (PEI) and other unsaturated copolymerizable monomers such as vinyl acetate and vinyl alcohols and vinyl amines ≪ / RTI >
폴리아민 프리폴리머 P의 한 측면에 따라, w는 폴리아민 프리폴리머 Mw 몰 수 약 2,000 내지 약 1,000,000에 대응하는 수치 범위이다. 폴리아민 프리폴리머 P의 Mw 분자량은 또한 약 5,000 내지 약 750,000, 약 7,500 내지 약 500,000, 약 10,000 내지 약 200,000, 약 20,000 내지 약 150,000, 또는 약 30,000 내지 약 100,000일 수 있다.According to one aspect of the polyamine prepolymer P , w is in the numerical range corresponding to about 2,000 to about 1,000,000 Mw of the polyamine prepolymer. The Mw molecular weight of the polyamine prepolymer P may also be from about 5,000 to about 750,000, from about 7,500 to about 500,000, from about 10,000 to about 200,000, from about 20,000 to about 150,000, or from about 30,000 to about 100,000.
폴리아미도아민Polyamidomine 프리폴리머Prepolymer
폴리아미도아민 프리폴리머의 종류는 또한 본 개시내용에 따른 습윤 강도 수지에 전구체로서 사용될 수 있다. 폴리아미도아민 프리폴리머는, 본원에서 개시된 바와 같이 반복성 기를 함유하는 장쇄 폴리아미드를 형성하는 공정에서, 디카복실산과 적어도 2개의 1차 아민 기 및 적어도 1개의 2차 아민 기를 갖는 폴리알킬렌 폴리아민의 반응에 의해 제조될 수 있다. 하나의 측면에서, 폴리아미도아민 프리폴리머는 하기 구조를 가질 수 있다:The type of polyamidoamine prepolymer can also be used as a precursor in the wet strength resin according to the present disclosure. The polyamidoamine prepolymer is prepared by reacting a polyalkylene polyamine having at least two primary amine groups and at least one secondary amine group with a dicarboxylic acid in the process of forming a long chain polyamide containing a repeating group as disclosed herein . ≪ / RTI > In one aspect, the polyamidoamine prepolymer may have the structure:
식 중 R1은 (CH2)m이고 여기서 m은 2, 3, 4, 또는 5이고; R2는 (CH2)n이고 여기서 n은 2, 3, 또는 4이고; w는 1, 2, 또는 3이고; p는 폴리아미도아민 프리폴리머 Mw 분자량 약 2,000 내지 약 1,000,000에 대응하는 수치 범위이다. Mw 분자량은 또한 약 5,000 내지 약 100,000, 약 7,500 내지 약 80,000, 약 10,000 내지 약 60,000, 약 20,000 내지 약 55,000, 또는 약 30,000 내지 약 50,000일 수 있다.Wherein R 1 is (CH 2 ) m and wherein m is 2, 3, 4, or 5; R 2 is (CH 2 ) n wherein n is 2, 3, or 4; w is 1, 2, or 3; and p is a numerical value corresponding to a molecular weight of polyamidoamine prepolymer Mw of about 2,000 to about 1,000,000. The Mw molecular weight may also be from about 5,000 to about 100,000, from about 7,500 to about 80,000, from about 10,000 to about 60,000, from about 20,000 to about 55,000, or from about 30,000 to about 50,000.
한 측면에서, 폴리아미도아민 프리폴리머는 하기 구조를 가질 수 있다:In one aspect, the polyamidoamine prepolymer may have the structure:
식 중 R3은 (CH2)q이고 여기서 q는 0 내지 40 범위이고; r은 폴리아미도아민 프리폴리머 Mw 분자량 약 2,000 내지 약 1,000,000에 대응하는 수치 범위이다. 유사하게, Mw 분자량은 또한 약 5,000 내지 약 100,000, 약 7,500 내지 약 80,000, 약 10,000 내지 약 60,000, 약 20,000 내지 약 55,000, 또는 약 30,000 내지 약 50,000일 수 있다. 따라서, 구조 (CH2)q에서, q는 또한 0 내지 약 40, 0 내지 약 35, 0 내지 약 30, 0 내지 약 25, 0 내지 약 20, 0 내지 약 15, 0 내지 약 12, 1 내지 약 40, 1 내지 약 35, 1 내지 약 30, 1 내지 약 25, 1 내지 약 20, 1 내지 약 15, 1 내지 약 12, 1 내지 약 10, 1 내지 약 8, 또는 1 내지 약 6 범위일 수 있다.Wherein R 3 is (CH 2 ) q , wherein q ranges from 0 to 40; r is a numerical value corresponding to a molecular weight of polyamidoamine prepolymer Mw of about 2,000 to about 1,000,000. Similarly, the Mw molecular weight may also be from about 5,000 to about 100,000, from about 7,500 to about 80,000, from about 10,000 to about 60,000, from about 20,000 to about 55,000, or from about 30,000 to about 50,000. Thus, in the structure (CH 2 ) q , q may also be from 0 to about 40, from 0 to about 35, from 0 to about 30, from 0 to about 25, from 0 to about 20, from 0 to about 15, from 0 to about 12, From about 40, 1 to about 35, 1 to about 30, 1 to about 25, 1 to about 20, 1 to about 15, 1 to about 12, 1 to about 10, 1 to about 8, or 1 to about 6 .
또 다른 측면에서, 폴리아미도아민 프리폴리머는 하기 구조를 가질 수 있다:In another aspect, the polyamidoamine prepolymer may have the structure:
식 중 n은 1 내지 8이고; p는 2 내지 5이고; m은 0 내지 40이고, 유사한 분자량 범위가 적용한다.Wherein n is from 1 to 8; p is 2 to 5; m is from 0 to 40, and similar molecular weight ranges apply.
개시된 바와 같이, 적합한 폴리아미도아민은 일반적으로 폴리아민 예컨대 폴리알킬렌 폴리아민과, 디카복실산 (이산), 또는 이의 대응하는 디카복실산 할라이드 또는 디에스테르의 반응에 의해 제조된다. 적합한 폴리아민은 습윤 강도 수지 자체에 대하여 전구체로서 사용될 수 있는 본원에서 개시된 폴리아민 (폴리아민 프리폴리머)를 포함한다. 예를 들어, 유용한 폴리아미도아민은 에틸렌디아민 자체, 디에틸렌트리아민 (DETA), 트리에틸렌테트라민 (TETA), 아미노에틸 피페라진, 테트라에틸렌펜트아민, 펜타에틸렌헥사민, N-(2-아미노에틸)피페라진, N,N-비스(2-아미노에틸)-에틸렌디아민, 디아미노에틸 트리아미노에틸아민, 피페라진에틸 트리에틸렌테트라민, 기타 등등을 포함하는 적합한 폴리알킬렌 폴리아민, 예컨대 폴리에틸렌폴리아민의 폴리카복실산 예컨대 석신산, 글루타르산, 2-메틸석신산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세박산, 운데칸이산, 도데칸이산, 2-메틸글루타르산, 3,3-디메틸글루타르산 및 트리카복시펜탄 예컨대 4-카복시피멜산; 지환족 포화 산 예컨대 1,2-사이클로헥산디카복실산, 1-3-사이클로헥산디카복실산, 1,4-사이클로헥산디카복실산 및 1-3-사이클로펜탄디카복실산; 불포화 지방족 산 예컨대 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 시트라콘산, 메사콘산, 아코니트산 및 헥산-3-이산; 불포화 지환족 산 예컨대 △4-사이클로헥센디카복실산; 방향족 산 예컨대 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 2,3-나프탈렌디카복실산, 벤젠-1,4-디아세트산, 및 헤테로지방족 산 예컨대 디글리콜산, 티오디글리콜산, 디티오디글리콜산, 이미노디아세트산 및 메틸이미노디아세트산과의 반응에 의해 제조될 수 있다. 일반적으로, 이산 및 식 RO2C(CH2)nCO2R (식 중 n = 1 내지 10 및 R = H, 메틸, 또는 에틸)의 그의 관련된 디에스테르 및 이들의 혼합물이 바람직하다. 아디프산은 쉽게 이용가능하고 종종 사용된다.As disclosed, suitable polyamidoamines are generally prepared by the reaction of polyamines such as polyalkylene polyamines with dicarboxylic acids (diacids), or their corresponding dicarboxylic acid halides or diesters. Suitable polyamines include the polyamines (polyamine prepolymers) disclosed herein which can be used as precursors for the wet strength resin itself. For example, useful polyamidoamines include ethylenediamine itself, diethylenetriamine (DETA), triethylenetetramine (TETA), aminoethylpiperazine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, N- Ethyl) piperazine, N, N-bis (2-aminoethyl) -ethylenediamine, diaminoethyltriaminoethylamine, piperazine ethyltriethylenetetramine, etc., such as polyethylene polyamines Such as p-toluenesulfonic acid, 3-methylglutaric acid, 3-methylglutaric acid, 3-methylglutaric acid, 3-methylglutaric acid, 3-methylglutaric acid, , 3-dimethylglutaric acid and tricarboxypentane such as 4-carboxypimelic acid; Alicyclic saturated acids such as 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1-3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid and 1-3-cyclopentanedicarboxylic acid; Unsaturated aliphatic acids such as maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, mesaconic acid, aconitic acid, and hexane-3-disacic acid; Unsaturated alicyclic acids such as? 4-cyclohexenedicarboxylic acid; Aromatic acids such as phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, 2,3-naphthalenedicarboxylic acid, benzene-1,4-diacetic acid, and heteroaliphatic acids such as diglycolic acid, thiodiglycolic acid, dithiodiglycolic acid, ≪ / RTI > methyliminodiacetic acid. In general, its related diesters of diacid and the formula RO 2 C (CH 2 ) n CO 2 R (where n = 1 to 10 and R = H, methyl, or ethyl) and mixtures thereof are preferred. Adipic acid is readily available and often used.
다른 적합한 폴리아민은 Huntsman으로부터 이용가능한, JEFFAMINE® 폴리에테르아민을 포함할 수 있다. JEFFAMINE® 폴리에테르아민은 폴리에테르 골격의 말단에 부착된 1차 아미노 기를 함유한다. 폴리에테르 골격은 프로필렌 옥사이드 (PO), 에틸렌 옥사이드 (EO), 또는 혼합된 EO/PO에 기반된다. 다른 JEFFAMINE® 생성물은 다른 골격 세그먼트를 함유할 수 있고 1차 아민의 방해에 의해 또는 2차 아민 작용기를 통해 제공된 반응성을 다양화할 수 있어 왔다. 저 분자량 JEFFAMINES®, 예를 들면, JEFFAMINE® D-230, 뿐만 아니라 더 고 분자량 JEFFAMINES®, 예를 들면, JEFFAMINE® D-2000은 허용가능할 수 있다.Other suitable polyamines may include JEFFAMINE® polyetheramine, available from Huntsman. JEFFAMINE® polyetheramines contain primary amino groups attached to the ends of the polyether skeleton. The polyether skeleton is based on propylene oxide (PO), ethylene oxide (EO), or mixed EO / PO. Other JEFFAMINE® products may contain different skeletal segments and have been capable of varying the reactivity provided by interfering with the primary amine or via secondary amine functionality. Low molecular weight JEFFAMINES®, such as JEFFAMINE® D-230, as well as higher molecular weight JEFFAMINES®, eg JEFFAMINE® D-2000, may be acceptable.
대칭성 Symmetry 가교제Cross-linking agent
일반적으로, 폴리아민의 2차 아민은 하나 이상의 대칭성 가교제와 반응될 수 있다. 하나의 예에서, 폴리아민의 2차 아민 및 대칭성 가교제의 반응은 가교 공정 내내 더 큰 제어도, 및 개시 프리폴리머보다 더 고 분자량을 갖는 중간 가교결합된 프리폴리머를 제공할 수 있다. 점도 종점 및 따라서 중간체의 분자량은, 적어도 일부에서, 이용된 대칭성 가교제의 양에 의해, 쉽게 사전-결정 및 제어될 수 있다. 가교 반응은 가교제가 소비됨에 따라 종점으로 전진할 수 있고 가교제의 소비가 끝난 경우 멈출 수 있다. 2차 아민 작용기의 감소된 및 측정가능한 양은 추가 작용화를 위하여 이용가능하게 남아있을 것이다.Generally, the secondary amine of the polyamine can be reacted with one or more symmetric crosslinking agents. In one example, the reaction of the secondary amine of the polyamine and the symmetric cross-linker can provide a greater control over the cross-linking process, and an intermediate cross-linked prepolymer having a higher molecular weight than the initiator prepolymer. The viscosity endpoint and thus the molecular weight of the intermediate can be readily pre-determined and controlled, at least in part, by the amount of symmetrical cross-linker used. The cross-linking reaction can proceed to the end point as the cross-linking agent is consumed and can be stopped when the cross-linking agent is consumed. A reduced and measurable amount of secondary amine functionality will remain available for further functionalization.
상기 가교 단계에서, 폴리아민은, 부분적으로 가교된 폴리아민을 제공하기 위해, 가교에 이용가능한 2차 아민의 총량에 기반하여, 대칭성 가교제의 부족량과 반응될 수 있다. 따라서, 부분적으로 가교된 폴리아민은, 공정에서 중간체이어도 그리고 폴리아민에서 존재한 2차 아민 기의 부분을 보유하여도, 폴리아민보다 더 고 분자량을 갖는다. 추가 측면에서, 부분적으로 가교된 프리폴리머가 폴리아민에서 존재한 대다수의 2차 아민 기를 보유하는 것은, 대칭성 가교제의 화학양론 양의 50% 미만이 사용될 수 있기 때문이다.In the crosslinking step, the polyamine may be reacted with a deficiency of a symmetric crosslinking agent, based on the total amount of secondary amine available for crosslinking, to provide a partially crosslinked polyamine. Thus, a partially crosslinked polyamine has a higher molecular weight than a polyamine, even if it is an intermediate in the process and retains a portion of the secondary amine group present in the polyamine. In a further aspect, the partially crosslinked prepolymer possesses the majority of the secondary amine groups present in the polyamine, since less than 50% of the stoichiometric amount of symmetric crosslinker can be used.
반응에 적용되는 단일 2차 아민을 갖는 프리폴리머 반복 단위, 및 2개의 반응성 모이어티를 갖는 대칭성 가교제에 기반하여, 프리폴리머 대 가교제의 화학양론적 반응은 2:1 몰비를 요구하고, 실제로, 프리폴리머 대 가교제의 2:1 또는 더 높은 몰비가 이용된다. 하나의 측면에서, 대칭성 가교제 대 프리폴리머 몰비는 가교제 대 프리폴리머의 화학양론적 비의 0% 초과, 그러나 50% 미만, 45% 미만, 40% 미만, 35% 미만, 30% 미만, 25% 미만, 20% 미만, 15% 미만, 10% 미만, 5% 미만, 4% 미만, 3% 미만, 2% 미만, 1% 미만, 0.75% 미만, 또는 0.5% 미만을 제공하도록 선택될 수 있다. 이들 값은 1 초과 대칭성 가교제를 이용한 경우 조합된 몰량을 반영한다.Based on the prepolymer repeat unit having a single secondary amine applied to the reaction and the symmetrical cross-linker with two reactive moieties, the stoichiometric reaction of the prepolymer to the cross-linker requires a 2: 1 molar ratio and in fact, the prepolymer- Of 2: 1 or a higher molar ratio is used. In one aspect, the symmetrical crosslinker to prepolymer molar ratio is greater than 0%, but less than 50%, less than 45%, less than 40%, less than 35%, less than 30%, less than 25%, less than 20% of the stoichiometric ratio of crosslinker to prepolymer %, Less than 15%, less than 10%, less than 5%, less than 4%, less than 3%, less than 2%, less than 1%, less than 0.75%, or less than 0.5%. These values reflect the combined molar amount when using more than one symmetrical cross-linker.
폴리아민은 물의 존재하에 또는 물의 부재하에 대칭성 가교제와 반응될 수 있다. 하나의 예에서, 폴리아민은 수성 매질, 예를 들면, 물 또는 물 함유 혼합물에서 대칭성 가교제와 반응될 수 있다. 또 다른 예에서, 폴리아민은 비-수성 매질, 예를 들면, 비수성 용매 또는 희석제에서 대칭성 가교제와 반응될 수 있다. 또 다른 예에서, 폴리아민은 수성 또는 비수성이든 임의의 다른 액체 매질의 부재하에 대칭성 가교제와 반응될 수 있다. 비-수성 매질, 예를 들면, 용매 또는 희석제는 폴리아민, 대칭성 가교제, 및/또는 부분적으로 가교된 폴리아민과 비-반응성일 수 있다. 폴리아민이 브릿징 모이어티로 부분적으로 가교된 폴리아민을 생산하기 위해 임의의 다른 액체 매질의 부재하에 또는 비-수성 매질에서 대칭성 가교제와 반응되면, 브릿징 모이어티로 부분적으로 가교된 폴리아민은 임의의 물 없이 또는 실질적으로 없이 유지될 수 있거나 물과 혼합될 수 있다.The polyamine may be reacted with a symmetric cross-linker in the presence of water or in the absence of water. In one example, the polyamine can be reacted with a symmetric cross-linking agent in an aqueous medium, such as water or a mixture comprising water. In another example, the polyamine can be reacted with a symmetric cross-linking agent in a non-aqueous medium, such as a non-aqueous solvent or diluent. In another example, the polyamine may be reacted with a symmetric cross-linker in the absence of any other liquid medium, whether aqueous or non-aqueous. Non-aqueous media, such as solvents or diluents, may be non-reactive with polyamines, symmetrical crosslinkers, and / or partially crosslinked polyamines. When a polyamine is reacted with a symmetrical cross-linking agent in the absence of any other liquid medium to produce a partially cross-linked polyamine with a bridging moiety or with a symmetrical cross-linking agent, the partially cross-linked polyamine with a bridging moiety can be any water Or substantially without, or mixed with water.
대칭성 가교제의 예는, 비제한적으로, 하나 이상의 디이소시아네이트, 하나 이상의 1,3-디알킬디아제티딘-2,4-디온, 하나 이상의 이무수물, 하나 이상의 디아실 할라이드, 하나 이상의 디에논, 하나 이상의 디알킬 할라이드, 또는 이들의 임의의 혼합물을 포함할 수 있다. 대칭성 가교제의 다른 예는, 비제한적으로, 하나 이상의 디-아크릴레이트 화합물, 하나 이상의 비스(아크릴아미드) 화합물, 하나 이상의 디-에폭사이드 화합물, 하나 이상의 폴리아제티디늄 화합물, 하나 이상의 N,N'-메틸렌-비스-메타크릴아미드, 하나 이상의 폴리(알킬렌 글리콜) 디글리시딜 에테르, 또는 이들의 임의의 혼합물을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 예에서, 대칭성 가교제는 적어도 하나의 하기: (1) 디이소시아네이트, 1,3-디알킬디아제티딘-2,4-디온, 이무수물, 디아실 할라이드, 디에논, 및 디알킬 할라이드 그리고 적어도 하나의 하기를 포함할 수 있다: (2) 디-아크릴레이트 화합물, 비스(아크릴아미드) 화합물, 디-에폭사이드 화합물, 폴리아제티디늄 화합물, N,N'-메틸렌-비스-메타크릴아미드, 및 폴리(알킬렌 글리콜) 디글리시딜 에테르.Examples of symmetrical cross-linkers include, but are not limited to, one or more diisocyanates, one or more 1,3-dialkyldiazetidine-2,4-diones, one or more dianhydrides, one or more diacyl halides, Lt; / RTI > or higher, or any mixture thereof. Other examples of symmetrical crosslinking agents include, but are not limited to, one or more di-acrylate compounds, one or more bis (acrylamide) compounds, one or more di- epoxide compounds, one or more polyazetidinium compounds, Methylene-bis-methacrylamide, one or more poly (alkylene glycol) diglycidyl ether, or any mixture thereof. In at least one example, the symmetrical cross-linker comprises at least one of the following: (1) diisocyanate, 1,3-dialkyldiazetidine-2,4-dione, dianhydride, diacyl halide, dienone, and dialkyl halide And may include at least one of the following: (2) a diacrylate compound, a bis (acrylamide) compound, a di-epoxide compound, a polyazetidinium compound, N, N'-methylene-bis- , And poly (alkylene glycol) diglycidyl ether.
