ES2909917T3 - Polímero en polvo seco de bajo peso molecular para uso como agente de resistencia en seco para la fabricación de papel - Google Patents

Polímero en polvo seco de bajo peso molecular para uso como agente de resistencia en seco para la fabricación de papel Download PDF

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Abstract

Un polímero asociativo de Fórmula AP1: **(Ver fórmula)** en donde E es una o más unidades de monómeros asociativos, F es una o más unidades de monómeros adicionales, G es una o más unidades de monómeros derivadas de un monómero de Fórmula I **(Ver fórmula)** en donde R1 es H o alquilo C1-C4 y cada R2 es independientemente H o un grupo orgánico, H está presente y es una o más unidades de piperidino-2,6-diona, en donde la una o más piperidino-2,6-dionas se forman tras la ciclación de un nitrógeno de acrilamida de la unidad de monómero derivada de un monómero de Fórmula I ("G") en un carbonilo de la unidad de monómero adicional ("F"), y en donde el polímero asociativo tiene un peso molecular promedio en peso de aproximadamente 10 kDa a aproximadamente 2000 kDa. el polímero asociativo es de Fórmula AP3: **(Ver fórmula)** en donde E es una o más unidades de monómeros asociativos, E" es un valor porcentual molar de aproximadamente 0,005 a aproximadamente 10, F es una o más unidades de monómeros adicionales, F" es un valor porcentual molar de aproximadamente 0,005 a aproximadamente 90, G'' es un valor porcentual molar de aproximadamente 10 a aproximadamente 99,99, H es una o más unidades de piperidino-2,6-diona, y H'' es un valor porcentual molar de aproximadamente 0 (es decir, cantidades traza) a aproximadamente 10, preferentemente donde H tiene la fórmula **(Ver fórmula)** en donde R1 es H o alquilo C1-C4, y R2 es H o un grupo orgánico, con mayor preferencia en donde el grupo orgánico es un grupo alquilo C1-C6, o con mayor preferencia en donde R1 y R2 son hidrógeno.

Description

DESCRIPCIÓN
Polímero en polvo seco de bajo peso molecular para uso como agente de resistencia en seco para la fabricación de papel
Antecedentes de la invención
Los polímeros de alto peso molecular (por ejemplo, al menos 2 millones de Dalton) se usan comúnmente en la fabricación de papel como auxiliares de retención y drenaje para mejorar la deshidratación de la suspensión de fibra y la retención de partículas finas en la lámina. Los polímeros con un peso molecular relativamente bajo (por ejemplo, típicamente inferior a 2 millones de Dalton) también se emplean típicamente para ayudar a mejorar la resistencia de la lámina. Generalmente, para mejorar la resistencia de la lámina de papel, se requieren ayudas de resistencia en altas dosis (por ejemplo, aproximadamente 2-4 libras activas/tonelada de pulpa seca). La adición de altas dosis (es decir, 2-4 libras activas/tonelada de pulpa seca) de polímeros de alto peso molecular da como resultado una alta floculación y un producto de lámina de papel que carece de uniformidad. Por lo tanto, los polímeros de alto peso molecular típicamente no se utilizan como auxiliares de resistencia.
Los polímeros asociativos para usar como auxiliares de resistencia se describen en los documentos EP 2933271 A1 y WO 2014/076372 A1.
Los polímeros de alto y bajo peso molecular se pueden proporcionar al fabricante de papel como soluciones acuosas de polímeros. Sin embargo, los polímeros basados en solución tienen altos costos asociados con el transporte, la degradación debido a la inestabilidad del almacenamiento a largo plazo, así como también los costos asociados con las instalaciones requeridas para su aplicación a la máquina de papel. Los auxiliares de resistencia basados en polvo tienen la capacidad de mejorar los costes asociados con el transporte y la adición a la máquina de papel. Algunos polímeros de alto peso molecular pueden transformarse en polvo seco mediante un proceso que comprende, entre otras cosas, formar un gel húmedo polimérico, cortar el gel húmedo, granular el gel húmedo cortado, secar los gránulos y moler los gránulos secos. Sin embargo, debido a su relativa insolubilidad, requieren grandes unidades de preparación para obtener un polímero basado en solución capaz de agregarse a la máquina de papel. Por lo tanto, existe la necesidad de un polvo auxiliar de resistencia de bajo peso molecular para usar en el proceso de fabricación de papel, que se pueda añadir a la máquina de papel como un polvo o como una suspensión sólida. Sin embargo, los polímeros de bajo peso molecular (por ejemplo, 2 millones de Dalton o menos) no pueden procesarse de la misma manera que los polímeros de alto peso molecular. Generalmente, el gel húmedo de polímero de polímeros de bajo peso molecular es demasiado suave para cortarlo y procesarlo. Por lo tanto, los auxiliares de resistencia convencionales son típicamente polímeros en solución de bajo peso molecular.
Una técnica usada para obtener un gel húmedo de polímero procesable a partir de polímeros de bajo peso molecular es incluir una reticulación química permanente en la cadena polimérica principal. Desafortunadamente, los polímeros de bajo peso molecular de manera permanente reticulados se transforman en polímeros de alto peso molecular debido a la reticulación. Además, el polvo seco producido por esta técnica típicamente es insoluble en agua, lo que hace de esta manera que el polvo sea inútil en el proceso de fabricación de papel.
Breve descripción de la invención
Se proporciona un polímero asociativo de acuerdo con la reivindicación 1. El polímero asociativo comprende una o más unidades de monómeros asociativos, una o más unidades de monómeros adicionales, una o más unidades de monómeros derivadas de un monómero de Fórmula I, y una o más piperidino-2,6- unidad(es) de diona, en donde una o más piperidino-2,6-diona(s) se forman tras la ciclación de un nitrógeno de acrilamida de la unidad de monómero derivada de un monómero de Fórmula I en un carbonilo de la unidad de monómero adicional, en donde el polímero asociativo tiene un peso molecular promedio en peso de aproximadamente 10 kDa a aproximadamente 2000 kDa.
Breve descripción de las figuras
La Figura 1 es un espectro ilustrativo de RMN de 13C del polímero asociativo descrito en el Ejemplo 5.
La Figura 2 representa gráficamente los resultados del Ejemplo 10.
La Figura 3 representa gráficamente los resultados del Ejemplo 10.
La Figura 4 representa gráficamente los resultados del Ejemplo 11.
Descripción detallada de la invención (y la descripción)
Se describe un proceso para hacer un polvo. El proceso comprende formar un gel húmedo que comprende uno o más polímeros asociativos y, opcionalmente, uno o más tensioactivos, y formar un polvo a partir del gel húmedo, en donde los polímeros asociativos tienen un peso molecular promedio en peso de aproximadamente 10 kDa a aproximadamente 2000 kDa.
En algunas modalidades (de la descripción), el proceso comprende formar un gel húmedo que comprende uno o más polímeros asociativos y opcionalmente uno o más tensioactivos, cortar el gel húmedo para formar gránulos y convertir los gránulos para formar un polvo, en donde el o los polímeros asociativos tienen un peso molecular promedio en peso de aproximadamente 10 kDa a aproximadamente 2000 kDa.
El polvo comprende uno o más polímeros en red asociativa. Por ejemplo, el polvo puede comprender una pluralidad (por ejemplo, al menos dos moléculas de polímero) de polímero(s) en red asociativa, en donde los polímeros en red asociativa tienen la misma estructura molecular (es decir, un polímero en red asociativa), o el polvo puede comprenden una pluralidad de polímeros en red asociativa, en donde los polímeros en red asociativa tienen estructuras moleculares variables (es decir, más de un polímero en red asociativa). El uno o más polímeros en red asociativa pueden ser cualquier polímero adecuado. Por ejemplo, uno o más polímeros en red asociativa pueden ser homopolímeros, copolímeros, terpolímeros o mayores, o una de sus combinaciones. En ciertas modalidades (de la descripción), el o los polímeros en red asociativa son terpolímeros.
El o los polímeros en red asociativa pueden ser catiónicos, aniónicos, anfóteros, no iónicos o zwitteriónicos. En algunas modalidades, los polímeros en red asociativa son catiónicos. Como se usa en la presente descripción, los polímeros "catiónicos" se refieren a polímeros que contienen unidades de monómeros catiónicas o una combinación de unidades de monómeros catiónicas y unidades de monómeros no iónicas. En algunas modalidades, los polímeros en red asociativa son aniónicos. Como se usa en la presente descripción, los polímeros "aniónicos" se refieren a polímeros que contienen unidades de monómeros aniónicos o una combinación de unidades de monómeros aniónicos y unidades de monómeros no iónicas. En algunas modalidades, los polímeros en red asociativa son anfóteros. Como se usa en la presente descripción, los polímeros "anfóteros" se refieren a polímeros que contienen unidades de monómero catiónico y unidades de monómero aniónico, o unidades de monómero catiónico, unidades de monómero aniónico y unidades de monómero no iónico. En algunas modalidades, los polímeros en red asociativa son no iónicos. Como se usa en la presente descripción, los polímeros "no iónicos" se refieren a polímeros que contienen unidades de monómeros no iónicas. En algunas modalidades, los polímeros en red asociativa son zwitteriónicos. Como se usa en la presente descripción, los polímeros "zwitteriónicos" se refieren a polímeros que contienen unidades de monómeros zwitteriónicas o una combinación de unidades de monómeros zwitteriónicas y unidades de monómeros catiónicas, unidades de monómeros aniónicos y/o unidades de monómeros no iónicas.
El o los polímeros en red asociativa pueden existir como cualquier tipo de estructura adecuada. Por ejemplo, los polímeros en red asociativa pueden existir como polímeros alternos, polímeros aleatorios, polímeros de bloque, polímeros de injerto, polímeros lineales, polímeros ramificados, polímeros cíclicos o una de sus combinaciones. El(los) polímero(s) en red asociativa pueden contener una única unidad de monómero o cualquier número adecuado de unidades de monómeros diferentes. Por ejemplo, el(los) polímero(s) en red asociativa puede contener 2 unidades de monómero diferentes, 3 unidades de monómero diferentes, 4 unidades de monómero diferentes, 5 unidades de monómero diferentes o 6 unidades de monómero diferentes. Las unidades de monómeros del(de los) polímero(s) en red asociativa pueden existir en cualquier concentración adecuada y en cualquier proporción adecuada.
En ciertas modalidades (de la descripción), el polvo comprende uno o más polímeros en red asociativa, en donde el polímero asociativo (es decir, sin reticulación) tiene un peso molecular promedio en peso de aproximadamente 10 kDa a aproximadamente 2000 kDa. El(los) polímero(s) en red asociativa puede tener un peso molecular promedio en peso de aproximadamente 2000 kDa o menos, por ejemplo, aproximadamente 1800 kDa o menos, aproximadamente 1600 kDa o menos, aproximadamente 1400 kDa o menos, aproximadamente 1200 kDa o menos, aproximadamente 1000 kDa o menos, aproximadamente 900 kDa o menos, aproximadamente 800 kDa o menos, aproximadamente 700 kDa o menos, aproximadamente 600 kDa o menos, o aproximadamente 500 kDa o menos. Alternativamente, o además, el(los) polímero(s) en red asociativa puede tener un peso molecular promedio en peso de aproximadamente 10 kDa o más, por ejemplo, aproximadamente 50 kDa o más, aproximadamente 100 kDa o más, aproximadamente 200 kDa o más, aproximadamente 300 kDa o más, o aproximadamente 400 kDa o más. Por tanto, el(los) polímero(s) en red asociativa puede tener un peso molecular promedio en peso delimitado por cualquiera de los dos puntos finales mencionados anteriormente. Por ejemplo, el(los) polímero(s) en red asociativa pueden tener un peso molecular promedio en peso de aproximadamente 10 kDa a aproximadamente 500 kDa, de aproximadamente 50 kDa a aproximadamente 500 kDa, de aproximadamente 100 kDa a aproximadamente 500 kDa, de aproximadamente 200 kDa a aproximadamente 500 kDa, de aproximadamente 300 kDa a aproximadamente 500 kDa, de aproximadamente 400 kDa a aproximadamente 500 kDa, de aproximadamente 400 kDa a aproximadamente 600 kDa, de aproximadamente 400 kDa a aproximadamente 700 kDa, de aproximadamente 400 kDa a aproximadamente 800 kDa, de aproximadamente 400 kDa a aproximadamente 900 kDa, de aproximadamente 400 kDa a aproximadamente 1000 kDa, de aproximadamente 400 kDa a aproximadamente 1200 kDa, de aproximadamente 400 kDa a aproximadamente 1400 kDa, de aproximadamente 400 kDa a aproximadamente 1600 kDa, de aproximadamente 400 kDa a aproximadamente 1800 kDa, de aproximadamente 400 kDa a aproximadamente 2000 kDa, de aproximadamente 200 kDa a aproximadamente 2000 kDa, de aproximadamente 500 kDa a aproximadamente 2000 kDa, o de aproximadamente 800 kDa a aproximadamente 2000 kDa.
El peso molecular promedio en peso puede determinarse mediante el uso de cualquier técnica adecuada. Si bien se prevén técnicas alternativas, en algunas modalidades, el peso molecular promedio en peso se determina mediante el uso cromatografía de exclusión por tamaño (SEC) equipada con un conjunto de columnas TSKgel PW (TSKgel Guard+ GMPW+GMPW+G1000PW), Tosoh Bioscience LlC, Cincinnati, Ohio) y un detector de índice de refracción Waters 2414 (Waters Corporation, Milford, Massachusetts) o un detector de dispersión de luz multiángulo (MALS) DAWN HELEOS II (Wyatt Technology, Santa Barbara, California). Además, el peso molecular promedio en peso se determina a partir de la calibración con estándares de óxido de polietileno/polietilenglicol que oscilan entre 150-875 000 Dalton o directamente mediante el uso de datos de dispersión de luz con un incremento conocido del índice de refracción ("dn/dc").
En ciertas modalidades, el peso molecular promedio en peso se determina por hidrólisis del polímero asociativo para eliminar las cadenas laterales hidrolizables y luego se analiza más con cromatografía de exclusión por tamaño (SEC). El polímero asociativo puede hidrolizarse mediante cualquier técnica adecuada. Por ejemplo, el polímero asociativo se puede hidrolizar por tratamiento con una solución de NaOH al 0,1 % en peso a pH 12 con un agitador de jaula a 400 rpm durante una hora. Como se usa en la presente descripción, "cadenas laterales hidrolizables" se refiere a cualquier cadena lateral en una unidad de monómero asociativo o una unidad de monómero adicional que se puede escindir mediante hidrólisis. Sin desear estar ligado a ninguna teoría en particular, el polímero asociativo, que comprende una unidad de monómero asociativo, puede necesitar hidrolizarse antes de la cromatografía de exclusión por tamaño debido a la baja tasa de recuperación de la columna. Generalmente, la hidrólisis del polímero asociativo no escinde el esqueleto del polímero y conserva el grado de polimerización del polímero asociativo.
En ciertas modalidades, la unidad de monómero asociativo no contiene una cadena lateral hidrolizable. En modalidades donde la unidad de monómero asociativo no contiene una cadena lateral hidrolizable, el peso molecular promedio en peso puede determinarse al analizar un sustituto del polímero asociativo. Por ejemplo, el peso molecular promedio en peso se puede determinar sintetizando un polímero mediante el uso de exactamente la misma formulación en ausencia de la unidad de monómero asociativo. Sin desear estar ligado a ninguna teoría en particular, el polímero sintetizado con la misma formulación mantiene un grado similar de polimerización y da como resultado un peso molecular promedio en peso similar al de un polímero asociativo en donde está presente la unidad de monómero asociativo.
Las modalidades ilustrativas de los polímeros asociativos generalmente incluyen una o más unidades de monómeros asociativos y una o más unidades de monómeros adicionales. Como se usa en la presente descripción, "unidad de monómero adicional" se refiere a cualquier unidad de monómero distinta de la unidad de monómero asociativo. En ciertas modalidades, una o más unidades de monómeros adicionales se derivan de un monómero soluble en agua (por ejemplo, acrilamida, cloruro de dialildimetilamonio ("DADMAC"), cloruro de 2-(acriloiloxi)-W,W,W-trimetiletanaminio ("d Ma EA.MCQ"), etc.). Como se usa en la presente descripción, "derivado" cuando se refiere a una unidad de monómero, significa que la unidad de monómero tiene sustancialmente la misma estructura de un monómero a partir del cual se hizo, en donde la olefina terminal se ha transformado durante el proceso de polimerización. En algunas modalidades, los polímeros asociativos incluyen una o más unidades de monómeros asociativos, una unidad de monómero derivada de un monómero de Fórmula I y una o más unidades de monómeros adicionales. En ciertas modalidades, los polímeros asociativos incluyen una unidad de monómero asociativo, una unidad de monómero derivada de un monómero de Fórmula I y una unidad de monómero adicional.
En algunas modalidades, la(s) unidad(es) de monómero(s) asociativo(s) y la(s) unidad(es) de monómero(s) adicional(es) pueden incorporarse en el(los) polímero(s) asociativo(s) mediante el uso de monómeros, dímeros, trímeros, oligómeros, aductos o una de sus combinaciones de las estructuras de monómeros de las que se derivan. Por ejemplo, una o más unidades de monómeros asociativos, o una o más unidades de monómeros adicionales pueden existir como dímero, trímero, oligómero o aducto antes de la incorporación en el polímero o polímeros asociativos.
El(los) polímero(s) asociativo(s) puede(n) comprender una o más unidades de monómeros adicionales adecuadas seleccionadas de una unidad de monómero catiónico, una unidad de monómero aniónico, una unidad de monómero no iónico, una unidad de monómero de ion híbrido y una combinación de dos o más de las mismas. Por ejemplo, los polímeros asociativos pueden comprender una unidad de monómero catiónico y una unidad de monómero aniónico, una unidad de monómero aniónico y una unidad de monómero no iónico, una unidad de monómero catiónico y una unidad de monómero no iónico, o una unidad de monómero catiónico, un monómero aniónico unidad y una unidad de monómero no iónico. En ciertas modalidades, el o los polímeros asociativos comprenden y/o comprenden además una unidad de monómero zwitteriónico. El(los) polímero(s) asociativo(s) puede(n) sintetizarse mediante cualquier método de polimerización adecuado. Por ejemplo, los polímeros asociativos se pueden obtener mediante polimerización por radicales libres, polimerización por adición, polimerización por adición de radicales libres, polimerización por adición catiónica, polimerización por adición aniónica, polimerización en emulsión, polimerización en solución, polimerización en suspensión, polimerización por precipitación o una de sus combinaciones. En ciertas modalidades, la polimerización se produce mediante polimerización por radicales libres.
Por lo tanto, una unidad de monómero adicional adecuada puede derivarse de cualquiera o más monómeros adecuados capaces de participar en la polimerización por radicales libres. Por ejemplo, los polímeros asociativos pueden comprender una o más unidades de monómeros adicionales derivadas de un monómero seleccionado de un monómero de Fórmula I, acrilato de 2-(dimetilamino)etilo ("DMAEA"), metacrilato de 2-(dimetilamino)etilo ("DMAEM"), 3-(dimetilamino)propilmetacrilamida ("DMAPMA"), 3-(dimetilamino)propilacrilamida ("DMAPA"), cloruro de 3-metacrilamidopropil-trimetilamonio ("MAPTAc "), cloruro de 3-acrilamidopropil-trimetilamonio ("APTAC"), N-vinilpirrolidona ("NVP"), N-vinilacetamida, metacrilato de hidroxietilo, acrilato de hidroxietilo, cloruro de dialildimetilamonio ("DADMAC"), dialilamina, vinilformamida, cloruro de 2-(acriloiloxi)-N,N,N-trimetiletanaminio ("DMAEA.MCQ"), cloruro de 2-(metacriloiloxi)-N,N,N-trimetiletanaminio ("DMAEM.m Cq "), cloruro de N,N-dimetilaminoetil acrilato de bencilo ("DMAEA.BCQ"), cloruro de N,N-dimetilaminoetil metacrilato de bencilo ("DMAEM.BCQ"), ácido 2-acrilamido-2-metilpropano sulfónico ("AMPS"), ácido 2-acrilamido-2-metilbutano sulfónico ("AMBS"), ácido [2-metil-2-[(1-oxo-2-propenil)amino]propil]-fosfónico, ácido metacrílico, ácido acrílico, sus sales y sus combinaciones.
