Бумага и способы производства бумаги

Бумага и способы производства бумаги

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Перекрестная ссылка на родственную заявку

Данная заявка испрашивает приоритет на основании предварительной заявки США, озаглавленной «Бумага и способы производства бумаги», имеющей номер 61/541,717, поданной 30 сентября 2011 г., которая включена в данную заявку посредством ссылки.

Область техники

Настоящее изобретение относится к бумаге и способам производства бумаги.

Предшествующий уровень техники

Бумага представляет собой листовой материал, содержащий взаимосвязанные малые отдельные волокна. Из этих волокон обычно формируют лист на мелкой сетке из разбавленной водной суспензии или взвеси. Бумагу, как правило, изготавливают из целлюлозных волокон, хотя иногда используют синтетические волокна.

Бумажные изделия из необработанных волокон целлюлозы быстро теряют свою прочность при увлажнении, то есть они имеют очень малую прочность во влажном состоянии.

Смолы, придающие прочность во влажном состоянии, которые наносят на бумагу, могут быть либо "постоянного", либо "временного" типа, которые определяются, в частности, тем, как долго бумага сохраняет свою прочность во влажном состоянии после погружения в воду.

Коммерчески доступные смолы, придающие прочность во влажном состоянии, на основе эпихлоргидрина обычно получают реакцией эпихлоргидрина в водном растворе с полимерами, содержащими вторичные аминогруппы. Не все количество эпихлоргидрина в водной реакционной смеси реагирует с аминогруппами с получением функционализированного полимера. Часть эпихлоргидрина остается непрореагировавшей, часть реагирует с водой с образованием 3-хлорпропан-1,2-диола, а часть реагирует с хлорид-ионами с образованием дихлорпропанола, обычно смеси 1,3-дихлор-2-пропанола и 2,3-дихлор-1-пропанола. Эти органические хлорсодержащие побочные продукты, как правило, считаются загрязнителями окружающей среды, и увеличение экологических проблем создает интерес к смолам, придающим прочность во влажном состоянии, которые имеют пониженное содержание таких побочных продуктов. результате производители бумаги и химических продуктов работают для поиска альтернатив традиционным смолам, придающим прочность во влажном состоянии, на основе эпихлоргидрина с высоким уровнем хлорорганических остатков, или альтернативных способов снижения уровней эпихлоргидриновых побочных продуктов.

Приведенное здесь описание некоторых преимуществ и недостатков известных способов и композиций не предназначено для ограничения объема настоящего изобретения. Конечно, варианты осуществления настоящего изобретения могут включать в себя некоторые или все из описанных выше признаков, но при этом они не имеют таких недостатков.

Сущность изобретения

В свете вышеизложенного, один или более вариантов осуществления настоящего изобретения включают бумагу, способы изготовления бумаги и тому подобное.

По меньшей мере в одном варианте осуществления изобретения предложена бумага, изготовленная способом, включающим: обработку водной суспензии волокнистой массы смолой функционализированного альдегидом полимера и полиамидоаминоэпигалогидриновой смолой, где соотношение смолы функционализированного альдегидом полимера к полиамидоаминоэпигалогидриновой смоле составляет приблизительно 1:1 или более, и где полиамидоаминоэпигалогидриновая смола имеет содержание азетидиния приблизительно 80% или менее. В другом варианте осуществления изобретения полиамидоаминоэпигалогидриновая смола имеет общий уровень АОГ (абсорбируемых органических галоген-производных) приблизительно 400 млн^-1 (ppm) или менее.

По меньшей мере в одном варианте осуществления изобретения предложена бумага, изготовленная способом, включающим обработку водной суспензии волокнистой массы смолой функционализированного альдегидом полимера и полиамидоаминоэпигалогидриновой смолой, где соотношение смолы функционализированного альдегидом полимера к полиамидоаминоэпигалогидриновой смоле составляет приблизительно 1:1 или более, и где полиамидоаминоэпигалогидриновая смола имеет общий уровень АОГ приблизительно 400 млн^-1 или менее.

По меньшей мере в одном варианте осуществления изобретения предложен способ производства бумаги, включающий: введение в водную суспензию волокнистой массы смолы функционализированного альдегидом полимера и полиамидоаминоэпигалогидриновой смолы, где соотношение смолы функционализированного альдегидом полимера к полиамидоаминоэпигалогидриновой смоле составляет приблизительно 1:1 или более, и где полиамидоаминоэпигалогидриновая смола имеет содержание азетидиния приблизительно 80% или менее. В другом варианте осуществления полиамидоаминоэпигалогидриновая смола имеет общий уровень АОГ приблизительно 400 млн^-1 или менее.