디이소시아네이트는 미블록킹 또는 블록킹될 수 있다. 예시적인 미블록킹된 디이소시아네이트는, 비제한적으로, 4,4'-메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 (메틸렌 디페닐 디이소시아네이트, MDI); 톨루엔-2,4-디이소시아네이트 (톨루엔 디이소시아네이트, TDI); 1,6-헥산 디이소시아네이트 (헥사메틸렌 디이소시아네이트, HDI); 5-이소시아나토-1-(이소시아나토메틸)-1,3,3-트리메틸-사이클로헥산 (이소포론 디이소시아네이트, IPDI), 또는 이들의 임의의 혼합물을 포함할 수 있다. 예시적인 블록킹된 디이소시아네이트는, 비제한적으로, 비스-카프로락탐 블록킹된 4,4'-메틸렌 디페닐 디이소시아네이트; 4,4'-메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 비스(2-부아논(buanone) 옥심) 부가물, 비스-(3,5-디메틸피라졸) 블록킹된 4,4'-메틸렌 디페닐 디이소시아네이트, 또는 이들의 임의의 혼합물을 포함할 수 있다. 상업적으로 입수가능한 블록킹된 디이소시아네이트는, 비제한적으로, Baxenden Chemicals로부터 이용가능한 TRIXENE® BI 제품 예컨대 TRIXENE® BI 7641, 7642, 7674, 7675, 7950, 7951, 7960, 7961, 7963, 및 7982, 및 Rudolf Group으로부터 이용가능한 RUCO-Guard 제품 예컨대 RUCO-Guard XCR, XTN, FX 8011, FX 8021, NET, TIE, 및 WEB를 포함할 수 있다.The diisocyanate may be unblocked or blocked. Exemplary unblocked diisocyanates include, but are not limited to, 4,4'-methylene diphenyl diisocyanate (methylene diphenyl diisocyanate, MDI); Toluene-2,4-diisocyanate (toluene diisocyanate, TDI); 1,6-hexane diisocyanate (hexamethylene diisocyanate, HDI); 5-isocyanato-1- (isocyanatomethyl) -1,3,3-trimethyl-cyclohexane (isophorone diisocyanate, IPDI), or any mixture thereof. Exemplary blocked diisocyanates include, but are not limited to, bis-caprolactam-blocked 4,4'-methylenediphenyl diisocyanate; 4,4'-methylene diphenyl diisocyanate bis (2-buanone oxime) adduct, bis- (3,5-dimethylpyrazole) blocked 4,4'-methylene diphenyl diisocyanate, ≪ / RTI > Commercially available blocked diisocyanates include, but are not limited to, TRIXENE BI products such as TRIXENE® BI 7641, 7642, 7674, 7675, 7950, 7951, 7960, 7961, 7963, and 7982 available from Baxenden Chemicals, and Rudolf RUCO-Guard products such as RUCO-Guard XCR, XTN, FX 8011, FX 8021, NET, TIE, and WEB, available from the Group.
예시적인 1,3-디알킬디아제티딘-2,4-디온은, 비제한적으로, 1,3-디아제티딘-2,4-디온; 1,3-디메틸-1,3-디아제티딘-2,4-디온; 1,3-디에틸-1,3-디아제티딘-2,4-디온; 1,3-디페닐-1,3-디아제티딘-2,4-디온; 또는 이들의 임의의 혼합물을 포함할 수 있다. 예시적인 이무수물은, 비제한적으로, 파이로멜리트산 이무수물; 에틸렌 글리콜 비스 (트리멜리트산 무수물); 4,4'-비스페놀 A 이무수물, 또는 이들의 임의의 혼합물을 포함할 수 있다. 예시적인 디아실 할라이드는, 비제한적으로, 옥살릴 클로라이드, 옥살릴 브로마이드, 석시닐 클로라이드, 벤젠-1,2-디카보닐 디클로라이드, 벤젠-1,2-디카보닐 브로마이드, 프탈로일 클로라이드, 또는 이들의 임의의 혼합물을 포함할 수 있다. 예시적인 디에논은, 비제한적으로, 1,7-옥타디엔-3,6-디온; 비스(2-프로펜-1-온)-(1,4-벤젠), 또는 이들의 임의의 혼합물을 포함할 수 있다. 예시적인 디알킬 할라이드는, 비제한적으로, 1,2-디클로로에탄; 1,2-디브로모에탄; 1,2-디아이오도에탄; 1,2-디클로로프로판; 1,2-디브로모프로판; 1,3-디클로로프로판; 1,3-디브로모프로판; 1,3-디아이오도프로판; 1,4-비스(클로로메틸)벤젠; 1,4-비스(브로모메틸)벤젠, 또는 이들의 임의의 혼합물을 포함할 수 있다.Exemplary 1,3-dialkyldiazetidine-2,4-diones include, but are not limited to, 1,3-diazetidine-2,4-dione; 1,3-dimethyl-1,3-diazetidine-2,4-dione; 1,3-diethyl-1,3-diazetidine-2,4-dione; 1,3-diphenyl-1,3-diazetidine-2,4-dione; Or any mixture of these. Exemplary dianhydrides include, but are not limited to, pyromellitic dianhydride; Ethylene glycol bis (trimellitic anhydride); 4,4'-bisphenol A dianhydride, or any mixture thereof. Exemplary diacyl halides include, but are not limited to, oxalyl chloride, oxalyl bromide, succinyl chloride, benzene-1,2-dicarbonyl dichloride, benzene-1,2-dicarbonyl bromide, phthaloyl chloride, or And mixtures of any of these. Exemplary dienones include, but are not limited to, 1,7-octadiene-3,6-dione; Bis (2-propen-1-one) - (1,4-benzene), or any mixture thereof. Exemplary dialkyl halides include, but are not limited to, 1,2-dichloroethane; 1,2-dibromoethane; 1,2-diiodoethane; 1,2-dichloropropane; 1,2-dibromopropane; 1,3-dichloropropane; 1,3-dibromopropane; 1,3-diiodopropane; 1,4-bis (chloromethyl) benzene; 1,4-bis (bromomethyl) benzene, or any mixture thereof.
다른 유용한 대칭성 가교제는, 비제한적으로, 임의의 하나 이상의 하기를 포함할 수 있다:Other useful symmetrical cross-linkers may include, but are not limited to, any one or more of the following:
식 중 R4는 (CH2)t이고, 및 여기에서 t는 1, 2, 또는 3임; Wherein R 4 is (CH 2 ) t , and wherein t is 1, 2, or 3;
식 중 x는 1 내지 약 100임; Wherein x is from 1 to about 100;
식 중 y는 1 내지 약 100임; Y is from 1 to about 100;
식 중 x' + y'는 1 내지 약 100임; 및/또는 X ' + y ' is from 1 to about 100; And / or
식 중 z는 1 내지 약 100임; 이들의 임의의 조합을 포함함. Wherein z is from 1 to about 100; Includes any combination of these.
대칭성 가교제의 구체적인 예는 N,N'-메틸렌-비스-아크릴아미드, N,N'-메틸렌-비스-메타크릴아미드, 폴리(에틸렌 글리콜) 디글리시딜 에테르, 폴리(프로필렌 글리콜) 디글리시딜 에테르, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 폴리아제티디늄 화합물, 및 이들의 임의의 조합일 수 있거나 상기를 포함할 수 있다.Specific examples of the symmetrical crosslinking agent include N, N'-methylene-bis-acrylamide, N, N'-methylene-bis- methacrylamide, poly (ethylene glycol) diglycidyl ether, poly (propylene glycol) diglycidyl Diethers, polyethylene glycol diacrylates, polyazidinium compounds, and any combination thereof.
추가 측면에 따라, 대칭성 가교제는, 2차 아민과 반응성인 기능성 모이어티의 유형을 갖는, 즉, 본 개시내용에 따른 대칭성 가교제로서 기능할 수 있는 특정 폴리머 또는 코-폴리머로부터 선택될 수 있거나 상기를 포함할 수 있다. 하나의 측면에서, 이들 폴리머 대칭성 가교제는 아제티디늄 작용성 기를 포함하는 폴리머 또는 코폴리머일 수 있다. 이들 폴리머 대칭성 가교제는, 예를 들어, 아제티디늄-작용화된 모노머 예컨대 1-이소프로필-3-(메타크릴로일옥시)-1-메틸아제티디늄 클로라이드 Q 또는 1,1-디알릴-3-하이드록시아제티디늄 클로라이드 R (이들의 구조는 아래 예시된다)과, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 알켄, 디엔, 기타 등등의 코폴리머일 수 있다.According to a further aspect, the symmetrical cross-linking agent may be selected from a specific polymer or co-polymer having the type of functional moiety reactive with the secondary amine, i.e., capable of functioning as a symmetrical cross-linker according to the present disclosure, . In one aspect, these polymeric symmetrical cross-linkers may be polymers or copolymers comprising an azetidinium functional group. These polymeric symmetrical cross-linking agents are, for example, azetidinium-functionalized monomers such as 1-isopropyl-3- (methacryloyloxy) -1-methyl azetidinium chloride Q or 1,1- Methacrylates, alkenes, dienes, and the like, and 3-hydroxyazetidinium chloride R (the structures of which are illustrated below) and acrylates, methacrylates, alkenes, dienes, and the like.
폴리머 대칭성 가교제는 또한, 예를 들어, 다른 아제티디늄-작용화된 모노머 예컨대 여기에서 보여진 바와 같은 화합물 S, T, 또는 U와 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 알켄, 디엔, 기타 등등의 코폴리머일 수 있거나 상기를 포함할 수 있다.The polymeric symmetric cross-linking agent can also be, for example, a copolymer of other azetidinium-functionalized monomers such as the compounds S , T , or U as shown here and the acrylates, methacrylates, alkenes, dienes, Or may include the above.
상기 측면에서, 대칭성 가교제는, Q, R, S, T, U, 및 이들의 조합으로부터 선택된 아제티디늄-작용화된 모노머와, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 알켄, 또는 디엔의 코폴리머로부터 선택될 수 있거나 상기를 포함할 수 있고, 여기에서 코폴리머에서 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 알켄, 또는 디엔 모노머에 대한 아제티디늄-작용화된 모노머의 분획은 약 0.1% 내지 약 12%일 수 있다. 추가 측면에서, 코폴리머에서 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 알켄, 또는 디엔 모노머에 대한 아제티디늄-작용화된 모노머의 분획은 약 0.2% 내지 약 10%, 약 0.2% 내지 약 10%, 약 0.5%) 내지 약 8%, 약 0.75% 내지 약 6%, 또는 약 1% 내지 약 5%일 수 있다. 대칭성 가교제 폴리머 및 코-폴리머의 이들 유형의 예는 하기 참조문헌에서 발견될 수 있다: Y.Bogaert, E.Goethals and E.Schacht, Makromol . Chem ., 182, 2687-2693 (1981); M.Coskun, H.Erten, K.Demirelli and M.Ahmedzade, Polym . Degrad . Stab., 69, 245-249 (2000); 및 미국 특허 번호 5,510,004.In this aspect, the symmetrical cross-linking agent is selected from a copolymer of an azetidinium-functionalized monomer selected from Q , R , S , T , U , and combinations thereof and an acrylate, methacrylate, alkene, or diene. , Wherein the fraction of azetidinium-functionalized monomer for the acrylate, methacrylate, alkene, or diene monomer in the copolymer may be from about 0.1% to about 12% . In a further aspect, the fraction of azetidinium-functionalized monomer for the acrylate, methacrylate, alkene, or diene monomer in the copolymer is from about 0.2% to about 10%, from about 0.2% to about 10%, from about 0.5 %) To about 8%, about 0.75% to about 6%, or about 1% to about 5%. Examples of these types of symmetrical cross-linker polymers and co-polymers can be found in the following references: Y.Bogaert, E. Goethals and E. Schacht, Makromol . Chem . , 182 , 2687-2693 (1981); M. Coskun, H. Erten, K. Demirelli and M. Ahmedzade, Polym . Degrad . Stab. , 69 , 245-249 (2000); And U.S. Patent No. 5,510,004.
한 측면에 따라, 대칭성 가교제는 최소로 아제티디늄-작용화된 폴리아미도아민으로부터 선택될 수 있거나 상기를 포함할 수 있다. 즉, 폴리아미도아민은, 이러한 유형의 대칭성 가교제에서 반응성 모이어티인, 최소 아제티디늄 작용화를 가질 수 있다. 이 경우에, 가교 기능은, 폴리아미도아민 프리폴리머의 2차 아민과 반응할 수 있는, 아제티디늄 모이어티에 의해 영향받는다. 최소로 아제티디늄-작용화된 폴리아미도아민 제조에 적합한 폴리아미도아민은 수지 자체의 제조에 사용될 수 있는 동일한 일반적인 구조 및 식, 예컨대 본원에서 예시된 구조 X, Y, 및 Z이다. 대칭성 가교제로서 사용에 적합한 최소로 아제티디늄-작용화된 폴리아미도아민의 예는 하기 구조로 예시된다:According to one aspect, the symmetrical cross-linking agent may be selected from or include at least the azetidinium-functionalized polyamidomaines. That is, the polyamidomaines may have minimal azetidinium functionalities, which are reactive moieties in this type of symmetric crosslinking agent. In this case, the crosslinking function is influenced by the azetidinium moiety, which can react with the secondary amine of the polyamidoamine prepolymer. Polyamidoamines suitable for preparing the azetidinium-functionalized polyamidomines at least include the same general structures and formulas that can be used in the preparation of the resin itself, such as the structures X , Y , and Z exemplified herein. Examples of minimal azetidinium-functionalized polyamidomines suitable for use as symmetrical cross-linkers are illustrated by the following structures:
식 중 p는 2 이상이고, q/p 비는 약 10 내지 약 1000이고, 상기 구조는 가교하는 기능을 갖는, 및 기능적으로 대칭성 가교제로서 구조 예컨대 X를 정성화하는 적어도 2개의 아제티디늄 모이어티를 포함한다. q/p 비가 나타내는 바와 같이, 산 및 아민 잔기에 비교된 경우 아제티디늄 모이어티의 작은 분획이 있다. 더욱이, 폴리아미도아민 X는 또한 q/p 비가 약 12 내지 약 500, 약 14 내지 약 400, 약 16 내지 약 300, 약 18 내지 약 200, 또는 약 20 내지 약 100인 구조를 가질 수 있다. 최소로 아제티디늄-작용화된 폴리아미도아민의 하나의 유형은, 예를 들어, 미국 특허 번호 6,277,242에 제공된다.Wherein p is 2 or more and, q / p ratio is about 10 to about 1000, the structure has a function to cross-linked, and at least two azepin tea pyridinium moiety functionally Jung Sung-hwa a structure example X as a symmetric cross-linking agent . As indicated by the q / p ratio, there is a small fraction of the azetidinium moiety when compared to the acid and amine moieties. Moreover, the polyamidoamine X may also have a structure with a q / p ratio of from about 12 to about 500, from about 14 to about 400, from about 16 to about 300, from about 18 to about 200, or from about 20 to about 100. One type of minimally azetidinium-functionalized polyamidomine is provided, for example, in U.S. Patent No. 6,277,242.
대칭성 가교제 대 폴리아민의 몰비에 의해 예시된 바와 같이, 예를 들면, PAE 프리폴리머, 일반적으로, 이용가능한 2차 아민 부위의 비교적 작은 분획은 분지형 또는 부분적으로 가교된 폴리아미도아민 프리폴리머를 형성하기 위해 가교된다. 본원에서 제공된 몰비에 더하여, 예를 들어, 대칭성 가교제 대 프리폴리머 몰비는 가교제 대 프리폴리머의 화학양론적 비의 0.01% 내지 5%를 제공하도록 선택될 수 있다. 추가 측면에서, 대칭성 가교제 대 프리폴리머 몰비는 가교제 대 프리폴리머의 화학양론적 비의 0.1% 내지 4%, 0.2% 내지 3.5%, 0.3% 내지 3%, 0.4% 내지 2.5%, 0.5% 내지 2%, 또는 0.6% 내지 1.5%를 제공할 수 있다. 이들 값은 1 초과 대칭성 가교제를 이용한 경우 조합된 몰량을 반영한다.As illustrated by the molar ratio of symmetrical cross-linker to polyamine, for example, PAE prepolymers, generally, relatively small fractions of available secondary amine moieties can be cross-linked to form a branched or partially cross-linked polyamidoamine prepolymer do. In addition to the molar ratios provided herein, for example, the symmetric crosslinker to prepolymer molar ratio may be selected to provide from 0.01% to 5% of the stoichiometric ratio of crosslinker to prepolymer. In a further aspect, the symmetrical cross-linker to prepolymer molar ratio is from 0.1% to 4%, from 0.2% to 3.5%, from 0.3% to 3%, from 0.4% to 2.5%, from 0.5% to 2% of the stoichiometric ratio of cross- 0.6% to 1.5%. These values reflect the combined molar amount when using more than one symmetrical cross-linker.
예로써, 아디프산 및 디에틸렌트리아민 (DETA)으로부터 유래된 폴리아미도아민 프리폴리머를 예로서, 및 메틸렌-비스-아크릴아미드 (MBA)를 이용한 프리폴리머 가교를 이용하여, 부분적으로 가교된 폴리아미도아민 프리폴리머는 하기 구조로 예시될 수 있다:By way of example, using polyamide-amine prepolymers derived from adipic acid and diethylenetriamine (DETA) as examples and using prepolymer crosslinking with methylene-bis-acrylamide (MBA), partially crosslinked polyamidoamines The prepolymer can be illustrated by the following structure:
식 중 RX 브릿징 모이어티는 하기 구조를 갖는다:The R X bridging moiety in the formula has the structure:
상기 실례는 대칭성 가교제에 더하여 임의의 단일작용성 변형제 (상기)의 용도를 반영하지 않는다.The above examples do not reflect the use of any single functional modifier (as above ) in addition to the symmetrical crosslinking agent.
단일작용성Monofunctional 변형제Strain
폴리아민의 2차 아민 기는 또한 프리폴리머에 임의의 요망된 화학 작용기를 부여하기 위해 하나 이상의 단일작용성 화합물과 반응될 수 있다. 단일작용성 화합물은 2차 또는 1차 아민 및 (양이온성 전하 밀도를 증가시키기 위해) 양이온성, (셀룰로오스 섬유의 비-이온성 세그먼트와 상호작용을 조정하기 위해) 친수성 또는 소수성일 수 있는 비-반응성 일부와 반응할 수 있는 반응성 기를 갖는다. 바라던 대로, 폴리아민은, 대칭성 가교제의 부족량과 폴리아민의 반응 단계 이전, 동안, 또는 이후 하나의 2차 아민-반응성 모이어티를 포함할 수 있는 단일작용성 변형제의 부족량과 반응될 수 있다. 또한, 단일작용성 변형제의 화학양론적 부족량과 반응은 또한 대칭성 가교제와 반응 이전, 동안, 또는 이후 반응 또는 첨가의 임의의 조합을 이용하여 수행될 수 있다.The secondary amine groups of the polyamine may also be reacted with one or more monofunctional compounds to impart any desired chemical functional group to the prepolymer. The monofunctional compounds may be selected from the group consisting of secondary or primary amines and cationic (to increase cationic charge density), non-cationic (to modulate interaction with non-ionic segments of the cellulosic fibers) Lt; RTI ID = 0.0 > reactive < / RTI > As desired, the polyamine may be reacted with a deficiency of a symmetrical cross-linker and a deficiency of a single functional modifier that may comprise one secondary amine-reactive moiety before, during, or after the reaction step of the polyamine. In addition, the stoichiometric deficit and reaction of the monofunctional modifier can also be performed before, during, or after the reaction with the symmetric crosslinker using any combination of reactions or additions.
예를 들어, 한 측면에서, 단일작용성 변형제는 중성 또는 양이온성 아크릴레이트 화합물, 중성 또는 양이온성 아크릴아미드 화합물, 아크릴로니트릴 화합물, 모노-에폭사이드 화합물, 또는 이들의 임의의 조합으로부터 선택될 수 있거나 상기를 포함할 수 있다. 추가 측면에 따라, 단일작용성 변형제는 알킬 아크릴레이트, 아크릴아미드, 알킬 아크릴아미드, 디알킬 아크릴아미드, 아크릴로니트릴, 2-알킬 옥시란, 2-(알릴옥시알킬)옥시란, 하이드록시알킬 아크릴레이트, ω-(아크릴로일옥시)-알킬트리메틸암모늄 화합물, ω-(아크릴아미도)-알킬트리메틸암모늄 화합물, 및 이들의 임의의 조합으로부터 선택될 수 있거나 상기를 포함할 수 있다. 단일작용성 변형제의 예는 아래 예시된다.For example, in one aspect, the monofunctional modifier is selected from a neutral or cationic acrylate compound, a neutral or cationic acrylamide compound, an acrylonitrile compound, a mono-epoxide compound, or any combination thereof Or may include the above. According to a further aspect, the single functional modifier is selected from the group consisting of alkyl acrylates, acrylamides, alkyl acrylamides, dialkyl acrylamides, acrylonitrile, 2-alkyloxirane, 2- (allyloxyalkyl) oxirane, Acrylate, ω- (acryloyloxy) -alkyltrimethylammonium compound, ω- (acrylamido) -alkyltrimethylammonium compound, and any combination thereof. Examples of monofunctional modifiers are illustrated below.
예를 들어, 단일작용성 변형제는 적어도 하나의 하기일 수 있거나 하기를 포함할 수 있다: 메틸 아크릴레이트; 알킬 아크릴레이트; 아크릴아미드; N-메틸아크릴아미드; N,N-디메틸아크릴아미드; 아크릴로니트릴; 2-메틸옥시란; 2-에틸옥시란; 2-프로필옥시란; 2-(알릴옥시메틸)옥시란; 2-하이드록시에틸 아크릴레이트; 2-(2-하이드록시에톡시)에틸 아크릴레이트; 2-(아크릴로일옥시)-N,N,N-트리메틸에탄아미늄; 3-(아크릴로일옥시)-N,N,N-트리메틸프로판-1-아미늄; 2-아크릴아미도-N,N,N-트리메틸에탄아미늄; 3-아크릴아미도-N,N,N-트리메틸프로판-1-아미늄; 및 1-이소프로필-3-(메타크릴로일옥시)-1-메틸아제티디늄 클로라이드. 변형제의 구조에 의존하여, 2차 또는 1차 아민과 이들 화합물의 반응시, 아민에 대해 비-반응성인 부분이 양이온성 전하 밀도 증가에 일조하기 위해 양이온성 전하를 부여할 수 있다는 것, 예를 들어 셀룰로오스 섬유의 비-이온성 세그먼트와 상호작용을 조정하기 위해, 친수성 또는 소수성 특징을 변경할 수 있다는 것, 및/또는 수득한 중간 가교결합된 프리폴리머의 다른 특성에 영향을 줄 수 있다는 것이 보여진다.For example, the single functional modifier may be at least one of the following or may include: methyl acrylate; Alkyl acrylates; Acrylamide; N-methyl acrylamide; N, N-dimethylacrylamide; Acrylonitrile; 2-methyloxirane; 2-ethyloxirane; 2-propyloxirane; 2- (allyloxymethyl) oxirane; 2-hydroxyethyl acrylate; 2- (2-hydroxyethoxy) ethyl acrylate; 2- (acryloyloxy) -N, N, N-trimethylethanaminium; 3- (acryloyloxy) -N, N, N-trimethylpropane-1-aminium; 2-acrylamido-N, N, N-trimethylethanaminium; 3-acrylamido-N, N, N-trimethylpropane-1-aminium; And 1-isopropyl-3- (methacryloyloxy) -1-methyl azetidinium chloride. Depending on the nature of the modifier, the non-reactive moieties to the amines upon reaction of these compounds with secondary or primary amines can impart cationic charge to assist in increasing the cationic charge density, e.g., It is shown that hydrophilic or hydrophobic characteristics can be altered to coordinate interaction with the non-ionic segments of the cellulose fibers, and / or affect other properties of the resultant intermediate cross-linked prepolymer .