El o los polímeros asociativos (de acuerdo con la invención) comprenden una unidad monomérica derivada de un monómero de Fórmula I:
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en donde R1 es H o alquilo C1-C4 (por ejemplo, metilo, etilo, n-propilo, /so-propilo, n-butilo, sec-butilo o terc-butilo) y cada R2 es independientemente H o un grupo orgánico. Como se usa en la presente descripción, el término "grupo orgánico" se refiere a un grupo alquilo, un grupo arilo, un grupo fluoroalquilo o un grupo fluoroarilo. En ciertas modalidades, la unidad de monómero derivada de un monómero de Fórmula I se considera una unidad de monómero adicional.
En ciertas modalidades del sustituyente R2, el grupo orgánico es un grupo alquilo C1-C6 (es dec/r, 1, 2, 3, 4, 5 o 6 unidades de carbono de longitud). En algunas modalidades, el grupo alquilo C1-C6 es saturado, insaturado, ramificado, de cadena lineal, cíclica o una de sus combinaciones. Una lista ilustrativa de grupos alquilo C1-C6 es metilo, etilo, n-propilo, /so-propilo, n-butilo, sec-butilo, ferc-butilo, n-pentilo, sec-pentilo, neo-pentilo o hexilo. En ciertas modalidades, el grupo alquilo C1-C6 está sustituido con uno o más sustituyentes alquilo, sustituyentes arilo, heteroátomos o sus combinaciones (por ejemplo, bencilo, feniletilo, fenilpropilo, etc.). En algunas modalidades, el grupo alquilo C1-C6 puede ser un grupo heteroalquilo C1-C6 (es dec/r, 1, 2, 3, 4, 5 o 6 unidades de carbono de longitud). Como se usa en la presente descripción, "grupo heteroalquilo" se refiere a un grupo alifático saturado o insaturado, sustituido o no sustituido, de cadena lineal, ramificado o cíclico que contiene al menos 1 heteroátomo (por ejemplo, O, S, N y/o P) en el núcleo de la molécula (es dec/r, la cadena principal de carbono).
En ciertas modalidades del sustituyente R2, el grupo orgánico es un grupo arilo. El grupo arilo puede ser cualquier grupo arilo o heteroarilo sustituido o no sustituido, en donde el grupo heteroarilo es un grupo monocíclico aromático de 5 o 6 miembros que tiene al menos un heteroátomo (por ejemplo, O, S o N) en al menos uno de los anillos. El grupo heteroarilo puede contener uno o dos átomos de oxígeno o azufre y/o de uno a cuatro átomos de nitrógeno, siempre y cuando el número total de heteroátomos en el anillo sea cuatro o menos y el anillo tenga al menos un átomo de carbono. Opcionalmente, los átomos de nitrógeno, oxígeno y azufre pueden oxidarse (es dec/r, han sufrido un proceso de pérdida de electrones), y los átomos de nitrógeno pueden cuaternizarse opcionalmente. En algunas modalidades, el compuesto de arilo es fenilo, pirrolilo, furanilo, tiofenilo, piridilo, isoxazolilo, oxazolilo, isotiazolilo, tiazolilo, imidazolilo, tiadiazolilo, tetrazolilo, triazolilo, oxadiazolilo, pirazolilo, pirazinilo, triazinilo, pirimidinilo o piridazinilo.
En ciertas modalidades del sustituyente R2, el grupo orgánico es un grupo fluoroalquilo C1-C6 o un grupo fluoroarilo C1-C6. Como se usa en la presente descripción, los términos "fluoroalquilo" y "fluoroarilo" se refieren a cualquier grupo alquilo o grupo arilo, respectivamente, con uno o más átomos de flúor.
En ciertas modalidades, el monómero de Fórmula I es acrilamida o metacrilamida.
El (los) polímero(s) asociativo(s) puede(n) comprender una o más unidades de monómeros adicionales en cualquier concentración adecuada, siempre que el (los) polímero(s) asociativo(s) incluya(n) una porción adecuada de una o más unidades de monómeros asociativos como se proporciona en la presente descripción. El (los) polímero(s) asociativo(s) puede(n) comprender una suma total de aproximadamente 90 % en moles o más de una o más unidades de monómeros adicionales, por ejemplo, aproximadamente 91 % en moles o más, aproximadamente 92 % en moles o más, aproximadamente 93 % en moles % o más, aproximadamente 94 % en moles o más, aproximadamente 95 % en moles o más, aproximadamente 96 % en moles o más, aproximadamente 97 % en moles o más, aproximadamente 98 % en moles o más, o aproximadamente 99 % en moles o más. Alternativamente, o además de, el (los) polímero(s) asociativo(s) puede(n) comprender una suma total de aproximadamente 99,995 % en moles o menos de una o más unidades de monómeros adicionales, por ejemplo, aproximadamente 99,99 % en moles o menos, aproximadamente 99,9 % en moles o menos, aproximadamente 99,75 % en moles o menos, aproximadamente 99,5 % en moles o menos, aproximadamente 99,4 % en moles o menos, aproximadamente 99,3 % en moles o menos, aproximadamente 99,2 % en moles o menos, o aproximadamente 99,1 % en moles o menos. Por lo tanto, el (los) polímero(s) asociativo(s) pueden comprender una o más unidades de monómeros adicionales en una concentración total limitada por cualquiera de los dos puntos finales antes mencionados. El (los) polímero(s) asociativo(s) puede(n) comprender una suma total de aproximadamente 90 % en moles a aproximadamente 99,995 % en moles de una o más unidades de monómeros adicionales, por ejemplo, de aproximadamente 91 % en moles a aproximadamente 99,995 % en moles, de aproximadamente 92 % en moles a aproximadamente 99,995 % en moles, de aproximadamente 93 % en moles a aproximadamente 99,995 % en moles, de aproximadamente 94 % en moles a aproximadamente 99,995 % en moles, de aproximadamente 95 % en moles a aproximadamente 99,995 % en moles, de aproximadamente 97 % en moles a aproximadamente 99,995 % en moles, de aproximadamente 98 % en moles a aproximadamente 99,995 % en moles, de aproximadamente 99 % en moles a aproximadamente 99,995 % en moles, de aproximadamente 99 % en moles a aproximadamente 99,99 % en moles, de aproximadamente 99 % en moles a aproximadamente 99,9 % en moles, de aproximadamente 99 % en moles a aproximadamente 99,75 % en moles, de aproximadamente 99 % en moles a aproximadamente 99,5 % en moles, de aproximadamente 99 % en moles a aproximadamente 99,4 % en moles, de aproximadamente 99 % en moles a aproximadamente 99,3 % en moles, de aproximadamente 99 % en moles a aproximadamente 99,2 % en moles, de aproximadamente 99 % en moles a aproximadamente 99,1 % en moles, de aproximadamente 99,5 % en moles a aproximadamente 99,99 % en moles, de aproximadamente 99,5 % en moles a aproximadamente 99,995 % en moles, de aproximadamente 99,75 % en moles a aproximadamente 99,99 % en moles, o de aproximadamente 99,75 % en moles a aproximadamente 99,995 % en moles.
El (los) polímero(s) asociativo(s) puede(n) comprender una o más unidades de monómeros asociativos de cualquier tipo adecuado. Como se describe en la presente descripción, "unidad de monómero asociativo" se refiere a cualquier unidad de monómero capaz de coordinarse consigo misma, otras unidades de monómeros asociativos, tensioactivos o una de sus combinaciones. La coordinación puede ocurrir a través de cualquier interacción adecuada. Por ejemplo, la coordinación puede ocurrir a través de enlaces iónicos, enlaces de hidrógeno, interacciones hidrófobas, interacciones dipolares, fuerzas de Van der Waals o una combinación de dos o más de estos tipos de coordinación.
En algunas modalidades, la unidad de monómero asociativo se forma después de la polimerización mediante la unión de un resto asociativo a un polímero. Como se usa en la presente descripción, "resto asociativo" se refiere a cualquier estructura química colgante capaz de coordinarse consigo mismo, otras unidades de monómeros asociativos, tensioactivos o una de sus combinaciones. La coordinación puede ocurrir a través de cualquier interacción adecuada. Por ejemplo, la coordinación puede ocurrir a través de enlaces iónicos, enlaces de hidrógeno, interacciones hidrófobas, interacciones dipolares, fuerzas de Van der Waals o una combinación de dos o más de estos tipos de coordinación. En algunas modalidades, el resto asociativo se une directamente al extremo terminal de un polímero, se une a través de un enlazador al extremo terminal de un polímero, se une directamente a la cadena polimérica principal, se une a la cadena polimérica principal a través de un enlazador o una de sus combinaciones.
En ciertas modalidades, una o más unidades de monómeros asociativos de uno o más polímeros en red asociativa son estructuralmente similares. Como se usa en la presente descripción, "estructuralmente similar" significa que la(s) unidad(es) de monómero(s) asociativo(s) tiene(n) grupos funcionales químicos similares. En algunas modalidades, cada una de la(s) unidad(es) de monómero(s) asociativo(s) comprende(n) al menos un sustituyente hidroxilo. En algunas modalidades, la(s) unidad(es) de monómero(s) asociativo(s) comprende(n) cada una al menos un sustituyente amina. En algunas modalidades, cada una de la(s) unidad(es) de monómero(s) asociativo(s) comprende(n) una cadena de poliéter. En algunas modalidades, cada una de la(s) unidad(es) de monómero(s) asociativo(s) comprende(n) una cadena de poliéter, en donde la longitud de las cadenas de poliéter se separan por seis unidades de carbono o menos (es decir, 6, 5, 4, 3, 2, 1 o 0). Por ejemplo, si una unidad de monómero asociativo tiene una longitud de la cadena de poliéter de 16 unidades de carbono, entonces una unidad de monómero asociativo estructuralmente similar tendrá una longitud de la cadena de poliéter de 10-22 unidades de carbono (es decir, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 o 22). En ciertas modalidades, cada una de las cadenas de poliéter comprende el mismo número de unidades de carbono. En algunas modalidades, cada una de la(s) unidad(es) de monómero(s) asociativo(s) comprende(n) una cadena de alquilo. En algunas modalidades, cada una de la(s) unidad(es) de monómero(s) asociativo(s) comprende(n) cadenas de alquilo, en donde la longitud de las cadenas de alquilo se separa por seis unidades de carbono o menos (es decir, 6, 5, 4, 3, 2, 1 o 0). Por ejemplo, si una unidad de monómero asociativo tiene una longitud de la cadena de alquilo de 16 unidades de carbono, entonces una unidad de monómero asociativo estructuralmente similar tendrá una longitud de la cadena de alquilo de 10-22 unidades de carbono (es decir, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 o 22). En ciertas modalidades, cada una de las cadenas de alquilo comprende el mismo número de unidades de carbono. En ciertas modalidades, la(s) unidad(es) de monómero(s) asociativo(s) son las mismas.
En ciertas modalidades, una o más unidades de monómeros asociativos se incorporan en el polímero a través de la polimerización con uno o más monómeros asociativos. Por lo tanto, una o más unidades de monómeros asociativos pueden derivarse de uno o más monómeros asociativos adecuados seleccionados de un monómero asociativo no iónico, un monómero asociativo catiónico, un monómero asociativo aniónico, un monómero asociativo zwitteriónico y un monómero asociativo zwitteriónico y una de sus combinaciones. El uno o más monómeros asociativos son capaces de participar en la polimerización. En ciertas modalidades, uno o más monómeros asociativos comprenden una subunidad insaturada (por ejemplo, acrilato, acrilamida, etc.), separada del resto asociativo, capaz de participar en la polimerización por radicales libres. Generalmente, uno o más monómeros asociativos se seleccionan de un acrilato, una acrilamida o una de sus combinaciones.
En una modalidad, la unidad de monómero asociativo es una unidad de monómero asociativo no iónico. Generalmente, la unidad de monómero asociativo no iónico se deriva de un monómero de acrilato y/o acrilamida de Fórmula II:
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II
en donde R3 es H o alquilo C1-C10 (por ejemplo, (CH2)kCH3), en donde k es un número entero de 0 a 9 (es decir, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 o 9), X es O o NH, m, n y o son independientemente números enteros de 0 a 100, en donde cuando (n o) < 3, m es al menos 7, cada Y1 y Y2 es independientemente H o alquilo C1-C4 (por ejemplo, metilo, etilo, npropilo, iso-propilo, n-butilo, sec -butilo o ferc-butilo), y R4 es H o un grupo hidrófobo. En algunas modalidades, "alquilo C1-C10" se refiere a un grupo alquilo C1-C10 ramificado. En ciertas modalidades, cada Y1 e Y2 se elige independientemente para producir copolímeros aleatorios o de bloques de óxido de etileno ("EO"), óxido de propileno ("PO") o una de sus combinaciones. En algunas modalidades, m, n y o se refieren a una longitud de cadena promedio (redondeada al número entero más cercano) de las subunidades designadas (es decir, longitud de la cadena de carbono promedio o longitud de la cadena de EO/PO promedio). Como se usa en la presente descripción, el término "grupo hidrófobo" se refiere a un grupo alquilo, un grupo arilo, un grupo fluoroalquilo o un grupo fluoroarilo.
En ciertas modalidades del sustituyente R4, el grupo hidrófobo es un grupo alquilo C1-C32 (es decir, 1,2, 3, 4, 5, 6, 7,
longitud). En algunas modalidades, el grupo alquilo C1-C32 es saturado, insaturado, ramificado, de cadena lineal, cíclica o una de sus combinaciones. Una lista ilustrativa de grupos alquilo C1-C32 es metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, n-butilo, sec-butilo, ferc-butilo, n-pentilo, sec-pentilo, neo-pentilo, hexilo, heptilo, octilo, nonilo, laurilo, estearilo, cetilo, ciclopentilo, ciclohexilo, propenilo, 2-butenilo, 3-butenilo, 2-pentenilo, 3-pentenilo o 4-pentenilo. En ciertas modalidades, el grupo de carbono alquilo C1-C32 está además sustituido con uno o más sustituyentes alquilo, sustituyentes arilo, heteroátomos o sus combinaciones. En algunas modalidades, el grupo alquilo C1-C32 puede ser un grupo heteroalquilo C1-C32 (es decir, 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, 30, 31 o 32 unidades de carbono de longitud). Como se usa en la presente descripción, "grupo heteroalquilo" se refiere a un grupo alifático saturado o insaturado, sustituido o no sustituido, de cadena lineal, ramificado o cíclico que contiene al menos 1 heteroátomo (por ejemplo, O, S, N y/o P) en el núcleo de la molécula (es decir, el esqueleto de carbono).
Como se usa en la presente descripción, el término "sustituido" significa que uno o más hidrógenos en el átomo o grupo designado se reemplazan con otro grupo siempre y cuando no se exceda la valencia normal del átomo designado. Por ejemplo, cuando el sustituyente es oxo (es decir, =O), entonces se reemplazan dos hidrógenos en el átomo de carbono. Se permiten combinaciones de sustituyentes siempre y cuando las sustituciones no afecten negativamente de manera significativa la síntesis o el uso del polímero asociativo.
En ciertas modalidades del sustituyente R4, el grupo hidrófobo es un grupo arilo. El grupo arilo puede ser cualquier grupo arilo o heteroarilo sustituido o no sustituido, en donde el grupo heteroarilo es un grupo monocíclico aromático de 5 o 6 miembros, un grupo bicíclico de 9 o 10 miembros, o un grupo tricíclico de 11 a 14 miembros, que tiene al menos un heteroátomo (por ejemplo, O, S o N) en al menos uno de los anillos. Cada anillo del grupo heteroarilo que contiene un heteroátomo puede contener uno o dos átomos de oxígeno o azufre y/o de uno a cuatro átomos de nitrógeno, siempre y cuando el número total de heteroátomos en cada anillo sea cuatro o menos y cada anillo tenga al menos un átomo de carbono. Los anillos condensados que completan los grupos bicíclicos y tricíclicos pueden contener solo átomos de carbono y pueden estar saturados, parcialmente saturados o insaturados. Los átomos de nitrógeno, oxígeno y azufre opcionalmente pueden oxidarse y los átomos de nitrógeno opcionalmente pueden cuaternizarse. Los grupos heteroarilo que son bicíclicos o tricíclicos deben incluir al menos un anillo completamente aromático, pero el otro anillo o anillos condensados pueden ser aromáticos o no aromáticos. En algunas modalidades, el grupo arilo es fenilo, naftilo, pirrolilo, isoindolilo, indolizinilo, indolilo, furanilo, benzofuranilo, benzotiofenilo, tiofenilo, piridilo, acridinilo, naftiridinilo, quinolinilo, isoquinolinilo, isoxazolilo, oxazolilo, benzoxazolilo, isotiazolilo, tiazolilo, benztiazolilo, imidazolilo, tiadiazolilo, tetrazolilo, triazolilo, oxadiazolilo, bencimidazolilo, purinilo, pirazolilo, pirazinilo, pteridinilo, quinoxalinilo, ftalazinilo, quinazolinilo, triazinilo, fenazinilo, cinnolinilo, pirimidinilo o piridazinilo.
En ciertas modalidades del sustituyente R4, el grupo hidrófobo es un grupo fluoroalquilo C1-C32 o un grupo fluoroarilo C1-C32. Como se usa en la presente descripción, los términos "fluoroalquilo" y "fluoroarilo" se refieren a cualquier grupo alquilo o grupo arilo, respectivamente, con uno o más átomos de flúor.
En ciertas modalidades, la unidad de monómero asociativo no iónico se deriva de un monómero de acrilato que comprende un grupo de cabeza de acrilato de Fórmula III:
O
^¡A0 ' R5
r3
III
en donde R5 es -CH2(CH2)pCH3, R3 es H o alquilo C1-C10 (por ejemplo, (CH2)kCH3), en donde k es un número entero de 0 a 9 (es decir, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 o 9)), y p es un número entero de 3 a 100 (por ejemplo, de 4 a 50, de 6 a 50, de 8 a 50, de 10 a 50, de 12 a 50, de 16 a 50, o de 18 a 50. En algunas modalidades, el monómero de acrilato de Fórmula III es una mezcla de dos o más de tales acrilatos, de manera que el valor promedio (redondeado al número entero más cercano) de p es un número entero de 3 a 100 (por ejemplo, de 4 a 50, de 6 a 50, de 8 a 50, de 10 a 50, de 12 a 50, de 16 a 50, o de 18 a 50). En algunas modalidades, "alquilo C1-C10" se refiere a un grupo alquilo C1-C10 ramificado. En ciertas modalidades, R5 es un grupo alquilo ramificado de 3 a 100 unidades de carbono de longitud. Generalmente, el monómero asociativo no iónico se selecciona de acrilato de laurilo, acrilato de cetilo, acrilato de estearilo, acrilato de behenilato o una de sus combinaciones. En ciertas modalidades, la unidad de monómero asociativo no iónico es laurilacrilato, es decir, R3 = H y p = 10.