По меньшей мере в одном варианте осуществления изобретения предложен способ производства бумаги, включающий: введение в водную суспензию волокнистой массы смолы функционализированного альдегидом полимера и полиамидоаминоэпигалогидриновой смолы, где соотношение смолы функционализированного альдегидом полимера к полиамидоаминоэпигалогидриновой смоле составляет более чем приблизительно 1:1, и где полиамидоаминоэпигалогидриновая смола имеет общий уровень АОГ приблизительно 400 млн^-1 или менее.

Краткое описание графических материалов

Для облегчения полного понимания типичных вариантов осуществления изобретения далее приводится ссылка на приложенные графические материалы. Эти графические материалы не следует понимать как ограничивающие, они предназначены только для иллюстрации.

На фиг. 1 представлен спектр ЯМР 13С, который показывает химические сдвиги полиамидоаминоэпигалогидриновой (РАЕ) смолы из Примера 1.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

Перед подробным описанием вариантов осуществления настоящего изобретения следует понимать, если не указано иное, что изобретение не ограничено конкретными материалами, реагентами, реакционными материалами, способами производства или тому подобным, поскольку они могут варьироваться. Кроме того, следует понимать, что терминология использована здесь для целей описания конкретных вариантов осуществления и не предназначена для ограничения. Также в настоящем описании возможно, что стадии могут быть выполнены в разной последовательности, где это возможно логически.

Если предложен диапазон значений, следует понимать, что каждое включенное значение, до десятых долей единицы нижнего предела (если из контекста явно не следует иное), между верхним и нижним пределом этого диапазона, и любое другое указанное или включенное значение в этом указанном диапазоне охвачено описанием. Верхние и нижние пределы меньших диапазонов могут быть независимо включены в эти меньшие диапазоны и также охвачены описанием с учетом любого специально исключенного предела в указанном диапазоне. Если указанный диапазон включает один или оба предела, диапазоны, исключающие любой или оба из этих включенных пределов, также включены в описание.

Если не определено иначе, все технические и научные термины, используемые здесь, имеют значение, обычно понимаемое обычным специалистом в данной области, к которой принадлежит данное изобретение. Хотя любые способы и материалы, подобные или эквивалентные описанным здесь, могут также быть использованы на практике или при тестировании настоящего изобретения, здесь описаны предпочтительные способы и материалы.

Все публикации и патенты, цитируемые в данном описании, включены путем ссылки, как если бы каждая отдельная публикация или патент были конкретно и индивидуально указаны как включенные путем ссылки, и которые включены в данное описание путем ссылки для раскрытия и описания способов и/или материалов, в связи с чем эти публикации цитируются. Цитирование любой публикации предназначено для ее раскрытия до даты подачи и не должно быть истолковано как признание того, что настоящее изобретение не имеет права датировать задним числом такую публикацию в силу предшествующего раскрытия. Кроме того, даты публикации могут отличаться от фактических дат публикации, которые, возможно, должны быть подтверждены независимыми источниками.

Как будет очевидно специалистам в данной области техники после прочтения этого раскрытия, каждый из отдельных вариантов, описанных и проиллюстрированных здесь, имеет отдельные компоненты и функции, которые могут быть легко отделены от или объединены с признаками любого из других нескольких вариантов осуществления без отхода от объема или сущности настоящего изобретения. Любой описанный способ может быть осуществлен в порядке перечисленных событий или в любом другом порядке, который логически возможен.

Варианты осуществления настоящего изобретения будут использовать, если не указано иное, методы химии, химии органического синтеза, химии бумаги и т.п., которые известны специалистам в данной области техники. Такие методы подробно описаны в литературе.

Примеры представлены для того, чтобы предоставить специалистам в данной области техники полное раскрытие и описание, каким образом осуществить способы и использовать композиции и соединения, раскрытые и заявленные в настоящем документе. Были предприняты усилия для обеспечения точности в отношении чисел (например, количеств, температуры и т.д.), но некоторые ошибки и отклонения должны учитываться. Если не указано иное, части даны по массе, температура - в °C, а давление равно или близко к атмосферному. Стандартные температура и давление определены как 20°C и 1 атм.

Следует отметить, что используемая в описании и прилагаемой формуле изобретения форма единственного числа включает указание на множественное число, если контекст явно не указывает на иное. Таким образом, например, ссылка на "опору" включает в себя множество опор. В данном описании и последующей формуле изобретения будет использоваться ряд терминов и фраз, которые имеют раскрытые далее значения, если противоположное не является очевидным.