단일작용성 변형제는 2차 아민 기의 몰당 약 0.0001 몰, 약 0.0005 몰, 약 0.001 몰, 약 0.005 몰, 또는 약 0.01 몰의 소량 내지 약 0.05 몰, 약 0.07 몰, 약 0.1 몰, 약 0.15 몰, 또는 약 0.2 몰의 대량으로 폴리아민과 반응될 수 있다. 예를 들어, 단일작용성 변형제는 2차 아민 기의 몰당 약 0.0001 몰 내지 약 0.1 몰의 양으로 폴리아민의 2차 아민 기와 반응될 수 있다.The monofunctional modifier may comprise from about 0.0001 mole, about 0.0005 mole, about 0.001 mole, about 0.005 mole, or from about 0.01 mole to about 0.05 mole, from about 0.07 mole, to about 0.1 mole, from about 0.15 mole , Or about 0.2 moles of the polyamine. For example, a single functional modifier can be reacted with a secondary amine group of the polyamine in an amount of from about 0.0001 mole to about 0.1 mole per mole of secondary amine group.
할로히드린Halohydrin -- 작용화된Functionalized 폴리머Polymer 및 And 분자내Intramolecular 고리화 Cyclization
일반적으로, 에피클로로히드린과 중간 가교결합된 프리폴리머의 반응으로부터 가교제와 폴리아민의 반응을 별개의 단계로 분리시킴으로써, 제2 반응 단계는 요망된 종점을 달성하기 위해 종래의 방법보다 더 적은 에피클로로히드린이 필요하다. 또한, 상기 제2 반응 단계는 추가 가교 내내 최적화된 아제티디늄 기 형성을 선호하는 반응 조건하에 영향받을 수 있다. 에피클로로히드린의 비대칭성 작용기는 상기 작용화에서 현수 클로로히드린 모이어티를 형성하기 위해 2차 아민과 에폭시기의 상대적으로 손쉬운 반응, 그 다음 양이온성 아제티디늄 작용기를 생성하기 위해 현수 클로로히드린의 분자내 고리화를 허용하는데 유용하다. 상기 후자의 분자내 고리화는 할로히드린-작용화된 폴리머의 가열을 이용할 수 있다.In general, by separating the reaction of the cross-linking agent and the polyamine from the reaction of the epichlorohydrin with the intermediate cross-linked prepolymer into separate steps, the second reaction step is preferably carried out in the presence of less epichlorohydrin than the conventional method to achieve the desired end point I need a drink. In addition, the second reaction step may be effected under reaction conditions favoring optimized azetidinium group formation during further crosslinking. The asymmetric functional group of the epichlorohydrin is reacted with a relatively easy reaction of the secondary amine and the epoxy group to form the suspending chlorohydrin moiety in the above functionalization, followed by the addition of the suspending chlorohydrin To < / RTI > The latter intramolecular cyclization may utilize heating of the halohydrin-functionalized polymer.
한 측면에서, 제2 반응 단계는 임의의 에피할로히드린, 예컨대 에피클로로히드린, 에피브로모히드린, 및 에피아이오도히드린, 또는 이들의 임의의 조합을 이용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 에피클로로히드린이 사용될 수 있다. 본 개시내용에서, 예컨대 구조 또는 반응 반응식에서 에피클로로히드린을 열거한 경우, 임의의 에피할로히드린이 공정에서 사용될 수 있다는 것이 이해된다.In one aspect, the second reaction step can be carried out using any epihalohydrin, such as epichlorohydrin, epibromohydrin, and epi-iodohydrin, or any combination thereof. For example, epichlorohydrin may be used. In the present disclosure, it is understood that any epihalohydrin can be used in the process when, for example, the epichlorohydrin is listed in the structure or reaction scheme.
예로써, 아디프산 및 DETA로부터 유래된 상기 예시된 부분적으로 가교된 폴리아미도아민 프리폴리머 및 MBA를 이용한 가교를 이용하여, 에피클로로히드린 작용화 제품은 하기 구조, 일명 "할로히드린-작용화된 폴리머"로 예시될 수 있다.By way of example, using crosslinking with the exemplified partially crosslinked polyamidoamine prepolymer and MBA derived from adipic acid and DETA, the epichlorohydrin functionalized product has the following structure, the so-called "halohydrin- Quot; polymer "
이전처럼, 상기 실례는 대칭성 가교제에 더하여 임의의 단일작용성 변형제의 이용을 반영하지 않는다. 에피할로히드린 예컨대 에피클로로히드린의 반응은 할로히드린-작용화된 폴리머, 이 경우에, 클로로히드린-작용화된 폴리머 생성에서 고 백분율 또는 나머지 2차 아민 모이어티를 소비하는데 일반적으로 맞추어진다.As before, these examples do not reflect the use of any single functional modifier in addition to the symmetric cross-linking agent. The reaction of the epihalohydrin, such as epichlorohydrin, can be accomplished by dissolving a halohydrin-functionalized polymer, in this case, a high percentage or residual secondary amine moiety in the chlorohydrin-functionalized polymer production It is tailored.
할로히드린-작용화된 폴리머의 형성은 에피클로로히드린 몰비의 범위를 이용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 반응은 과잉의 에피클로로히드린을 이용하여 수행될 수 있다. 2차 아민 기와 에피클로로히드린의 화학양론적 반응은 2차 아민과 에피클로로히드린의 1:1 몰비가 필요하다. 한 측면에서, 2차 아민의 몰당 에피클로로히드린의 약 0.8 몰 내지 약 3 몰이 사용될 수 있다. 대안적으로, 2차 아민의 몰당 에피클로로히드린의 약 0.9 몰 내지 약 2.5 몰, 2차 아민의 몰당 에피클로로히드린의 약 1.0 몰 내지 약 2.0 몰, 약 1.1 몰 내지 약 1.7 몰, 약 1.2 몰 내지 약 1.5 몰, 약 1.25 몰 내지 약 1.45 몰이 사용될 수 있다. 예를 들어, 2차 아민의 몰당 에피클로로히드린의 몰의 몰은 약 0.8, 약 0.9, 약 1.0, 약 1.1, 약 1.2, 약 1.3, 약 1.4, 약 1.5, 또는 약 1.6일 수 있다.The formation of the halohydrin-functionalized polymer can be carried out using a range of epichlorohydrin molar ratios. For example, the reaction may be carried out using excess epichlorohydrin. The stoichiometric reaction of the secondary amine group with epichlorohydrin requires a 1: 1 molar ratio of secondary amine to epichlorohydrin. In one aspect, about 0.8 to about 3 moles of epichlorohydrin per mole of secondary amine can be used. Alternatively, about 0.9 to about 2.5 moles of epichlorohydrin per mole of secondary amine, about 1.0 to about 2.0 moles, about 1.1 to about 1.7 moles of epichlorohydrin per mole of secondary amine, about 1.2 Mole to about 1.5 mole, and about 1.25 mole to about 1.45 mole may be used. For example, the moles of moles of epichlorohydrin per mole of secondary amine may be about 0.8, about 0.9, about 1.0, about 1.1, about 1.2, about 1.3, about 1.4, about 1.5, or about 1.6.
대칭성 가교제 및 에피할로히드린의 양은 실질적으로 2차 아민 기를 가질 수 없는 강도 수지를 생산하는데 충분할 수 있다. 상기 결과는 본원에서 개시된 몰량 및 비의 이용에 의해 영향받을 수 있지만, 본 개시내용에 의해 제조된 수지 조성물은 인용된 것 밖의 몰량 및 비가 사용되는 경우조차 실질적으로 2차 아민 기를 포함할 수 없다. 실질적으로 2차 아민 기가 없음으로써, 가교, 작용화, 및 양이온화 반응에 앞서 개시 PAE 수지에서 최초 2차 아민의 10% 미만이 남아있다는 것을 의미하는 의도이다. 대안적으로, 개시 PAE 수지에서 최초 2차 아민의 5% 미만, 2% 미만, 1% 미만, 0.5% 미만, 0.2% 미만, 0.1% 미만, 0.01% 미만, 0.005% 미만, 또는 0.001% 미만이 남아있을 수 있다.The amount of symmetrical cross-linking agent and epihalohydrin may be sufficient to produce a strength resin that can not have a substantially secondary amine group. While the above results may be influenced by the use of the molar amounts and ratios disclosed herein, the resin compositions prepared by this disclosure can not substantially contain secondary amine groups even when molar amounts and ratios other than those quoted are used. By virtue of the absence of a secondary amine group, it is meant that less than 10% of the initial secondary amine remains in the initiating PAE resin prior to crosslinking, functionalization, and cationization reactions. Alternatively, less than 5%, less than 1%, less than 0.5%, less than 0.2%, less than 0.1%, less than 0.01%, less than 0.005%, or less than 0.001% of the initial secondary amine in the initial PAE resin Can remain.
할로히드린 (전형적으로 클로로히드린)-작용화된 폴리머는 아제티디늄 이온을 형성하기 위해 폴리머를 고리화 조건으로 처리함으로써 습윤-강도 수지로 전환될 수 있다. 작용화된 폴리머는 아제티디늄 이온을 형성하기 위해 가열될 수 있다. 가열이 가교 및 고리화 둘 모두를 유도하는 종래의 방법과 대조적으로, 상기 공정의 가교 부분은 고리화가 수행되는 경우 완료되고, 이로써 더 큰 공정 제어 및 수득한 수지의 요망된 특성을 더욱 밀접하게 맞춤화하는 능력을 제공한다. 종래의 방법과 또한 대조적으로, 본원에서 논의된 및 기재된 공정은 에피클로로히드린 부산물 1,3-디클로로-2-프로판올 (1,3-DCP 또는 "DCP")의 형성을 감소 및/또는 최소화할 수 있고 수지에서 남아있는 3-클로로프로판-1,2-디올 (3-CPD 또는 "CPD")는 감소 또는 최소화될 수 있다.The halohydrin (typically chlorohydrin) -functionalized polymer can be converted into a wet-strength resin by treating the polymer with cyclization conditions to form an azetidinium ion. The functionalized polymer can be heated to form azetidinium ions. In contrast to conventional methods wherein heating induces both crosslinking and cyclization, the crosslinking portion of the process is completed when the cyclization is carried out, thereby allowing for greater process control and more closely tailoring the desired properties of the resulting resin . In contrast to conventional methods, the processes discussed and described herein reduce and / or minimize the formation of the epichlorohydrin by-product 1,3-dichloro-2-propanol (1,3-DCP or "DCP" 3-chloropropane-1,2-diol (3-CPD or "CPD") remaining in the resin can be reduced or minimized.
25% 고형물 (DCP @ 25%)로 강도 수지에서 남아있는 에피클로로히드린 1,3-디클로로-2-프로판올 (1,3-DCP)의 농도는 약 15,000 ppm 미만, 약 14,000 ppm 미만, 약 13,000 ppm 미만, 약 12,000 ppm 미만, 약 11,500 ppm 미만, 약 11,000 ppm 미만, 약 10,500 ppm 미만, 약 10,000 ppm 미만, 약 8,000 ppm 미만, 약 6,000 ppm 미만, 또는 약 5,000 ppm 미만일 수 있다.The concentration of remaining epichlorohydrin 1,3-dichloro-2-propanol (1,3-DCP) in the strength resin with 25% solids (DCP @ 25%) is less than about 15,000 ppm, less than about 14,000 ppm, less than about 12,000 ppm, less than about 11,500 ppm, less than about 11,000 ppm, less than about 10,500 ppm, less than about 10,000 ppm, less than about 8,000 ppm, less than about 6,000 ppm, or less than about 5,000 ppm.
하기 수지 조성물 구조 Z는, 아제티디늄 작용기를 부여하기 위해 현수 클로로히드린을 분자내로 고리화하는데 충분한 조건에 적용되고 있는, 상기 보여진 클로로히드린-작용화된 폴리머 Y에 기반된 4차 질소를 형성하기 위한 고리화 ("양이온화") 단계의 결과를 예시한다.The following resin composition structure Z is prepared by reacting quaternary nitrogen based on the chlorohydrin-functionalized polymer Y shown above , which is applied to conditions sufficient to cyclize the suspending chlorohydrin into the molecule to impart an azetidinium functionality ("Cationization") step for the formation of the reaction product.
수지 조성물의 형성 공정에서, 수지 조성물은 아제티디늄 이온을 형성하기 위해 할로히드린 기를 전환하는데 충분한 고리화 조건에 할로히드린-작용화된 폴리머 적용함으로써 생성된다. 할로히드린 기의 적어도 일 부분은 아제티디늄 이온 또는 모이어티를 형성하기 위해 고리화될 수 있다. 하나의 예에서, 할로히드린 기의 적어도 90%는 아제티디늄 이온을 형성하기 위해 고리화될 수 있다. 대안적으로, 할로히드린 기의 적어도 95%, 적어도 97%, 적어도 98%, 적어도 98.5%, 적어도 99%, 적어도 99.5%, 적어도 99.7%, 적어도 99.8%, 또는 적어도 99.9%는 아제티디늄 이온을 형성하기 위해 고리화될 수 있다.In the step of forming the resin composition, the resin composition is produced by applying a halohydrin-functionalized polymer to a cyclization condition sufficient to convert halohydrin groups to form azetidinium ions. At least a portion of the halohydrin group may be cyclized to form an azetidinium ion or moiety. In one example, at least 90% of the halohydrin groups can be cyclized to form an azetidinium ion. Alternatively, at least 95%, at least 97%, at least 98%, at least 98.5%, at least 99%, at least 99.5%, at least 99.7%, at least 99.8%, or at least 99.9% of the halohydrin groups may contain azetidinium ions Lt; / RTI >
수지 가공의 추가의 단계는, 예를 들어, 상기 상세히 기재된 것을 넘어, 조성물의 고형물 함량을 조정하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 수지 조성물은 할로히드린-작용화된 폴리머를 아제티디늄 작용화된 폴리머로 전환시킴으로서 생성될 수 있다. 상기 단계 이후, pH 폴리머 조성물은 수지 조성물의 pH가 약 2 내지 약 4.5일 수 있도록 조정될 수 있다. 대안적으로, 수지의 pH는 약 2.2 내지 약 4.2, 약 2.5 내지 약 4, 또는 약 2.7 내지 약 3.7일 수 있다. 또 다른 예에서, 폴리머 조성물의 pH는, 약 25℃의 온도에서 측정된 경우, 약 2, 약 2.1, 약 2.2, 약 2.3, 약 2.4, 약 2.5, 약 2.6, 또는 약 2.7의 저점 내지 약 3, 약 3.2, 약 3.4, 약 3.6, 약 2.8, 약 4, 약 4.2, 또는 약 4.5의 고점의 pH로 조정될 수 있다. 상기 pH 조정 단계는 또한 강도 수지를 형성하기 위해 조성물의 고형물 함량을 약 10% 내지 약 50% 조정하는 단계가 뒤따를 수 있다. 대안적으로, 조성물의 고형물 함량은 강도 수지를 형성하기 위해 약 15% 내지 약 40% 또는 약 20% 내지 약 30% 조정될 수 있다. 또 다른 예에서, 강도 수지는 약 25%의 고형물 함량을 가질 수 있다.An additional step of resin processing can be used, for example, to adjust the solids content of the composition beyond what is described in detail above. For example, the resin composition can be produced by converting the halohydrin-functionalized polymer to an azetidinium functionalized polymer. After this step, the pH polymer composition can be adjusted such that the pH of the resin composition is from about 2 to about 4.5. Alternatively, the pH of the resin can be from about 2.2 to about 4.2, from about 2.5 to about 4, or from about 2.7 to about 3.7. In another example, the pH of the polymer composition is from about 2, about 2.1, about 2.2, about 2.3, about 2.4, about 2.5, about 2.6, or about 2.7 to about 3 , About 3.2, about 3.4, about 3.6, about 2.8, about 4, about 4.2, or about 4.5. The pH adjustment step may also be followed by adjusting the solids content of the composition from about 10% to about 50% to form a strength resin. Alternatively, the solids content of the composition can be adjusted from about 15% to about 40% or from about 20% to about 30% to form the strength resin. In another example, the strength resin may have a solids content of about 25%.
수득한 강도 수지는 종래의 수지의 것에 비해 향상되는 전하 밀도를 가질 수 있다. 예를 들어, 강도 수지는 고형물의 약 2 내지 약 4 mEq/g의 전하 밀도를 가질 수 있다. 대안적으로, 강도 수지는 고형물의 약 2.25 내지 약 3.5 mEq/g, 고형물의 약 2.3 내지 약 3.35 mEq/g, 고형물의 약 2.4 내지 약 3.2 mEq/g, 또는 고형물의 약 2.5 내지 약 3.0 mEq/g 전하 밀도를 가질 수 있다.The resulting strength resins may have improved charge densities as compared to conventional resins. For example, the strength resin may have a charge density of from about 2 to about 4 mEq / g of solids. Alternatively, the strength resin may comprise from about 2.25 to about 3.5 mEq / g of solids, from about 2.3 to about 3.35 mEq / g of solids, from about 2.4 to about 3.2 mEq / g of solids, or from about 2.5 to about 3.0 mEq / g charge density.
수득한 강도 수지는 또한, "Azet"로 약술하는, 강도 수지에서 아제티디늄 이온 대 아민 잔기의 비, 약 0.4 내지 약 2.3을 가질 수 있다. Azet 비는 또한 약 0.5 내지 약 1.9, 약 0.6 내지 약 1.6, 또는 약 0.7 내지 약 1.3일 수 있다. 또 다른 예에서, 수지에서 아제티디늄 이온 대 2차 아민 모이어티의 비는 약 0.4 내지 약 1일 수 있다. Azet 비는 골격에서 아제티디늄의 메틸렌 탄소 대 산 잔기의 메틸렌의 비교에 의한 정량적 13C NMR로 측정될 수 있다.The resulting strength resin may also have a ratio of azetidinium ion to amine residues in the strength resin, from about 0.4 to about 2.3, as outlined in "Azet". The Azet ratio may also be from about 0.5 to about 1.9, from about 0.6 to about 1.6, or from about 0.7 to about 1.3. In another example, the ratio of the azetidinium ion to the secondary amine moiety in the resin may be from about 0.4 to about 1. The Azet ratio can be measured by quantitative < 13 > C NMR by comparison of the methylene carbon of the azetidinium to the methylene of the acid residue in the skeleton.
또 다른 예에서 강도 수지는 약 0.02 × 106 내지 약 3.0 × 106의 Mw 분자량을 가질 수 있다. 대안적으로, 수지는 약 0.05 × 106 내지 약 2.5 × 106, 약 0.1 × 106 내지 약 2.0 × 106, 약 0.5 × 106 내지 약 1.5 × 106, 또는 약 1 × 106 내지 약 1.0 × 106의 Mw 분자량을 가질 수 있다. 또 다른 예에서, 수지는 약 0.05 × 106 내지 약 1.7 × 106의 Mw 분자량을 가질 수 있다. Mw 분자량은 또한 약 0.6 × 106 내지 약 1.6 × 106, 약 0.7 × 106 내지 약 1.5 × 106, 약 0.8 × 106 내지 약 1.3 × 106, 또는 약 0.9 × 106 내지 약 1.1 × 106일 수 있다.In another example, the strength resin may have a Mw molecular weight of about 0.02 x 10 6 to about 3.0 x 10 6 . Alternatively, the resin is from about 0.05 × 10 6 to about 2.5 × 10 6, approximately 0.1 × 10 6 to about 2.0 × 10 6, approximately 0.5 × 10 6 to about 1.5 × 10 6, or about 1 × 10 6 to about And may have a Mw molecular weight of 1.0 x 10 < 6 >. In another example, the resin may have a Mw molecular weight of from about 0.05 × 10 6 to about 1.7 × 10 6. Mw molecular weight is also from about 0.6 × 10 6 to about 1.6 × 10 6, approximately 0.7 × 10 6 to about 1.5 × 10 6, approximately 0.8 × 10 6 to about 1.3 × 10 6, or about 0.9 × 10 6 to about 1.1 × 10 6 can be.