En ciertas modalidades, la unidad de monómero asociativo no iónico se deriva de un monómero de acrilato que comprende un grupo de cabeza de acrilato de Fórmula IV:
Figure imgf000008_0001
en donde R3 es H o alquilo C1-C10 (por ejemplo, (CH2)kCH3), en donde k es un número entero de 0 a 9 (es decir, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 o 9), q es un número entero de 2 a 100 (porejemplo, de 4 a 50, de 6 a 50, de 8 a 50, de 10 a 50, de 12 a 50, de 16 a 50, de 18 a 50, de 16 a 100, de 18 a 100, o de 50 a 100), r es un número entero de 0 a 30 (por ejemplo, de 2 a 30, de 4 a 30, de 6 a 30, de 8 a 30, de 10 a 30, de 12 a 30, de 16 a 30, de 18 a 30, de 20 a 30, de 22 a 30, o de 24 a 30), y cada Y es independientemente H o CH3. En algunas modalidades, "alquilo C1-C10" se refiere a un grupo alquilo C1-C10 ramificado. En ciertas modalidades, cada Y se selecciona independientemente para producir copolímeros aleatorios o de bloques de óxido de etileno ("EO"), óxido de propileno ("PO") o una de sus combinaciones. En algunas modalidades, el monómero de acrilato de Fórmula IV es una mezcla de dos o más de tales acrilatos, de manera que el valor promedio (redondeado al número entero más cercano) de q es un número entero de 2 a 100 (por ejemplo, de 4 a 50, de 6 a 50, de 8 a 50, de 10 a 50, de 12 a 50, de 16 a 50, de 18 a 50, de 16 a 100, de 18 a 100, o de 50 a 100), y la media (redondeado al entero más cercano) el valor de r es un número entero de 0 a 30 (por ejemplo, de 2 a 30, de 4 a 30, de 6 a 30, de 8 a 30, de 10 a 30, de 12 a 30, de 16 a 30, de 18 a 30, de 20 a 30, de 22 a 30, o de 24 a 30). En algunas modalidades, el monómero de acrilato de Fórmula IV es lauril polietoxi (25) metacrilato, cetil polietoxi (25) metacrilato, estearil polietoxi (25) metacrilato, behenil polietoxi (25) metacrilato, o una de sus combinaciones. En ciertas modalidades, la unidad de monómero asociativo no iónico es un metacrilato de éter VISIOMER® comercializado por Evonik Industries (Essen, Alemania). En algunas modalidades, la unidad de monómero asociativo no iónico es éster metacrílico de cetilo y/o estearilo polietoxi (25), comercializado con el nombre de producto éster metacrílico (25 EO) de alcohol graso C16-C18 ("C18PEG1105MA"), comercializado por Evonik Industries (Essen, Alemania).
En ciertas modalidades, la unidad de monómero asociativo no iónico se deriva de un monómero de acrilato que comprende un grupo de cabeza de acrilato de Fórmula V:
Figure imgf000008_0002
en donde R3 es H o alquilo C1-C10 (por ejemplo, (CH2)kCH3), en donde k es un número entero de 0 a 9 (es decir, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 o 9), cada Y1 y Y2 es independientemente H o alquilo C1-C4 (por ejemplo, metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, sec-butilo o ferc-butilo), y n y o son independientemente números enteros que van de 0 a 100 (por ejemplo, de aproximadamente 0 a aproximadamente 90, de aproximadamente 0 a aproximadamente 80, de aproximadamente 0 a aproximadamente 70, de aproximadamente 0 a aproximadamente 60, de aproximadamente 0 a aproximadamente 50, de aproximadamente 10 a aproximadamente 100, o de aproximadamente 10 a aproximadamente 50), R4 es un grupo alquilo C8-C30 (es decir, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21,22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 o 30 unidades de carbono de longitud), en donde n y o no pueden ser ambos 0. En algunas modalidades, "alquilo C1-C10" se refiere a un grupo alquilo C1-C10 ramificado. En ciertas modalidades, cada Y1 y Y2 se selecciona independientemente para producir copolímeros aleatorios o de bloques de óxido de etileno ("EO"), óxido de propileno ("PO") o una de sus combinaciones. En algunas modalidades, el monómero de acrilato de Fórmula V es una mezcla de dos o más de tales acrilatos, de manera que los valores promedio (redondeados al número entero más cercano) de n y o son independientemente números enteros de 0 a 100, (por ejemplo, de 0 a 50, de 6 a 50, de 8 a 50, de 10 a 50, de 12 a 50, de 16 a 50, de 18 a 50, de 16 a 100, de 18 a 100, o de 50 a 100). En ciertas modalidades, el monómero de acrilato de Fórmula V contiene una cadena lateral derivada de un tensioactivo Plurafac®, comercializado por BASF Corporation (Florham Park, Nueva Jersey).
En otra modalidad, la unidad de monómero asociativo es una unidad de monómero asociativo catiónico. Generalmente, la unidad de monómero asociativo catiónico se deriva de un monómero de sal de acrilato y/o un monómero de sal de acrilamida de Fórmula VI:
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en donde R6 y R7 son cada uno independientemente H o alquilo C1-C10 (por ejemplo, (CH2)tCH3) en donde t es un número entero de 0 a 9 (es decir, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 o 9), X es O o Nh , s es un número entero de 0 a 20 (por ejemplo, de 2 a 20, de 4 a 20, de 6 a 20, de 8 a 20, de 5 a 10, de 10 a 20, de 5 a 15, de 12 a 20, de 0 a 10, de 0 a 8, de 0 a 6 o de 0 a 4), Z es cualquier anión y Rs es un grupo hidrófobo. En algunas modalidades, la sal de acrilato y/o acrilamida de Fórmula VI es una mezcla de dos o más de dichos acrilatos y/o acrilamidas, de manera que el valor promedio (redondeado al número entero más cercano) de s es un número entero de 0 a 20 (por ejemplo, de 2 a 20, de 4 a 20, de 6 a 20, de 8 a 20, de 5 a 10, de 10 a 20, de 5 a 15, de 12 a 20, de 0 a 10, de 0 a 8, de 0 a 6, o de 0 a 4). En algunas modalidades, "alquilo C1-C10 " se refiere a un grupo alquilo C1-C10 ramificado. Como se usa en la presente descripción, el término "grupo hidrófobo" se refiere a un grupo alquilo, un grupo arilo, un grupo fluoroalquilo o un grupo fluoroarilo.
En ciertas modalidades del sustituyente R8, el grupo hidrófobo es un grupo alquilo C1-C32 (es decir, 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, 30, 31 o 32 unidades de carbono de longitud). En algunas modalidades, el grupo alquilo C1-C32 es saturado, insaturado, ramificado, de cadena lineal, cíclica o una de sus combinaciones. Una lista ilustrativa de grupos alquilo C1-C32 es metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, sec-butilo, ferc-butilo, n-pentilo, sec-pentilo, neo-pentilo, hexilo, heptilo, octilo, nonilo, laurilo, estearilo, cetilo, behenilo, ciclopentilo, ciclohexilo, propenilo, 2-butenilo, 3-butenilo, 2-pentenilo, 3-pentenilo o 4-pentenilo. En ciertas modalidades, el grupo alquilo C1-C32 está además sustituido con uno o más sustituyentes alquilo, sustituyentes arilo, heteroátomos o sus combinaciones. En algunas modalidades, el grupo alquilo C1-C32 puede ser un grupo heteroalquilo C1-C32 (es decir, 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, 30, 31 o 32 unidades de carbono de longitud). Como se usa en la presente descripción, "grupo heteroalquilo" se refiere a una cadena alifática saturada o insaturada, sustituida o no sustituida, de cadena lineal, ramificada o cíclica que contiene al menos 1 heteroátomo (por ejemplo, O, S, N y/o P) en el núcleo de la molécula (es decir, la cadena principal de carbono).
En ciertas modalidades del sustituyente R8, el grupo hidrófobo es un grupo arilo. El grupo arilo puede ser cualquier grupo arilo o heteroarilo sustituido o no sustituido, en donde el sustituyente heteroarilo es un grupo monocíclico aromático de 5 o 6 miembros, un grupo bicíclico de 9 o 10 miembros, o un grupo tricíclico de 11 a 14 miembros, que tiene al menos un heteroátomo (por ejemplo, O, S o N) en al menos uno de los anillos. Cada anillo del grupo heteroarilo que contiene un heteroátomo puede contener uno o dos átomos de oxígeno o azufre y/o de uno a cuatro átomos de nitrógeno, siempre y cuando el número total de heteroátomos en cada anillo sea cuatro o menos y cada anillo tenga al menos un átomo de carbono. Los anillos condensados que completan los grupos bicíclicos y tricíclicos pueden contener solo átomos de carbono y pueden estar saturados, parcialmente saturados o insaturados. Los átomos de nitrógeno, oxígeno y azufre opcionalmente pueden oxidarse y los átomos de nitrógeno opcionalmente pueden cuaternizarse. Los grupos heteroarilo que son bicíclicos o tricíclicos deben incluir al menos un anillo completamente aromático, pero el otro anillo o anillos condensados pueden ser aromáticos o no aromáticos. En algunas modalidades, el compuesto de arilo es fenilo, naftilo, pirrolilo, isoindolilo, indolizinilo, indolilo, furanilo, benzofuranilo, benzotiofenilo, tiofenilo, piridilo, acridinilo, naftiridinilo, quinolinilo, isoquinolinilo, isoxazolilo, oxazolilo, benzoxazolilo, isotiazolilo, tiazolilo, benziazolilo, imidazolilo, tiadiazolilo, tetrazolilo, triazolilo, oxadiazolilo, benzimidazolilo, purinilo, pirazolilo, pirazinilo, pteridinilo, quinoxalinilo, ftalazinilo, quinazolinilo, triazinilo, fenazinilo, cinnolinilo, pirimidinilo o piridazinilo.
En ciertas modalidades del sustituyente R8, el grupo hidrófobo es un grupo fluoroalquilo C1-C32 o un grupo fluoroarilo C1-C32. Como se usa en el presente documento, los términos "fluoroalquilo" y "fluoroarilo" se refieren a cualquier grupo alquilo o grupo arilo, respectivamente, con uno o más átomos de flúor.
La sal de amonio de Fórmula VI puede tener cualquier contraión de anión adecuado (es decir, "Z"). En algunas modalidades, el contraión anión ("Z") comprende un elemento seleccionado de un halógeno (por ejemplo, fluoruro, cloruro, bromuro o yoduro), azufre, carbono, nitrógeno, fósforo y una de sus combinaciones. Una lista ilustrativa de aniones comprende fluoruro, cloruro, bromuro, yoduro, sulfuro, sulfito, sulfato, sulfonado, bisulfato, bisulfito, tiosulfato, carbonato, bicarbonato, nitrato, nitrito, fosfato, hidrógeno fosfato, dihidrógeno fosfato, fosfito, hidrógeno fosfito, dihidrógeno fosfito, hexafluorofosfato, carboxilato, acetato, mesilato, tosilato o triflato. En ciertas modalidades, Z se selecciona de fluoruro, cloruro, bromuro, mesilato, tosilato o de una de sus combinaciones.
En ciertas modalidades, la unidad de monómero asociativo catiónico se deriva de un monómero de sal de acrilamida de Fórmula VII:
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en donde R6 es H o alquilo C1-C10 (por ejemplo, (CH2)tCH3), en donde t es un número entero de 0 a 9 (es decir, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 o 9), y u es un número entero de 0 a 30 (por ejemplo, de 2 a 30, de 4 a 30, de 6 a 30, de 8 a 30, de 5 a 25, de 10 a 30, de 12 a 30, de 15 a 25, de 16 a 30, de 18 a 30, de 20 a 30, de 22 a 30, o de 24 a 30). En algunas modalidades, "alquilo C1-C10" se refiere a un grupo alquilo C1-C10 ramificado. En algunas modalidades, la sal de acrilamida de Fórmula VII es una mezcla de dos o más de dichas acrilamidas, de manera que el valor promedio (redondeado al número entero más cercano) de u es un número entero de 0 a 30 (por ejemplo, de 2 a 30, de 4 a 30, de 6 a 30, de 8 a 30, de 5 a 25, de 10 a 30, de 12 a 30, de 15 a 25, de 16 a 30, de 18 a 30, de 20 a 30, de 22 a 30, o de 24 a 30). En ciertas modalidades, la sal de acrilamida de Fórmula VII es "derivado de MAPTAC-C12" (es decir, donde R6 es CH3 y u es 10).
En otra modalidad, la unidad de monómero asociativo es una unidad de monómero asociativo aniónico. Generalmente, la unidad de monómero asociativo aniónico se deriva de un monómero de acrilato y/o acrilamida de Fórmula VIII:
Figure imgf000010_0002
en donde R9 es H o alquilo C1-C10 (por ejemplo, (CH2VCH3), en donde v es un número entero de 0 a 9 (es decir, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 o 9), X es O o NH, M es cualquier catión y cada R10 es independientemente H o un grupo hidrófobo. En algunas modalidades, "alquilo C1-C10 " se refiere a un grupo alquilo C1-C10 ramificado. Como se usa en la presente descripción, el término "grupo hidrófobo" se refiere a un grupo alquilo, un grupo arilo, un grupo fluoroalquilo o un grupo fluoroarilo.
En ciertas modalidades del sustituyente R10, el grupo hidrófobo es un grupo alquilo C1-C32 (es decir, 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, 30, 31 o 32 unidades de carbono de longitud). En algunas modalidades, el grupo alquilo C1-C32 es saturado, insaturado, ramificado, de cadena lineal, cíclica o una de sus combinaciones. Una lista ilustrativa de grupos alquilo C1-C32 es metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, sec-butilo, ferc-butilo, n-pentilo, sec-pentilo, neo-pentilo, hexilo, heptilo, octilo, nonilo, laurilo, estearilo, cetilo, behenilo, ciclopentilo, ciclohexilo, propenilo, 2-butenilo, 3-butenilo, 2-pentenilo, 3-pentenilo o 4-pentenilo. En ciertas modalidades, el grupo alquilo C1-C32 está además sustituido con uno o más sustituyentes alquilo, sustituyentes arilo, heteroátomos o sus combinaciones. En algunas modalidades, el grupo alquilo C1-C32 puede ser un grupo heteroalquilo C1-C32 (es decir, 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, 30, 31 o 32 unidades de carbono de longitud). Como se usa en la presente descripción, "grupo heteroalquilo" se refiere a un grupo alifático saturado o insaturado, sustituido o no sustituido, de cadena lineal, ramificado o cíclico que contiene al menos 1 heteroátomo (por ejemplo, O, S, N y/o P) en el núcleo de la molécula (es decir, la cadena principal de carbono).
En ciertas modalidades del sustituyente R10, el grupo hidrófobo es un grupo arilo. El grupo arilo puede ser cualquier grupo arilo o heteroarilo sustituido o no sustituido, en donde el grupo heteroarilo es un grupo monocíclico aromático de 5 o 6 miembros, un grupo bicíclico de 9 o 10 miembros, o un grupo tricíclico de 11 a 14 miembros, que tiene al menos un heteroátomo (por ejemplo, O, S o N) en al menos uno de los anillos. Cada anillo del grupo heteroarilo que contiene un heteroátomo puede contener uno o dos átomos de oxígeno o azufre y/o de uno a cuatro átomos de nitrógeno, siempre y cuando el número total de heteroátomos en cada anillo sea cuatro o menos y cada anillo tenga al menos un átomo de carbono. Los anillos condensados que completan los grupos bicíclicos y tricíclicos pueden contener solo átomos de carbono y pueden estar saturados, parcialmente saturados o insaturados. Los átomos de nitrógeno, oxígeno y azufre opcionalmente pueden oxidarse y los átomos de nitrógeno opcionalmente pueden cuaternizarse. Los grupos heteroarilo que son bicíclicos o tricíclicos deben incluir al menos un anillo completamente aromático, pero el otro anillo o anillos condensados pueden ser aromáticos o no aromáticos. En algunas modalidades, el compuesto de arilo es fenilo, naftilo, pirrolilo, isoindolilo, indolizinilo, indolilo, furanilo, benzofuranilo, benzotiofenilo, tiofenilo, piridilo, acridinilo, naftiridinilo, quinolinilo, isoquinolinilo, isoxazolilo, oxazolilo, benzoxazolilo, isotiazolilo, tiazolilo, benziazolilo, imidazolilo, tiadiazolilo, tetrazolilo, triazolilo, oxadiazolilo, bencimidazolilo, purinilo, pirazolilo, pirazinilo, pteridinilo, quinoxalinilo, ftalazinilo, quinazolinilo, triazinilo, fenazinilo, cinnolinilo, pirimidinilo o piridazinilo.
En ciertas modalidades del sustituyente R10, el grupo hidrófobo es un grupo fluoroalquilo C1-C32 o un grupo fluoroarilo C1-C32. Como se usa en la presente descripción, los términos "fluoroalquilo" y "fluoroarilo" se refieren a cualquier grupo alquilo o grupo arilo, respectivamente, con uno o más átomos de flúor.
La sal de sulfonato puede tener cualquier contraión catiónico adecuado (es decir, "M"). Por ejemplo, el contraión catiónico ("M") puede ser un protón, amonio, una amina cuaternaria, un catión de un metal alcalino, un catión de un metal alcalinotérreo, un catión de un metal de transición, un catión de un raro-metal de la tierra, un catión de elemento del grupo principal, o una de sus combinaciones. En algunas modalidades, el contraión catiónico es un protón o un catión de litio, sodio, potasio, magnesio, calcio, manganeso, hierro, zinc o una de sus combinaciones. En ciertas modalidades, M se selecciona de hidrógeno, litio, sodio, potasio o una de sus combinaciones.
La una o más unidades de monómeros asociativos pueden estar presentes en el polímero asociativo en cualquier cantidad adecuada. El polímero asociativo puede comprender una suma total de aproximadamente 10 % en moles o menos de una o más unidades de monómeros asociativos, por ejemplo, aproximadamente 9 % en moles o menos, aproximadamente 8 % en moles o menos, aproximadamente 7 % en moles o menos, aproximadamente 6 % en moles o menos, aproximadamente 5 % en moles o menos, aproximadamente 4 % en moles o menos, aproximadamente 3 % en moles o menos, aproximadamente 2 % en moles o menos, o aproximadamente 1 % en moles o menos. Alternativamente, o además de, el polímero asociativo puede comprender aproximadamente 0,005 % en moles o más de una o más unidades de monómeros asociativos, por ejemplo, aproximadamente 0,01 % en moles o más, aproximadamente 0,1 % en moles o más, aproximadamente 0,25 % en moles o más, aproximadamente 0,3 % en moles o más, aproximadamente 0,4 % en moles o más, o aproximadamente 0,5 % en moles o más. Por lo tanto, el polímero asociativo puede comprender una o más unidades de monómeros asociativos en una concentración limitada por cualquiera de los dos puntos finales antes mencionados. El polímero asociativo puede comprender de aproximadamente 0,005 % en moles a aproximadamente 10 % en moles de una o más unidades de monómeros asociativos, por ejemplo, de aproximadamente 0,005 % a aproximadamente 9 % en moles, de aproximadamente 0,005 % en moles a aproximadamente 8 % en moles %, de aproximadamente 0,005 % en moles a aproximadamente 7 % en moles, de aproximadamente 0,005 % en moles a aproximadamente 6 % en moles, de aproximadamente 0,005 % en moles a aproximadamente 5 % en moles, de aproximadamente 0,005 % en moles a aproximadamente 4 % en moles, de aproximadamente 0,005 % en moles a aproximadamente 3 % en moles, de aproximadamente 0,005 % en moles a aproximadamente 2 % en moles, de aproximadamente 0,005 % en moles a aproximadamente 1 % en moles, de aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 1 % en moles, de aproximadamente 0,1 % en moles a aproximadamente 1 % en moles, de aproximadamente 0,25 % en moles a aproximadamente 1 % en moles, de aproximadamente 0,3 % en moles a aproximadamente 1 % en moles, de aproximadamente 0,4 % en moles a aproximadamente 1 % en moles, de aproximadamente 0,5 % en moles a aproximadamente 1,0 % en moles, de aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 0,5 % en moles, o de aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 0,25 % en moles.
En algunas modalidades, el polímero asociativo comprende una unidad de monómero asociativo derivada de un monómero de Fórmula II, una unidad de monómero derivada de un monómero de Fórmula I y una unidad de monómero catiónico adicional. En algunas modalidades, el polímero asociativo comprende una unidad de monómero asociativo derivada de un monómero de Fórmula II, una unidad de monómero derivada de un monómero de Fórmula I y una unidad de monómero adicional derivada de DMAEA.MCQ. En algunas modalidades, el polímero asociativo comprende una unidad de monómero asociativo derivada de un monómero de Fórmula II, una unidad de monómero adicional derivada de acrilamida y una unidad de monómero adicional derivada de DMAEA.MCQ. En ciertas modalidades, el polímero asociativo comprende una unidad de monómero asociativo derivada del monómero VISIOMER® C18PEG1105MA, una unidad de monómero adicional derivada de acrilamida y una unidad de monómero adicional derivada de DMAEA.MCQ.