Определения

Термин "замещенный" относится к любому одному или нескольким атомам водорода у указанного атома или в соединении, которые могут быть замещены с выбором из указанной группы при условии, что нормальная валентность указанного атома не превышена и что замещение приводит к получению стабильного соединения.

"Акриламидный мономер" означает мономер формулы H₂C=C(R₁)C(O)NHR₂, где R₁ представляет собой Η или С₁-С₄ алкил, и R₂ представляет собой Н, С₁-С₄ алкил, арил или арилалкил. Примеры акрилмидных мономеров включают акриламид и метакриламид.

"Альдегид" относится к соединению, содержащему одну или более альдегидных групп (-СНО), где альдегидные группы способны вступать в реакцию с амино- или амидными группами полимера, содержащего амино- или амидогруппы, как описано здесь. Примеры альдегидов могут включать в себя формальдегид, параформальдегид, глутаровый альдегид, глиоксаль и тому подобное.

"Алифатическая группа" относится к насыщенной или ненасыщенной, линейной или разветвленной углеводородной группе, и охватывает, например, алкильные, алкенильные и алкинильные группы.

"Алкил" относится к одновалентной группе, полученной из линейного или разветвленного насыщенного углеводорода путем удаления одного атома водорода. Примеры алкильных групп включают метил, этил, н-пропил и изопропил, цетил и тому подобное.

"Алкилен" относится к двухвалентной группе, полученной из линейного или разветвленного насыщенного углеводорода путем удаления двух атомов водорода. Примеры алкиленовых групп включают метилен, этилен, пропилен и тому подобное.

"Амидогруппа" или "амид" относятся к группе формулы -C(O)NHY₁, где Y₁ выбран из Н, алкила, алкилена, арила и арилалкила.

"Аминогруппа" или "амин" относится к группе формулы - ΝΗΥ₂, где Υ₂ выбран из Н, алкила, алкилена, арила и арилалкила.

"Арил" относится к ароматической моноциклической или полициклической кольцевой системе, содержащей от приблизительно 6 до приблизительно 10 атомов углерода. Арил может быть замещен одним или более С₁-С₂₀-алкильными, алкиленовыми, алкокси или галогеналкильными группами. Типичные арильные группы включают фенил или нафтил, или замещенный фенил или замещенный нафтил.

"Арилалкил" относится к арилалкиленовой группе, где арил и алкилен имеют указанные здесь значения. Типичные арилалкильные группы включают бензил, фенилэтил, фенилпропил, 1-нафтилметил и тому подобное.

"Алкокси" относится к алкильной группе, как определено выше, с указанным числом атомов углерода, присоединенной через кислородный мостик. Примеры алкоксигрупп включают метокси, этокси, н-пропокси, изо-пропокси, н-бутокси, втор-бутокси, трет-бутокси, н-пентокси, и s-пентокси.

"Галоген" означает фтор, хлор, бром или йод.

"Соединения дикарбоновых кислот" включают органические алифатические и ароматические (арильные) дикарбоновые кислоты и их соответствующие хлорангидриды, ангидриды, сложные эфиры и их смеси. Примеры соединений дикарбоновых кислот включают малеиновую кислоту, янтарную кислоту, глутаровую кислоту, адипиновую кислоту, пимелиновую кислоту, пробковую кислоту, азелаиновую кислоту, себациновую кислоту, фталевую кислоту, изофталевую кислоту, терефталевую кислоту, нафталиндикарбоновую кислоту, диметилмалеат, диметилмалонат, диэтилмалонат, диметилсукцинат, ди-изопропилсукцинат, диметилглутарат, диэтилглутарат, диметиладипат, метилэтиладипат, диметилсебакат, диметилфталат, диметилизофталат, диметилтерефталат, диметилнафталиндикарбоксилат, двухосновные сложные эфиры (DBE), поли(этиленгликоль)-бис(карбоксиметиловый) эфир, сукцинилхлорид, глутарилдихлорид, адипоилхлорид, себакоилхлорид, себакат, фталоилхлорид, изофталоилхлорид, терефталоилхлорид, нафталиндикарбоксилат, малеиновый ангидрид, янтарный ангидрид, глутаровый ангидрид, фталевый ангидрид, 1,8-нафталевый ангидрид и тому подобное.