강도 수지는, 약 1,600 내지 약 3,800의, 중합도 곱하기 Azet 비, 또는 (중합도)×(Azet)로서 한정된, 아제티디늄 당량을 가질 수 있다. 대안적으로, 아제티디늄 당량은 약 1,800 내지 약 3,500, 또는 약 2,000 내지 약 2,900일 수 있다.The strength resin may have an azetidinium equivalent of about 1,600 to about 3,800, defined as the degree of polymerization times Azet ratio, or (degree of polymerization) x (Azet). Alternatively, the azetidinium equivalent can be from about 1,800 to about 3,500, or from about 2,000 to about 2,900.
강도 수지는 또한 개시된 특성의 다양한 조합을 보유할 수 있다. 예를 들어, 강도 수지는 전하 밀도, Azet 비, Mw 분자량, 아제티디늄 당량, 1,3-DCP 함량, 아제티디늄 이온을 형성하기 위해 고리화되는 할로히드린 기, 기타 등등의 개시된 특성의 적어도 2개, 적어도 3개, 적어도 4개, 또는 적어도 5개를 나타낼 수 있거나 보유할 수 있다. 예를 들어, 강도 수지는 하기 특징적인 특징의 적어도 2개, 적어도 3개, 적어도 4개, 또는 모두 5개를 나타낼 수 있거나 보유할 수 있다: (a) 고형물의 약 2.25 내지 약 3.5 mEq/g의 전하 밀도; (b) 강도 수지에서 아제티디늄 이온 대 아미드의 비가 약 0.7 내지 약 0.9임; (c) 약 0.05 × 106 내지 약 1.5 × 106의 Mw 분자량; (d) 약 1,800 내지 약 3,500의 아제티디늄 당량; 및 (e) 고형물 함량이 약 25%인 경우 약 10,000 ppm 미만의 1,3-디클로로-2-프로판올 (1,3-DCP) 함량.Strength resins can also hold various combinations of the disclosed properties. For example, the strength resin may have a charge density, an Azet ratio, a Mw molecular weight, an azetidinium equivalent, a 1,3-DCP content, a halohydrin group that is cyclized to form an azetidinium ion, At least two, at least three, at least four, or at least five. For example, the strength resin may or may not have at least two, at least three, at least four, or all five of the following characteristic features: (a) from about 2.25 to about 3.5 mEq / g of solids Charge density; (b) the ratio of azetidinium ion to amide in the strength resin is from about 0.7 to about 0.9; (c) a molecular weight Mw of from about 0.05 x 10 6 to about 1.5 x 10 6 ; (d) an azetidinium equivalent of from about 1,800 to about 3,500; And (e) less than about 10,000 ppm 1,3-dichloro-2-propanol (1,3-DCP) content when the solids content is about 25%.
종래의 Conventional 습윤 강도Wet strength 수지 시스템과 비교 Compared with resin systems
종래의 습윤 강도 수지 제조에 대하여 기재된 바와 같이, 상기 종래의 방법에서 3개 주요 반응, 즉 현수 클로로히드린 형성 (개환), 아제티디늄 이온 기에 대한 고리화 (양이온화), 및 가교 (분자간 알킬화)의 상대 속도는, 실온에서 수행된 경우, 대략 140:4:1, 각각이다. 따라서, 현수 클로로히드린 기는 에피클로로히드린 대 2차 아민의 약 1:1 몰비를 이용하는 프리폴리머에서 에피클로로히드린 에폭사이드 및 2차 아민의 개환 반응으로부터 매우 빠르게 형성한다. 클로로히드린 기는 그 다음 양이온성 아제티디늄 기를 형성하기 위해 상대적으로 느리게 고리화한다. 더욱더 느리게, 가교는, 예를 들어, 하기에 의해 발생한다: 1) 예를 들어, 아제티디늄 모이어티와 반응하는 클로로히드린 현수 기의 3차 아민; 및/또는 2) 펜던트 클로로히드린 모이어티와 3차 아민의 분자간 알킬화. 따라서, 반응의 반응식내 가교 단계에서, 남아있는 2차 아민 기는 실질적으로 없다. 가교는, 수지 점도의 증가에서 명시되는, 분자량의 증가를 초래한다.As described for conventional wet strength resin production, it has been found that in the above conventional processes, three main reactions are carried out: the formation of hanging chlorohydrins (ring opening), cyclization (cationization) to azetidinium ion groups, and crosslinking ) Is approximately 140: 4: 1, respectively, when performed at room temperature. Thus, the suspending chlorohydrin group forms very rapidly from the ring opening reaction of the epichlorohydrin epoxide and the secondary amine in the prepolymer using about 1: 1 molar ratio of epichlorohydrin to the secondary amine. The chlorohydrin group then cyclizes relatively slowly to form the cationic azetidinium group. Even more slowly, cross-linking occurs, for example, by: 1) a tertiary amine of a chlorohydrin group which reacts with, for example, an azetidinium moiety; And / or 2) intermolecular alkylation of the pendant chlorohydrin moiety and the tertiary amine. Thus, in the crosslinking step in the reaction scheme of the reaction, there is substantially no residual secondary amine groups. Crosslinking results in an increase in the molecular weight, which is manifested in an increase in the resin viscosity.
최소 반응 사이클 시간을 위한 실제적인 유용성을 유지하기 위해, 제조 공정은 고온 및 고농도 조건하에 수행될 수 있고, 여기에서 분자내 고리화와 가교 사이 반응 속도는 경쟁적이게 된다. 따라서, 종래의 제조 공정에서 마주치는 하나의 문제는 요망된 점도 종점 (분자량)이 아제티디늄 이온 기 형성의 비용으로 달성되는 정도로 가교 반응 속도가 충분히 빠르게 되는 것이다. 반응이 아제티디늄 기의 더 높은 수준을 생성하기 위해 요망된 점도 종점을 넘어 계속하게 되면, 반응 혼합물은 겔화될 것 같고 고형물 덩어리를 형성할 것이다.To maintain practical utility for minimum reaction cycle time, the manufacturing process can be performed under high temperature and high concentration conditions, where the rate of reaction between intramolecular cyclization and crosslinking becomes competitive. Thus, one problem encountered in conventional manufacturing processes is that the desired viscosity is such that the cross-linking reaction rate is fast enough to the extent that the end point (molecular weight) is achieved at the cost of azetidinium ion group formation. If the reaction continues beyond the end point as the desired viscosity to produce a higher level of azetidinium groups, the reaction mixture is likely to gel and form a solid mass.
아제티디늄 기 고 함량 및 고 분자량 둘 모두가 PAE 수지의 최대 습윤 강도 효율에 유용하기 때문에, 아제티디늄 기 형성 및 가교는 바람직하게는 제품의 겔화 또는 저장 동안 겔화하는 제품을 제공 없이 최대화된다. 운송비를 최소화하기 위해 고도의 고형물에 대한 요구로 커플링된, 이들 조건은 더 높은 효율 습윤 강도 수지 제품의 형성의 측면을 제한하고 있다.Since both the azetidinium group content and the high molecular weight are useful for the maximum wet strength efficiency of the PAE resin, azetidinium group formation and crosslinking are preferably maximized without providing a product that gels during the gelation or storage of the product. These conditions, coupled with the requirement for a high degree of solids to minimize transport costs, limit aspects of the formation of higher efficiency wet strength resin products.
그에 반해서, 본원에서 논의된 및 기재된 강도 수지 및 공정은 더 높은 아제티디늄 이온 함량, 반응성 작용화의 추가의 정도, 증가된 분자량, 및 매우 양호한 저장 안정성을 제공함으로써 상기 문제를 적어도 부분적으로 다룬다. 강도 수지는 종이, 판지, 조직 및 타월 응용분야에 사용될 때 현행 기술을 넘어 개선된 습윤 인장 발달을 제공한다.In contrast, the strength resins and processes discussed and discussed herein address at least in part this problem by providing higher azetidinium ion content, an additional degree of reactive functionalization, increased molecular weight, and very good storage stability. Strength resins provide improved wet tensile development beyond the current state when used in paper, cardboard, tissue and towel applications.
표준 상업적으로 입수가능한 습윤 강도 수지와 습윤 강도 수지 특성의 비교는 실시예 및 표에서 제공된다. 본 개시내용에 따라 제조된 수지의 습윤 강도 수지 특성은, 수지의 AMRES® 시리즈 (Georgia-Pacific) 및 KYMENE® (Ashland) 수지를 포함하는, 표준 상업적으로 입수가능한 습윤 강도 수지 제품과 비교되었고 검사되었다. 습윤 강도를 부여하기 위한 수지의 성능 및 수지 자체의 특성 둘 모두가 하기 표에서 비교된다. 데이터는 수지 특성의 상당한 개선 (표 1)을 예시하고 예컨대 증가된 전하 밀도, 아제티디늄 이온 대 아미드 잔기의 더 높은 분율, 더 높은 분자량, 더 큰 아제티디늄 당량, 및 더 낮은 부산물 오염물질은 종래의 수지와 비교된 경우 개시된 수지에서 관측되었다.A comparison of wet strength resin properties with standard commercially available wet strength resins is provided in the Examples and Tables. The wet strength resin properties of the resins prepared in accordance with this disclosure were compared and checked with standard commercially available wet strength resin products, including the AMRES® series of resins (Georgia-Pacific) and KYMENE® (Ashland) resins . Both the performance of the resin to impart the wet strength and the properties of the resin itself are compared in the following table. The data illustrate a significant improvement in resin properties (Table 1), such as increased charge density, higher fraction of azetidinium ion to amide residues, higher molecular weight, greater azetidinium equivalent, and lower byproduct contaminants It has been observed in the disclosed resins when compared to conventional resins.
또 다른 측면에 따라, 종이의 습윤 강도 향상을 위한 강도 수지가 제공된다. 수지 또는 수지 조성물의 제조 방법은 부분적으로 가교된 폴리아민을 생산하기 위해 대칭성 가교제와 폴리아민의 반응을 포함할 수 있다. 에피할로히드린은 할로히드린-작용화된 폴리머를 생산하기 위해 부분적으로 가교된 폴리아민에 첨가될 수 있다. 할로히드린-작용화된 폴리머는 아제티디늄 모이어티를 갖는 수지를 형성하기 위해 고리화될 수 있다.According to another aspect, strength resins are provided for improving the wet strength of paper. The method of making a resin or a resin composition may involve the reaction of a polyamine with a symmetric cross-linker to produce a partially cross-linked polyamine. The epihalohydrin may be added to the partially cross-linked polyamine to produce the halohydrin-functionalized polymer. The halohydrin-functionalized polymer may be cyclized to form a resin having an azetidinium moiety.
폴리아민 (폴리아민 프리폴리머)가 폴리아미도아민 프리폴리머로부터 선택되는 경우, 본 개시내용의 추가 측면은 종이의 강도, 예를 들면, 습윤 강도 향상용 수지를 제공하고, 여기에서 상기 수지는 기능적으로 대칭성 가교제로부터 유래된 브릿징 모이어티로 가교결합되는 폴리아미도아민 폴리머를 포함하고 아제티디늄 이온을 갖는다. 수지 또는 수지 조성물의 제조 방법은 폴리아미도아민 프리폴리머에서 존재한 2차 아민 기의 부분, 예를 들면, 다수를 보유하는 부분적으로 가교된 폴리아미도아민 프리폴리머를 제공하기 위해 2차 아민-반응성 모이어티를 갖는 대칭성 가교제의 부족량과 2차 아민 기를 갖는 폴리아미도아민 (PAA) 프리폴리머의 반응을 포함할 수 있다. 요망하는 경우, 폴리아미도아민 프리폴리머는 대칭성 가교제와 반응 이전, 동안, 또는 이후 하나의 2차 아민-반응성 모이어티를 포함할 수 있는 단일작용성 변형제의 부족량과 반응될 수 있다. 부분적으로 가교된 폴리아미도아민 프리폴리머는 할로히드린-작용화된 폴리머를 제공하기 위해 에피할로히드린과 반응될 수 있다. 수지 조성물은 아제티디늄 이온을 형성하기 위해 적어도 일 부분의 할로히드린 기를 고리화하는데 충분한 조건에 할로히드린-작용화된 폴리머를 적용함으로써 형성될 수 있다.When the polyamine (polyamine prepolymer) is selected from polyamidoamine prepolymers, a further aspect of the present disclosure provides a resin for improving the strength of the paper, for example, the wet strength, wherein the resin is derived from a functionally symmetrical cross- Lt; RTI ID = 0.0 > bridging < / RTI > moiety and has an azetidinium ion. The resin or resin composition is prepared by reacting a secondary amine-reactive moiety to provide a partially crosslinked polyamidoamine prepolymer having a plurality of, for example, a plurality of secondary amine groups present in the polyamidoamine prepolymer (PAA) prepolymer having a secondary amine group and a deficiency of a symmetrical crosslinking agent having a secondary amine group. If desired, the polyamidoamine prepolymer may be reacted with a symmetric cross-linking agent and with a deficiency of a single functional modifier that may comprise one secondary amine-reactive moiety before, during, or after the reaction. The partially crosslinked polyamidoamine prepolymer may be reacted with an epihalohydrin to provide a halohydrin-functionalized polymer. The resin composition may be formed by applying a halohydrin-functionalized polymer under conditions sufficient to cyclize at least a portion of the halohydrin groups to form an azetidinium ion.
강도 수지로 강화된 임의의 종이는 또한 본 개시내용의 한 측면이고 본원에서 제공된다. 더욱이, 습윤 강도를 부여하기 위한 종이 처리 공정은 건조 수지 고형물로 종이를 제조하는데 사용된 섬유의 처리를 포함할 수 있고, 여기에서 수지는 본 개시내용에서 임의의 수지이다. 예를 들어, 공정은 양이온성 열경화성 수지 또는 수지 조성물의 섬유의 건조 중량을 기준으로 약 0.05 중량% 내지 약 2 중량% 건조 수지 고형물로 종이를 제조하는데 사용된 섬유의 처리를 포함할 수 있고, 여기에서 수지 또는 수지 조성물은 본 개시내용에 따라 제조된다. 습윤 강도를 부여하기 위한 종이 처리 공정은 양이온성 열경화성 수지 조성물의 섬유의 건조 중량을 기준으로 약 0.01 중량% 내지 약 2 중량% 건조 수지 고형물로 종이를 제조하는데 사용된 섬유의 처리를 포함할 수 있다. 대안적으로, 공정은 섬유의 건조 중량을 기준으로 약 0.05 중량% 내지 약 1.8 중량%, 약 0.075 중량% 내지 약 1.6 중량%, 또는 약 0.1 중량% 내지 약 1.5 중량% 건조 수지 고형물을 사용할 수 있다. 섬유는 펄프 섬유일 수 있다.Any paper reinforced with a strength resin is also an aspect of this disclosure and is provided herein. Moreover, the paper treatment process for imparting wet strength can include treatment of the fibers used to make paper with dry resin solids, wherein the resin is any resin in this disclosure. For example, the process may include treatment of the fibers used to make the paper from about 0.05% to about 2% by weight dry resin solids, based on the dry weight of the fibers of the cationic thermosetting resin or resin composition, The resin or resin composition is prepared according to the present disclosure. The paper treatment process for imparting wet strength can include treatment of the fibers used to make the paper with from about 0.01 wt% to about 2 wt% dry resin solids, based on the dry weight of the fibers of the cationic thermoset resin composition . Alternatively, the process may use from about 0.05 wt% to about 1.8 wt%, from about 0.075 wt% to about 1.6 wt%, or from about 0.1 wt% to about 1.5 wt% dry resin solids, based on the dry weight of the fibers . The fibers may be pulp fibers.
본원에서 개시된 각각의 수지 조성물 특성이 다른 특성과 독립적으로 상세히 설명되어도, 임의의 수지 조성물 특성이 개시된 수지에서 임의의 다른 수지 특성 또는 특성들로 발생할 수 있다는 것이 의도된다. 예를 들어, 및 비제한으로서, 본원에서 특성의 개시내용은 하기 특성의 적어도 1개, 적어도 2개, 적어도 3개, 적어도 4개, 또는 적어도 5개를 가질 수 있는 조성물을 포함한다: a) 고형물의 약 1.0 내지 약 4.0 mEq/g의 전하 밀도; b) 수지에서 아제티디늄 이온 대 아미드 잔기의 비가 약 0.5 내지 약 0.9임; c) 약 0.05 × 106 내지 약 3.0 × 106의 분자량; d) 약 1,800 내지 약 3,500의 아제티디늄 당량; 및 e) 고형물 함량이 약 25%인 경우 약 10,000 ppm 미만의 1,3-디클로로-2-프로판올 (1,3-DCP) 함량.Although each of the resin composition characteristics disclosed herein is described in detail independently of other properties, it is contemplated that any resin composition characteristics may arise with any other resin properties or characteristics in the disclosed resin. By way of example and not limitation, the disclosure of the specification herein includes compositions that can have at least one, at least two, at least three, at least four, or at least five of the following characteristics: a) A charge density of from about 1.0 to about 4.0 mEq / g of solids; b) the ratio of azetidinium ion to amide residue in the resin is from about 0.5 to about 0.9; c) from about 0.05 × 10 6 to about 3.0 × 10 6 molecular weight; d) an azetidinium equivalent of from about 1,800 to about 3,500; And e) 1,3-dichloro-2-propanol (1,3-DCP) content of less than about 10,000 ppm when the solids content is about 25%.
본원에서 사용된 용어를 더욱 명확히 정의하기 위해, 달리 나타내지 않는 한, 정의가, 예를 들어, 화학 원자가의 종래의 규칙에 고수하지 못함으로써 적용되는 것에 정의가 임의의 청구항을 무제한 또는 불가능하지 않도록 하는 한 본 개시내용에 적용가능한, 하기 정의가 제공된다. 용어가 본 개시내용에서 사용되지만 본원에서 구체적으로 한정되지 않는다면, 정의가 본원에서 적용된 임의의 다른 개시내용 또는 정의와 상충하지 않거나, 정의가 적용되는 것에 임의의 청구항을 무제한 또는 불가능하지 않도록 하는 한, Chemical Terminology, 2nd Ed (1997)의 IUPAC 개요로부터 정의가 적용될 수 있다. 본원에서 참고로 편입된 임의의 문서에 의해 제공된 임의의 정의 또는 용법이 본원에서 제공된 정의 또는 용법과 상충하는 정도로, 본원에서 제공된 정의 또는 용법은 제어한다.In order to more clearly define the terms used herein, unless defined to the contrary, definitions are applied, for example, by adhering to the conventional rules of chemical valence so that the definition does not limit or enable any claim The following definitions, applicable to one present disclosure, are provided. Where a term is used in this disclosure but is not specifically defined herein, it is to be understood that, unless the definition conflicts with any other disclosure or definition applied herein, or that the claim is intended to encompass any and all claims, Definitions can be applied from the IUPAC overview of Chemical Terminology, 2 nd Ed (1997). The definitions or usage provided herein control the extent to which any definition or use provided by any document incorporated herein by reference contradicts the definitions or usage provided herein.
조성물 및 방법이 다양한 성분 또는 단계를 "포함하는"에 관하여 기재되는 반면, 조성물 및 방법은 또한 다양한 성분 또는 단계"로 본질적으로 이루어질 수 있거나" 또는 상기"로 이루어질 수 있다". While compositions and methods are described with reference to "comprising " various components or steps, the compositions and methods may also consist essentially of, or consist of, the various components or steps.
달리 구체화되지 않는 한, 탄소 원자의 수가 지정되지 않은 임의의 탄소-함유 기는, 적절한 화학 실무에 따라, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 또는 30 탄소 원자, 또는 이들 값 사이의 임의의 범위 또는 조합을 가질 수 있다. 예를 들어, 달리 구체화되지 않는 한, 임의의 탄소-함유 기는 1 내지 30 탄소 원자, 1 내지 25 탄소 원자, 1 내지 20 탄소 원자, 1 내지 15 탄소 원자, 1 내지 10 탄소 원자, 또는 1 내지 5 탄소 원자, 기타 등등을 가질 수 있다. 더욱이, 다른 식별자 또는 정량화 용어들은 특정한 치환체, 특정한 위치화학 및/또는 입체화학의 존재 또는 부재, 또는 분지형 기저 구조 또는 골격의 부재의 존재를 지시하는데 이용될 수 있다.Unless otherwise specified, any carbon-containing group to which the number of carbon atoms is not assigned may be 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, or 30 carbon atoms, Lt; / RTI > For example, unless otherwise specified, any carbon-containing group may contain from 1 to 30 carbon atoms, from 1 to 25 carbon atoms, from 1 to 20 carbon atoms, from 1 to 15 carbon atoms, from 1 to 10 carbon atoms, Carbon atoms, and the like. Moreover, other identifiers or quantification terms may be used to indicate the presence or absence of a particular substituent, a particular positional chemistry and / or stereochemistry, or the presence of a branched base structure or an absence of a backbone.
기를 기재하는데 사용될 때, 예를 들어, 특정한 기의 치환된 유사체를 지칭할 때 용어 "치환된"은 그 기에서 수소를 형식적으로 대체하는 임의의 비-수소 모이어티를 기재하는 의도이고, 비제한적인 의도이다. 그러나, 출원인은 임의의 기를 단서화하는, 예를 들어, 출원인이 모를 수 있는 선행 개시내용을 설명하기 위해 임의의 청구항의 범위를 제한하는 권리를 갖는다. 기 또는 기는 또한, 비-수소 모이어티가 그 기 내에 수소를 대체하지 않는 최초 기를 지칭하는, 등가 용어들 예컨대 "비-치환된"에 의해 또는 "미치환"으로서 본원에서 지칭될 수 있다. "치환된"은 비제한적으로 의도되고 당해 분야의 숙련가에 의해 지정된 바와 같이 및 이해된 바와 같이 무기 치환체 또는 유기 치환체를 포함한다.When used to describe a group, for example, when referring to a substituted group of a particular group, the term "substituted" is intended to describe any non-hydrogen moiety that formally replaces hydrogen in that group, It is intentional. Applicants, however, have the right to limit the scope of any claim to cite any group, for example, to describe the prior disclosure that the applicant may not know. The group or group may also be referred to herein by equivalent terms such as "non-substituted ", or" unsubstituted ", which refers to the initial group in which the non-hydrogen moiety does not replace hydrogen within the group. "Substituted" includes, but is not limited to, inorganic substituents or organic substituents as specified and as recognized by those skilled in the art.