En algunas modalidades, el polímero asociativo comprende una unidad de monómero asociativo derivada de un monómero de Fórmula II, una unidad de monómero derivada de un monómero de Fórmula I y una unidad de monómero aniónica adicional. En algunas modalidades, el polímero asociativo comprende una unidad de monómero asociativo derivada de un monómero de Fórmula II, una unidad de monómero derivada de un monómero de Fórmula I y una unidad de monómero adicional derivada de acrilato de sodio. En algunas modalidades, el polímero asociativo comprende una unidad de monómero asociativo derivada de un monómero de Fórmula II, una unidad de monómero adicional derivada de acrilamida y una unidad de monómero adicional derivada de acrilato de sodio. En ciertas modalidades, el polímero asociativo comprende una unidad de monómero asociativo derivada del monómero C18PEG1105MA de VISIOMER®, una unidad de monómero adicional derivada de acrilamida y una unidad de monómero adicional derivada de acrilato de sodio.
En algunas modalidades, el polímero asociativo comprende una unidad de monómero asociativo derivada de un monómero de Fórmula VI, una unidad de monómero derivada de un monómero de Fórmula I y una unidad de monómero catiónico adicional. En algunas modalidades, el polímero asociativo comprende una unidad de monómero asociativo derivada de un monómero de Fórmula VI, una unidad de monómero derivada de un monómero de Fórmula I y una unidad de monómero adicional derivada de DMAEA.MCQ. En algunas modalidades, el polímero asociativo comprende una unidad de monómero asociativo derivada de un monómero de Fórmula VI, una unidad de monómero adicional derivada de acrilamida y una unidad de monómero adicional derivada de DMAEA.MCQ. En ciertas modalidades, el polímero asociativo comprende una unidad de monómero asociativo derivada del derivado de MAPTAC-C12 de Fórmula VII, una unidad de monómero adicional derivada de acrilamida y una unidad de monómero adicional derivada de DMAEA.MCQ.
En algunas modalidades, el polímero asociativo comprende una unidad de monómero asociativo derivada de un monómero de Fórmula VI, una unidad de monómero derivada de un monómero de Fórmula I y una unidad de monómero aniónico adicional. En algunas modalidades, el polímero asociativo comprende una unidad de monómero asociativo derivada de un monómero de Fórmula VI, una unidad de monómero derivada de un monómero de Fórmula I y una unidad de monómero adicional derivada de acrilato de sodio. En algunas modalidades, el polímero asociativo comprende una unidad de monómero asociativo derivada de un monómero de Fórmula VI, una unidad de monómero adicional derivada de acrilamida y una unidad de monómero adicional derivada de acrilato de sodio. En ciertas modalidades, el polímero asociativo comprende una unidad de monómero asociativo derivada del derivado de MAPTAC-C12 de Fórmula VII, una unidad de monómero adicional derivada de acrilamida y una unidad de monómero adicional derivada de acrilato de sodio.
En algunas modalidades, el polímero asociativo comprende una unidad de monómero asociativo derivada de un monómero de Fórmula VIII, una unidad de monómero derivada de un monómero de Fórmula I y una unidad de monómero catiónico adicional. En algunas modalidades, el polímero asociativo comprende una unidad de monómero asociativo derivada de un monómero de Fórmula VIII, una unidad de monómero derivada de un monómero de Fórmula I y una unidad de monómero adicional derivada de DMAEA.MCQ.
En algunas modalidades, el polímero asociativo comprende una unidad de monómero asociativo derivada de un monómero de Fórmula VIII, una unidad de monómero derivada de un monómero de Fórmula I y una unidad de monómero aniónico adicional. En algunas modalidades, el polímero asociativo comprende una unidad de monómero asociativo derivada de un monómero de Fórmula VIII, una unidad de monómero derivada de un monómero de Fórmula I y una unidad de monómero adicional derivada de acrilato de sodio.
También se proporciona un polímero asociativo de Fórmula AP1:
Figure imgf000012_0001
en donde E es una o más unidades de monómeros asociativos, F es una o más unidades de monómeros adicionales, G es una o más unidades de monómeros derivadas de un monómero de Fórmula I, H está presente opcionalmente y es uno o más unidad(es) de piperidino-2,6-diona, en donde la(s) una o más piperidino-2,6-diona(s) se forman tras la ciclación de un nitrógeno de acrilamida de la unidad de monómero derivada del monómero de Fórmula I (" G") en un carbonilo de la unidad de monómero adicional ("F"), en donde el polímero asociativo tiene un peso molecular promedio en peso de aproximadamente 10 kDa a aproximadamente 2000 kDa.
En algunas modalidades (no de acuerdo con la invención), el polímero asociativo tiene la Fórmula AP2:
Figure imgf000012_0002
en donde E es una o más unidades de monómeros asociativos, E' es un valor porcentual molar de aproximadamente 0,005 a aproximadamente 10, F es una o más unidades de monómeros adicionales, F' es un valor porcentual molar de aproximadamente 0,005 a aproximadamente 90, G es una o más unidades de monómeros derivadas de un monómero de Fórmula I, y G' es un valor porcentual en moles de aproximadamente 10 a aproximadamente 99,99. La unidad de monómero E está definida por las unidades de monómeros asociativos descritas en la presente descripción. Las unidades de monómeros F y G se definen por las unidades de monómeros adicionales y las unidades de monómeros derivadas del monómero de Fórmula I, respectivamente, descritas en la presente descripción.
Como se describe en la presente descripción, el polímero asociativo de Fórmula AP2 puede existir como polímero alternante, polímero aleatorio, polímero de bloque, polímero de injerto, polímero lineal, polímero ramificado, polímero cíclico o una de sus combinaciones. Por lo tanto, E, F y G pueden existir en cualquier orden adecuado (por ejemplo, EGF, EFG, GEF, GFE, FEG o FGE), incluidas unidades individuales repetidas (por ejemplo, EEFFFGG, EFGGEFEE, EFGEEE, EEEEFG, etc.).
La cantidad de una o más unidades de monómero asociativos ("E"') y la suma total de una o más unidades de monómero adicionales ("F"' "G"') son como se describió anteriormente para una o más unidades de monómeros asociativos y la suma total de una o más unidades de monómeros adicionales.
En algunas modalidades, el polímero asociativo de Fórmula AP2 sufre degradación de carga para proporcionar un polímero asociativo de Fórmula AP3:
Figure imgf000013_0001
en donde E es una o más unidades de monómeros asociativos, E" es un valor porcentual molar de aproximadamente 0,005 a aproximadamente 10, F es una o más unidades de monómeros adicionales, F" es un valor porcentual molar de aproximadamente 0,005 a aproximadamente 90, G es una o más unidades de monómeros derivadas de un monómero de Fórmula I, G" es un valor porcentual en moles de aproximadamente 10 a aproximadamente 99,99, H es una o más piperidino-2,6-diona unidad(es), en donde una o más piperidino-2,6-diona(s) se forman tras la ciclación de un nitrógeno de acrilamida de la unidad de monómero derivada de un monómero de Fórmula I ("G") en un carbonilo de la unidad de monómero adicional ("F"), y H" es un valor de porcentaje molar de aproximadamente 0 (es decir, cantidades traza) a aproximadamente 10. Como se usa en la presente descripción, "degradación de carga" se refiere al proceso de una unidad de monómero derivada de un monómero de Fórmula I que se cicla en una unidad de monómero adicional cargada (es decir, una unidad de monómero catiónico y/o aniónico), de manera que el sustituyente cargado de la unidad de monómero adicional se desplaza y, por lo tanto, el polímero tiene menos unidades de monómero catiónicas y/o menos unidades de monómero aniónicos. Sin querer limitarse a ninguna teoría en particular, se cree que la degradación de la carga puede ocurrir espontáneamente o puede ser facilitada por uno o más componentes en la solución de polímero.
El polímero asociativo (de acuerdo con la invención) es de Fórmula AP3:
Figure imgf000013_0002
en donde E es una o más unidades de monómeros asociativos, E" es un valor de porcentaje molar de aproximadamente 0,005 a aproximadamente 10, F es una o más unidades de monómeros adicionales, F" es un valor de porcentaje molar de aproximadamente 0,005 a aproximadamente 90, G es una o más unidades de monómeros derivadas de un monómero de Fórmula I, G" es un valor porcentual en moles de aproximadamente 10 a aproximadamente 99,99, H es una o más unidades de fórmula
Figure imgf000013_0003
en donde R1 es H o alquilo C1-C4 (por ejemplo, metilo, etilo, n -propilo, iso-propilo, n-butilo, sec-butilo o terc-butilo) y R2 es H o un grupo orgánico, y H" es un valor porcentual molar de aproximadamente 0 es decir, cantidades traza) a aproximadamente 10. En ciertas modalidades, R1 y R2 son hidrógeno.
Como se describe en la presente descripción, el polímero asociativo de Fórmula AP3 puede existir como polímero alternante, polímero aleatorio, polímero de bloque, polímero de injerto, polímero lineal, polímero ramificado, polímero cíclico o una de sus combinaciones. Por lo tanto, E, F, G y H pueden existir en cualquier orden adecuado (por ejemplo, EGFH, EGHF, EHFG, EHGF, EFGH, EFHG, FEGH, FEHG, FHEG, FHGE, FGEH, FGHE, GHFE, GHEF, GEFH, GEHF, GFHE, GFEH, HEFG, HEGF, HGEF, HGFE, HFEG o HFGE), incluidas las unidades individuales repetidas (por ejemplo, EEFFFGGHHH, EFGGEFEEH, EFGEEEHH, HHHEEEEFG, etc.).
En ciertas modalidades, el polímero asociativo tiene la fórmula AP4:
Figure imgf000014_0001
en donde cada Ri es independientemente H o alquilo C1-C4 (por ejemplo, metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, sec-butilo o terc-butilo), cada R2 es independientemente H o un grupo orgánico, R3 es H o alquilo C1-C10 (por ejemplo, (CH2)kCH3), en donde k es un número entero de 0 a 9 (es decir, 0, 1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 o 9), X es O o NH, m, n y o son independientemente números enteros de 0 a 100, en donde cuando (n o) < 3, m es al menos 7, cada Y1 y Y2 es independientemente H o alquilo C1-C4 (por ejemplo, metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, sec-butilo o terc-butilo), y R4 es H o un grupo hidrófobo, E" es un valor porcentual molar de aproximadamente 0,005 a aproximadamente 10, F es una o más unidades de monómeros adicionales, F" es un valor porcentual molar de aproximadamente 0,005 a aproximadamente 90, G" es un valor porcentual en moles de aproximadamente 10 a aproximadamente 99,99, y H" es un valor porcentual en moles de aproximadamente 0 (es decir, cantidades traza) a aproximadamente 10. En algunas modalidades, "alquilo C1-C10" se refiere a un grupo alquilo C1-C10 ramificado.
En ciertas modalidades del polímero asociativo de fórmula AP4, F se deriva de un monómero de cloruro de dialildimetilamonio ("DADMAC"). En ciertas modalidades del polímero asociativo de fórmula AP4, F se deriva de un monómero de cloruro de 2-(acriloiloxi)-N,N,N-trimetiletanaminio ("DMAEA.MCQ").
En ciertas modalidades, el polímero asociativo tiene la fórmula AP5:
Figure imgf000014_0002
en donde cada R1 es independientemente H o alquilo C1-C4 (por ejemplo, metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, sec-butilo o terc-butilo), cada R2 es independientemente H o un grupo orgánico, R3 es H o alquilo C1 -C10 (por ejemplo, (CH2)kCH3), en donde k es un número entero de 0 a 9, q es un número entero de 2 a 100, r es un número entero de 0 a 30, cada Y es independientemente H o CH3, E" es un valor porcentual molar de aproximadamente 0,005 a aproximadamente 10, F" es un valor de porcentaje molar de aproximadamente 0,005 a aproximadamente 90, G" es un valor de porcentaje molar valor porcentual de aproximadamente 10 a aproximadamente 99,99, y H" es un valor de porcentaje molar de aproximadamente 0 (es decir, cantidades traza) a aproximadamente 10. En algunas modalidades, "alquilo C1-C10" se refiere a un grupo alquilo C1-C10 ramificado.
En ciertas modalidades, el polímero asociativo tiene la Fórmula AP6:
Figure imgf000015_0001
donde r es un número entero de 0 a 30 (por ejemplo, de 2 a 30, de 4 a 30, de 6 a 30, de 8 a 30, de 10 a 30, de 12 a 30, de 16 a 30, de 18 a 30, de 20 a 30, de 22 a 30, o de 24 a 30), cada Y es independientemente H o CH3, E" es un valor porcentual en moles de aproximadamente 0,005 a aproximadamente 10, F" es un valor porcentual en moles de aproximadamente 0,005 a aproximadamente 90, G" es un valor de porcentaje en moles de aproximadamente 10 a aproximadamente 99,99, y H" es un valor de porcentaje en moles de aproximadamente 0 (es decir, cantidades traza) a aproximadamente 10. En ciertas modalidades, r es un número entero de 14 a 16.
En ciertas modalidades, el polímero asociativo tiene la fórmula AP7:
Figure imgf000015_0002
en donde cada R1 es independientemente H o alquilo C1-C4 (por ejemplo, metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, sec-butilo o ferc-butilo), cada R2 es independientemente H o un grupo orgánico, R6 y R7 son cada uno independientemente H o alquilo C1-C10 (por ejemplo, (CH2)tCH3) en donde t es un número entero de 0 a 9, X es O o NH, s es un número entero de 0 a 20, Z es cualquier anión y Rs es un grupo hidrófobo, E" es un valor porcentual molar de aproximadamente 0,005 a aproximadamente 10, F es una o más unidades de monómeros adicionales, F" es un valor porcentual en moles de aproximadamente 0,005 a aproximadamente 90, G" es un valor porcentual en moles de aproximadamente 10 a aproximadamente 99,99, y H" es un valor porcentual en moles de aproximadamente 0 (es decir, cantidades traza) a aproximadamente 10. En algunas modalidades, "alquilo C1-C10" se refiere a un grupo alquilo C1-C10 ramificado.
En ciertas modalidades, el polímero asociativo tiene la fórmula APs:
Figure imgf000016_0001
en donde cada Ri es independientemente H o alquilo C1-C4 (por ejemplo, metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, sec-butilo o tere- butilo), cada R2 es independientemente H o un grupo orgánico, R6 es H o alquilo C1-C10 (por ejemplo, (CH2)tCH3) en donde t es un número entero de 0 a 9, y u es un número entero de 0 a 30, E" es un valor porcentual molar de aproximadamente 0,005 a aproximadamente 10, F" es un valor porcentual molar de aproximadamente 0,005 a aproximadamente 90, G" es un valor porcentual molar de aproximadamente 10 a aproximadamente 99,99, y H" es un valor porcentual molar de aproximadamente 0 (es decir, cantidades traza) a aproximadamente 10. En algunas modalidades, "alquilo C1-C10" se refiere a un grupo alquilo C1-C10 ramificado.
En ciertas modalidades, el polímero asociativo tiene la fórmula AP9:
Figure imgf000016_0002
en donde R6 es H o alquilo C1-C10 (por ejemplo, (CH2)tCH3) en donde t es un número entero de 0 a 9, y u es un número entero de 0 a 30, E" es un valor porcentual molar de aproximadamente 0,005 a aproximadamente 10, F" es un valor porcentual en moles de aproximadamente 0,005 a aproximadamente 90, G" es un valor porcentual en moles de aproximadamente 10 a aproximadamente 99,99, y H" es un valor porcentual en moles de aproximadamente 0 (es decir, cantidades traza) a aproximadamente 10. En algunas modalidades, "alquilo C1-C10" se refiere a un grupo alquilo C1-C10 ramificado.
En ciertas modalidades de los polímeros asociativos de fórmula AP7-9 (es decir, AP7, APs o AP9), F se deriva de uno o más monómeros seleccionados de ácido acrílico, ácido metacrílico o sus sales.
En ciertas modalidades, el polímero asociativo tiene la fórmula AP10:
Figure imgf000017_0001
en donde cada Ri es independientemente H o alquilo C1-C4 (por ejemplo, metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, sec-butilo o ferc-butilo), cada R2 es independientemente H o un grupo orgánico, R9 es H o alquilo C1-C10 (por ejemplo, (CH2)vCH3) en donde v es un número entero de 0 a 9, X es O o NH, M es cualquier catión, y cada R10 es independientemente H o un grupo hidrófobo, E" es un valor porcentual molar de aproximadamente 0,005 a aproximadamente 10, F es una o más unidades de monómeros adicionales, F" es un valor porcentual molar de aproximadamente 0,005 a aproximadamente 90, G" es un valor porcentual molar de aproximadamente 10 a aproximadamente 99,99, y H" es un valor porcentual molar de aproximadamente 0 (es decir, cantidades traza) a aproximadamente 10. En algunas modalidades, "alquilo C1-C10" se refiere a un grupo alquilo C1-C10 ramificado.
En ciertas modalidades, el polímero asociativo tiene la Fórmula AP11:
Figure imgf000017_0002
en donde R9 es H o alquilo C1-C10 (por ejemplo, (CH2)vCH3) en donde v es un número entero de 0 a 9, X es O o NH, M es cualquier catión, y cada R10 es independientemente H o un grupo hidrófobo, E" es un valor porcentual molar de aproximadamente 0,005 a aproximadamente 10, F es una o más unidades de monómeros adicionales, F" es un valor porcentual molar de aproximadamente 0,005 a aproximadamente 90, G" es un valor porcentual molar de aproximadamente 10 a aproximadamente 99,99, y H" es un valor porcentual molar de aproximadamente 0 (es decir, cantidades traza) a aproximadamente 10. En algunas modalidades, "alquilo C1-C10" se refiere a un grupo alquilo C1-C10 ramificado.
Como se describe en la presente descripción, los polímeros asociativos de fórmula AP4-AP11 (es decir, AP4, AP5, AP6, AP7, APs, AP9, AP10 o AP11) pueden existir como un polímero alterno, polímero al azar, polímero de bloque, polímero de injerto, polímero lineal, polímero ramificado, polímero cíclico o una de sus combinaciones. Por lo tanto, las unidades de monómero pueden existir en cualquier orden adecuado, incluidas las unidades individuales repetidas.
La presencia de la unidad de monómero H puede detectarse mediante cualquier método adecuado. En algunas modalidades, el monómero H se detecta mediante RMN de 13C, RMN de 1H, espectroscopia IR o una de sus combinaciones.
La abundancia de la unidad de monómero H puede determinarse mediante cualquier método adecuado. En algunas modalidades, la abundancia de la unidad de monómero H puede determinarse mediante la comparación relativa de las integraciones de los picos de un espectro de RMN de 13C, un espectro de RMN de 1H, un espectro de IR o una de sus combinaciones.
En algunas modalidades de los polímeros asociativos de fórmula AP3-11 (es decir, AP3, AP4, AP5, AP6, AP7, APs, AP9,
AP10 o AP11), E" es de aproximadamente 0,005 % en moles a aproximadamente 10 % en moles (por ejemplo, de aproximadamente 0,005 % en moles a aproximadamente 9 % en moles, de aproximadamente 0,005 % en moles a aproximadamente S % en moles, de aproximadamente 0,005 % en moles a aproximadamente 7 % en moles, de aproximadamente 0,005 % en moles a aproximadamente 6 % en moles, de aproximadamente 0,005 % en moles a aproximadamente 5 % en moles, de aproximadamente 0,005 % en moles a aproximadamente 4 % en moles, de aproximadamente 0,005 % en moles a aproximadamente 3 % en moles, o de aproximadamente 0,005 % en moles a aproximadamente 2 % en moles, F" es de aproximadamente 0,005 % en moles a aproximadamente 90 % en moles
(por ejemplo, de aproximadamente 0,005 % en moles a aproximadamente 80 % en moles, de aproximadamente
0,005 % en moles a aproximadamente 70 % en moles, de aproximadamente 0,005 % en moles a aproximadamente
60 % en moles, de aproximadamente 0,005 % en moles a aproximadamente 50 % en moles, de aproximadamente
0,005 % en moles a aproximadamente 40 % en moles, de aproximadamente 0,005 % en moles a aproximadamente
35 % en moles, de aproximadamente 0,005 % en moles a aproximadamente 30 % en moles, de aproximadamente
0,005 % en moles a aproximadamente 25 % en moles, de aproximadamente 0,005 % en moles a aproximadamente
20 % en moles, de aproximadamente 0,005 % en moles a aproximadamente 16 % en moles, de aproximadamente
0,005 % en moles a aproximadamente 12 % en moles, de aproximadamente 0,005 % en moles a aproximadamente
10 % en moles, de aproximadamente 2 % en moles a aproximadamente 20 % en moles, de aproximadamente 4 % en moles a aproximadamente 20 % en moles, de aproximadamente 6 % en moles a aproximadamente 20 % en moles, de aproximadamente 4 % a aproximadamente 16 % en moles, de aproximadamente 4 % en moles a aproximadamente 12 % en moles, o de aproximadamente 4 % en moles a aproximadamente 10 % en moles), G" es de aproximadamente 10 % en moles a aproximadamente 99,99 % en moles (por ejemplo, de aproximadamente
10 % en moles a aproximadamente 99,99 % en moles, de aproximadamente 20 % en moles a aproximadamente
99,99 % en moles, de aproximadamente 30 % en moles a aproximadamente 99,99 % en moles, de
n moles moles, d n moles moles, d
Figure imgf000018_0001
n moles
aproximadamente 0,001 % en moles a aproximadamente 2 % en moles).