"Полиалкиленполиамины" могут включать полиамины, такие как полиэтиленполиамин, полипропиленполиамин и полиоксибутиленполиамин. В одном варианте осуществления понятие "полиалкиленполиамин" относится к органическим соединениям, содержащим две первичные аминогруппы (-ΝΗ2) и по меньшей мере одну вторичную аминогруппу, где атомы азота амина связаны друг с другом алкиленовыми группами, при условии, что никакие два атома азота не присоединены к одним и тем же атомам углерода. Примеры полиалкиленполиаминов включают диэтилентриамин (DETA), триэтилентетраамин (ТЕТА), тетраэтиленпентаамин (ТЕРА), дипропилентриамин и тому подобное.

«Полиамидоамин» относится к продукту конденсации одной или более поликарбоновых кислот и/или производных поликарбоновых кислот с одним или более полиалкиленполиаминов.

"Прочность бумаги" означает свойство бумажного материала и может быть выражена, в частности, с точки зрения прочности в сухом и/или во влажном состоянии. Прочность в сухом состоянии означает прочность на разрыв сухого листа бумаги обычно выдержанного перед тестированием при равномерной влажности и комнатной температуре. Прочность во влажном состоянии означает прочность на разрыв листа бумаги, который был смочен водой перед тестированием.

Используемые в данном описании термины "бумага" или "бумажный продукт" (эти два термина используются как взаимозаменяемые) означают листовой материал, содержащий бумажные волокна, которые также могут содержать другие материалы. Подходящие бумажные волокна включают природные и синтетические волокна, например, целлюлозные волокна, волокна древесины всех сортов, используемых в бумажном производстве, другие растительные волокна, такие как хлопковые волокна, волокна, полученные из макулатуры, и синтетические волокна, такие как вискоза, нейлон, стекловолокно или полиолефиновые волокна. Бумажный продукт может состоять только из синтетических волокон. Натуральные волокна могут быть смешаны с синтетическими волокнами. Например, при подготовке бумажной продукции бумажное полотно или бумажный материал могут быть усилены синтетическими волокнами, такими как нейлон или стекловолокно, или импрегнированы неволокнистыми материалами, такими как пластмассы, полимеры, смолы или лосьоны. Используемые в данном описании термины «бумажное полотно" и "полотно" означают как формирующиеся, так и сформированные бумажные листовые материалы, бумагу и бумажные материалы, содержащие бумажные волокна. Бумажный продукт может быть покрытым, ламинированным или композиционным бумажным материалом. Бумажный продукт может быть беленым или небеленым.

Бумага может включать, но не ограничивается этим, бумагу для письма и бумагу для печати (например, немелованную бумагу, содержащую волокна, полученные механическим способом, полностью мелованную бумагу, мелованную бумагу, не содержащую древесной массы, мелованную бумагу, содержащую волокна, полученные механическим способом, немелованную бумагу, не содержащую древесной массы, и т.п.), промышленную бумагу, бумагу всех типов, тонкий картон, картон, упаковочную бумагу (например, небеленую крафт-бумагу, беленую крафт-бумагу), оберточную бумагу, клейкие бумажные ленты, бумажные пакеты, бумажные салфетки, полотенца, обои, ковровые покрытия, бумажные фильтры, бумажные коврики, декоративную бумагу, одноразовое постельное белье и одежду, и тому подобное.

Бумага может включать продукты из бумаги тиссью. Бумага тиссью включает бумагу санитарно-гигиенического назначения, бытовую бумагу, промышленную бумагу, косметическую бумагу, косметические салфетки, мягкую бумагу, поглощающую бумагу, лекарственные салфетки, туалетную бумагу, бумажные полотенца, бумажные носовые платки, бумажные салфетки, бумажное постельное белье и тому подобное. Обычные бумажные продукты включают бумагу для печати (например, газетную бумагу, бумагу для проспектов, бумагу для глубокой печати, бумагу для публикаций, бумагу для банкнот, бумагу для документов, словарную бумагу, высокосортную бумагу, бумагу для бухгалтерских книг, канцелярскую бумагу), бумагу промышленных сортов (например, бумагу для пакетов, облицовочный картон, гофрированную бумагу, конструкционную бумагу, жиронепроницаемую бумагу, пергамин) и бумагу тиссью (например, бумагу санитарно-гигиенического назначения, бумагу для полотенец, конденсаторную бумагу, оберточную бумагу).