용어 "알킬 기"는 본원에서 사용된 바와 같이 알칸으로부터 (특정한 기에 대하여 필요에 따라) 하나 이상의 수소 원자의 제거에 의해 형성된 기를 지칭하는 일반적인 용어이다. 따라서, "알킬 기"는 알칸으로부터 수소 원자를 형식적으로 제거에 의해 형성된 일가 기의 IUPAC에 의해 지정된 정의를 포함하지만 또한, 예를 들어, 화학 원자가의 보통 규칙이 적용되는 한, 맥락이 요구하는 또는 허용하는 경우, 알칸으로부터 2개 수소 원자 (1개 탄소 원자로부터 2개 수소 원자 또는 2개의 상이한 탄소 원자로부터 1개 수소 원자)의 형식적으로 제거에 의해 형성되는 "알칸디일 기"를 포함한다. 알킬 기는 달리 구체화되지 않는 한 치환 또는 미치환 기일 수 있고/있거나, 비환형 또는 환형 기일 수 있고/있거나, 선형 또는 분지형일 수 있다.The term "alkyl group" is a generic term used to denote a group formed by the removal of one or more hydrogen atoms (as needed for a particular group) from an alkane, as used herein. Thus, the term "alkyl group" includes definitions specified by the IUPAC of the monovalent group formed by the formal removal of a hydrogen atom from an alkane, but also includes, for example, as long as the usual rules of chemical valence apply, Includes an "alkanediyl group" formed by the formal removal of two hydrogen atoms from an alkane (two hydrogen atoms from one carbon atom or one hydrogen atom from two different carbon atoms), if allowed. The alkyl group may be a substituted or unsubstituted group and may be a non-cyclic or cyclic group and / or may be linear or branched unless otherwise specified.
용어 "사이클로알킬 기"는 본원에서 사용된 바와 같이 사이클로알칸으로부터 (특정한 기에 대하여 필요에 따라) 하나 이상의 수소 원자 제거에 의해 형성된 기를 지칭하는 일반적인 용어이다. 따라서, "사이클로알킬 기"는 사이클로알칸으로부터 수소 원자의 형식적으로 제거에 의해 형성된 일가 기의 IUPAC에 의해 지정된 정의를 포함하지만 또한, 예를 들어, 화학 원자가의 보통 규칙이 적용되는 한, 맥락이 요구하는 또는 허용하는 경우, 알칸으로부터 2개 수소 원자 (1개 탄소 원자로부터 2개 수소 원자 또는 2개의 상이한 탄소 원자로부터 1개 수소 원자)의 형식적으로 제거에 의해 형성되는 "사이클로알칸디일 기"를 포함한다. 알킬 기는 달리 구체화되지 않는 한 치환 또는 미치환 기일 수 있고/있거나, 비환형 또는 환형 기일 수 있고/있거나, 선형 또는 분지형일 수 있다. 2개 수소가 "사이클로알킬" 기를 형성하기 위해 사이클로알칸으로부터 형식적으로 제거되는 경우, 2개 수소 원자는 동일한 고리 탄소로부터, 2개의 상이한 고리 탄소로부터, 또는 1개 고리 탄소 및 고리 탄소가 아닌 1개 탄소 원자로부터 형식적으로 제거될 수 있다. The term "cycloalkyl group" is a generic term referring to a group formed by the removal of one or more hydrogen atoms (as needed for a particular group) from a cycloalkane, as used herein. Thus, a "cycloalkyl group" includes the definition specified by the IUPAC of a monovalent group formed by the formal removal of a hydrogen atom from a cycloalkane, but also, for example, as long as the usual rules of chemical valence apply, Quot; cycloalkanediyl group "formed by the formal removal of two hydrogen atoms (two hydrogen atoms from one carbon atom or one hydrogen atom from two different carbon atoms) from an alkane, . The alkyl group may be a substituted or unsubstituted group and may be a non-cyclic or cyclic group and / or may be linear or branched unless otherwise specified. When two hydrogens are formally removed from a cycloalkane to form a "cycloalkyl" group, the two hydrogen atoms may be removed from the same ring carbon, from two different ring carbons, or one ring carbon and one non- Can be formally removed from the carbon atom.
"아릴 기"는 방향족 화합물, 구체적으로, 아렌으로부터 (특정한 기에 대하여 필요에 따라 그리고 적어도 이들 중 하나는 방향족 고리 탄소 원자) 하나 이상의 수소 원자의 제거에 의해 형성된 기를 지칭한다. 따라서, "아릴 기"는 아렌으로부터 수소 원자의 형식적으로 제거에 의해 형성된 일가 기를 포함하지만, 또한, 예를 들어, 아렌으로부터 2개 수소 원자 (적어도 이들 중 하나는 방향족 탄화수소 고리 탄소로부터) 형식적으로 제거에서 발생하는 "아렌디일 기"를 포함한다. 따라서, 방향족 화합물은 Hueckel (4n+2) 규칙을 따르는 주기적으로 접합된 탄화수소를 함유하는 및 (4n+2) 파이-전자 (여기서 n은 1 내지 약 5의 정수이다)를 함유하는 화합물이다. 따라서, 방향족 화합물 및 그러므로 "아릴 기"는 달리 구체화되지 않는 한 단환형 또는 다환형일 수 있다."Aryl group" refers to a group formed by removal of one or more hydrogen atoms from an aromatic compound, specifically, an arene (if necessary for a particular group and at least one of them is an aromatic ring carbon atom). Thus, the term "aryl group" includes monovalent groups formed by the formal removal of hydrogen atoms from arenes, but also includes, for example, formally removing two hydrogen atoms from the arene (at least one of them from an aromatic hydrocarbon ring carbon) And "allendiyl group" Thus, an aromatic compound is a compound containing cyclically bonded hydrocarbons conforming to the Hueckel (4n + 2) rule and containing (4n + 2) pi-electrons, wherein n is an integer from 1 to about 5. Thus, the aromatic compound and thus the "aryl group" may be monocyclic or polycyclic, unless otherwise specified.
"헤테로아릴 기"는 헤테로방향족 화합물로부터 (필요에 따라 특정한 기에 대하여 그리고 적어도 이들 중 하나는 방향족 고리 탄소 또는 헤테로원자) 하나 이상의 수소 원자 제거에 의해 형성된 기를 지칭한다. 따라서, 하나 이상의 수소 원자는 고리 탄소 원자로부터 및/또는 헤테로방향족 고리 또는 고리계 헤테로원자로부터 제거될 수 있다. 따라서, "헤테로아릴" 기 또는 모이어티는, 헤테로아렌 화합물의 적어도 하나가 헤테로아렌 고리 또는 고리계 탄소 원자일 수 있는, 헤테로아렌 화합물로부터 2개 수소 원자의 형식적으로 제거에 의해 발생하는 "헤테로아렌디일 기"를 포함한다. 따라서, "헤테로아렌디일 기"에서 적어도 하나의 수소는 헤테로아렌 고리 또는 고리계 탄소 원자로부터 제거되고, 다른 수소 원자는, 예를 들어, 헤테로아렌 고리 또는 고리계 탄소 원자, 또는 비-헤테로아렌 고리 또는 고리계 원자를 포함하는, 임의의 다른 탄소 원자로부터 제거될 수 있다."Heteroaryl group" refers to a group formed by removal of one or more hydrogen atoms from a heteroaromatic compound (optionally with a group and at least one of which is an aromatic ring carbon or heteroatom). Thus, one or more hydrogen atoms may be removed from the ring carbon atom and / or from a heteroaromatic ring or ring system heteroatom. Thus, a "heteroaryl" group or moiety is a heteroarylene group, or heteroarylene group, which may be a heteroarylene ring or a cyclic carbon atom, at least one of the heteroarylene compounds being a " Quot; Thus, in the "heteroarylene diyl group", at least one hydrogen is removed from the heteroarene ring or cyclic carbon atom and the other hydrogen atom is, for example, a heteroarylene ring or a ring carbon atom, or a non- Or from any other carbon atom, including ring-based atoms.
"아미드" 기 또는 모이어티는, 유기 아미드 화합물을 포함하는, 아미드 화합물로부터 (특정한 기에 대하여 필요에 따라) 하나 이상의 수소 원자 제거에 의해 형성된 기를 지칭한다. 따라서, 하나 이상의 수소 원자는 카복실 기 탄소로부터, 아미드 질소로부터, 카복실 기 탄소 또는 아미드 질소에 결합된 임의의 유기 모이어티로부터, 또는 카복실 기 탄소에 결합된 유기 모이어티 및 아미드 질소에 결합된 유기 모이어티로부터 제거될 수 있다. 종종, 예를 들어, 아미드 기가 폴리아민에서 아민을 연결하는 경우, "아미드" 기 또는 모이어티는 각각의 2개 유기 기, 카복실 기에 결합된 하나 및 아미드 질소에 다른 것으로부터 수소 원자의 형식적으로 제거로부터 발생한다. 상기 용어는, 아미드 또는 지방족 또는 방향족의 유기 기이든 아니든, 임의의 아미드 모이어티에 사용될 수 있다.An "amide" group or moiety refers to a group formed by removal of one or more hydrogen atoms (as needed for a particular group) from an amide compound, including an organic amide compound. Thus, one or more hydrogen atoms may be removed from the carboxyl group carbon, from the amide nitrogen, from any organic moiety bonded to the carboxyl group carbon or amide nitrogen, or from an organic moiety bonded to the carboxyl group carbon, Can be removed from the tee. Often, for example, when an amide group links an amine in a polyamine, the "amide" group or moiety may be attached to each of the two organic groups, one attached to the carboxyl group, and the amide nitrogen, Occurs. The term may be used in any amide moiety, whether an amide or an aliphatic or aromatic organic group.
임의의 이들 기의 다양한 치환된 유사체 또는 형식적 유도체의 용도는 또한 개시될 수 있고, 이 경우에 유사체 또는 형식적 유도체는, 달리 나타내지 않는 한, 비제한적으로 치환체 또는 특정한 위치화학의 수이다. 예를 들어, 용어 "하이드록시알킬"은 하이드록시-치환된 알칸의 알킬 부분으로부터 (특정한 기에 대하여 필요에 따라) 하나 이상의 수소 원자의 형식적으로 제거에 의해 형성된 기를 지칭한다. 하이드록시-치환된 알칸은 하나 이상의 하이드록시 치환체를 포함할 수 있다. 따라서, "하이드록시알킬" 기는, 예를 들어, 화학 원자가의 보통 규칙이 적용되는 한, 맥락이 요구하는 또는 허용하는 경우 "하이드록시알킬" 알칸으로부터 2개 수소 원자 (1개 탄소 원자로부터 2개 수소 원자 또는 2개의 상이한 탄소 원자로부터 1개 수소 원자)의 형식적으로 제거에 의해 형성되는 하이드록시-치환된 "알칸디일" 기를 포함한다. 알킬 기에 대하여 표시된 바와 같이, 알킬 기는 달리 구체화되지 않는 한 치환 또는 미치환 기일 수 있고/있거나, 비환형 또는 환형 기일 수 있고/있거나, 선형 또는 분지형일 수 있다.The use of various substituted analogs or formal derivatives of any of these groups may also be disclosed, in which case analogs or formal derivatives, unless otherwise indicated, are the number of substituents or specific positional chemistries. For example, the term "hydroxyalkyl" refers to a group formed by the formal removal of one or more hydrogen atoms (as needed for a particular group) from the alkyl portion of a hydroxy-substituted alkane. The hydroxy-substituted alkane may comprise one or more hydroxy substituents. Thus, "hydroxyalkyl" groups may be substituted by, for example, two hydrogen atoms from a "hydroxyalkyl" alkane, as long as the usual rules of chemical valence apply, Substituted "alkanediyl" group formed by the formal removal of a hydrogen atom or one hydrogen atom from two different carbon atoms. As indicated for an alkyl group, an alkyl group may be a substituted or unsubstituted group and / or may be a non-cyclic or cyclic group and / or may be linear or branched, unless otherwise specified.
에피클로로히드린과 아디프산 및 DETA를 이용하는 표준 PAE 습윤 강도 수지의 합성은 반응식 1에서 보여진다. 대칭성 가교제, 메틸렌 비스-아크릴아미드 (MBA)를 이용하는 본원에서 논의된 및 기재된 하나 이상의 구현예에 따른 수지는 반응식 2에서 보여진다.The synthesis of standard PAE wet strength resins using epichlorohydrin and adipic acid and DETA is shown in Scheme 1. A resin according to one or more embodiments discussed and described herein using a symmetrical cross-linker, methylene bis-acrylamide (MBA), is shown in Scheme 2.
프리폴리머, 아디프산, 글루타르산, 단계 #1, 중간 가교된 프리폴리머, MBA = 메틸렌-비스-아크릴아미드, 단계 #2, 에피클로로히드린, 1.35 몰/2차 아민, 분자내 고리화 아제티디늄 이온, 현수 클로로히드린1, intermediate cross-linked prepolymer, MBA = methylene-bis-acrylamide, step # 2, epichlorohydrin, 1.35 mol / second amine, intramolecular cyclic azetidine Dimium ions, suspended chlorohydrin
반응식 2Scheme 2
습윤 강도Wet strength 수지내In the house 아제티디늄Azetidinium 비 ( Rain AzetAzet 비)의 Rain) 1313 C NMR 결정C NMR determination
아제티디늄 비, 또는 "Azet" 비는 아제티디늄 이온을 함유하는 폴리머 세그먼트 대 폴리머 세그먼트의 총 수의 비이다. 단일 폴리머 세그먼트는, 아래 예시된, 하나의 이산 분자 (예를 들어, 아디프산) 및 하나의 트리아민 분자 (예를 들어, 디에틸렌트리아민 또는 DETA)로부터 유래된 축합 모이어티로 한정된다.Azetidinium ratio, or "Azet" ratio is the ratio of the total number of polymer segments containing azetidinium ions to the polymer segment. The single polymer segment is defined as condensed moieties derived from one discrete molecule (e. G. Adipic acid) and one triamine molecule (e. G., Diethylenetriamine or DETA) illustrated below.
아제티디늄 이온 비는, 22.5 초의 완화 시간, 15,000 Hz (240 ppm)의 스펙트럼 폭 및 320 내지 1024 스캔을 이용하여, 정량적 (역 게이팅된 헤테로핵 탈커플링된) 13C NMR 분광법에 의해 결정된다. 측정은 아제티디늄 이온에서 메틸렌 피크 및 폴리머의 아디프산 부분의 내부 탄소의 통합에 의해 실시되었다. 아디프산 부분은 폴리머 세그먼트의 총 수이도록 배정된다. 따라서 폴리머가 아디프산을 이용하여 제조되는 경우, 아제티디늄 비는 하기 식에 따라 결정된다:The azetidinium ion ratio is determined by quantitative (reverse gated heteronuclear decoupled) 13 C NMR spectroscopy, using a relaxation time of 22.5 seconds, a spectral width of 15,000 Hz (240 ppm), and 320 to 1024 scans . The measurement was carried out by incorporation of the methylene peak in the azetidinium ion and the internal carbon of the adipic acid portion of the polymer. The adipic acid moiety is assigned so as to be the total number of polymer segments. Thus, when the polymer is prepared using adipic acid, the azetidinium ratio is determined according to the formula:
아제티디늄 이온 비 (Azet 비) = A(azet) / A(adip), 여기에서,The azetidinium ion ratio (Azet ratio) = A (azet) / A (adip)
A(azet)는 아제티디늄 이온으로부터 메틸렌의 적분 면적이고; A(adip)는 아디프산 모이어티 (총 폴리머 세그먼트)로부터 메틸렌의 적분 면적이다. 상기 방법은 본원에서 개시된 임의의 수지에 적응될 수 있다. 따라서, 아디프산 기반 폴리머에 대하여 74 ppm에서 아제티디늄 이온 피크 및 25 ppm에서 골격 메틸렌 피크는 모두 적분되었고 25 ppm에서 메틸렌 피크는 1로 정규화되었다. 글루타르산 기반 폴리머에 대하여, 74 ppm에서 아제티디늄 이온 피크 및 22 ppm에서 골격 메틸렌 피크는 모두 적분되었고 22 ppm에서 메틸렌 피크는 1로 정규화되었다.A (azet) is the integral area of methylene from the azetidinium ion; A (adip) is the integral area of methylene from the adipic acid moiety (total polymer segment). The method may be adapted to any of the resins disclosed herein. Thus, for the adipic acid-based polymer, the azetidinium ion peak at 74 ppm and the skeletal methylene peak at 25 ppm were all integrated and the methylene peak at 25 ppm was normalized to 1. [ For the glutaric acid-based polymer, the azetidinium ion peak at 74 ppm and the skeletal methylene peak at 22 ppm were all integrated and the methylene peak at 22 ppm was normalized to 1.
습윤 강도Wet strength 수지의 전하 밀도 The charge density of the resin
약 10% 내지 약 50%의 전형적인 비-휘발성 함량을 가진 양이온성 폴리아미도아민-에피클로로히드린 (PAE) 습윤 강도 수지의 전하 밀도는 아래와 같이 Muetek (Muetek) PCD-03 입자 전하 검출기 및 적정기를 이용하여 측정되었다. 전하 밀도는 폴리비닐 설페이트 (PVSK)의 다중음이온성 용액으로 적정에 의해 다중양이온성 수지의 묽은 용액의 스트리밍 전류 전위 측정에 의해 결정되었다. PAE 수지의 비-휘발성 함량은 사전결정되었고, 밀리당량 (+) / 그램의 고형물 (meq+/g)로 전하 밀도는 보고된다.The charge density of the cationic polyamidoamine-epichlorohydrin (PAE) wet strength resin having a typical non-volatile content of about 10% to about 50% was determined using a Muetek PCD-03 particle charge detector and a titrator . The charge density was determined by measuring the streaming current potential of a dilute solution of multiple cationic resins by titration with a polyanionic solution of polyvinylsulfate (PVSK). The non-volatile content of the PAE resin was predetermined and the charge density was reported in milliequivalents (+) / gram of solids (meq + / g).
반데르발스력의 작용하에, 다중양이온성 수지는 시험 셀의 표면 및 그의 진동 변위 피스톤에서 우선적으로 흡착되고, 반대 이온의 확산 구름이 시험 셀에서 액체 흐름에 의해 양이온성 콜로이드로 직접 전단됨에 따라, 소위 스트리밍 전류는 유도된다. 시험 셀 벽에서 전극은 상기 스트리밍 전류를 측정한다. PAE 수지는 PAE 수지가 제로 전하의 지점에 도달할 때가지 PVSK로 적정되고, 최초 수지 전하는 적정제 소비로부터 계산된다. 스트리밍 전류는 아래와 같이 양이온성 전하의 밀리당량 / 그램 고형물 수지 (meq+/그램)를 계산하는데 사용된다:Under the action of Van der Waals forces, the multimodal resin is preferentially adsorbed on the surface of the test cell and its vibrating displacement piston, and as the diffusion cloud of the counterion is sheared directly into the cationic colloid by the liquid flow in the test cell, The so-called streaming current is induced. The electrodes in the test cell wall measure the streaming current. The PAE resin is titrated with PVSK until the PAE resin reaches the point of zero charge, and the initial resin charge is calculated from the titrant consumption. The streaming current is used to calculate the milliequivalents of cationic charge / gram solids resin (meq + / gram) as follows:
전하 밀도 = (PVSK(mL) * PVSK(N)) / (그램 활성 수지) = meq+ / 그램Charge density = (PVSK (mL) * PVSK (N)) / (gram active resin) = meq + / gram
시트의 제조Manufacture of sheet
핸드시트 작업에서 사용된 펄프 스톡은, 표 2, 3, 및 4에서 표시된 바와 같이, 각각의 연구에 대하여 독특하였다. 수지는 각각의 표에서 표시된 희석된 스톡 일관성을 위해 표에서 표시된 펄프 고형물의 lb/톤으로 첨가되었고 (두꺼운 스톡 %), 2-분 혼합 시간을 허용하였다. 처리된 스톡은 pH 사전-조정된 물 (pH 7.0)을 함유하는 Noble & Wood 핸드시트 기계의 헤드박스에 즉시 부어졌다. 표적 시트 기준 중량은 30 lb/3000 ft2이었다. 각각의 습윤 시트는 전체 부하 습윤 프레스를 통해 2회 통과가 제공되었고, 그 다음 1 분 동안 압지 없이 105℃ 드럼 건조기에 배치되었다. 핸드시트의 전체 세트는 강제 통풍 오븐내 105℃에서 10 분 동안 추가로 경화되었다. 핸드시트 샘플은 시험에 앞서 24 시간 동안 일정한 습도 (50%)에서 및 일정한 온도 (73 ℉)에서 계속되었다.The pulp stock used in the hand sheet work was unique for each study, as indicated in Tables 2, 3 and 4. The resin was added to the lb / tonne of pulp solids indicated in the table (thick stock%) and allowed a 2-minute mixing time for the diluted stock consistency indicated in each table. The treated stock was immediately poured into the headbox of a Noble & Wood hand sheet machine containing pH pre-conditioned water (pH 7.0). The target sheet basis weight was 30 lb / 3000 ft 2 . Each wet sheet was provided with two passes through a full load wet press and then placed in a 105 DEG C drum dryer without blotting for one minute. The entire set of handsheets was further cured at 105 [deg.] C in a forced draft oven for 10 minutes. The hand sheet samples continued at constant humidity (50%) and at a constant temperature (73 ℉) for 24 hours prior to testing.