En ciertas modalidades de los polímeros asociativos de fórmula (AP3-11) (es decir, AP3, AP4, AP5, AP6, AP7, AP8,
AP9, AP10 o AP11), E" es de aproximadamente 0,005 % en moles a aproximadamente 1 % en moles (por ejemplo, de aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 1 % en moles, de aproximadamente 0,1 % en moles a aproximadamente 1 % en moles, de aproximadamente 0,25 % en moles a aproximadamente 1 % en moles, de aproximadamente 0,3 % en moles a aproximadamente 1 % en moles, de aproximadamente 0,4 % en moles a aproximadamente 1 % en moles, de aproximadamente 0,5 % en moles a aproximadamente 1,0 % en moles, de aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 0,5 % en moles, o de aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 0,25 % en moles), F" es de aproximadamente 4 % en moles a aproximadamente 10 % en moles
(por ejemplo, de aproximadamente 4 % en moles a aproximadamente 9 % en moles, de aproximadamente 4 % en moles a aproximadamente 8 % en moles, de aproximadamente 4 % en moles a aproximadamente 7 % en moles, de aproximadamente 4 % en moles a aproximadamente 6 % en moles, de aproximadamente 4 % en moles a aproximadamente 5 % en moles, de aproximadamente 5 % en moles a aproximadamente 10 % en moles, de aproximadamente 6 % en moles a aproximadamente 10 % en moles, de aproximadamente 7 % en moles a aproximadamente 10 % en moles, de aproximadamente 8 % en moles a aproximadamente 10 % en moles, de aproximadamente 9 % en moles a aproximadamente 10 % en moles, o de aproximadamente 6 % en moles a aproximadamente 8 % en moles), G” es de aproximadamente 84 % en moles a aproximadamente 90 % en moles (por ejemplo, de aproximadamente 85 % en moles a aproximadamente 90 % en moles, de aproximadamente 86 % en moles a aproximadamente 90 % en moles, de aproximadamente 87 % en moles a aproximadamente 90 % en moles, de aproximadamente 88 % en moles a aproximadamente 90 % en moles, de aproximadamente 89 % en moles a aproximadamente 90 % en moles, de aproximadamente 84 % en moles a aproximadamente 89 % en moles, de aproximadamente 84 % en moles a aproximadamente 88 % en moles, de aproximadamente 84 % en moles a aproximadamente 87 % en moles, de aproximadamente 84 % en moles a aproximadamente 86 % en moles, de aproximadamente 84 % en moles a aproximadamente 85 % en moles, o de aproximadamente 86 % en moles a aproximadamente 88 % en moles y H" es de aproximadamente 0 % en moles (es decir, cantidades traza) a aproximadamente 6 % en moles (por ejemplo, de aproximadamente 0,001 % en moles a aproximadamente 5 % en moles, de aproximadamente 0,001 % en moles a aproximadamente 4 % en moles, de aproximadamente 0,001 % en moles a aproximadamente 3 % en moles, o de aproximadamente 0,001 % en moles a aproximadamente 2 % en moles, de aproximadamente 0,001 % en moles a aproximadamente 1 % en moles, de aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 1 % en moles, de aproximadamente 0,1 % en moles a aproximadamente 1 % en moles, de aproximadamente 0,25 % en moles a aproximadamente 1 % en moles, de aproximadamente 0,3 % en moles a aproximadamente 1 % en moles, de aproximadamente 0,4 % en moles a aproximadamente 1 % en moles, de aproximadamente 0,5 % en moles a aproximadamente 1,0 % en moles, de aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 0,5 % en moles, o de aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 0,25 % en moles).
Los procesos descritos (pero no reivindicados) en la presente descripción comprenden la creación de redes de uno o más polímeros asociativos. Tal como se usa en la presente descripción, "conexión en red" se refiere a la coordinación química de una cadena polimérica con una cadena polimérica adyacente para promover una propiedad física diferente. La técnica de interconexión puede comprender cualquier coordinación química adecuada. Generalmente, la interconexión de uno o más polímeros asociativos no comprende cadenas de polímero adyacentes unidas covalentemente. Por ejemplo, la coordinación química puede ocurrir a través de enlaces iónicos, enlaces de hidrógeno, interacciones hidrófobas, interacciones dipolares, fuerzas de Van der Waals o una de sus combinaciones.
En una modalidad, al menos una porción de la red se produce entre las unidades de monómeros asociativos de diferentes cadenas poliméricas (es decir, interacciones intermoleculares). Sin desear limitarse a ninguna teoría en particular, se cree que las unidades de monómeros asociativos interactúan momentáneamente a través de interacciones químicas débiles (es decir, enlaces iónicos, enlaces de hidrógeno, interacciones hidrófobas, interacciones dipolares, fuerzas de Van der Waals o una de sus combinaciones), dando como resultado en la red de polímeros asociativos adyacentes temporalmente. Tal como se usa en la presente descripción, "establecer temporalmente polímero(s) asociativo(s) adyacente(s)" se refiere a una interacción, que puede controlarse mediante el nivel de dilución, la presencia de un tensioactivo o una de sus combinaciones. Por lo tanto, la formación de redes de polímeros asociativos es reversible, lo que permite de esta manera que se preparen polvos, geles o medios líquidos de baja viscosidad y/o se dispersen posteriormente en un solvente.
En otra modalidad, al menos una porción de la red se produce entre las unidades de monómero asociativos y uno o más tensioactivos. Sin querer limitarse a ninguna teoría en particular, se cree que las unidades de monómeros asociativos pueden interactuar momentáneamente a través de interacciones químicas débiles (es decir, enlaces iónicos, enlaces de hidrógeno, interacciones hidrófobas, interacciones dipolares, fuerzas de Van der Waals o una de sus combinaciones) con uno o más tensioactivos, lo que da como resultado la interconexión de lo(s) polímero(s) asociativo(s) y el tensioactivo(s) temporalmente. Tal como se usa en la presente descripción, la "conexión temporal de polímeros asociativos adyacentes y tensioactivos" se refiere a una interacción, que puede controlarse mediante el nivel de dilución, la cantidad de un tensioactivo o una de sus combinaciones. Por lo tanto, la formación de redes de polímero(s) asociativo(s) y tensioactivo(s) es reversible y permite preparar polvos, geles o medios líquidos de baja viscosidad y/o dispersarlos subsecuentemente en un solvente.
En algunas modalidades, al menos una porción de la formación de redes se produce a través de la copolimerización micelar. Como se usa en la presente descripción, "copolimerización micelar" se refiere a la formación simultánea de micelas que comprenden monómeros y/o tensioactivo(s) asociativos, y polímero(s) asociativo(s) que comprenden unidades de monómeros asociativos. Sin desear limitarse a ninguna teoría en particular, se cree que las unidades de monómeros asociativos de polímeros adyacentes pueden incorporarse en micelas formadas a partir de monómeros asociativos y/o tensioactivo(s), interconectando de esta manera temporalmente los polímero(s) asociativo(s) adyacentes.
Como se usa en la presente descripción, "red temporal" se refiere a una interacción asociativo (por ejemplo, dentro de la solución de polímero(s) asociativo(s), el gel húmedo y el polvo) que puede controlarse mediante el nivel de dilución, la presencia de un tensioactivo, o una de sus combinaciones. Contrariamente a la práctica de reticulación más permanente conocida en la técnica, por ejemplo, la reticulación a través de enlaces covalentes, la interconexión temporal puede ser momentánea. Como se usa en la presente descripción, "temporal" puede referirse a cualquier período de tiempo que se extienda desde la formación inicial de la solución de polímeros asociativos hasta la dispersión del polvo en la solución. Por ejemplo, la red temporal proporciona una estructura suficiente del gel húmedo para permitir el procesamiento en máquina y la conversión en polvo. Además, la red temporal ayuda a producir un polvo que es estable pero que mantiene niveles razonables de solubilidad en agua. Tras la dilución en agua, las interacciones asociativos (es decir, la red temporal) disminuyen y el polvo se dispersa en el agua u otro solvente.
En ciertas modalidades, el proceso comprende la creación de redes de uno o más polímero(s) asociativo(s) y uno o más tensioactivos en donde una o más unidad(es) de monómero(s) asociativo(s) y uno o más tensioactivo(s) son estructuralmente similares. Como se usa en la presente descripción, "estructuralmente similar" significa que la(s) unidad(es) de monómero(s) asociativo(s) y el(los) tensioactivo(s) tienen grupos funcionales químicos iguales o similares. En algunas modalidades, la(s) unidad(es) de monómero(s) asociativo(s) y el(los) tensioactivo(s) comprenden cada uno al menos un sustituyente hidroxilo. En algunas modalidades, la(s) unidad(es) de monómero(s) asociativo(s) y el(los) tensioactivo(s) comprenden cada uno al menos un sustituyente amina. En algunas modalidades, la(s) unidad(es) de monómero(s) asociativo(s) y el(los) tensioactivo(s) comprenden cada uno una cadena de poliéter éter. En algunas modalidades, la(s) unidad(es) de monómero(s) asociativo(s) y el(los) tensioactivo(s) comprenden cada uno una cadena de poliéter, en donde la longitud de las cadenas de poliéter se separan por seis unidades de carbono o menos (es decir, 6, 5, 4, 3, 2, 1 o 0). Por ejemplo, si una unidad de monómero asociativo tiene una longitud de la cadena de poliéter de 16 unidades de carbono, entonces un tensioactivo estructuralmente similar tendrá una longitud de cadena de poliéter de 10-22 unidades de carbono (es decir, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 o 22). En ciertas modalidades, las cadenas de poliéter comprenden el mismo número de unidades de carbono. En algunas modalidades, la(s) unidad(es) de monómero(s) asociativo(s) y el(los) tensioactivo(s) comprenden cada uno una cadena de alquilo. En algunas modalidades, la(s) unidad(es) de monómero(s) asociativo(s) y el(los) tensioactivo(s) comprenden cada uno cadenas de alquilo, en donde la longitud de las cadenas de alquilo se separan por seis unidades de carbono o menos (es decir, 6, 5, 4, 3, 2,
1 o 0). Por ejemplo, si una unidad de monómero asociativo tiene una longitud de la cadena de alquilo de 16 unidades de carbono, entonces un tensioactivo estructuralmente similar tendrá una longitud de cadena de alquilo de
10-22 unidades de carbono (es decir, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 o 22). En ciertas modalidades, cada una de las cadenas de alquilo comprende el mismo número de carbonos. En ciertas modalidades, la(s) unidad(es) de monómero(s) asociativo(s) y el(los) tensioactivo(s) comprenden la misma subunidad estructural.
En algunas modalidades (no reivindicadas), el proceso para fabricar el polvo comprende además uno o más tensioactivos. El tensioactivo puede ser cualquier tensioactivo adecuado seleccionado de un tensioactivo aniónico, un tensioactivo catiónico, un tensioactivo no iónico y una de sus combinaciones. En algunas modalidades, uno o más tensioactivos pueden existir como un dímero. Por ejemplo, el tensioactivo puede tener un grupo de cabeza polar y dos colas no polares, o dos grupos de cabeza polar y una cola no polar, o dos grupos de cabeza polar y dos colas no polares. Sin pretender estar ligado a ninguna teoría en particular, se cree que el tensioactivo ayuda a proporcionar estructura al gel húmedo y aumenta la solubilidad del polvo resultante tras la dilución en agua u otro solvente.
En una modalidad, el tensioactivo es un tensioactivo catiónico. En ciertas modalidades, el tensioactivo catiónico es una sal de amonio de Fórmula IX:
Figure imgf000020_0001
en donde cada R11 es independientemente H o alquilo C1-C10 (por ejemplo, (CH2)eCH3) en donde e es un número entero de 0 a 9 (es decir, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 o 9), A es cualquier anión y d es un número entero de 6 a 34 ( ejemplo, de 6 a 30, de 6 a 24, de 6 a 20, de 6 a 16, de 6 a 12, de 5 a 25, de 10 a 20, de 15 a 25, de 10 a 24, o de a 30). En algunas modalidades, "alquilo C1-C10" se refiere a un grupo alquilo C1-C10 ramificado. En algunas modalidades, la sal de amonio de Fórmula IX es una mezcla de dos o más de dichas sales de amonio, de manera que el valor promedio (redondeado al número entero más cercano) de d es un número entero de 6 a 34 (por ejemplo, de 6 a 30, de 6 a 24, de 6 a 20, de 6 a 16, de 6 a 12, de 5 a 25, de 10 a 20, de 15 a 25, de 10 a 24, o de a 30). En ciertas modalidades, el tensioactivo catiónico es p-toluenosulfonato de hexadeciltrimetilamonio o cloruro de hexadeciltrimetilamonio.
La sal de amonio puede tener cualquier contraión de anión adecuado (es decir, "A"). En algunas modalidades, el contraión de anión ("A") comprende un elemento seleccionado de un halógeno (es decir, fluoruro, cloruro, bromuro o yoduro), azufre, carbono, nitrógeno, fósforo y una de sus combinaciones. Una lista ilustrativa de aniones comprende fluoruro, cloruro, bromuro, yoduro, sulfuro, sulfito, sulfato, bisulfato, bisulfito, tiosulfato, carbonato, bicarbonato, nitrato, nitrito, fosfato, hidrógeno fosfato, dihidrógeno fosfato, fosfito, hidrógeno fosfito, dihidrógeno fosfito, hexafluorofosfato, carboxilato, acetato, mesilato, tosilato o triflato. En ciertas modalidades, A se selecciona de fluoruro, cloruro, bromuro, mesilato, tosilato o una de sus combinaciones.
En algunas modalidades, el tensioactivo es un tensioactivo aniónico. En ciertas modalidades, el tensioactivo aniónico es una sal de sulfato de Fórmula X:
Figure imgf000020_0002
en donde B es cualquier catión y f es un número entero de 7 a 35 (por ejemplo, de 7 a 29, de 7 a 23, de 7 a 19, de 7 a 15, de 7 a 11, de 11 a 19, de 11 a 23, o de 11 a 29). En algunas modalidades, la sal de sulfato de Fórmula X es
una mezcla de dos o más sales de sulfato de este tipo, de manera que el valor promedio (redondeado al número entero más cercano) de f es un número entero de 7 a 35 (por ejemplo, de 7 a 29, de 7 a 23, de 7 a 19, de 7 a 15, de 7 a 11, de 11 a 19, de 11 a 23, o de 11 a 29). En ciertas modalidades, el tensioactivo aniónico es dodecilsulfato de sodio (es decir, f es 11).
La sal de sulfato puede tener cualquier contraión catiónico adecuado (es decir, "B"). Por ejemplo, el contraión catiónico ("B") puede ser un protón, amonio, una amina cuaternaria, un catión de un metal alcalino, un catión de un metal alcalinotérreo, un catión de un metal de transición, un catión de un raro-metal de la tierra, un catión de elemento del grupo principal, o una de sus combinaciones. En algunas modalidades, el contraión catiónico es hidrógeno o un catión de litio, sodio, potasio, magnesio, calcio, manganeso, hierro, zinc o una de sus combinaciones. En ciertas modalidades, B se selecciona de hidrógeno, litio, sodio, potasio o una de sus combinaciones.
En algunas modalidades, el tensioactivo es un tensioactivo no iónico. El tensioactivo no iónico puede ser cualquier tensioactivo no iónico adecuado. En algunas modalidades, el tensioactivo no iónico comprende unidades repetitivas de óxido de etileno, óxido de propileno u óxido de etileno y óxido de propileno. En ciertas modalidades, el tensioactivo comprende copolímeros en bloque o aleatorios de óxido de etileno ("EO"), óxido de propileno ("PO") o una de sus combinaciones.
En ciertas modalidades, el tensioactivo no iónico es de Fórmula XI:
HO(C2H4O)a(C3H6O)b(C2H4O)cH XI
en donde a, b y c son independientemente números enteros que van de aproximadamente 2 a aproximadamente 200 (por ejemplo, de aproximadamente 2 a aproximadamente 175, de aproximadamente 2 a aproximadamente 150, de aproximadamente 2 a aproximadamente 125, de aproximadamente 2 a aproximadamente 100, de aproximadamente 50 a aproximadamente 200, de aproximadamente 50 a aproximadamente 150, o de aproximadamente 50 a aproximadamente 100), y a, b y c son iguales o diferentes. En algunas modalidades, el tensioactivo no iónico de Fórmula X es una mezcla de dos o más de tales tensioactivos, de manera que a, b y c se refieren a una longitud de la cadena promedio (redondeada al número entero más cercano) de las subunidades designadas (es decir, cadena promedio longitud de EO y PO) en donde a, b y c son independientemente números enteros de aproximadamente 2 a aproximadamente 200 (por ejemplo, de aproximadamente 2 a aproximadamente 175, de aproximadamente 2 a aproximadamente 150, de aproximadamente 2 a aproximadamente 125, de aproximadamente 2 a aproximadamente 100, de aproximadamente 50 a aproximadamente 200, de aproximadamente 50 a aproximadamente 150, o de aproximadamente 50 a aproximadamente 100). En ciertas modalidades, el tensioactivo no iónico es el tensioactivo PLURONIC® F-127, es decir, HO(C2H4O)101(C3H6O)56(C2H4O)101H, comercializado por BASF Corporation (Florham Park, Nueva Jersey).
En algunas modalidades, el tensioactivo no iónico es de Fórmula XII:
Figure imgf000021_0001
en donde g es un número entero que oscila entre 6 y 50 (por ejemplo, de aproximadamente 6 a aproximadamente 42, de aproximadamente 6 a aproximadamente 36, de aproximadamente 6 a aproximadamente 30, de aproximadamente 6 a aproximadamente 24, de aproximadamente 6 a aproximadamente 18, de aproximadamente 6 a aproximadamente 12, de aproximadamente 8 a aproximadamente 30, de aproximadamente 12 a aproximadamente 50, de aproximadamente 12 a aproximadamente 36, o de aproximadamente 12 a aproximadamente 24), cada R12 y R13 son independientemente H o alquilo C1-C4 (por ejemplo, metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, sec-butilo o ferc-butilo), y h e i son independientemente números enteros que oscilan entre 0 y 100 (por ejemplo, de aproximadamente 0 a aproximadamente 90, de aproximadamente 0 a aproximadamente 80, de aproximadamente 0 a aproximadamente 70, de aproximadamente 0 a aproximadamente 60, de aproximadamente 0 a aproximadamente 50, de aproximadamente 10 a aproximadamente 100, o de aproximadamente 10 a aproximadamente 50). En algunas modalidades, el tensioactivo de Fórmula XII es una mezcla de dos o más de tales tensioactivos, de manera que g, h e i se refieren a una longitud de la cadena promedio (redondeada al número entero más cercano) de las subunidades designadas (es decir, cadena de carbono promedio o longitud de la cadena promedio de EO (o EO sustituido), en donde g es un número entero de aproximadamente 6 a aproximadamente 50 (por ejemplo, de aproximadamente 6 a aproximadamente 42, de aproximadamente 6 a aproximadamente 36, de aproximadamente 6 a aproximadamente 30, de aproximadamente 6 aproximadamente 24, de aproximadamente 6 a aproximadamente 18, de aproximadamente 6 a aproximadamente 12, de aproximadamente 8 a aproximadamente 30, de aproximadamente 12 a aproximadamente 50, de aproximadamente 12 a aproximadamente 36, o de aproximadamente 12 a aproximadamente 24), y h e i son independientemente números enteros que van de aproximadamente 0 a aproximadamente 100 (por ejemplo, de aproximadamente 0 a aproximadamente 90, de aproximadamente 0 a aproximadamente 80, de aproximadamente 0 a aproximadamente 70, de aproximadamente 0 a aproximadamente 60, de aproximadamente 0 a aproximadamente 50, de aproximadamente 10 a aproximadamente 100, o de aproximadamente 10 a aproximadamente 50).