В типичном варианте осуществления изобретения бумага тиссью может представлять собой бумагу тиссью, уплотненную по всей площади, бумагу тиссью уплотненную по шаблону, или высоко рыхлую, неуплотненную бумагу тиссью. В типичном варианте осуществления изобретения бумага тиссью может быть крепированной или некрепированной, иметь однородную или многослойную структуру, быть слоистой или неслоистой (смесовой), однослойной, двухслойной, трехслойной или иметь более слоев. В типичном варианте осуществления изобретения бумага тиссью включает продукты из мягкой и поглощающей бумаги тиссью, которые являются продуктами широкого потребления.

Картон представляет собой бумагу, которая толще, тяжелее и менее гибкая, чем обычная бумага. Многие виды твердой и мягкой древесины используются для производства бумажной волокнистой массы с помощью механических и химических способов, которые отделяют волокна от древесной матрицы. Картон может включать, но не ограничивается этим, картон из полуцеллюлозы, облицовочные картоны, тарные картоны, гофрированный наполнитель, коробочный картон и многослойные картоны.

В типичном варианте осуществления изобретения понятие «бумага» относится к бумажному продукту, такому как сухой картон, тонкая бумага, полотенца, бумага тиссью и газетный продукт. Виды сухого картона включают облицовочный картон, гофрированный наполнитель, беленый или небеленый сухой картон.

В одном из вариантов осуществления бумага может включать многослойный картон, тарный картон и картон/бумагу специального назначения. Бумага может включать коробочный картон, складывающийся коробочный картон, небеленый крафт-картон, макулатурный картон, упаковочный картон для продуктов питания, белый оклеенный макулатурный картон, твердый беленый картон, твердый небеленый картон, картон для упаковки жидкостей, облицовочный картон, гофрированный картон, гильзовый картон, основу для обоев, гипсокартон, переплетный картон, картон из древесной целлюлозы, картон для мешков, картон с покрытием и тому подобное.

Понятие "волокнистая масса" относится к волокнистому целлюлозному материалу. Волокнами, пригодными для производства волокнистой массы, являются все обычные виды волокон, например, древесная масса, беленая и небеленая целлюлозная масса, регенерированная бумажная масса и бумажная масса, полученная от всех однолетних культур. Древесная масса включает, например, измельченную древесину, термомеханическую древесную массу (ТМР), химико-термомеханическую древесную массу (СТМР), измельченную древесную массу, полученную перемалыванием под давлением, полуцеллюлозную массу, полуцеллюлозную массу высокого выхода и рафинерную древесную массу (RMP). Примерами подходящих целлюлозных масс являются сульфатная, сульфитная и натронная целлюлоза. В частности, можно использовать небеленую целлюлозу, которая также упоминается как небеленая крафт-целлюлоза.

Понятие «суспензия волокнистой массы» относится к смеси волокнистой массы и воды. Суспензию волокнистой массы получают на практике с использованием воды, которая может быть частично или полностью возвращена в оборот из бумагоделательной машины. Она может быть очищенной или неочищенной оборотной водой, или смесью таких типов воды. Суспензия волокнистой массы может содержать примесные вещества (например, наполнители). Содержание наполнителя в бумаге может составлять вплоть до приблизительно 40 масс. %. Подходящие наполнители представляют собой, например, глину, каолин, природный и осажденный мел, диоксид титана, тальк, сульфат кальция, сульфат бария, оксид алюминия, белый пигмент или смесь указанных наполнителей.

"Способ производства бумаги" - это способ изготовления бумажных продуктов из волокнистой массы, включающий, в частности, получение водной суспензии волокнистой массы, обезвоживание суспензии волокнистой массы с образованием листа и сушку листа. Стадии получения композиции для изготовления бумаги, обезвоживания и сушки могут быть осуществлены любым обычным способом, известным специалистам в данной области.

Обсуждение

В различных типичных вариантах осуществления изобретения, описанных здесь, бумажный материал может быть получен путем обработки водной суспензии волокнистой массы смолой функционализированного альдегидом полимера и полиамидоаминоэпигалогидриновой смолой, где соотношение смолы функционализированного альдегидом полимера к полиамидоаминоэпигалогидриновой смоле составляет приблизительно 1:1 или более. В некоторых вариантах осуществления полиамидоаминоэпигалогидриновая смола имеет содержание азетидиния приблизительно 80% или менее. В некоторых вариантах осуществления полиамидоаминоэпигалогидриновая смола имеет общий уровень эпихлоргидрина и его побочных продуктов (АОГ) приблизительно 400 млн^-1 или менее. В некоторых вариантах осуществления полиамидоаминоэпигалогидриновая смола имеет содержание азетидиния приблизительно 80% или менее и общий уровень эпихлоргидрина и его побочных продуктов (АОГ) приблизительно 400 млн^-1 или менее.