인장 측정Tensile measurement
건조 인장 및 습윤 인장 (23.0±0.2℃에서 증류수에 액침된 시험 시료)는 개선된 종이 건조 및 습윤 인장 강도 성능을 측정하기 위해 시험되었다. 건조 및 습윤 인장은 kM/m으로 습윤 및 건조 열단 길이 (습윤 BL 및 건조 BL)에 대하여 보고된다. 건조 인장 측정 방법은 TAPPI 시험 방법 T494 om-01 (발효일 2001년 9월 5일)을 지칭한다. 습윤 인장 측정 방법은 TAPPI 시험 방법 T456 om-03 (발효일 2003년 5월 13일)을 지칭한다.Dry tensile and wet tensile (test specimens immersed in distilled water at 23.0 ± 0.2 ° C) were tested to determine improved paper dry and wet tensile strength performance. Dry and wet tensile are reported for wet and dry hot end lengths (wet BL and dry BL) in kM / m. The dry tensile test method refers to the TAPPI Test Method T494 om-01 (effective September 5, 2001). The wet tensile measurement method refers to the TAPPI test method T456 om-03 (effective date May 13, 2003).
%% 습윤/건조 인장 ( Wet / dry tensile ( %% W/D 인장) W / D tensile)
% 습윤/건조 인장은 습윤 대 건조 인장의 백분율로서 측정된다, 즉, % W/D BL (열단 길이)는 (습윤 인장 열단 길이)/(건조 인장 열단 길이)×100이다.The% wet / dry tensile is measured as a percentage of the wet to dry tensile, i.e.,% W / D BL (hot end length) is (wet tensile hot end length) / (dry tensile hot end length)
습윤 및 건조 Wet and dry 인열Tear
건조 인열 측정 방법은 TAPPI 시험 방법 T 414-om-04 (사안의 발효일 2004년 5월 3일)을 지칭한다. 습윤 인열 측정은 TAPPI 시험 방법 T 414-om-04 (사안의 발효일 2004년 5월 3일)에 의해 결정되었다.The dry tear test method refers to the TAPPI Test Method T 414-om-04 (effective date 3 May 2004). The wet tear measurement was determined by the TAPPI Test Method T 414-om-04 (effective May 3, 2004).
실시예Example
하기 실시예는 본 개시내용 및 본 청구항의 다양한 구현예를 예시하기 위해 제공된다. 달리 구체화되지 않는 한, 시약은 상업적 공급원으로부터 수득되었다. 하기 분석 방법은 수지를 특성규명하는데 사용되었다.The following examples are provided to illustrate various aspects of the present disclosure and the claims. Unless otherwise specified, the reagents were obtained from commercial sources. The following analytical method was used to characterize the resin.
실시예Example 1. One. 폴리아미도아민Polyamidomine 프리폴리머Prepolymer I의 제조 Manufacture of I
5-목 최상부를 가진 유리 반응기는 스테인레스강 교반 샤프트, 환류 콘덴서, 온도 프로브, 및 핫 오일 배쓰가 구비되었다. 반응기에 500.5 그램의 DETA (디에틸렌트리아민)이 첨가되었다. 교반기는 작동되었고 730 그램의 아디프산은 교반하면서 45 분에 걸쳐 반응기에 느리게 첨가되었다. 반응 온도는 아디프산 첨가 동안 25℃에서 145℃로 증가하였다. 아디프산 첨가가 완료된 이후, 반응기는 160℃로 가열된 핫 오일 배쓰에 액침되었다. 150℃에서 반응 혼합물은 환류하기 시작했다. 환류 콘덴서는 증류를 위하여 재구성되었고, 증류물은 별개의 용기에 수집되었다. 반응 혼합물은 30 분 간격에서 샘플링되었다. 각각의 샘플은 물을 이용해 45% 고형물로 희석되었고, 점도는 브룩필드 점도계로 측정되었다. 샘플이 290 cP에 도달했을 때 증류 콘덴서는 환류를 위해 재구성되었다. 물은 환류 콘덴서를 통해 반응 혼합물에 느리게 첨가되어 반응을 희석하고 냉각시켰다. 물은 첨가되어 45%의 최종 고형물을 수득하였다. 점도는 290 cP이었다.The glass reactor with 5-neck top was equipped with a stainless steel stirrer shaft, reflux condenser, temperature probe, and hot oil bath. 500.5 grams of DETA (diethylenetriamine) was added to the reactor. The stirrer was activated and 730 grams of adipic acid was slowly added to the reactor over 45 minutes with stirring. The reaction temperature increased from 25 ° C to 145 ° C during adipic acid addition. After adipic acid addition was complete, the reactor was immersed in a hot oil bath heated to 160 < 0 > C. At 150 < 0 > C the reaction mixture began to reflux. The reflux condenser was reconstituted for distillation and the distillate was collected in a separate vessel. The reaction mixture was sampled at 30 minute intervals. Each sample was diluted with water to 45% solids, and the viscosity was measured with a Brookfield viscometer. When the sample reached 290 cP, the distillation condenser was reconstituted for reflux. Water was slowly added to the reaction mixture through a reflux condenser to dilute the reaction and cool. Water was added to give a final solids of 45%. The viscosity was 290 cP.
실시예Example 2. 2. 폴리아미도아민Polyamidomine 프리폴리머Prepolymer II의 제조 Manufacturing of II
5-목 최상부를 가진 유리 반응기는 스테인레스강 교반 샤프트, 환류 콘덴서, 온도 프로브, 및 핫 오일 배쓰가 구비되었다. 반응기에 1574.5 그램 DBE-5 (글루타르산 디메틸 에스테르, 또는 이염기성 에스테르)가 첨가되었다. 교반기는 작동되었고 1038.9 그램의 DETA는 교반하면서 반응기에 첨가되었다. 반응기는 100℃로 가열된 핫 오일 배쓰에 액침되었다. 90℃에서 반응 혼합물은 환류하기 시작했다. 환류 콘덴서는 증류를 위하여 재구성되었고 증류물은 별개의 용기에 수집되었다. 반응 혼합물은 30 분 간격에서 샘플링되었다. 각각의 샘플은 물을 이용해 45% 고형물로 희석되었고, 점도는 브룩필드 점도계로 측정되었다. 샘플이 220 cP에 도달했을 때 증류 콘덴서는 환류를 위해 재구성되었다. 물은 환류 콘덴서를 통해 반응 혼합물에 느리게 첨가되어 반응을 희석하고 냉각시켰다. 물은 첨가되어 45%의 최종 고형물을 수득하였다. 점도는 220 cP이었다.The glass reactor with 5-neck top was equipped with a stainless steel stirrer shaft, reflux condenser, temperature probe, and hot oil bath. To the reactor was added 1574.5 gram DBE-5 (glutaric acid dimethyl ester, or dibasic ester). The stirrer was activated and 1038.9 grams of DETA was added to the reactor with stirring. The reactor was immersed in a hot oil bath heated to 100 < 0 > C. At 90 [deg.] C, the reaction mixture began to reflux. The reflux condenser was reconstituted for distillation and the distillate was collected in a separate vessel. The reaction mixture was sampled at 30 minute intervals. Each sample was diluted with water to 45% solids, and the viscosity was measured with a Brookfield viscometer. When the sample reached 220 cP, the distillation condenser was reconstituted for reflux. Water was slowly added to the reaction mixture through a reflux condenser to dilute the reaction and cool. Water was added to give a final solids of 45%. The viscosity was 220 cP.
실시예Example 3. 3. 습윤 강도Wet strength 수지의 제조 Manufacture of resin
단계 1. 5-목 최상부를 가진 유리 반응기는 유리 교반 샤프트 및 테플론 패들, 동일 압력 투입 깔때기, 온도 및 pH 프로브, 스테인레스강 냉각 코일, 샘플 밸브, 및 가열 맨틀이 구비되었다. 반응기에 실시예 2로부터 445.64 그램의 폴리아미도아민 프리폴리머 II가 첨가되었다. 물, 5.25 그램은 첨가되었고 교반기가 개시되었다. 반응 혼합물은 35℃로 가열되었고 2.028 그램의 N,N-메틸렌-비스-아크릴아미드 (Pfaltz & Bauer, Inc.)가 첨가되었다. 반응 혼합물은 60℃로 가열되었고 그 온도에서 4 시간 동안 유지되었다. 반응 혼합물의 점도는 384 cP (브룩필드-SSA)로 진전하였다. 중간 (부분적으로 가교된) 프리폴리머 혼합물은 하기 단계 2에 계 내에서 이용되었다. Step 1 . The glass reactor with 5-neck top was equipped with glass stirrer shafts and Teflon paddles, the same pressure feed funnel, temperature and pH probes, stainless steel cooling coil, sample valve, and heating mantle. From the Example 2, 445.64 grams of polyamidoamine prepolymer II was added to the reactor. Water, 5.25 grams was added and the stirrer started. The reaction mixture was heated to 35 DEG C and 2.028 grams of N, N -methylene-bis-acrylamide (Pfaltz & Bauer, Inc.) was added. The reaction mixture was heated to 60 < 0 > C and held at that temperature for 4 hours. The viscosity of the reaction mixture evolved to 384 cP (Brookfield-SSA). The intermediate (partially crosslinked) prepolymer mixture was used in the system in the following step 2 .
단계 2. 단계 1로부터 중간 프리폴리머 혼합물의 반응 온도는 25℃로 조정되었고, 88.46 그램의 물이 첨가되었다. 반응 온도는 그 다음 21℃로 조정되었고 121.21 그램의 에피클로로히드린은 75 분에 걸쳐 첨가되었다. 상기 반응 혼합물은 45 분에 걸쳐 25℃로 가온하게 되었고 446.27 그램의 물이 첨가되었다. 상기 반응 혼합물은 45℃로 가열되었고, 2 시간 후 55℃로 가열되었다. 약 4 시간 후, 포름산 및 황산의 혼합물은 첨가되어 pH를 2.87로 조정하였다. (일반적으로, pH는 임의의 유기 산, 무기산, 또는 이들의 조합, 예를 들어, 아세트산, 포름산, 염산, 인산, 황산, 또는 이들의 임의의 조합을 이용하여 조정될 수 있다.) 반응 혼합물은 그 다음 25℃로 냉각되었고, 물은 첨가되어 고형물을 25.0%로 조정하였다. 수득한 습윤 강도 수지의 점도는 187 cP이었다. Step 2 . From step 1 the reaction temperature of the intermediate prepolymer mixture was adjusted to 25 DEG C and 88.46 grams of water was added. The reaction temperature was then adjusted to 21 DEG C and 121.21 grams of epichlorohydrin was added over 75 minutes. The reaction mixture was allowed to warm to 25 [deg.] C over 45 minutes and 446.27 grams of water was added. The reaction mixture was heated to 45 캜 and heated to 55 캜 after 2 hours. After about 4 hours, a mixture of formic acid and sulfuric acid was added to adjust the pH to 2.87. (In general, the pH can be adjusted using any organic acid, inorganic acid, or a combination thereof, such as acetic acid, formic acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, sulfuric acid, or any combination thereof. It was then cooled to 25 DEG C and water was added to adjust the solids to 25.0%. The viscosity of the obtained wet strength resin was 187 cP.
실시예Example 4. 4. 습윤 강도Wet strength 수지의 제조 Manufacture of resin
단계 1. 5-목 최상부를 가진 유리 반응기는 유리 교반 샤프트 및 테플론 패들, 동일 압력 투입 깔때기, 온도 및 pH 프로브, 스테인레스강 냉각 코일, 샘플 밸브, 및 가열 맨틀이 구비되었다. 반응기에 실시예 1로부터 1000.00 그램의 폴리아미도아민 프리폴리머 I이 첨가되었다. 교반기는 개시되었고 프리폴리머는 40℃로 가열되었다. N,N-메틸렌-비스-아크릴아미드, 15.16 그램 (Pfaltz & Bauer, Inc)은 느리게 첨가되었고 그 동안 반응 혼합물은 60℃로 가열되었다. 반응 혼합물은 그 다음 60℃에서 약 2 시간 동안 유지되었고, 점도는 4,630 cP (브룩필드-SSA)로 진전하였고, 이 시점에서 점도 진전은 중단되었다. 반응은 25℃로 냉각되었다. 중간 (부분적으로 가교된) 프리폴리머는 단리 및 저장되었다. Step 1 . The glass reactor with 5-neck top was equipped with glass stirrer shafts and Teflon paddles, the same pressure feed funnel, temperature and pH probes, stainless steel cooling coil, sample valve, and heating mantle. From the Example 1, 1000.00 grams of polyamidoamine prepolymer I was added to the reactor. The stirrer was started and the prepolymer was heated to 40 < 0 > C. N, N -methylene-bis-acrylamide, 15.16 grams (Pfaltz & Bauer, Inc) was added slowly while the reaction mixture was heated to 60 占 폚. The reaction mixture was then held at 60 DEG C for about 2 hours and the viscosity evolved to 4,630 cP (Brookfield-SSA), at which point the viscosity evolution was stopped. The reaction was cooled to 25 < 0 > C. The intermediate (partially crosslinked) prepolymer was isolated and stored.
단계 2. 단계 1에 기재된 바와 같이 구성된 반응기에 상기 단계 1로부터 366.04 그램의 중간 (부분적으로 가교된) 프리폴리머가 첨가되었다. 반응 온도는 25℃로 조정되었고 120.13 그램의 물이 첨가되었다. 반응 혼합물의 점도는 837 cP이었다. 중간 부분적으로 가교된 프리폴리머에 77.89 그램의 에피클로로히드린이 25℃에서 90 분에 걸쳐 첨가되었다. 428.19 그램의 물은 반응 혼합물에 첨가되었다. 반응은 25℃에서 18 시간 동안 유지되었고 그 동안 13C NMR 분석을 위하여 주기적으로 샘플링하였다. 이 시간 동안 반응의 점도는 18 cP에서 319 cP (브룩필드-SSA)로 증가하였다. 상기 반응은 농축된 황산으로 처리되어 pH를 2.94로 조정하였다. 반응 혼합물은 25.0% 고형물로 조정되었고, 점도는 335 cP이었다. Step 2 . (Cross-linked in part) from part 1 in the reactor it is configured as described in step 1 medium in prepolymer 366.04 grams were added. The reaction temperature was adjusted to 25 DEG C and 120.13 grams of water was added. The viscosity of the reaction mixture was 837 cP. 77.89 grams of epichlorohydrin was added to the partially partially crosslinked prepolymer at 25 占 폚 over 90 minutes. 428.19 grams of water was added to the reaction mixture. The reaction was maintained at 25 < 0 > C for 18 hours during which time it was periodically sampled for < 13 > C NMR analysis. During this time, the viscosity of the reaction increased from 18 cP to 319 cP (Brookfield-SSA). The reaction was treated with concentrated sulfuric acid to adjust the pH to 2.94. The reaction mixture was adjusted to 25.0% solids and had a viscosity of 335 cP.
실시예Example 5. 5. 습윤 강도Wet strength 수지의 제조 Manufacture of resin
단계 1. 5-목 최상부를 가진 유리 반응기는 유리 교반 샤프트 및 테플론 패들, 동일 압력 투입 깔때기, 온도 및 pH 프로브, 스테인레스강 냉각 코일, 샘플 밸브, 및 가열 맨틀이 구비되었다. 반응기에 실시예 2로부터 449.10 그램의 폴리아미도아민 프리폴리머 II가 첨가되었다. 교반기는 개시되었고, 반응 혼합물은 30℃로 가열되었고, 6.92 그램의 폴리(프로필렌 글리콜) 디글리시딜 에테르 (Polystar)는 1 시간에 걸쳐 첨가되었다. 반응 혼합물은 30℃에서 1 시간 동안 유지되었고 그 다음 60℃로 가열되었고, 이 시점에서 점도는 416 cP이었다. 반응 혼합물은 60℃에서 약 4 시간 동안 가열되었고, 점도는 542 cP (브룩필드-SSA)로 진전되었다. 중간 가교결합된 프리폴리머는 뒤따르는 단계 2에서 계 내에서 이용되었다. Step 1 . The glass reactor with 5-neck top was equipped with glass stirrer shafts and Teflon paddles, the same pressure feed funnel, temperature and pH probes, stainless steel cooling coil, sample valve, and heating mantle. From the Example 2, 449.10 grams of polyamidoamine prepolymer II was added to the reactor. The stirrer was started and the reaction mixture was heated to 30 DEG C and 6.92 grams of poly (propylene glycol) diglycidyl ether (Polystar) was added over 1 hour. The reaction mixture was held at 30 DEG C for 1 hour and then heated to 60 DEG C at which point the viscosity was 416 cP. The reaction mixture was heated at 60 DEG C for about 4 hours and the viscosity evolved to 542 cP (Brookfield-SSA). The intermediate cross-linked prepolymer was used in the system in Step 2 below .
단계 2. 단계 1로부터 중간 프리폴리머 혼합물의 반응 온도는 25℃로 조정되었고, 80.10 그램의 물이 첨가되었다. 반응기에 118.79 그램의 에피클로로히드린이 75 분에 걸쳐 첨가되었다. 반응은 45 분에 걸쳐 30℃로 가온하게 되었고, 431.35 그램의 물이 첨가되었다. 반응은 45 분에 걸쳐 45℃로 가온되었고 2 시간 후 50℃로 가열되었다. 약 3.5 시간 후 반응의 점도는 약 320 cP (Gardner-Holdt 거품 튜브)이었고, 그 다음 포름산 및 황산의 혼합물은 첨가되어 pH를 3.00으로 조정하였다. 반응 혼합물은 25℃로 냉각되었고 물은 첨가되어 고형물을 25.0%로 조정하였다. 수득한 습윤 강도 수지의 점도는 219 cP이었다. Step 2 . From step 1 the reaction temperature of the intermediate prepolymer mixture was adjusted to 25 DEG C and 80.10 grams of water was added. 118.79 grams of epichlorohydrin was added to the reactor over a period of 75 minutes. The reaction was allowed to warm to 30 < 0 > C over 45 minutes and 431.35 grams of water was added. The reaction was warmed to 45 < 0 > C over 45 minutes and then heated to 50 < 0 > C for 2 hours. After about 3.5 hours, the viscosity of the reaction was about 320 cP (Gardner-Holdt foam tube), then a mixture of formic acid and sulfuric acid was added to adjust the pH to 3.00. The reaction mixture was cooled to 25 ° C and water was added to adjust the solids to 25.0%. The viscosity of the obtained wet strength resin was 219 cP.
실시예Example 6. 6. 핸드시트의Hand sheet 제조 Produce
표준 상업적으로 입수가능한 습윤 강도 수지와 습윤 강도 수지 성능의 비교는 실시예 및 데이터 표에서 제공된다. 각각의 데이터 표는 비교에서 사용된 스톡을 표시하고 스톡 여수도 (CSF)는 보고된다. 수지는 2-분 혼합 시간을 허용하는 두꺼운 스톡에 보여진 속도 (lb 수지/톤의 펄프 고형물)에서 첨가되었다. 처리된 스톡은 pH 사전-조정된 물을 함유하는 Noble & Wood 핸드시트 기계의 헤드박스에 즉시 부어졌다.Comparison of wet performance resin performance with standard commercially available wet strength resins is provided in the Examples and Data Tables. Each data table represents the stock used in the comparison and the stock quotient (CSF) is reported. The resin was added at the rate shown in the thick stock (pulp solids of lb resin / ton) allowing a two-minute mixing time. The treated stock was immediately poured into the headbox of a Noble & Wood hand sheet machine containing pH pre-conditioned water.
표적 시트 기준 중량은 데이터의 각각의 세트에 lb/ft2로 표시된다. 각각의 습윤 시트는 전체 부하 습윤 프레스를 통해 2회 통과가 제공되었고, 그 다음 1 분 동안 압지 없이 105℃ 드럼 건조기에 배치되었다. 핸드시트의 전체 세트는 강제 통풍 오븐내 105℃에서 10 분 동안 추가로 경화되었다. 핸드시트 샘플은 시험에 앞서 24 시간 동안 일정한 습도 (50%)에서 및 일정한 온도 (73 ℉.)에서 계속되었다. 임의의 추가 조건은 표에서 보고된다. 핸드시트 샘플은 시험에 앞서 24 시간 동안 일정한 습도 (50%)에서 및 일정한 온도 (73 ℉.)에서 계속되었다.The target sheet reference weight is expressed in lb / ft < 2 > in each set of data. Each wet sheet was provided with two passes through a full load wet press and then placed in a 105 DEG C drum dryer without blotting for one minute. The entire set of handsheets was further cured at 105 [deg.] C in a forced draft oven for 10 minutes. The hand sheet samples continued at a constant humidity (50%) and at a constant temperature (73 F.) for 24 hours prior to testing. Any additional conditions are reported in the table. The hand sheet samples continued at a constant humidity (50%) and at a constant temperature (73 F.) for 24 hours prior to testing.