En ciertas modalidades, el tensioactivo no iónico es de Fórmula XII:
Figure imgf000022_0001
en donde g es un número entero de aproximadamente 6 a aproximadamente 50 (por ejemplo, de aproximadamente 6 a aproximadamente 42, de aproximadamente 6 a aproximadamente 36, de aproximadamente 6 a aproximadamente 30, de aproximadamente 6 a aproximadamente 24, de aproximadamente 6 a aproximadamente 18, de aproximadamente 6 a aproximadamente 12, de aproximadamente 12 a aproximadamente 50, de aproximadamente 12 a aproximadamente 36, o de aproximadamente 12 a aproximadamente 24), R12 y R13 son H, y h e i son independientemente números enteros que van de aproximadamente 0 a aproximadamente 100 (por ejemplo, de aproximadamente 0 a aproximadamente 90, de aproximadamente 0 a aproximadamente 80, de aproximadamente 0 a aproximadamente 70, de aproximadamente 0 a aproximadamente 60, de aproximadamente 0 a aproximadamente 50, de aproximadamente 10 a aproximadamente 100, o de aproximadamente 10 a aproximadamente 50). En ciertas modalidades, el tensioactivo es BRIJ® S20, es decir, un polietilenglicol octadecil éter de fórmula C18H37(OC2H4)h'OH, en donde h' es un número entero que oscila de aproximadamente 2 a aproximadamente 200, comercializado por Croda International PLC (East Yorkshire, Reino Unido).
En ciertas modalidades, el tensioactivo no iónico es de Fórmula XII:
Figure imgf000022_0002
en donde g es un número entero que varía de aproximadamente 6 a aproximadamente 50 (por ejemplo, de aproximadamente 6 a aproximadamente 42, de aproximadamente 6 a aproximadamente 36, de aproximadamente 6 a aproximadamente 30, de aproximadamente 6 a aproximadamente 24, de aproximadamente 6 a aproximadamente 18, de aproximadamente 6 a aproximadamente 12, de aproximadamente 12 a aproximadamente 50, de aproximadamente 12 a aproximadamente 36, o de aproximadamente 12 a aproximadamente 24), i es 0, R12 es H y h es un número entero que varía de aproximadamente 2 a aproximadamente 30 (por ejemplo, de aproximadamente 2 a aproximadamente 30, de aproximadamente 4 a aproximadamente 30, de aproximadamente 6 a aproximadamente 30, de aproximadamente 8 a aproximadamente 30, de aproximadamente 10 a aproximadamente 30, de aproximadamente 12 a aproximadamente 30, de aproximadamente 16 a aproximadamente 30, de aproximadamente 18 a aproximadamente 30, de aproximadamente 20 a aproximadamente 30, de aproximadamente 22 a aproximadamente 30, o de aproximadamente 24 a aproximadamente 30). En ciertas modalidades, el tensioactivo es un etoxilato de alcohol graso Lutensol® comercializado por BASF Corporation (Florham Park, Nueva Jersey). Con mayor preferencia, el tensioactivo es alcohol polietoxi (25) cetílico y/o estearílico, comercializado con el nombre de producto (25 EO) alcohol graso C16-C18 ("LutensolAT® 25"), comercializado por BASF Corporation (Florham Park, Nueva Jersey).
En ciertas modalidades, el tensioactivo no iónico es de Fórmula XII:
Figure imgf000022_0003
en donde g es un número entero que varía de aproximadamente 8 a aproximadamente 30 (por ejemplo, de aproximadamente 10 a aproximadamente 30, de aproximadamente 12 a aproximadamente 30, de aproximadamente 16 a aproximadamente 30, de aproximadamente 18 a aproximadamente 30, de aproximadamente 20 a aproximadamente 30, de aproximadamente 22 a aproximadamente 30, o de aproximadamente 24 a aproximadamente 30), cada R12 y R13 son independientemente H o alquilo C1-C4 (porejemplo, metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, sec-butilo o ferc-butilo), y h e i son independientemente números enteros que varían de aproximadamente 0 a aproximadamente 50 (por ejemplo, de aproximadamente 0 a aproximadamente 40, de aproximadamente 0 a aproximadamente 30, de aproximadamente 0 a aproximadamente 20, de aproximadamente 10 a aproximadamente 50, de aproximadamente 10 a aproximadamente 40, de aproximadamente 10 a de aproximadamente 30, o de aproximadamente 10 a aproximadamente 20). En ciertas modalidades, el tensioactivo es un tensioactivo Plurafac®, comercializado por BASF Corporation (Florham Park, Nueva Jersey).
En ciertas modalidades, el tensioactivo no iónico es de Fórmula XIII:
Figure imgf000023_0001
XIII
en donde w, x, y, y z son números enteros de 0 a 50 (por ejemplo, de aproximadamente 0 a aproximadamente 40, de aproximadamente 0 a aproximadamente 30, de aproximadamente 0 a aproximadamente 20, de aproximadamente 0 a aproximadamente 16, de aproximadamente 0 a aproximadamente 12, o de aproximadamente 0 a aproximadamente 8), y w, x, y y z son iguales o diferentes. En algunas modalidades, el tensioactivo no iónico de Fórmula XIII es una mezcla de dos o más de tales tensioactivos, de manera que w, x, y y z se refieren a una longitud de la cadena promedio (redondeada al número entero más cercano) de las subunidades designadas (es decir, longitud de la cadena promedio de EO) en donde w, x, y, y z son números enteros de aproximadamente 0 a aproximadamente 50 (por ejemplo, de aproximadamente 0 a aproximadamente 40, de aproximadamente 0 a aproximadamente 30, de aproximadamente 0 a aproximadamente 20, de aproximadamente 0 a aproximadamente 16, de aproximadamente 0 a aproximadamente 12, o de aproximadamente 0 a aproximadamente 8). En ciertas modalidades, el tensioactivo no iónico es el tensioactivo TWEEN® 20, es decir, w+x+y+z=20, comercializado por Croda International PLC (East Yorkshire, Reino Unido).
Cuando el o los tensioactivos están presentes en el polvo, el o los tensioactivos pueden estar presentes en el polvo en cualquier concentración adecuada. El polvo puede comprender una suma total de aproximadamente el 20 % en peso o menos de los tensioactivos, por ejemplo, aproximadamente el 15 % en peso o menos, aproximadamente el 10 % en peso o menos, aproximadamente el 9 % en peso o menos, aproximadamente 8 % en peso o menos, aproximadamente 7 % en peso o menos, aproximadamente 6 % en peso o menos, o aproximadamente 5 % en peso o menos. Alternativamente, o además, el polvo puede comprender una suma total de aproximadamente 0,001 % en peso o más de los tensioactivos, por ejemplo, aproximadamente 0,01 % en peso, aproximadamente 0,1 % en peso, aproximadamente 0,25 % en peso o más, aproximadamente 0,5 % en peso o más, aproximadamente 1 % en peso o más, aproximadamente 2 % en peso o más, aproximadamente 3 % en peso o más, o aproximadamente 4 % en peso o más. Por lo tanto, el polvo puede comprender uno o más tensioactivos en una concentración limitada por cualquiera de los dos puntos finales antes mencionados. El polvo puede comprender una suma total de aproximadamente 0,001 % en peso a aproximadamente 5 % en peso, de aproximadamente 0,01 % en peso a aproximadamente 5 % en peso, de aproximadamente 0,1 % en peso a aproximadamente 5 % en peso de tensioactivo, por ejemplo, de aproximadamente 0,25 % en peso a aproximadamente 5 % en peso, de aproximadamente 0,5 % en peso a aproximadamente 5 % en peso, de aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 5 % en peso, de aproximadamente 2 % en peso a aproximadamente 5 % en peso, de aproximadamente 3 % en peso a aproximadamente 5 % en peso, de aproximadamente 4 % en peso a aproximadamente 5 % en peso, de aproximadamente 4 % en peso a aproximadamente 10 % en peso, de aproximadamente 4 % en peso a aproximadamente 9 % en peso, de aproximadamente 4 % en peso a aproximadamente 8 % en peso, de aproximadamente 4 % en peso a aproximadamente 7 % en peso, de aproximadamente 4 % en peso a aproximadamente 6 % en peso, de aproximadamente 0,001 % en peso a aproximadamente 10 % en peso, de aproximadamente 0,01 % en peso a aproximadamente 10 % en peso, de aproximadamente 0,1 % en peso a aproximadamente 10 % en peso, de aproximadamente 0,001 % en peso a aproximadamente 15 % en peso, de aproximadamente 0,01 % en peso a aproximadamente 15 % en peso, de aproximadamente 0,1 % en peso a aproximadamente 15 % en peso, de aproximadamente 0,001 % en peso a aproximadamente 20 % en peso, de aproximadamente 0,01 % en peso a aproximadamente 20 % en peso, de aproximadamente 0,1 % en peso a aproximadamente 20 % en peso, o de aproximadamente 0,001 % en peso a aproximadamente 1 % en peso.
En una modalidad, uno o más tensioactivos se añaden antes de la formación del polvo (por ejemplo, a la solución de polímero, antes o después de la polimerización, o al gel húmedo). Cuando los tensioactivos se añaden antes de la formación del polvo, los tensioactivos se incorporan al gel húmedo y, de esta manera, al polvo. Generalmente, el (los) tensioactivo(s) mejora(n) la procesabilidad del gel húmedo en polvo. Típicamente, el (los) tensioactivo(s) mejora(n) aún más la solubilidad o la dispersabilidad del polvo resultante en medios acuosos u otros solventes.
En algunas modalidades, uno o más tensioactivos se agregan al polvo después de procesarse a partir del gel húmedo. En algunas modalidades, uno o más tensioactivos no son necesarios para procesar el gel húmedo. En particular, las interacciones químicas de las unidades de monómeros asociativos pueden ser lo suficientemente fuertes como para formar una red de polímeros asociativos en ausencia de tensioactivos. Aunque el tensioactivo no siempre es necesario para la formación del polvo, el polvo resultante (en ausencia de uno o más tensioactivos) es generalmente menos soluble en un medio acuoso. Por ejemplo, uno o más tensioactivos tienden a facilitar la rehumectación de los polímeros asociativos y aceleran el proceso de formación de una solución en agua. Por tanto, se puede añadir un tensioactivo después de la formación del polvo para mejorar la solubilidad y dispersabilidad del polvo resultante en un medio acuoso u otro solvente.
La polimerización para formar el(los) polímero(s) asociativo(s) se puede llevar a cabo de acuerdo con cualquier polimerización adecuada conocida en la técnica. Por ejemplo, los polímeros asociativos se pueden preparar mediante polimerización en emulsión, polimerización en dispersión, polimerización en solución, polimerización en gel o una de sus combinaciones. La polimerización para formar el(los) polímero(s) asociativo(s) puede ocurrir a través de cualquier mecanismo adecuado. Por ejemplo, la polimerización puede tener lugar mediante polimerización catiónica, polimerización aniónica, polimerización por radicales libres, polimerización por coordinación o sus combinaciones. Típicamente, la polimerización ocurre a través de la polimerización por radicales libres.
En algunas modalidades (no reivindicadas), la polimerización para formar el o los polímeros asociativos comprende uno o más componentes de polimerización. En ciertas modalidades, uno o más componentes de polimerización no se eliminan de la mezcla de reacción de manera que uno o más de los componentes de polimerización permanecen en la solución de polímero, el gel húmedo de polímero y/o el polvo. En otras modalidades, uno o más componentes de polimerización se eliminan de manera que uno o más componentes de polimerización no estén presentes en la solución de polímero, el gel húmedo de polímero y/o el polvo. En algunas modalidades, uno o más componentes de polimerización se transforman de manera que uno o más componentes de polimerización transformados están presentes en la solución de polímero, el gel húmedo de polímero y/o el polvo. Una lista ilustrativa de componentes de polimerización es un iniciador, un agente de transferencia de cadena, un quelante, un agente redox, un tampón y una de sus combinaciones.
En algunas modalidades, la polimerización comprende uno o más iniciadores. El iniciador puede ser cualquier iniciador adecuado. En algunas modalidades, el iniciador es un iniciador de radicales libres. En ciertas modalidades, el iniciador se selecciona del grupo de compuestos azobis. Una lista ilustrativa de iniciadores es 2,2'-azobis(2,4-dimetil valeronitrilo), 2,2'-azobis(4-metoxi-2,4-dimetil valeronitrilo), 1,1'-azobis(ciclohexano-1-carbonitrilo), 2,2'-azobis(2-metilbutironitrilo), diclorhidrato de 2,2'-azobis(2-metilpropionamidina), diclorhidrato de 2,2'-azobis[2-(2-imidazolin-2-il)propano], 2,2'-azobis[N-(2-carboxietil)-2-metilpropionamidina]hidrato (anhídrido) y 2,2'-azobis[2-(2-imidazolin-2-il)propano].
En algunas modalidades, la polimerización comprende uno o más agentes de transferencia de cadena. El agente de transferencia de cadena puede ser cualquier agente de transferencia de cadena adecuado. Una lista ilustrativa de agentes de transferencia de cadena es tetracloruro de carbono, tetrabromuro de carbono, bromotriclorometano, pentafeniletano, formiato de sodio, hipofosfito de sodio, tiofenol, 4,4'-tiobisbencenotiol, 4-metilbencenotiol y tioles alifáticos tal como isooctil 3-mercaptopropionato, terc-nonil mercaptano y N-acetil-L-cisteína, N-2-mercaptoetil)acetamida, glutatión, N-(2-mercaptopropionil)glicina y 2-mercaptoetanol.
En algunas modalidades, la polimerización comprende uno o más quelantes. El quelante puede ser cualquier quelante adecuado. En ciertas modalidades, el quelante es un compuesto orgánico polidentado. Una lista ilustrativa de agentes quelantes es el ácido dietilentriaminopentaacético ("DTPA"), ácido etilendiaminotetraacético ("EDTA"), ácido nitrilotriacético ("NTA"), ácido dietilentriaminopentaacético, ácido N,N-bis(carboximetil)-L-glutámico, N trisódico-(hidroxietil)-etilendiaminotriacetato, ácido adípico y sus sales.
En algunas modalidades, la polimerización comprende uno o más agentes redox. El agente redox puede ser cualquier agente redox adecuado. En algunas modalidades, el agente redox ayuda a terminar la polimerización. En ciertas modalidades, el reactivo redox es un peróxido orgánico, un peróxido inorgánico o una de sus combinaciones. Una lista ilustrativa de agentes redox es el bisulfito de sodio; un tiosulfato, sulfato amónico ferroso; ácido ascórbico, una amina, un hipofosfito, bromato de sodio, clorato, permanganato, persulfato de amonio, persulfato de potasio, persulfato de sodio, peróxido de hidrógeno t-butilo, peróxido de hidrógeno, ozono y sus sales. En algunas modalidades, el agente redox se agrega como un par redox de manera que un agente participe en la reducción y un agente participe en la oxidación. En ciertas modalidades, el agente redox es el iniciador.
En algunas modalidades, la polimerización comprende un sistema tampón. El sistema tampón puede ser cualquier sistema tampón orgánico y/o inorgánico adecuado. En ciertas modalidades, el sistema tampón comprende un ácido y/o una base orgánicos y/o inorgánicos capaces de controlar el pH por debajo de aproximadamente 6 (por ejemplo, de aproximadamente 0 a aproximadamente 6, de aproximadamente 1 a aproximadamente 6, de aproximadamente 2 a aproximadamente 6, de aproximadamente 3 a aproximadamente 6, de aproximadamente 4 a aproximadamente 6, de aproximadamente 5 a aproximadamente 6, de aproximadamente 0 a aproximadamente 1, de aproximadamente 0 a aproximadamente 2, de aproximadamente 0 a aproximadamente 3, de aproximadamente 0 a aproximadamente 4, o de aproximadamente 0 a aproximadamente 5). Una lista ilustrativa de tampones es ácido adípico, ácido pimélico, ácido glutárico, ácido cítrico, ácido acético, un ácido inorgánico (por ejemplo, ácido fosfórico), una amina y sus sales. La solución de uno o más polímeros asociativos y opcionalmente uno o más tensioactivos se puede convertir en un gel húmedo mediante cualquier técnica adecuada. En algunas modalidades, la solución de uno o más polímeros asociativos y opcionalmente uno o más tensioactivos se convierte espontáneamente en un gel húmedo. Por ejemplo, los monómeros basados en solución pueden polimerizarse en presencia de uno o más tensioactivos y la polimerización da como resultado una transición de monómeros basados en solución a polímeros basados en solución que comienzan a solidificarse espontáneamente para formar el gel húmedo polimérico. En algunas modalidades, puede ser necesario secar la solución de uno o más polímeros asociativos y, opcionalmente, uno o más tensioactivos antes de la formación de un gel húmedo. Por ejemplo, la solución de uno o más polímeros asociativos y, opcionalmente, uno o más tensioactivos se puede convertir en un gel húmedo mediante secado (por ejemplo, colocación en un horno y/o evaporación a temperatura ambiente), enfriamiento, cambio en presión, o una de sus combinaciones. Como se usa en la presente descripción, "gel húmedo" se refiere a cualquier material producido cuando una solución de uno o más polímeros asociativos y opcionalmente uno o más tensioactivos pasa de un estado fluido a un estado sólido. En ciertas modalidades, el gel húmedo mantiene una consistencia similar a la de un caramelo y no es pegajoso.
El gel húmedo comprende el polímero en red asociativa resultante, opcionalmente uno o más tensioactivos y un solvente. Generalmente, el gel húmedo contiene de aproximadamente 20 % en peso a aproximadamente 80 % en peso del polímero en red asociativa. En una modalidad, el gel húmedo de polímero comprende de aproximadamente 25 % en peso a aproximadamente 50 % en peso de polímero. En ciertas modalidades, el gel húmedo de polímero comprende de aproximadamente 30 % en peso a aproximadamente 40 % en peso de polímero.
El gel húmedo puede procesarse hasta obtener un polvo mediante cualquier proceso adecuado. En algunas modalidades, el gel húmedo se procesa hasta obtener un polvo cortando el gel húmedo para formar gránulos, secando los gránulos y convirtiendo los gránulos secos para formar un polvo. En algunas modalidades, el gel húmedo se procesa en polvo secando el gel húmedo, cortando el gel húmedo seco en gránulos y convertir los gránulos en polvo. En algunas modalidades, el gel húmedo se procesa hasta obtener un polvo secando el gel húmedo, cortando el gel húmedo seco en gránulos, secando los gránulos y convirtiendo los gránulos secos para formar un polvo. El gel húmedo se puede cortar por cualquier método adecuado. En ciertas modalidades, el gel húmedo se procesa a máquina (por ejemplo, mediante el uso de un cortador de molino Retsch) para formar gránulos de gel húmedo. En ciertas modalidades, el gel húmedo se corta con la ayuda de un lubricante. El lubricante puede ser cualquier lubricante adecuado (por ejemplo, un lubricante a base de aceite de petróleo). Los gránulos de gel húmedo se pueden convertir en polvo mediante cualquier método adecuado. En algunas modalidades, "convertir los gránulos para formar un polvo" se refiere al proceso de, por ejemplo, opcionalmente secar más los gránulos, moler los gránulos o secar y moler los gránulos para producir un polvo, aunque la conversión puede incluir otro procesamiento etapas. Por ejemplo, convertir los gránulos en polvo puede comprender además el tamizado.