Как упоминалось выше, коммерчески доступные влагопрочные смолы на основе эпихлоргидрина получают путем реакции эпихлоргидрина в водном растворе с полимерами, содержащими вторичные аминогруппы, и включают высокие уровни эпихлоргидрина и его побочных продуктов (например, 1000 млн^-1 или более). Так как эпихлоргидрин и его побочные продукты считаются загрязняющими окружающую среду веществами, необходимы альтернативные коммерчески доступные влагопрочные смолы на основе эпихлоргидрина.

В типичных вариантах осуществления изобретения, описанных здесь, можно получить полиамидоаминоэпигалогидриновую смолу, имеющую очень малое содержание эпигалогидрина и других галогенорганических побочных продуктов, путем тщательного контроля соотношения эпи/амин в полиамидоаминоэпигалогидриновой смоле и/или содержания азетидиния в полиамидоаминоэпигалогидриновой смоле. Эти типы полиамидоаминоэпигалогидриновых смол могут быть использованы на стадии крепирования при изготовлении бумаги в качестве крепирующего клея. Однако крепирующий клей используется в качестве клея между бумажным полотном и цилиндром, и не включает смолы функционализированного альдегидом полимера. Таким образом, крепирующий клей используется в полностью отдельной и отличной стадии производства бумаги и для совершенно другой цели, чем в типичных вариантах осуществления настоящего изобретения.

В типичном варианте осуществления изобретения бумага может быть получена путем обработки водной суспензии волокнистой массы смолой функционализированного альдегидом полимера и полиамидоаминоэпигалогидриновой смолой (например, полиамидоаминоэпихлоргидриновой (РАЕ) смолой).

В типичном варианте осуществления изобретения смола функционализированного альдегидом полимера может быть получена путем реакции полимера, содержащего одну или более гидроксильных, амино- или амидогрупп, с одним или более альдегидов. В типичном варианте осуществления изобретения смола функционализированного альдегидом полимера может включать глиоксилированные полиакриламиды, обогащенную альдегидом целлюлозу, функционализированные альдегидом полисахариды или функционализированные альдегидом катионные, анионные или неионные крахмалы. Типичные материалы включают материалы, описанные в патенте US 4,129,722, который включен в данное описание путем ссылки. Примером коммерчески доступного растворимого катионного функционализированного альдегидом крахмала является Cobond® 1000 от компании National Starch. Дополнительные функционализированные альдегидом полимеры включают альдегидные полимеры, такие как раскрытые в патентах US 5,085,736; US 6,274,667 и US 6,224,714, все из которых включены в данное описание путем ссылки, а также такие, как раскрыто в WO 00/43428, и функционализированную альдегидом целлюлозу, как описано в WO 00/50462 А1 и WO 01/34903 А1. В типичном варианте осуществления изобретения смолы функционализированного альдегидом полимера могут иметь молекулярную массу приблизительно 10000 дальтон или более, приблизительно 100000 дальтон или более, или приблизительно 500000 дальтон или более. Альтернативно, смолы функционализированного альдегидом полимера могут иметь молекулярную массу менее приблизительно 200000 дальтон, например менее приблизительно 60000 дальтон.

В типичном варианте осуществления изобретения дополнительные примеры функционализированных альдегидом полимеров могут включать диальдегидгуар, причем функционализированные альдегидом добавки, придающие прочность во влажном состоянии, дополнительно содержат карбоксильные группы, как описано в WO 01/83887, диальдегидинулин и модифицированные диальдегидом анионные и амфотерные полиакриламиды из WO 00/11046, причем каждый из приведенных документов включен в данное описание путем ссылки.

Используемый в типичном варианте осуществления изобретения функционализированный альдегидом полимер может содержать по меньшей мере приблизительно 5 миллиэквивалентов (мэкв) альдегида на 100 г полимера, в частности, по меньшей мере приблизительно 10 мэкв, более конкретно, приблизительно 20 мэкв или более, или, наиболее конкретно, приблизительно 25 мэкв на 100 г полимера или более.

В типичном варианте осуществления изобретения функционализированный альдегидом полимер может представлять собой глиоксилированный полиакриламид, такой как катионный глиоксилированный полиакриламид, как описано в патентах US 3,556,932, US 3,556,933, US 4605702, US 7828934 и в заявке US 20080308242, где каждый из этих документов включен в данное описание путем ссылки. Такие соединения включают FENNOBOND™ 3000 и PAREZ™ 745 от компании Kemira Chemicals (Хельсинки, Финляндия), HERCOBOND™ 1366, производимый компанией Hercules, Inc. (Уилмингтон, штат Делавэр).