조성물 수지는 2-분 혼합 시간을 허용하는 두꺼운 스톡 (참조 표)에 각각의 데이터 표로 표시된 바와 같이 펄프 고형물의 속도 (lb/톤)으로 첨가되었다. 처리된 스톡은 pH 사전-조정된 물 (pH 7.0)을 함유하는 Noble & Wood 핸드시트 기계의 헤드박스에 즉시 부어졌다. 표적 시트 기준 중량은 각각의 표에 표시된다. 각각의 습윤 시트는 전체 부하 습윤 프레스를 통해 2회 통과가 제공되었고, 그 다음 1 분 동안 압지 없이 105℃ 드럼 건조기에 배치되었다. 핸드시트의 전체 세트는 강제 통풍 오븐내 105℃에서 3 분 동안 추가로 경화되었다. 핸드시트 샘플은 시험에 앞서 24 시간 동안 일정한 습도 (50%)에서 및 일정한 온도 (73 ℉.)에서 계속되었다. The composition resin was added at a rate of pulp solids (lb / tonne) as indicated by the respective data tables in a thick stock (reference table) allowing a two-minute mixing time. The treated stock was immediately poured into the headbox of a Noble & Wood hand sheet machine containing pH pre-conditioned water (pH 7.0). The target sheet reference weight is indicated in each table. Each wet sheet was provided with two passes through a full load wet press and then placed in a 105 DEG C drum dryer without blotting for one minute. The entire set of handsheets was further cured at 105 [deg.] C in a forced draft oven for 3 minutes. The hand sheet samples continued at a constant humidity (50%) and at a constant temperature (73 F.) for 24 hours prior to testing.
실시예Example 7. 조성물 특성 및 성능의 평가 7. Evaluation of composition characteristics and performance
표준 상업적으로 입수가능한 습윤 강도 수지와 습윤 강도 수지 특성의 비교는 하기 표에서 제공된다. 본 개시내용에 따라 제조된 수지의 습윤 강도 수지 특성은, 수지의 Amres® 시리즈 (Georgia-Pacific) 및 Kymene® (Ashland) 수지를 포함하는, 표준 상업적으로 입수가능한 습윤 강도 수지 제품과 비교 및 검사되었다. 수지 자체의 특성 및 습윤 강도 부여용 수지의 성능 둘 모두는 하기 표에서 비교된다.A comparison of the wet strength resin properties with the standard commercially available wet strength resin is provided in the following table. The wet strength resin properties of the resins made according to this disclosure were compared and checked with standard commercially available wet strength resin products, including the Amres® series (Georgia-Pacific) and Kymene® (Ashland) resins of the resin . Both the properties of the resin itself and the performance of the resin for imparting wet strength are compared in the following table.
표 1은 본 개시내용에 따라 제조된 습윤 강도 수지가 상업적으로 입수가능한 수지에 비교된 경우 특성에서 상당한 개선을 보여준다는 것을 예시한다. 예를 들어, 비교할만한 고형물 함량에서, 실시예 3 수지는 종래의 수지와 비교된 경우 상당히 더 높은 전하 밀도, 아제티디늄 이온 대 아미드 잔기의 분율, 분자량, 아제티디늄 당량, 및 다른 특성을 갖는다. 더욱이 수득한 수지에서 요망되지 않는 1,3-디클로로2-프로판올 (1,3-DCP) 함량은 실질적으로 감소된다.Table 1 illustrates that the wet strength resins produced according to this disclosure show a significant improvement in properties when compared to commercially available resins. For example, at comparable solids content, the resin of Example 3 has significantly higher charge density, fraction of azetidinium ion to amide residues, molecular weight, azetidinium equivalent, and other properties when compared to conventional resins . Furthermore, the 1,3-dichloro 2-propanol (1,3-DCP) content which is not desired in the obtained resin is substantially reduced.
표 2는 본 개시내용에 따른 수지로 처리된 경우 프리미엄 등급 중량 타월의 습윤 열단 길이의 개선을 예시한다. 상이한 적용 속도에서 측정된 데이터와, 종래의 수지를 이용하여 수득된 동일한 특성의 비교가 제공된다. 특성의 실질적인 개선은 본 개시내용처럼 제조된 수지를 이용하여 관측된다.Table 2 illustrates the improvement in wet end length of a premium grade heavyweight towel when treated with a resin according to the present disclosure. A comparison of the measured properties at different application rates with the same properties obtained using conventional resins is provided. Substantial improvements in properties are observed using the resins produced as described herein.
표 3은 상이한 적용 속도 (5, 10, 및 15 lb 조성물 수지 / 톤의 펄프 고형물)에서 본 개시내용에 따라 수지로 처리된 경우 재순환된 중량 타월의 습윤 열단 길이의 개선을 마찬가지로 예시한다. 종래의 수지를 이용하여 수득된 동일한 특성의 비교가 제공된다. 모든 경우에서, 개시된 습윤 강도 수지를 이용하여 성능의 실질적인 개선이 예시된다.Table 3 similarly illustrates an improvement in the wet end length of the recycled weft towel when treated with resin according to the present disclosure at different application rates (pulp solids of 5, 10, and 15 lb composition resin / ton). A comparison of the same properties obtained using conventional resins is provided. In all cases, a substantial improvement in performance is exemplified using the disclosed wet strength resin.
유사하게, 표 4는 상이한 적용 속도 (4, 6, 및 8 lb 조성물 수지 / 톤의 펄프 고형물)에서 미표백된 SW 크라프트의 열단 길이의 습윤 인장 및 더욱 종래의 수지 재료와 비교된 경우 % 습윤/건조 인장의 개선을 예시한다. 각 경우에, 개시된 습윤 강도 수지를 이용하여 성능의 개선은 관측되었다. 습윤 인열은 또한 보고되었고 지정된 수지를 이용하여 측정되었고, 재차, 모든 적용 속도에서 개시된 습윤 강도 수지를 이용하여 성능의 개선은 예시된다.Similarly, Table 4 shows the wet tensile of the hot end length of unbleached SW cork at different application rates (pulp solids of 4, 6, and 8 lb composition resin / ton) and the% wet / The improvement in dry tension is illustrated. In each case, an improvement in performance was observed using the disclosed wet strength resin. Wet tear has also been reported and measured using specified resins and again an improvement in performance using the wet strength resin disclosed at all application rates is exemplified.
본 개시내용의 구현예는 임의의 하나 이상의 하기 단락에 관련한다:Implementations of the present disclosure relate to any one or more of the following paragraphs:
1. 하기 단계를 포함하는, 수지의 제조 방법: a) 폴리아민을 대칭성 가교제와 반응시켜 부분적으로 가교된 폴리아민을 생산하는 단계; b) 부분적으로 가교된 폴리아민에 에피할로히드린을 첨가하여 할로히드린-작용화된 폴리머를 생산하는 단계; 및 c) 할로히드린-작용화된 폴리머를 고리화하여 아제티디늄 모이어티를 갖는 수지를 형성하는 단계.1. A process for preparing a resin comprising the steps of: a) reacting a polyamine with a symmetrical cross-linker to produce a partially cross-linked polyamine; b) adding epihalohydrin to the partially crosslinked polyamine to produce a halohydrin-functionalized polymer; And c) cyclizing the halohydrin-functionalized polymer to form a resin having an azetidinium moiety.
2. 단락 1에 있어서, 폴리아민이 하기 구조를 갖는, 방법:2. A method according to paragraph 1, wherein the polyamine has the structure:
식 중 R은 알킬, 하이드록시알킬, 아민, 아미드, 아릴, 헤테로아릴 또는 사이클로알킬이고 w는 1 내지 약 10,000이다.Wherein R is alkyl, hydroxyalkyl, amine, amide, aryl, heteroaryl or cycloalkyl and w is from 1 to about 10,000.
3. 단락 1에 있어서, 폴리아민이 약 2,000 내지 약 1,000,000의 분자량을 갖는, 방법.3. The method of paragraph 1, wherein the polyamine has a molecular weight of from about 2,000 to about 1,000,000.
4. 단락 3에 있어서, 폴리아민이 약 10,000 내지 약 200,000의 분자량을 갖는, 방법.4. The method of paragraph 3, wherein the polyamine has a molecular weight of from about 10,000 to about 200,000.
5. 단락 1에 있어서, 대칭성 가교제가 디아크릴레이트, 비스(아크릴아미드), 디에폭사이드 및 폴리아제티디늄 화합물로부터 선택되는, 방법.5. The method according to paragraph 1, wherein the symmetrical cross-linking agent is selected from diacrylate, bis (acrylamide), diepoxide and polyazidinium compounds.
6. 단락 1에 있어서, 대칭성 가교제가 하기로부터 선택되는, 방법:6. The method according to paragraph 1, wherein the symmetrical cross-linking agent is selected from:
화학식 삽입 바람Insert formula
식 중 R4는 (CH2)t이고, 및 t는 1, 2, 또는 3임; Wherein R 4 is (CH 2 ) t , and t is 1, 2, or 3;
식 중 x는 1 내지 약 100임; Wherein x is from 1 to about 100;
식 중 y는 1 내지 약 100임; Y is from 1 to about 100;
식 중 x' + y'는 1 내지 약 100임; X ' + y ' is from 1 to about 100;
식 중 z는 1 내지 약 100임; Wherein z is from 1 to about 100;
식 중 q/p 비는 약 10 내지 약 1000임; Wherein the q / p ratio is from about 10 to about 1000;
아크릴레이트 모노머, 메타크릴레이트 모노머, 알켄 모노머, 또는 디엔 모노머의, 로부터 선택된 아제티디늄-작용화된 모노머와의 코폴리머, 및 이들의 조합, 여기에서 코폴리머에서 아제티디늄-작용화된 모노머 대 아크릴레이트 모노머, 메타크릴레이트 모노머, 알켄 모노머, 또는 디엔 모노머의 분획이 약 0.1% 내지 약 12%임; 및 이들의 임의의 조합.Acrylate monomers, methacrylate monomers, alkene monomers, or diene monomers, Functionalized monomer selected from the group consisting of an azetidinium-functionalized monomer to an acrylate monomer, a methacrylate monomer, an alkene monomer, or a diene monomer in the copolymer. The fraction is from about 0.1% to about 12%; And any combination thereof.
7. 단락 1에 있어서, 대칭성 가교제가 N,N'-메틸렌-비스-아크릴아미드, N,N'-메틸렌-비스-메타크릴아미드, 폴리(에틸렌 글리콜) 디글리시딜 에테르, 폴리(프로필렌 글리콜) 디글리시딜 에테르, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 폴리아제티디늄 화합물 및 이들의 임의의 조합으로부터 선택되는, 방법.7. The composition of paragraph 1 wherein the symmetrical cross-linking agent is selected from the group consisting of N, N'-methylene-bis-acrylamide, N, N'- methylene- bis- methacrylamide, poly (ethylene glycol) diglycidyl ether, poly ) Diglycidyl ether, polyethylene glycol diacrylate, polyazidinium compound, and any combination thereof.
8. 단락 1에 있어서, 에피할로히드린이 에피클로로히드린, 에피브로모히드린, 및 에피아이오도히드린으로부터 선택되는, 방법.8. The method according to paragraph 1, wherein the epihalohydrin is selected from epichlorohydrin, epibromohydrin, and epi-iodohydrin.
9. 단락 8에 있어서, 에피할로히드린이 에피클로로히드린인, 방법.9. The method according to paragraph 8, wherein the epihalohydrin is epichlorohydrin.
10. 단락 1에 있어서, 대칭성 가교제로 처리에 앞서, 동안, 또는 이후 단일작용성 변형제와 폴리아민의 반응을 추가로 포함하는, 방법.10. The method of paragraph 1 further comprising the reaction of a polyamine with a monofunctional modifier during, after, or after treatment with a symmetric cross-linker.
11. 단락 10에 있어서, 단일작용성 변형제가 중성 또는 양이온성 아크릴레이트 화합물, 중성 또는 양이온성 아크릴아미드 화합물, 아크릴로니트릴 화합물, 모노-에폭사이드 화합물, 또는 이들의 조합으로부터 선택되는, 방법.11. The method of paragraph 10, wherein the monofunctional modifier is selected from a neutral or cationic acrylate compound, a neutral or cationic acrylamide compound, an acrylonitrile compound, a mono-epoxide compound, or combinations thereof.
12. 단락 10에 있어서, 단일작용성 변형제가 알킬 아크릴레이트, 아크릴아미드, 알킬 아크릴아미드, 디알킬 아크릴아미드, 아크릴로니트릴, 2-알킬 옥시란, 2-(알릴옥시알킬)옥시란, 하이드록시알킬 아크릴레이트, ω-(아크릴로일옥시)-알킬트리메틸암모늄 화합물, ω-(아크릴아미도)-알킬트리메틸암모늄 화합물, 및 이들의 임의의 조합으로부터 선택되는, 방법.12. The composition of paragraph 10 wherein the single functional modifier is an alkyl acrylate, an acrylamide, an alkyl acrylamide, a dialkyl acrylamide, an acrylonitrile, a 2-alkyloxylan, 2- (allyloxyalkyl) oxirane, Alkyl acrylate, ω- (acryloyloxy) -alkyltrimethylammonium compound, ω- (acrylamido) -alkyltrimethylammonium compound, and any combination thereof.
13. 단락 10에 있어서, 단일작용성 변형제가 적어도 하나의 하기를 포함하는, 방법: 메틸 아크릴레이트, 알킬 아크릴레이트, 아크릴아미드, N-메틸아크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, 아크릴로니트릴, 2-메틸옥시란, 2-에틸옥시란, 2-프로필옥시란, 2-(알릴옥시메틸)옥시란, 2-하이드록시에틸 아크릴레이트, 2-(2-하이드록시에톡시)에틸 아크릴레이트, 2-(아크릴로일옥시)-N,N,N-트리메틸에탄아미늄, 3-(아크릴로일옥시)-N,N,N-트리메틸프로판-1-아미늄, 2-아크릴아미도-N,N,N-트리메틸에탄아미늄, 3-아크릴아미도-N,N,N-트리메틸프로판-1-아미늄, 및 1-이소프로필-3-(메타크릴로일옥시)-1-메틸아제티디늄 클로라이드.13. The composition of paragraph 10 wherein the single functional modifier comprises at least one of the following: methacrylate, alkyl acrylate, acrylamide, N-methylacrylamide, N, N-dimethyl acrylamide, acrylonitrile Hydroxyethyl acrylate, 2- (2-hydroxyethoxy) ethyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2- N, N-trimethylpropane-1-aminium, 2- acryloyloxy-N, N, N-trimethylethanaminium, 3- (acryloyloxy) N, N, N-trimethylpropan-1-aminium, and 1-isopropyl-3- (methacryloyloxy) -1-methyl Azetidinium chloride.
14. 단락 1에 있어서, 수지에서 아제티디늄 이온 대 2차 아민 모이어티의 비가 약 0.4 내지 약 1.0인, 방법.14. The method of paragraph 1, wherein the ratio of azetidinium ion to secondary amine moiety in the resin is from about 0.4 to about 1.0.
15. 단락 1에 있어서, 1,3-디클로로-2-프로판올 (1,3-DCP)의 농도가 약 15,000 ppm 미만인, 방법.15. The method of paragraph 1, wherein the concentration of 1,3-dichloro-2-propanol (1,3-DCP) is less than about 15,000 ppm.
16. 단락 1에 있어서, 수지의 pH가 산을 이용하여 조정되는, 방법.16. The method according to paragraph 1, wherein the pH of the resin is adjusted using an acid.
17. 단락 16에 있어서, 산이 아세트산, 포름산, 염산, 인산, 황산, 유기 산 또는 무기산 또는 이들의 조합인, 방법.17. The method of paragraph 16, wherein the acid is acetic acid, formic acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, sulfuric acid, organic acid or inorganic acid or a combination thereof.
18. 단락 16에 있어서, 수지의 pH가 약 pH 2.0 내지 약 pH 4.5로 조정되는, 방법.18. The method of paragraph 16 wherein the pH of the resin is adjusted from about pH 2.0 to about pH 4.5.
19. 단락 1에 있어서, 수지의 고형물 함량이 약 10% 내지 약 50% 조정되는, 방법.19. The method of paragraph 1, wherein the solids content of the resin is adjusted from about 10% to about 50%.
20. 단락 1에 있어서, 수지가 고형물의 약 1.0 내지 약 4.0 mEq/g의 전하 밀도를 갖는, 방법.20. The method of paragraph 1, wherein the resin has a charge density of from about 1.0 to about 4.0 mEq / g of solids.
21. 단락 1에 있어서, 수지가 약 0.5 내지 약 0.9인 아제티디늄 이온 대 아미드 잔기의 비를 갖는, 방법.21. The method of paragraph 1, wherein the resin has a ratio of azetidinium ions to amide residues of from about 0.5 to about 0.9.
22. 단락 1에 있어서, 수지가 약 0.02 × 106 내지 약 3.0 × 106의 분자량을 갖는, 방법.22. The method of paragraph 1, wherein the resin has a molecular weight of from about 0.02 x 10 6 to about 3.0 x 10 6 .
23. 단락 1에 있어서, 수지가 약 1,800 내지 약 3,500의 아제티디늄 당량을 갖는, 방법.23. The method of paragraph 1, wherein the resin has an azetidinium equivalent of from about 1,800 to about 3,500.
24. 단락 1에 있어서, 수지가 약 10,000 ppm 미만의 1,3-디클로로-2-프로판올 (1,3-DCP) 함량을 갖는, 방법.24. The method of paragraph 1, wherein the resin has a 1,3-dichloro-2-propanol (1,3-DCP) content of less than about 10,000 ppm.
25. 수지가 하기 단계를 포함하는 방법으로 제조되는, 수지를 포함하는 조성물: a) 폴리아민을 대칭성 가교제와 반응시켜 부분적으로 가교된 폴리아민을 생산하는 단계; b) 부분적으로 가교된 폴리아민에 에피할로히드린을 첨가하여 할로히드린-작용화된 폴리머를 생산하는 단계; 및 c) 할로히드린-작용화된 폴리머를 고리화하여 아제티디늄 모이어티를 갖는 수지를 형성하는 단계.25. A resin comprising a resin, wherein the resin is prepared by a process comprising the steps of: a) reacting the polyamine with a symmetrical cross-linker to produce a partially cross-linked polyamine; b) adding epihalohydrin to the partially crosslinked polyamine to produce a halohydrin-functionalized polymer; And c) cyclizing the halohydrin-functionalized polymer to form a resin having an azetidinium moiety.
26. 단락 25에 있어서, 폴리아민이 하기 구조를 갖는, 조성물:26. The composition of paragraph 25, wherein the polyamine has the structure:
식 중 R은 알킬, 하이드록시알킬, 아민, 아미드, 아릴, 헤테로아릴 또는 사이클로알킬이고 w는 1 내지 약 10,000이다.Wherein R is alkyl, hydroxyalkyl, amine, amide, aryl, heteroaryl or cycloalkyl and w is from 1 to about 10,000.
27. 단락 25에 있어서, 폴리아민이 약 2,000 내지 약 1,000,000의 분자량을 갖는, 조성물.27. The composition of paragraph 25, wherein the polyamine has a molecular weight of from about 2,000 to about 1,000,000.
28. 단락 27에 있어서, 폴리아민이 약 10,000 내지 약 200,000의 분자량을 갖는, 조성물.28. The composition of paragraph 27, wherein the polyamine has a molecular weight of from about 10,000 to about 200,000.
29. 단락 25에 있어서, 대칭성 가교제가 디아크릴레이트, 비스(아크릴아미드), 디에폭사이드 및 폴리아제티디늄 화합물로부터 선택되는, 조성물.29. The composition of paragraph 25, wherein the symmetrical cross-linking agent is selected from diacrylate, bis (acrylamide), diepoxide and polyazidinium compounds.
30. 단락 25에 있어서, 대칭성 가교제가 하기로부터 선택되는, 조성물:30. The composition of paragraph 25 wherein the symmetrical cross-linker is selected from:
화학식 삽입 바람Insert formula
식 중 R4는 (CH2)t이고, 및 t는 1, 2, 또는 3임; Wherein R 4 is (CH 2 ) t , and t is 1, 2, or 3;
식 중 x는 1 내지 약 100임; Wherein x is from 1 to about 100;
식 중 y는 1 내지 약 100임; Y is from 1 to about 100;
식 중 x' + y'는 1 내지 약 100임; X ' + y ' is from 1 to about 100;
식 중 z는 1 내지 약 100임; Wherein z is from 1 to about 100;
식 중 q/p 비는 약 10 내지 약 1000임; Wherein the q / p ratio is from about 10 to about 1000;
아크릴레이트 모노머, 메타크릴레이트 모노머, 알켄 모노머, 또는 디엔 모노머의, 로부터 선택된 아제티디늄-작용화된 모노머와의 코폴리머, 및 이들의 조합, 여기에서 코폴리머에서 아제티디늄-작용화된 모노머 대 아크릴레이트 모노머, 메타크릴레이트 모노머, 알켄 모노머, 또는 디엔 모노머의 분획이 약 0.1% 내지 약 12%임; 및 이들의 임의의 조합.Acrylate monomers, methacrylate monomers, alkene monomers, or diene monomers, Functionalized monomer selected from the group consisting of an azetidinium-functionalized monomer to an acrylate monomer, a methacrylate monomer, an alkene monomer, or a diene monomer in the copolymer. The fraction is from about 0.1% to about 12%; And any combination thereof.