El polvo puede tener cualquier contenido de humedad adecuado. Generalmente, el contenido de humedad es de aproximadamente 0 % en peso a aproximadamente 30 % en peso (por ejemplo, de aproximadamente 0,01 % en peso a aproximadamente 30 % en peso, de aproximadamente 0,1 % en peso a aproximadamente 30 % en peso, o de aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 30 % en peso. En ciertas modalidades del polvo, el contenido de humedad es de aproximadamente 0 % en peso a aproximadamente 25 % en peso (por ejemplo, de aproximadamente 0,01 % en peso a aproximadamente 25 % en peso, de aproximadamente 0,1 % en peso a aproximadamente 25 % en peso), o desde aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 25 % en peso. En ciertas modalidades del polvo, el contenido de humedad es de aproximadamente 0 % en peso a aproximadamente 20 % en peso (por ejemplo, de aproximadamente 0,01 % en peso a aproximadamente 20 % en peso, de aproximadamente 0,1 % en peso a aproximadamente 20 % en peso), de aproximadamente 0,1 % en peso a aproximadamente 10 % en peso, o de aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 20 % en peso. En ciertas modalidades, el contenido de humedad es de aproximadamente el 10 % en peso.
El polvo puede tener cualquier tamaño de partícula medio adecuado (es decir, diámetro medio de partícula). El tamaño de partícula medio se puede determinar mediante cualquier método adecuado conocido en la técnica. Generalmente, el tamaño de partícula medio se determina mediante un Analizador de Distribución del Tamaño de Partículas por Dispersión Láser Horiba LA-950. El polvo puede tener un tamaño de partícula medio de aproximadamente 1 micra o más, por ejemplo, aproximadamente 10 micras o más, aproximadamente 20 micras o más, aproximadamente 50 micras o más, aproximadamente 100 micras o más, aproximadamente 200 micras o más, o aproximadamente 500 micras o más. Alternativamente, o además, el polvo puede tener un tamaño de partícula medio de aproximadamente 10 000 micras o menos, por ejemplo, aproximadamente 8000 micras o menos, aproximadamente 6000 micras o menos, aproximadamente 4000 micras o menos, o aproximadamente 2000 micras o menos. Por tanto, el polvo puede tener un tamaño de partícula medio limitado por cualquiera de los dos puntos finales antes mencionados. El polvo puede tener un tamaño de partícula medio de aproximadamente 1 micra a aproximadamente 10000 micras, por ejemplo, de aproximadamente 1 micra a aproximadamente 8000 micras, de aproximadamente 1 micra a aproximadamente 6000 micras, de aproximadamente 1 micra a aproximadamente 4000 micras, de aproximadamente 1 micra a unas 2000 micras, de aproximadamente 10 micras a aproximadamente 2000 micras, de aproximadamente 20 micras a aproximadamente 2000 micras, de aproximadamente 50 micras a aproximadamente 2000 micras, de aproximadamente 100 micras a aproximadamente 2000 micras, de aproximadamente 200 micras a aproximadamente 2000 micras, o de aproximadamente 500 micras a aproximadamente 2000 micras.
El polvo puede tener cualquier forma de partícula adecuada. En algunas modalidades, las partículas de polvo no son esféricas. Sin querer estar ligado a ninguna teoría en particular, se cree que las partículas no esféricas se forman generalmente cuando el polvo ha sido fabricado mediante un proceso basado en gel, pulverización o tambor (por ejemplo, mediante corte y secado). En algunas modalidades, las partículas de polvo son esféricas. Sin querer estar ligado a ninguna teoría en particular, se cree que las partículas esféricas se forman generalmente cuando el polvo ha sido fabricado mediante un proceso basado en perlas.
En algunas modalidades (no reivindicadas), el polvo, con un tamaño de partícula medio de al menos 300 micras, es soluble en una solución de hasta el 20 % en peso en agua con agitación mediante un agitador de jaula a 400 rpm dentro de una hora a temperatura ambiente. En algunas modalidades, el polvo, con un tamaño de partícula medio de al menos 300 micras, es soluble en una solución de hasta el 10 % en peso en agua con agitación mediante un agitador de jaula a 400 rpm dentro de una hora a temperatura ambiente. En ciertas modalidades, el polvo, con un tamaño medio de partícula de al menos 300 micras, es soluble en una solución de hasta el 5 % en peso en agua con agitación mediante un agitador de jaula a 400 rpm dentro de una hora a temperatura ambiente. En ciertas modalidades, el polvo, con un tamaño medio de partícula de al menos 300 micras, es soluble hasta una solución al 1 % en peso en agua con agitación mediante un agitador de jaula a 400 rpm en una hora a temperatura ambiente. En algunas modalidades, generalmente, cuando el polvo no comprende uno o más tensioactivos, el polvo, con un tamaño de partícula medio de al menos 300 micras, no se disuelve completamente o es escasamente soluble en agua (es decir, no se disuelve completamente como una solución al 1 % en peso en agua dentro de una hora a temperatura ambiente). Sin querer limitarse a ninguna teoría en particular, se cree que las interacciones químicas (por ejemplo, formación de redes) disminuyen a medida que las concentraciones de polímeros asociativos y tensioactivos opcionales se reducen más abajo de su concentración crítica, al liberar de esta manera el componente activo coadyuvante de resistencia polimérica (es decir, polímero asociativo) y mejora adicional de la solubilidad. Como se usa en la presente descripción, "concentración crítica" se refiere a la concentración a la que el (los) polímero (s) asociativo (s) y el (los) tensioactivo (s) pasan de estar basados en solución a mantener una estructura de red organizada.
El polvo resultante puede tener cualquier viscosidad intrínseca adecuada. Por ejemplo, el polvo puede tener una viscosidad intrínseca de aproximadamente 0,05 dL/g a aproximadamente 7 dL/g (por ejemplo, de aproximadamente 0,05 dL/g a aproximadamente 6 dL/g, de aproximadamente 0,05 dL/g a aproximadamente 5 dL/g, de aproximadamente 0,05 dL/g a aproximadamente 4 dL/g, de aproximadamente 0,05 dL/g a aproximadamente 3 dL/g, de aproximadamente 0,05 dL/g a aproximadamente 2 dL/g, de aproximadamente 0,05 dL/ g a aproximadamente 1 dL/g, de aproximadamente 0,05 dL/g a aproximadamente 0,5 dL/g, de aproximadamente 0,1 dL/g a aproximadamente 7 dL/g, de aproximadamente 0,1 dL/g a aproximadamente 6 dL/g, o de aproximadamente 0,5 dL/g a aproximadamente 5 dL/g). En algunas modalidades, el polvo tiene una viscosidad intrínseca de aproximadamente 0,1 dL/g a aproximadamente 6. En ciertas modalidades, el polvo tiene una viscosidad intrínseca de aproximadamente 0,5 dL/g a aproximadamente 5 dL/g.
La viscosidad intrínseca ("IV") se define por una serie de medidas de viscosidad específica reducida ("RSV") extrapoladas hasta el límite de dilución infinita, es decir, cuando la concentración de polvo es igual a cero. La RSV se mide a una concentración de polvo y temperatura determinadas y se calcula de la siguiente manera:
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en donde n es la viscosidad de la solución en polvo, n0 es la viscosidad del solvente a la misma temperatura, t es el tiempo de elución de la solución en polvo, to es el tiempo de elución del solvente y c es la concentración (g/dL) del polvo en solución. Por lo tanto, la viscosidad intrínseca se define por dL/g. Las variables t y to se miden mediante el uso de una solución de polvo y un solvente que está en una solución de nitrato de sodio 1,0 N con un viscosímetro de dilución semimicro Cannon Ubbeloh de (tamaño 75) a 30 ± 0,02 °C.
El polvo resultante puede tener cualquier constante de Huggins adecuada. Por ejemplo, el polvo resultante puede tener una constante de Huggins de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 20 (por ejemplo, de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 15, de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 10, de aproximadamente 0,3 a aproximadamente 10, de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 5, de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 20, de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 10, de aproximadamente 1 a aproximadamente 20, de aproximadamente 1 a aproximadamente 10, de aproximadamente 1 a aproximadamente 5). En algunas modalidades, el polvo puede tener una constante de Huggins de aproximadamente 0,3 a aproximadamente 10 según se determina por variación de jas concentraciones del polvo, en donde las concentraciones se han elegido de 't
manera que produzcan un valor de ( to ) entre aproximadamente 1,2 y 2,2, en una solución de nitrato de sodio 1,0 N. En algunas modalidades, el polvo puede tener una constante de Huggins de aproximadamente 0,3 a aproximadamente 5, según lo determinado por la variación de las concentraciones del polvo, en donde las t
concentraciones se han elegido de manera que produzcan un valor de (*<>) entre aproximadamente 1,2 y 2,2, en una solución de nitrato de sodio 1,0 N. En ciertas modalidades, el polvo tiene una constante de Huggins de aproximadamente 0,6 a aproximadamente 3, según se determina mediante la variación de las concentraciones del t polvo, en donde las concentraciones se han elegido de manera que produzcan un valor de (l°) entre aproximadamente 1,2 y 2,2, en una solución de nitrato de sodio 1,0 N. La constante de Huggins se calcula de la siguiente manera:
pendiente de (RSV~c)
Constante de Hugginsnt = -------------— r---------------IV L
También se describe (pero no se reivindica) un polvo en la presente descripción. El polvo comprende uno o más polímeros en red asociativa que comprenden una o más unidades de monómeros asociativos y una o más unidades de monómeros seleccionadas de al menos una de una unidad de monómero catiónico, una unidad de monómero aniónico, una unidad de monómero no iónica, una unidad de monómero zwitteriónico, o una de sus combinaciones de los mismos, y opcionalmente uno o más tensioactivos, en donde el polímero o polímeros asociativos tienen un peso molecular promedio en peso de aproximadamente 10 kDa a aproximadamente 2000 kDa. En algunas modalidades, el polvo comprende uno o más polímeros asociativos de bajo peso molecular que se asocian de forma reversible en una red polimérica, en donde la asociación se puede controlar mediante el grado de dilución en medios acuosos o la cantidad de tensioactivo presente.
En algunas modalidades, el polvo comprende un tensioactivo no iónico y un polímero asociativo que comprende una unidad de monómero asociativo derivada de un monómero de Fórmula II, una unidad de monómero derivada de un monómero de Fórmula I y una unidad de monómero catiónico adicional. En algunas modalidades, el polvo comprende un tensioactivo no iónico y un polímero asociativo que comprende una unidad de monómero asociativo derivada de un monómero de Fórmula II, una unidad de monómero derivada de un monómero de Fórmula I y una unidad de monómero adicional derivada de DMAEA.MCQ. En algunas modalidades, el polvo comprende un tensioactivo no iónico y un polímero asociativo que comprende una unidad de monómero asociativo derivada de un monómero de Fórmula II, una unidad de monómero adicional derivada de acrilamida y una unidad de monómero adicional derivada de DMAEA.MCQ. En ciertas modalidades, el polvo comprende un tensioactivo no iónico y un polímero asociativo que comprende una unidad de monómero asociativo derivada del monómero VISIOMEr® C18PEG1105MA, una unidad de monómero adicional derivada de acrilamida y una unidad de monómero adicional derivada de DMAEA.MCQ. En ciertas modalidades, el polvo comprende un tensioactivo no iónico de Fórmula XII y un polímero asociativo que comprende una unidad de monómero asociativo derivada del monómero VISIOMER® C18PEG1105MA, una unidad de monómero adicional derivada de acrilamida y una unidad de monómero adicional derivada de DMAEA.MCQ. En ciertas modalidades, el polvo comprende el tensioactivo PLURONIC® F-127 y/o el tensioactivo LutensolAT® 25, y un polímero asociativo que comprende una unidad de monómero asociativo derivada del monómero VISIOMER® C18PEG1105MA, una unidad de monómero adicional derivada de la acrilamida y una unidad de monómero adicional derivado de DMAEA.MCQ.
En algunas modalidades, el polvo comprende un tensioactivo no iónico y un polímero asociativo que comprende una unidad de monómero asociativo derivada de un monómero de Fórmula II, una unidad de monómero derivada de un monómero de Fórmula I y una unidad de monómero aniónico adicional. En algunas modalidades, el polvo comprende un tensioactivo no iónico y un polímero asociativo que comprende una unidad de monómero asociativo derivada de un monómero de Fórmula II, una unidad de monómero derivada de un monómero de Fórmula I y una unidad de monómero adicional derivada de acrilato de sodio. En algunas modalidades, el polvo comprende un tensioactivo no iónico y un polímero asociativo que comprende una unidad de monómero asociativo derivada de un monómero de Fórmula II, una unidad de monómero adicional derivada de acrilamida y una unidad de monómero adicional derivada de acrilato de sodio. En ciertas modalidades, el polvo comprende un tensioactivo no iónico y un polímero asociativo que comprende una unidad de monómero asociativo derivada del monómero VISIOMER® C18PEG1105MA, una unidad de monómero adicional derivada de acrilamida y una unidad de monómero adicional derivada de acrilato de sodio. En ciertas modalidades, el polvo comprende un tensioactivo no iónico de Fórmula XII y un polímero asociativo que comprende una unidad de monómero asociativo derivada del monómero VISIOMER® C18PEG1105MA, una unidad de monómero adicional derivada de acrilamida y una unidad de monómero adicional derivada de acrilato de sodio. En ciertas modalidades, el polvo comprende el tensioactivo PLURONIC® F-127 y/o el tensioactivo LutensolAT® 25, y un polímero asociativo que comprende una unidad de monómero asociativo derivada del monómero VISIOMER® C18PEG1105MA, una unidad de monómero adicional derivada de la acrilamida y una unidad de monómero adicional derivado del acrilato de sodio.
En algunas modalidades, el polvo comprende un tensioactivo catiónico y un polímero asociativo que comprende una unidad de monómero asociativo derivada de un monómero de Fórmula VI, una unidad de monómero derivada de un monómero de Fórmula I y una unidad de monómero catiónico adicional. En algunas modalidades, el polvo comprende un tensioactivo catiónico y un polímero asociativo que comprende una unidad de monómero asociativo derivada de un monómero de Fórmula VI, una unidad de monómero derivada de un monómero de Fórmula I y una unidad de monómero adicional derivada de DMAEA.MCQ. En algunas modalidades, el polvo comprende un tensioactivo catiónico y un polímero asociativo que comprende una unidad de monómero asociativo derivada de un monómero de Fórmula VI, una unidad de monómero adicional derivada de acrilamida y una unidad de monómero adicional derivada de DMAEA.MCQ. En ciertas modalidades, el polvo comprende un tensioactivo catiónico y un polímero asociativo que comprende una unidad de monómero asociativo derivada del derivado MAPTAC-C12 de Fórmula VII, una unidad de monómero adicional derivada de acrilamida y una unidad de monómero adicional derivada de DMAEA.MCQ. En ciertas modalidades, el polvo comprende un tensioactivo catiónico de Fórmula IX y un polímero asociativo que comprende una unidad de monómero asociativo derivado de MAPTAC-C12 derivado de Fórmula VII, una unidad de monómero adicional derivada de acrilamida y una unidad de monómero adicional derivada de DMAEA. MCQ. En ciertas modalidades, el polvo comprende cloruro de cetiltrimetilamonio y/o ptoluenosulfonato de hexadeciltrimetilamonio, y un polímero asociativo que comprende una unidad de monómero asociativo derivada del derivado MAPTAC-C12 de Fórmula VII, una unidad de monómero adicional derivada de la acrilamida y una unidad de monómero adicional derivada de DMAEA.MCQ.
En algunas modalidades, el polvo comprende un tensioactivo catiónico y un polímero asociativo que comprende una unidad de monómero asociativo derivada de un monómero de Fórmula VI, una unidad de monómero derivada de un monómero de Fórmula I y una unidad de monómero aniónico adicional. En algunas modalidades, el polvo comprende un tensioactivo catiónico y un polímero asociativo que comprende una unidad de monómero asociativo derivada de un monómero de Fórmula VI, una unidad de monómero derivada de un monómero de Fórmula I y una unidad de monómero adicional derivada de acrilato de sodio. En algunas modalidades, el polvo comprende un tensioactivo catiónico y un polímero asociativo que comprende una unidad de monómero asociativo derivada de un monómero de Fórmula VI, una unidad de monómero adicional derivada de acrilamida y una unidad de monómero adicional derivada de acrilato de sodio. En ciertas modalidades, el polvo comprende un tensioactivo catiónico y un polímero asociativo que comprende una unidad de monómero asociativo derivada del derivado MAPTAC-C12 de Fórmula VII, una unidad de monómero adicional derivada de acrilamida y una unidad de monómero adicional derivada de acrilato de sodio. En ciertas modalidades, el polvo comprende un tensioactivo catiónico de Fórmula IX y un polímero asociativo que comprende una unidad de monómero asociativo derivada de MAPTAC-C12 derivado de Fórmula VII, una unidad de monómero adicional derivada de acrilamida y una unidad de monómero adicional derivada de acrilato de sodio. En ciertas modalidades, el polvo comprende cloruro de cetiltrimetilamonio y/o ptoluenosulfonato de hexadeciltrimetilamonio, y un polímero asociativo que comprende una unidad de monómero asociativo derivada del derivado MAPTAC-C12 de Fórmula VII, una unidad de monómero adicional derivada de la acrilamida y una unidad de monómero adicional derivada de acrilato de sodio.
En algunas modalidades, el polvo comprende un tensioactivo aniónico y un polímero asociativo que comprende una unidad de monómero asociativo derivada de un monómero de Fórmula VIII, una unidad de monómero derivada de un monómero de Fórmula I y una unidad de monómero catiónico adicional. En algunas modalidades, el polvo comprende un tensioactivo aniónico y un polímero asociativo que comprende una unidad de monómero asociativo derivada de un monómero de Fórmula VIII, una unidad de monómero derivada de un monómero de Fórmula I y una unidad de monómero adicional derivada de DMAEA.MCQ. En algunas modalidades, el polvo comprende un tensioactivo aniónico y un polímero asociativo que comprende una unidad de monómero asociativo derivada de un monómero de Fórmula VIII, una unidad de monómero adicional derivada de acrilamida y una unidad de monómero adicional derivada de DMAEA.MCQ. En ciertas modalidades, el polvo comprende un tensioactivo aniónico de Fórmula X y un polímero asociativo que comprende una unidad de monómero asociativo derivada de un monómero de Fórmula VIII, una unidad de monómero adicional derivada de acrilamida y una unidad de monómero adicional derivada de DMAEA.MCQ. En ciertas modalidades, el polvo comprende dodecilsulfato de sodio y un polímero asociativo que comprende una unidad de monómero asociativo derivada de un monómero de Fórmula VIII, una unidad de monómero adicional derivada de acrilamida y una unidad de monómero adicional derivada de DMAEA.MCQ.
En algunas modalidades, el polvo comprende un tensioactivo aniónico y un polímero asociativo que comprende una unidad de monómero asociativo derivada de un monómero de Fórmula VIII, una unidad de monómero derivada de un monómero de Fórmula I y una unidad de monómero aniónico adicional. En algunas modalidades, el polvo comprende un tensioactivo aniónico y un polímero asociativo que comprende una unidad de monómero asociativo derivada de un monómero de Fórmula VIII, una unidad de monómero derivada de un monómero de Fórmula I y una unidad de monómero adicional derivada de acrilato de sodio. En algunas modalidades, el polvo comprende un tensioactivo aniónico y un polímero asociativo que comprende una unidad de monómero asociativo derivada de un monómero de Fórmula VIII, una unidad de monómero adicional derivada de acrilamida y una unidad de monómero adicional derivada de acrilato de sodio. En ciertas modalidades, el polvo comprende un tensioactivo aniónico de Fórmula X y un polímero asociativo que comprende una unidad de monómero asociativo derivada de un monómero de Fórmula VIII, una unidad de monómero adicional derivada de acrilamida y una unidad de monómero adicional derivada de acrilato de sodio. En ciertas modalidades, el polvo comprende dodecilsulfato de sodio y un polímero asociativo que comprende una unidad de monómero asociativo derivada de un monómero de Fórmula VIII, una unidad de monómero adicional derivada de acrilamida y una unidad de monómero adicional derivada de acrilato de sodio.