В типичном варианте осуществления изобретения функционализированный альдегидом полимер представляет собой смолу глиоксилированного полиакриламида, имеющую соотношение числа замещенных глиоксалевых групп к числу амидных групп, способных к взаимодействию с глиоксалевыми группами, которое превышает приблизительно 0,03:1, или превышает приблизительно 0,10:1, или превышает приблизительно 0,15:1.

В типичном варианте осуществления изобретения функционализированный альдегидом полимер может представлять собой смолу глиоксилированного полиакриламида, имеющую основную цепь из полиакриламида, где молярное соотношение акриламида к хлориду диметилдиаллиламмония составляет приблизительно от 99:1 до 50:50, приблизительно от 98:1 до 60:40 или приблизительно от 96:1 до 75:25. В типичном варианте осуществления изобретения средневесовая молекулярная масса основной цепи из полиакриламида может составлять приблизительно 250000 дальтон или менее, приблизительно 150000 дальтон или менее, или приблизительно 100000 дальтон или менее. Вязкость по Брукфильду для водного раствора с концентрацией 40 масс. % основной цепи из полиакриламида может составлять приблизительно от 10 до 10000 сП, приблизительно от 25 до 5000 сП, приблизительно от 50 до 2000 сП.

В типичном варианте осуществления изобретения

полиамидоаминоэпигалогидриновая смола может быть получена путем реакции одного или более полиалкиленаминов с одной или более поликарбоновыми кислотами и/или производными поликарбоновых кислот с получением полиамидоамина, и затем путем реакции полиамидоамина с эпигалогидрином с получением полиамидоаминоэпигалогидриновой смолы. Реагенты могут быть нагреты до повышенной температуры, например, приблизительно от 125 до 200°C.Реагенты могут быть оставлены для реакции в течение заранее заданного времени, например, приблизительно от 1 до 10 часов. В течение этой реакции можно собирать сконденсированную воду. Реакцию можно проводить до тех пор, пока не соберут из реакционной смеси теоретическое количество водного дистиллята. В типичном варианте осуществления изобретения реакцию можно проводить при атмосферном давлении.

В различных вариантах осуществления изобретения полиамидоаминоэпигалогидриновая смола и получение

полиамидоаминоэпигалогидриновой смолы могут быть такими, как описано в одном или более патентов США №№2,926,116, 2,926,154, 3,197,427, 3,442,754, 3,311,594, 5,171,795, 5,614,597, 5,017,642, 5,019,606, 7,081,512, 7,175,740, 5,256,727, 5,510,004, 5,516,885, 6,554,961, 5,972,691, 6,342,580 и 7,932,349, и в опубликованной заявке US 2008/0255320 (каждый из этих документов включен в данное описание путем ссылки), где полиамидоаминоэпигалогидриновая смола функционирует и имеет характеристики (например, общий уровень АОГ, содержание азетидиния и т.п.), как описано здесь, и смесь, полученная с использованием полиамидоаминоэпигалогидриновой смолы, функционирует и имеет характеристики, как описано здесь.

В типичном варианте осуществления изобретения полиамин может включать аммоний, алифатический амин, ароматический амин или полиалкиленполиамин. В типичном варианте осуществления изобретения полиалкиленполиамин может включать полиэтиленполиамин, полипропиленполиамин, полибутиленполиамин, полипентиленполиамин, полигексиленполиамин или их смесь. В типичном варианте осуществления изобретения полиамин может включать этилендиамин (EDA), диэтилентриамин (DETA), триэтилентетрамин (ТЕТА), тетраэтиленпентамин (ТЕРА), дипропилентриамин (DPTA), бис-гексаметилентриамин (ΒΗΜΤ), Ν-метилбис(аминопропил)амин (МВАРА), аминоэтилпиперазин (АЕР), пентаэтиленгексамин (РЕНА) или их смесь.

В альтернативных вариантах осуществления изобретения реакцию можно проводить при пониженном давлении. Когда используют пониженное давление, можно использовать более низкую температуру приблизительно от 75°C до 180°C. В конце этой реакции полученный продукт может быть растворен в воде в концентрации от приблизительно 20 до 90 масс. % от общего количества твердых веществ полимера, или приблизительно от 30 до 80 масс. % от общего количества твердых веществ полимера, или приблизительно от 40 до 70 масс. % от общего количества твердого вещества полимера. При получении полиамидоаминов молярное отношение полиамина к поликарбоновой кислоте и/или производному поликарбоновой кислоты может быть приблизительно от 1,05 до 2,0.