31. 단락 25에 있어서, 대칭성 가교제가 N,N'-메틸렌-비스-아크릴아미드, N,N'-메틸렌-비스-메타크릴아미드, 폴리(에틸렌 글리콜) 디글리시딜 에테르, 폴리(프로필렌 글리콜) 디글리시딜 에테르, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 폴리아제티디늄 화합물 및 이들의 임의의 조합으로부터 선택되는, 조성물.31. The composition of paragraph 25 wherein the symmetrical cross-linking agent is selected from the group consisting of N, N'-methylene-bis-acrylamide, N, N'- methylene- bis- methacrylamide, poly (ethylene glycol) diglycidyl ether, poly ) Diglycidyl ether, polyethylene glycol diacrylate, polyazidinium compound, and any combination thereof.
32. 단락 25에 있어서, 에피할로히드린이 에피클로로히드린, 에피브로모히드린, 및 에피아이오도히드린으로부터 선택되는, 조성물.32. The composition of Paragraph 25 wherein the epihalohydrin is selected from epichlorohydrin, epibromohydrin, and epi-iodohydrin.
33. 단락 32에 있어서, 에피할로히드린이 에피클로로히드린인, 조성물.33. The composition of paragraph 32 wherein the epihalohydrin is epichlorohydrin.
34. 단락 25에 있어서, 방법이 하기 단계를 추가로 포함하는, 조성물: 대칭성 가교제로 처리에 앞서, 동안, 또는 이후 단일작용성 변형제와 폴리아민을 반응시키는 단계.34. The method of paragraph 25, wherein the method further comprises the step of: reacting the polyamine with a monofunctional modifier prior to, during, or after treatment with a symmetrical cross-linker.
35. 단락 34에 있어서, 단일작용성 변형제가 중성 또는 양이온성 아크릴레이트 화합물, 중성 또는 양이온성 아크릴아미드 화합물, 아크릴로니트릴 화합물, 모노-에폭사이드 화합물, 또는 이들의 조합으로부터 선택되는, 조성물.35. The composition of paragraph 34 wherein the single functional modifier is selected from a neutral or cationic acrylate compound, a neutral or cationic acrylamide compound, an acrylonitrile compound, a mono-epoxide compound, or combinations thereof.
36. 단락 34에 있어서, 단일작용성 변형제가 알킬 아크릴레이트, 아크릴아미드, 알킬 아크릴아미드, 디알킬 아크릴아미드, 아크릴로니트릴, 2-알킬 옥시란, 2-(알릴옥시알킬)옥시란, 하이드록시알킬 아크릴레이트, ω-(아크릴로일옥시)-알킬트리메틸암모늄 화합물, ω-(아크릴아미도)-알킬트리메틸암모늄 화합물, 및 이들의 임의의 조합으로부터 선택되는, 조성물.36. The composition of paragraph 34 wherein the single functional modifier is selected from the group consisting of alkyl acrylates, acrylamides, alkyl acrylamides, dialkyl acrylamides, acrylonitrile, 2-alkyloxirane, 2- (allyloxyalkyl) Alkyl acrylate, ω- (acryloyloxy) -alkyltrimethylammonium compound, ω- (acrylamido) -alkyltrimethylammonium compound, and any combination thereof.
37. 단락 34에 있어서, 단일작용성 변형제가 적어도 하나의 하기를 포함하는, 조성물: 메틸 아크릴레이트, 알킬 아크릴레이트, 아크릴아미드, N-메틸아크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, 아크릴로니트릴, 2-메틸옥시란; 2-에틸옥시란, 2-프로필옥시란, 2-(알릴옥시메틸)옥시란, 2-하이드록시에틸 아크릴레이트, 2-(2-하이드록시에톡시)에틸 아크릴레이트, 2-(아크릴로일옥시)-N,N,N-트리메틸에탄아미늄, 3-(아크릴로일옥시)-N,N,N-트리메틸프로판-1-아미늄; 2-아크릴아미도-N,N,N-트리메틸에탄아미늄, 3-아크릴아미도-N,N,N-트리메틸프로판-1-아미늄, 및 1-이소프로필-3-(메타크릴로일옥시)-1-메틸아제티디늄 클로라이드.37. A composition according to paragraph 34, wherein the single functional modifier comprises at least one of the following: acrylate, methacrylate, , 2-methyloxirane; Hydroxyethyl acrylate, 2- (2-hydroxyethoxy) ethyl acrylate, 2- (acryloyloxy) ethyl acrylate, 2- Si) -N, N, N-trimethylethanaminium, 3- (acryloyloxy) -N, N, N-trimethylpropane-1-aminium; N, N, N-trimethylpropane-1-aminium, and 1-isopropyl-3- (methacryloyloxy Yl) -1-methyl azetidinium chloride.
38. 단락 25에 있어서, 수지에서 아제티디늄 이온 대 2차 아민 모이어티의 비가 약 0.4 내지 약 1.0인, 조성물.38. The composition of paragraph 25, wherein the ratio of azetidinium ion to secondary amine moiety in the resin is from about 0.4 to about 1.0.
39. 단락 25에 있어서, 1,3-디클로로-2-프로판올 (1,3-DCP)의 농도가 약 15,000 ppm 미만인, 조성물.39. The composition of paragraph 25 wherein the concentration of 1,3-dichloro-2-propanol (1,3-DCP) is less than about 15,000 ppm.
40. 단락 25에 있어서, 수지의 pH가 산을 이용하여 조정되는, 조성물.40. The composition of Paragraph 25 wherein the pH of the resin is adjusted using an acid.
41. 단락 40에 있어서, 산이 아세트산, 포름산, 염산, 인산, 황산, 유기 또는 무기산 또는 이들의 조합인, 조성물.41. The composition of paragraph 40 wherein the acid is acetic acid, formic acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, sulfuric acid, organic or inorganic acids or combinations thereof.
42. 단락 40에 있어서, 수지의 pH가 약 pH 2.0 내지 약 pH 4.5로 조정되는, 조성물.42. The composition of paragraph 40 wherein the pH of the resin is adjusted from about pH 2.0 to about pH 4.5.
43. 단락 25에 있어서, 수지의 고형물 함량이 약 10% 내지 약 50% 조정되는, 조성물.43. The composition of paragraph 25, wherein the solids content of the resin is adjusted from about 10% to about 50%.
44. 단락 25에 있어서, 수지가 고형물의 약 1.0 내지 약 4.0 mEq/g의 전하 밀도를 갖는, 조성물.44. The composition of paragraph 25, wherein the resin has a charge density of from about 1.0 to about 4.0 mEq / g of solids.
45. 하기 특징의 적어도 3개를 갖는, 조성물: a) 고형물의 약 1.0 내지 약 4.0 mEq/g의 전하 밀도; b) 수지에서 아제티디늄 이온 대 아미드 잔기의 비가 약 0.5 내지 약 O.9임.; c) 분자량 약 0.1 × 106 내지 약 3.0 × 106; d) 아제티디늄 당량 약 1,800 내지 약 3,500; 및 e) 고형물 함량이 약 25%인 경우 약 10,000 ppm 미만의 1,3-디클로로-2-프로판올 (1,3-DCP) 함량.45. A composition having at least three of the following characteristics: a) a charge density of from about 1.0 to about 4.0 mEq / g of solids; b) the ratio of azetidinium ion to amide residues in the resin is from about 0.5 to about 0.9; c) molecular weight of about 0.1 × 10 6 to about 3.0 × 10 6; d) an azetidinium equivalent of about 1,800 to about 3,500; And e) 1,3-dichloro-2-propanol (1,3-DCP) content of less than about 10,000 ppm when the solids content is about 25%.
46. 단락 25-45 중 어느 하나의 조성물로 강화된 종이.46. A paper reinforced with the composition of any one of paragraphs 25-45.
47. 하기 단계에 의해 제조된 수지 조성물로 종이를 제조하는데 사용된 펄프 섬유 처리 단계를 포함하는, 습윤 강도를 부여하기 위한 종이의 처리 방법: a) 폴리아민을 대칭성 가교제와 반응시켜 부분적으로 가교된 폴리아민을 생산하는 단계; b) 부분적으로 가교된 폴리아민에 에피할로히드린을 첨가하여 할로히드린-작용화된 폴리머를 생산하는 단계; 및 c) 할로히드린-작용화된 폴리머를 고리화하여 아제티디늄 모이어티를 갖는 수지를 형성하는 단계.47. A method of treating paper for imparting wet strength, comprising the step of treating the pulp fibers used to make the paper with the resin composition prepared by the following steps: a) reacting the polyamine with a symmetrical cross-linking agent to form a partially crosslinked polyamine ; b) adding epihalohydrin to the partially crosslinked polyamine to produce a halohydrin-functionalized polymer; And c) cyclizing the halohydrin-functionalized polymer to form a resin having an azetidinium moiety.
48. 브릿징 모이어티로 부분적으로 가교된 폴리아민을 포함하고 아제티디늄 이온을 갖는 강도 수지로서, 브릿징 모이어티가 디이소시아네이트, 1,3-디알킬디아제티딘-2,4-디온, 이무수물, 디아실 할라이드, 디에논, 디알킬 할라이드, 또는 이들의 임의의 혼합물을 포함하는 기능적으로 대칭성 가교제로부터 유래되는, 강도 수지.48. A strength resin comprising a partially crosslinked polyamine with a bridging moiety and having an azetidinium ion, wherein the bridging moiety is selected from the group consisting of diisocyanate, 1,3-dialkyldiazetidine-2,4-dione, A strength resin derived from a functionally symmetrical cross-linker comprising water, diacyl halide, dienone, dialkyl halide, or any mixture thereof.
49. 브릿징 모이어티로 부분적으로 가교된 폴리아민을 포함하고 아제티디늄 이온을 갖는 강도 수지와 섬유의 접촉 단계를 포함하는, 종이의 강화 방법으로서, 브릿징 모이어티가 디이소시아네이트, 1,3-디알킬디아제티딘-2,4-디온, 이무수물, 디아실 할라이드, 디에논, 디알킬 할라이드, 또는 이들의 임의의 혼합물을 포함하는 기능적으로 대칭성 가교제로부터 유래되는, 방법.49. A method of reinforcing paper comprising contacting a fiber with a strength resin comprising a partially cross-linked polyamine with a bridging moiety and having an azetidinium ion, wherein the bridging moiety comprises a diisocyanate, a 1,3- Dialkyldiazetidine-2,4-dione, dianhydride, diacyl halide, dienone, dialkyl halide, or any mixture thereof.
50. 하기 단계를 포함하는, 강도 수지의 제조 방법: 폴리아민 및 기능적으로 대칭성 가교제를 반응시켜 부분적으로 가교된 폴리아민을 생산하는 단계로서, 여기에서 기능적으로 대칭성 가교제가 디이소시아네이트, 1,3-디알킬 디아제티딘-2,4-디온, 이무수물, 디아실 할라이드, 디에논, 디알킬 할라이드, 또는 이들의 임의의 혼합물을 포함하는, 단계; 및 부분적으로 가교된 폴리아민을 에피할로히드린과 반응시켜 아제티디늄 이온을 갖는 강도 수지를 생산하는 단계.50. A method of making a strength resin comprising the steps of: reacting a polyamine and a functionally symmetric cross-linker to produce a partially cross-linked polyamine, wherein the functionally symmetric cross-linker is a diisocyanate, Diazetidine-2,4-dione, dianhydride, diacyl halide, dienone, dialkyl halide, or any mixture thereof; And reacting the partially crosslinked polyamine with an epihalohydrin to produce a strength resin having an azetidinium ion.
51. 단락 48 내지 50 중 어느 하나에 있어서, 기능적으로 대칭성 가교제가 디이소시안테(diisocyante)를 포함하는, 강도 수지 또는 방법.51. The strength resin or method according to any one of paragraphs 48 to 50, wherein the functionally symmetric cross-linking agent comprises a diisocyante.
52. 단락 48 내지 51 중 어느 하나에 있어서, 디이소시아네이트가 블록킹된 디이소시아네이트인, 강도 수지 또는 방법.52. A strength resin or process according to any one of paragraphs 48-51, wherein the diisocyanate is a blocked diisocyanate.
53. 단락 48 내지 52 중 어느 하나에 있어서, 기능적으로 대칭성 가교제가 1,3-디알킬디아제티딘-2,4-디온을 포함하는, 강도 수지 또는 방법.53. A strength resin or process according to any one of paragraphs 48 to 52, wherein the functionally symmetric cross-linker comprises 1,3-dialkyldiazetidine-2,4-dione.
54. 단락 48 내지 53 중 어느 하나에 있어서, 기능적으로 대칭성 가교제가 이무수물을 포함하는, 강도 수지 또는 방법.54. The strength resin or method according to any one of paragraphs 48 to 53, wherein the functionally symmetric cross-linking agent comprises dianhydride.
55. 단락 48 내지 54 중 어느 하나에 있어서, 기능적으로 대칭성 가교제가 디아실 할라이드를 포함하는, 강도 수지 또는 방법.55. A strength resin or process according to any one of paragraphs 48 to 54, wherein the functionally symmetric cross-linker comprises a diacyl halide.
56. 단락 48 내지 55 중 어느 하나에 있어서, 기능적으로 대칭성 가교제가 디에논을 포함하는, 강도 수지 또는 방법.56. The strength resin or method according to any one of paragraphs 48 to 55, wherein the functionally symmetric cross-linking agent comprises dienone.
57. 단락 48 내지 56 중 어느 하나에 있어서, 기능적으로 대칭성 가교제가 디알킬 할라이드를 포함하는, 강도 수지 또는 방법.57. A strength resin or process according to any one of paragraphs 48 to 56, wherein the functionally symmetric cross-linker comprises a dialkyl halide.
58. 단락 48 내지 57 중 어느 하나에 있어서, 기능적으로 대칭성 가교제가 디아크릴레이트 화합물, 비스(아크릴아미드) 화합물, 디에폭사이드 화합물, 폴리아제티디늄 화합물, N,N'-메틸렌-비스-메타크릴아미드, 폴리(알킬렌 글리콜) 디글리시딜 에테르, 또는 이들의 임의의 혼합물을 추가로 포함하는, 강도 수지 또는 방법.58. The process of any one of paragraphs 48 to 57 wherein the functionally symmetrical cross-linking agent is selected from the group consisting of diacrylate compounds, bis (acrylamide) compounds, diepoxide compounds, polyazetidinium compounds, N, N'- Amide, poly (alkylene glycol) diglycidyl ether, or any mixture thereof.
59. 단락 48 내지 58 중 어느 하나에 있어서, 폴리아민이 폴리아미도아민을 포함하는, 강도 수지 또는 방법.59. A strength resin or process according to any one of paragraphs 48 to 58, wherein the polyamine comprises polyamidoamine.
60. 단락 48 내지 59 중 어느 하나에 있어서, 아제티디늄 이온이 에피할로히드린 및 브릿징 모이어티로 부분적으로 가교된 폴리아민의 반응에 의해 형성되는, 강도 수지 또는 방법.60. The strength resin or method according to any one of paragraphs 48 to 59, wherein the azetidinium ion is formed by the reaction of an epihalohydrin and a partially cross-linked polyamine with a bridging moiety.
61. 단락 48 내지 60 중 어느 하나에 있어서, 강도 수지가 고형물의 2.25 mEq/g 내지 고형물의 3.5 mEq/g의 전하 밀도를 갖는, 강도 수지 또는 방법.61. A strength resin or process according to any one of paragraphs 48 to 60, wherein the strength resin has a charge density of from 2.25 mEq / g of solids to 3.5 mEq / g of solids.
62. 단락 48 내지 61 중 어느 하나에 있어서, 강도 수지가 2,000 내지 3,500의 아제티디늄 당량을 갖는, 강도 수지 또는 방법.62. A strength resin or process according to any one of paragraphs 48 to 61, wherein the strength resin has an azetidinium equivalent of from 2,000 to 3,500.
63. 단락 48 내지 62 중 어느 하나에 있어서, 강도 수지가 900,000 내지 1,700,000의 중량 평균 분자량을 갖는, 강도 수지 또는 방법.63. The strength resin or method according to any one of paragraphs 48 to 62, wherein the strength resin has a weight average molecular weight of 900,000 to 1,700,000.
64. 단락 48 내지 63 중 어느 하나에 있어서, 강도 수지가 10,000 ppm 미만의 1,3-디클로로-2-프로판올을 함유하는, 강도 수지 또는 방법.64. A strength resin or process according to any one of paragraphs 48 to 63, wherein the strength resin contains less than 10,000 ppm of 1,3-dichloro-2-propanol.
65. 단락 48 내지 60 중 어느 하나에 있어서, 강도 수지가 고형물의 2.25 mEq/g 내지 고형물의 3.5 mEq/g의 전하 밀도, 2,000 내지 3,500의 아제티디늄 당량, 900,000 내지 1,700,000의 중량 평균 분자량을 갖고, 10,000 ppm 미만의 1,3-디클로로-2-프로판올을 함유하는, 강도 수지 또는 방법.65. The method of any one of paragraphs 48 to 60 wherein the strength resin has a charge density of from 2.25 mEq / g of solids to 3.5 mEq / g of solids, an azetidinium equivalent of from 2,000 to 3,500, a weight average molecular weight of from 900,000 to 1,700,000 , Less than 10,000 ppm of 1,3-dichloro-2-propanol.
66. 단락 48 내지 65 중 어느 하나에 있어서, 기능적으로 대칭성 가교제가 디-아크릴레이트 화합물, 비스(아크릴아미드) 화합물, 디-에폭사이드 화합물, 폴리아제티디늄 화합물, N,N'-메틸렌-비스-메타크릴아미드, 및 폴리(알킬렌 글리콜) 디글리시딜 에테르, 또는 이들의 임의의 혼합물을 추가로 포함하는, 강도 수지 또는 방법.66. The composition of any one of paragraphs 48 to 65, wherein the functionally symmetric cross-linking agent is selected from the group consisting of di-acrylate compounds, bis (acrylamide) compounds, di-epoxide compounds, polyazetidinium compounds, N, N'- Methacrylamide, and poly (alkylene glycol) diglycidyl ether, or any mixture thereof.
특정 구현예 및 특징은 수치 상한의 세트 및 수치 하한의 세트를 이용하여 기재되고 있다. 임의의 두 값의 조합, 예를 들면, 임의의 상한값과 임의의 하한값의 조합, 임의의 두 하한값의 조합, 및/또는 임의의 두 상한값의 조합을 포함하는 범위가 달리 나타내지 않는 한 고려되는 것이 인정되어야 한다. 특정 하한, 상한 및 범위는 아래 하나 이상의 청구항에 나타난다. 전체 수치는 "약" 또는 "대략" 표시된 값이고, 당해 분야의 숙련가에 의해 예상될 실험적 오차 및 변동을 고려한다.Certain embodiments and features are described using a set of numerical upper limits and a set of lower numerical limits. It is recognized that a range including any combination of two values, for example, a combination of any upper limit value and any lower limit value, a combination of any two lower limit values, and / or any two upper limit values, . Certain lower limits, upper limits, and ranges are recited in one or more claims below. The overall value is a value of "about" or "approximately" and takes into account experimental errors and variations to be expected by those skilled in the art.
다양한 용어들이 상기 한정되고 있다. 청구항에서 사용된 용어가 상기 한정되지 않는 정도로, 당업자가 적어도 하나의 인쇄된 공보 또는 발행된 특허에서 반영된 대로 그 용어를 제공하고 있는 가장 넓은 정의가 제공되어야 한다. 그리고 적용가능하면, 본원에서 인용된 전체 특허, 시험 절차, 및 다른 문서는 상기 개시내용이 본원과 일치하는 정도로 그리고 상기 편입이 허용되는 전체 관할영역에 대하여 참고로 완전히 편입된다.Various terms are defined above. To the extent that the terms used in the claims are not limited to the above, the widest definition providing the term as reflected in at least one printed publication or published patent of the person skilled in the art should be provided. And if applicable, the entire patent, test procedure, and other documents referred to herein are fully incorporated by reference to the extent that the disclosure is consistent with the present disclosure and for the entire jurisdiction where such incorporation is permitted.
전술이 특정 예시적인 구현예에 관한 것인 반면, 본 발명의 다른 및 추가 구현예는 이의 기본 범위에서 이탈 없이 고안될 수 있고, 이의 범위는 뒤따르는 청구항에 의해 결정된다.While the foregoing is directed to certain illustrative embodiments, other and further embodiments of the invention may be devised without departing from the basic scope thereof, and the scope thereof is determined by the claims that follow.
Claims (20)
폴리아민 및 기능적으로 대칭성 가교제를 반응시켜 부분적으로 가교된 폴리아민을 생산하는 단계로서, 여기에서 상기 기능적으로 대칭성 가교제가 디이소시아네이트, 1,3-디알킬디아제티딘-2,4-디온, 이무수물, 디아실 할라이드, 디에논, 디알킬 할라이드, 또는 이들의 임의의 혼합물을 포함하는, 단계; 및
상기 부분적으로 가교된 폴리아민을 에피할로히드린과 반응시켜 아제티디늄 이온을 갖는 강도 수지를 생산하는 단계.A method of making a strength resin, comprising the steps of:
Reacting a polyamine and a functionally symmetrical cross-linking agent to produce a partially cross-linked polyamine wherein said functionally symmetric cross-linker is a diisocyanate, 1,3-dialkyldiazetidine-2,4- A diacyl halide, a dienone, a dialkyl halide, or any mixture thereof; And
Reacting said partially crosslinked polyamine with an epihalohydrin to produce a strength resin having an azetidinium ion.
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