В типичном варианте осуществления изобретения поликарбоновая кислота и/или производное поликарбоновой кислоты (например, эфир поликарбоновой кислоты, галогенангидрид поликарбоновой кислоты, ангидрид поликарбоновой кислоты и т.п.) может включать малоновую кислоту, глутаровую кислоту, адипиновую кислоту, азелаиновую кислоту, лимонную кислоту, трикарбаллиловую кислоту (1,2,3-пропантрикарбоновую кислоту), 1,2,3,4-бутантетракарбоновую кислоту, нитрилотриуксусную кислоту, Ν,Ν,Ν′,Ν′-этилендиаминтетраацетат, 1,2-циклогександикарбоновую кислоту, 1,3-циклогександикарбоновую кислоту, 1,4-циклогександикарбоновую кислоту, фталевую кислоту, изофталевую кислоту, терефталевую кислоту, 1,2,4-бензолтрикарбоновую кислоту (тримеллитовую кислоту), 1,2,4,5-бензолтетракарбоновую кислоту (пиромеллитовую кислоту), карбоксилатный эфир любой из этих кислот, галогенангидрид любой из этих кислот, ангидрид любой из этих кислот или их смесь.

В типичном варианте осуществления изобретения эфир поликарбоновых кислот может включать диметиладипат, диметилмалонат, диэтилмалонат, диметилсукцинат, диметилглутарат и диэтилглутарат. В типичном варианте осуществления изобретения ангидрид кислоты может включать янтарный ангидрид, малеиновый ангидрид, диангидрид Ν,Ν,Ν′,Ν′-этилендиаминтетраацетата, фталевый ангидрид, меллитовый ангидрид, пиромеллитовый ангидрид или их смесь. В типичном варианте осуществления галогенангидрид может включать адипоилхлорид, глутарилхлорид, себакоилхлорид или их смесь.

В типичном варианте осуществления изобретения полиамидоамин может иметь молярное соотношение полиалкиленполиамина к дикарбоновой кислоте приблизительно от 2:1 до 0,5:1, приблизительно 1,8:1 до 0,75:1, или приблизительно 1,6:1 до 0,85:1.

В типичном варианте осуществления изобретения полиамидоаминовая смола может иметь пониженную удельную вязкость приблизительно от 0,02 дл/г до 0,25 дл/г, приблизительно от 0,04 дл/г до 0,20 дл/г или приблизительно от 0,06 дл/г до 0,18 дл/г. Пониженная удельная вязкость (RSV) может быть измерена с помощью стеклянного капиллярного вискозиметра при 30°C. Время истечения каждого образца может быть определено три раза, и рассчитано среднее время истечения. RSV может быть рассчитана по следующей формуле (1):

где t - среднее время истечения образца полиамидоаминовой смолы, разбавленного 1 Μ раствором NaCl, t₀ - среднее время истечения 1 Μ раствора NaCl, с - концентрация разбавленного образца полиамидоаминовой смолы, которая составляет 5 г/дл.

В типичном варианте осуществления изобретения эпигалогидрин может быть бифункциональным сшивающим агентом, который используется для получения полиамидоаминоэпигалогидриновой смолы. В типичном варианте осуществления эпигалогидрин может включать эпихлоргидрин, эпифторгидрин, эпибромгидрин или эпийодгидрин, алкилзамещенные эпигалогидрины или их смесь. В типичном варианте осуществления бифункциональный сшивающий агент для получения полиамидоаминэпигалогидриновой смолы представляет собой эпихлоргидрин.

В типичном варианте осуществления изобретения соотношение смолы функционализированного альдегидом полимера к полиамидоаминэпигалогидриновой смоле может составлять приблизительно 1:1 или более, или приблизительно от 1:1 до 100:1.

В типичном варианте осуществления изобретения полиамидоаминоэпигалогидриновая смола имеет отношение эпигалогидрин/амин (также обозначенное как "эпи/амин" или "E/N") приблизительно 0,8 или менее, приблизительно 0,5 или менее, приблизительно 0,45 или менее, приблизительно 0,4 или менее, или приблизительно 0,3 или менее. В одном из вариантов осуществления полиамидоаминоэпигалогидриновая смола имеет отношение E/N приблизительно от 0,01 до 0,8, приблизительно