Los componentes individuales del polvo, por ejemplo, uno o más polímeros asociativos y uno o más tensioactivos opcionales, son definidos por los parámetros establecidos en la presente descripción.
Las estructuras individuales de uno o más polímeros asociativos, por ejemplo, una o más unidades de monómeros asociativos y una o más unidades de monómeros seleccionadas de al menos una unidad de monómero catiónico, un monómero aniónico unidad, una unidad de monómero no iónico, una unidad de monómero zwitteriónico, o una de sus combinaciones, son como se definen por los parámetros establecidos en la presente descripción.
Las estructuras individuales de uno o más tensioactivos son definidas por los parámetros establecidos en la presente descripción.
Las cantidades de los componentes individuales del polvo, por ejemplo, la cantidad de uno o más polímeros asociativos y opcionalmente uno o más tensioactivos, son definidas por los parámetros establecidos en la presente descripción.
Las cantidades de las unidades de monómeros individuales del (de los) polímero(s) asociativo(s), por ejemplo, la cantidad de una o más unidades de monómeros asociativos y una o más unidades de monómeros seleccionadas de al menos una unidad de monómero catiónico, una unidad de monómero aniónico, una unidad de monómero no iónico, una unidad de monómero zwitteriónico, o una de sus combinaciones, son como se definen mediante los parámetros establecidos en la presente descripción.
En ciertas modalidades, las características físicas del polvo están definidas por los parámetros establecidos en la presente descripción.
Los siguientes ejemplos ilustran adicionalmente la invención, pero por supuesto, no deben interpretarse como limitantes de su alcance de ninguna manera.
Ejemplo 1
Este ejemplo, proporcionado como control, demuestra el efecto sobre la incapacidad de ser procesado mecánicamente en un polvo, exhibido por un polímero de bajo peso molecular sin interconexión a través de una unidad de monómero asociativo o un tensioactivo.
El polímero 1 (control) que comprende 95/5 % en moles de acrilamida/DMAEA.MCQ se sintetizó de la siguiente manera:
Una solución acuosa de 1000 g a pH 2-5 que contiene una mezcla de monómero al 34 % en peso de acrilamida/DMAEA.MCQ al 95/5 % en moles, iniciador azoico, agente de transferencia de cadena, agente tampón y quelante se enfrió a aproximadamente -5 °C y se desgasificado con nitrógeno. La polimerización se inició con un par de agentes redox y prosiguió adiabáticamente hasta que la conversión de monómero alcanzó más del 99,99 % para obtener el peso molecular objetivo de 1 x 106 g/mol. El gel de polímero resultante era demasiado suave y pegajoso para ser procesado con la ayuda de un lubricante a base de aceite de petróleo al 1 % en peso (con relación a el peso del gel de polímero) en un molino de corte (Restch Mill Cutter) a 1500 rpm. El gel de polímero resultante se dividió manualmente en pequeños pedazos en una bandeja y se secó en un horno a 85 °C para eliminar la humedad y luego se molió hasta obtener un polvo con una viscosidad intrínseca de 3,20 dg/L y una constante de Huggins de 0,31 en 1,0 N NaNO3 solución a 30 °C. El peso molecular promedio en peso se determinó por hidrólisis (mediante el uso de una solución de NaOH al 0,1 % en peso a pH 12 con un agitador de jaula a 400 rpm durante una hora) del polímero resultante, seguido de cromatografía de exclusión por tamaño.
Como es evidente a partir de los resultados expuestos en la Tabla 1, el Polímero 1 de bajo peso molecular, al carecer de interconexión temporal a través de un monómero asociativo, fue incapaz de procesarse mecánicamente para formar un polvo. Esto se evidenció además por el procedimiento que requería la división manual del polímero suave y pegajoso.
Tabla 1
Figure imgf000029_0001
Ejemplo 2
Este ejemplo demuestra el efecto sobre la capacidad de ser procesado mecánicamente en un polvo, exhibido por un polímero de bajo peso molecular que comprende una red temporal a través de una unidad de monómero asociativo y un tensioactivo.
El polímero 2 que comprende 94,94/5/0,06 % mol de acrilamida/DMAEA.MCQ/C18PEG1105MA se sintetizó de la siguiente manera:
Una solución acuosa de 1000 g a pH 2-5 que contiene una mezcla de monómero al 34 % en peso de 94,94/5/0,06 % mol de acrilamida/DMAEA.MCQ/C18PEG1105MA (monómero VISIOMER®; 55 % activo; Evonik Industries, Essen, Alemania), 1 % en peso de tensioactivo PLURo NiC® F127 (BASF Corporation, Florham Park, Nueva Jersey), iniciador azoico, agente de transferencia de cadena, agente tampón y quelante se enfrió a aproximadamente -5 °C y se desgasificó con nitrógeno. La polimerización se inició con un par de agentes redox y prosiguió adiabáticamente hasta que la conversión de monómero alcanzó más del 99,99 % para obtener el peso molecular objetivo de 1 x 106 g/mol. El gel húmedo resultante, que mantuvo una consistencia similar a la de un caramelo y no era pegajoso, se procesó con la ayuda de un 1 % en peso (con relación a el peso del gel de polímero) de lubricante a base de aceite de petróleo en un molino de corte (Retsch Mill Cutter) a 1500 rpm para formar gránulos. Los gránulos de gel húmedo se secaron en una bandeja de malla en un horno a 85 °C para disminuir el contenido de humedad a aproximadamente 10 % en peso y luego se molieron hasta obtener un polvo que tenía una viscosidad intrínseca de 2,91 dg/L y una constante de Huggins de 1,05 en una solución de NaNO31 N a 30 °C. El peso molecular promedio en peso se determinó por hidrólisis (mediante el uso de una solución de NaOH al 0,1 % en peso a pH 12 con un agitador de jaula a 400 rpm durante una hora) del polímero resultante, se sigue por cromatografía de exclusión por tamaño.
Como es evidente a partir de los resultados expuestos en la Tabla 1, el Polímero 2 de bajo peso molecular, que comprende una red temporal, se pudo procesar mecánicamente para formar un polvo. Esto se evidenció además por el procedimiento que permite el uso de un molino de corte para procesar el gel húmedo.
Ejemplo 3
Este ejemplo demuestra el efecto sobre la capacidad de ser procesado en polvo, exhibido por un polímero de bajo peso molecular que comprende una red temporal a través de una unidad de monómero asociativo y un tensioactivo. El polímero 3 que comprende 94,84/5/0,12 % mol de acrilamida/DMAEA.MCQ/C18PEG1105MA se sintetizó de la siguiente manera:
Una solución acuosa de 1000 g a pH 2-5 que contiene una mezcla de monómero al 34 % en peso de 94,8/5/0,12 % mol de acrilamida/DMAEA.MCQ/C18PEG1105MA (monómero VISIOMER®; 55 % activo; Evonik Industries, Essen, Alemania), 1 % en peso de tensioactivo PLURoNiC® F127 (BASF Corporation, Florham Park, Nueva Jersey), iniciador azoico, agente de transferencia de cadena, agente tampón y quelante se enfrió a aproximadamente -5 °C y se desgasificó con nitrógeno. La polimerización se inició con un par de agentes redox y prosiguió adiabáticamente hasta que la conversión de monómero alcanzó más del 99,99 % para obtener el peso molecular objetivo de 0,5 x 106 g/mol. El gel húmedo resultante, que mantuvo una consistencia similar a la de un caramelo y no era pegajoso, se procesó con la ayuda de un 1 % en peso (con relación a el peso del gel de polímero) de lubricante a base de aceite de petróleo en un molino de corte (Retsch Mill Cutter) a 1500 rpm para formar gránulos. Los gránulos de gel húmedo se secaron en una bandeja de malla en un horno a 85 °C para reducir el contenido de humedad a aproximadamente 10 % en peso y luego se molieron hasta obtener un polvo que tenía una viscosidad intrínseca de 1,96 dg/L y una constante de Huggins de 1,36 en una solución de NaNO3 1 N a 30 °C. El peso molecular promedio en peso se determinó por hidrólisis (mediante el uso de una solución de NaOH al 0,1 % en peso a pH 12 con un agitador de jaula a 400 rpm durante una hora) del polímero resultante, se sigue por de cromatografía de exclusión por tamaño. Como es evidente a partir de los resultados expuestos en la Tabla 1, el Polímero 3 de bajo peso molecular, que comprende una red temporal, se pudo procesar en máquina para formar un polvo. Esto se evidenció además por el procedimiento que permite el uso de un molino de corte para procesar el gel húmedo.
Ejemplo 4
Este ejemplo demuestra el efecto sobre la capacidad de ser procesado mecánicamente en un polvo, exhibido por un polímero de bajo peso molecular que comprende una red temporal a través de una unidad de monómero asociativo solamente (es decir, que no comprende además un tensioactivo en la fase de monómero).
El polímero 4 que comprende 89,965/10/0,035 % en moles de acrilamida/DMAEA.MCQ/C18PEG1 105MA se sintetizó de la siguiente manera:
Una solución acuosa de 1000 g a pH 2-5 que contiene una mezcla de monómero al 37 % en peso de 89,965/10/0,035 % mol de acrilamida/DMAEA.MCQ/C18PEG1 105MA (monómero VISIOMER®; 55 % activo; Evonik Industries, Essen, Alemania), El iniciador azoico, el agente de transferencia de cadena, el agente tampón y el quelante se enfriaron a aproximadamente -5 °C y se desgasificaron con nitrógeno. La polimerización se inició con un par de agentes redox y prosiguió adiabáticamente hasta que la conversión de monómero alcanzó más del 99,99 % para obtener el peso molecular objetivo de 1,0 x 106 g/mol. El gel húmedo resultante, que mantuvo una consistencia similar a la de un caramelo y no era pegajoso, se procesó marginalmente con la ayuda de un 1 % en peso (con relación a el peso del gel de polímero) de lubricante a base de aceite de petróleo en un molino de corte (Retsch Mill Cutter) a 1500 °C rpm para formar gránulos. Los gránulos de gel húmedo se secaron en una bandeja de malla en un horno a 85 °C para disminuir el contenido de humedad a aproximadamente el 10 % en peso y luego se molieron hasta obtener un polvo. El polvo resultante tenía un tamaño de partícula medio de 568,9 mieras (el tamaño de partícula medio era 634,4), según se determinó mediante el uso de un Analizador de Distribución de Tamaño de Partículas por Dispersión Láser Horiba LA-950 con el ajuste del índice de refracción del polvo en 1,5000. El polvo no se disolvió completamente como una solución al 1 % en peso en agua corriente sintética con agitación del agitador de jaula a 400 rpm dentro de una hora. El polvo, como solución al 1 % en peso en agua corriente sintética, tenía una viscosidad de 744 cps, medida en un Viscosímetro Brookfield Modelo DV-E con Husillo 62 a 30 rpm. El peso molecular promedio en peso se determinó por hidrólisis (mediante el uso de una solución de NaOH al 0,1 % en peso a pH 12 con un agitador de jaula a 400 rpm durante una hora) del polímero resultante, se siguió por cromatografía de exclusión por tamaño.
Como es evidente a partir de los resultados expuestos en la Tabla 2, el Polímero 4 de bajo peso molecular, que no comprende un tensioactivo, fue marginalmente capaz de ser procesado en máquina para formar un polvo. El polvo resultante era escasamente soluble en agua (es decir, no se disolvía completamente como una solución al 1 % en peso en agua del grifo local con agitación del agitador de jaula a 400 rpm dentro de una hora).
Tabla 2
Figure imgf000031_0001
Ejemplo 5
Este ejemplo demuestra el efecto sobre la capacidad de ser procesado mecánicamente en un polvo, exhibido por un polímero de bajo peso molecular que comprende una red temporal a través de una unidad de monómero asociativo y un tensioactivo.
El polímero 5 que comprende 89,965/10/0,035 % en moles de acrilamida/DMAEA.MCQ/C18PEG1 105MA se sintetizó de la siguiente manera:
Una solución acuosa de 1000 g a pH 2-5 que contiene una mezcla de monómero al 37 % en peso de 89,965/10/0,035 % en moles de acrilamida/DMAEA.MCQ/C18PEG1105MA (monómero VISIOMER®; 55 % activo; Evonik Industries, Essen, Alemania), 1 % en peso de tensioactivo LutensolAT® 25 o alcohol graso C16-18 etoxilado (25 mol EO) (BASF Corporation, Florham Park, Nueva Jersey), iniciador azo, agente de transferencia de cadena, agente tampón y quelante se enfrió a aproximadamente -5 °C y desgasificado con nitrógeno. La polimerización se inició con un par de agentes redox y prosiguió adiabáticamente hasta que la conversión de monómero alcanzó más del 99,99 % para obtener el peso molecular objetivo de 1,0 x 106 g/mol. El gel húmedo resultante, que mantuvo una consistencia similar a la de un caramelo y no era pegajoso, se procesó con la ayuda de un 1 % en peso (con relación a el peso del gel de polímero) de lubricante a base de aceite de petróleo en un molino de corte (Retsch Mill Cutter) a 1500 rpm para formar gránulos. Los gránulos de gel húmedo se secaron en una bandeja de malla en un horno a 85 °C para disminuir el contenido de humedad a aproximadamente el 10 % en peso y luego se molieron hasta obtener un polvo. El polvo resultante tenía un tamaño medio de partícula de 559,7 micras (el tamaño medio de partícula era 609,3), según se determinó mediante el uso de un Analizador de Distribución de Tamaño de Partículas por Dispersión Láser Horiba LA-950 con el ajuste del índice de refracción del polvo en 1,5000. El polvo se disolvió completamente como una solución al 1 % en peso en agua del grifo sintética con agitación de un agitador de jaula a 400 rpm en una hora. El polímero en polvo, como solución al 1 % en peso en agua corriente sintética, tenía una viscosidad de 317 cps, medida en un Viscosímetro Brookfield modelo DV-E con husillo 62 a 30 rpm. El peso molecular promedio en peso se determinó por hidrólisis (mediante el uso de una solución de NaOH al 0,1 % en peso a pH 12 con un agitador de jaula a 400 rpm durante una hora) del polímero resultante, se siguió por cromatografía de exclusión por tamaño. La estructura del Polímero 5 se analizó más mediante espectroscopía de RMN de 13C (Figura 1) para cuantificar la cantidad de piperidino-2,6-diona presente en el polímero. La muestra de RMN de 13C se preparó en agua deuterada y el espectro de carbono se adquirió mediante el uso de un espectrómetro Agilent Inova de 500 Mhz equipado con una sonda de gradiente Z y banda ancha de 10 mm.
Como es evidente a partir de los resultados expuestos en la Tabla 2, el Polímero 5 de bajo peso molecular, que comprende un tensioactivo, se procesó fácilmente a máquina para formar un polvo. Además, el polvo resultante, que comprendía un 2,2 % en peso de tensioactivo, era completamente soluble como una solución al 1 % en peso en agua del grifo local con agitación del agitador de jaula a 400 rpm dentro de una hora.
Además, la presencia de la unidad de monómero de piperidino-2,6-diona se puede verificar mediante espectroscopía de RMN de 13C con un pico característico a 177 ppm en el espectro de RMN de 13C (Figura 1). La cantidad relativa de la unidad de monómero de piperidino-2,6-diona se puede cuantificar mediante la integración del pico a 177 ppm, seguida de una comparación relativa con la integración de otras señales de RMN de 13C indicativas de otras unidades de monómero. El análisis de integración demuestra que el Polímero 5 comprende 7,8/90/2,1 % en moles de DMAEA.MCQ-acrilamida-piperidino-2,6-diona. Tenga en cuenta que la unidad de monómero asociativo está presente en concentraciones tan bajas que los picos característicos de la unidad de monómero asociativo no son visibles mediante espectroscopía de RMN de 13C.
Ejemplo 6
Este ejemplo, proporcionado como control, demuestra el efecto sobre la incapacidad de ser procesado mecánicamente en un polvo, exhibido por un polímero de bajo peso molecular sin interconexión a través de una unidad de monómero asociativo o un tensioactivo.
El polímero 6 (control) que comprende 50/50 % en moles de acrilamida/acrilato de sodio se sintetizó de la siguiente manera:
Una solución acuosa de 1000 g a pH neutro que contiene una mezcla de monómero al 37 % en peso de acrilamida/acrilato de sodio al 50/50 % en moles, iniciador azoico, agente de transferencia de cadena y quelante se enfrió a aproximadamente -5 °C y se desgasificó con nitrógeno. La polimerización se inició con un par de agentes redox y prosiguió adiabáticamente hasta que la conversión de monómero alcanzó más del 99,99 % para obtener el peso molecular objetivo de 1,0 x 106 g/mol. El gel húmedo de polímero resultante era demasiado suave y pegajoso para ser procesado con la ayuda de un 1 % en peso (con relación a el peso del gel de polímero) de lubricante a base de aceite de petróleo en un molino de corte (Retsch Mill Cutter) a 1500 rpm. El gel húmedo resultante se dividió manualmente en pequeños pedazos en una bandeja y se secó en un horno a 85 °C para eliminar la humedad y luego se molió hasta obtener un polvo con una viscosidad intrínseca de 5,80 dg/L y una constante de Huggins de 0,24 en una solución de NaNO3 1N a 30 °C. El peso molecular promedio en peso se determinó mediante cromatografía de exclusión por tamaño.
Como es evidente a partir de los resultados expuestos en la Tabla 3, el Polímero 6 de bajo peso molecular, al carecer de interconexión temporal a través de una unidad de monómero asociativo, fue incapaz de procesarse mecánicamente para formar un polvo. Esto se evidenció además por el procedimiento que requería la división manual del polímero suave y pegajoso.
Tabla 3
Figure imgf000032_0001
Ejemplo 7
Este ejemplo demuestra el efecto sobre la capacidad de ser procesado mecánicamente en un polvo, exhibido por un polímero de bajo peso molecular que comprende una red temporal a través de una unidad de monómero asociativo y un tensioactivo.
El polímero 7 que comprende 49,9/50/0,1 % en moles de acrilamida/acrilato de sodio/derivado de MAPTAC-C12 sintetizado de la siguiente manera:
Una solución acuosa de 1000 g a pH neutro que contiene 37 % en peso de una mezcla de monómeros de 49,9/50/0,1 % en moles de acrilamida/acrilato de sodio/derivado de MAPTAC-C12, 0,5 % en peso de ptoluenosulfonato de hexadeciltrimetilamonio (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO), el iniciador azoico, el agente de transferencia de cadena y el quelante se enfrió a aproximadamente -5 °C y se desgasificó con nitrógeno. La polimerización se inició con un par de agentes redox y prosiguió adiabáticamente hasta que la conversión de monómero alcanzó más del 99,99 % para obtener el peso molecular objetivo de 1,0 x 106 g/mol. El gel húmedo resultante, que mantuvo una consistencia similar a la de un caramelo y no era pegajoso, se procesó con la ayuda de un 1 % en peso (con relación a el peso del gel de polímero) de lubricante a base de aceite de petróleo en un molino de corte (Retsch Mill Cutter) a 1500 rpm para formar gránulos. Los gránulos de gel húmedo se secaron en una bandeja de malla en un horno a 85 °C para disminuir el contenido de humedad a aproximadamente el 10 % en peso y luego se molieron hasta obtener un polvo. El polvo resultante tenía un tamaño de partícula medio de 357,1 micras (el tamaño medio de partícula era 420,1), según se determinó mediante el uso de un analizador de Distribución de Tamaño de Partículas por Dispersión Láser Horiba LA-950 con el ajuste del índice de refracción del polvo en 1,5000. El polvo tenía una viscosidad intrínseca de 5,83 dg/L y una constante de Huggins de 0,84 en una solución de NaNO3 1,0 N a 30 °C. El polvo se disolvió completamente como una solución al 1 % en peso en agua del grifo sintética con agitación de un agitador de jaula a 400 rpm dentro de una hora. El polvo, como solución al 1 % en peso en agua corriente sintética, tenía una viscosidad de 1976 cps, medida en un Viscosímetro Brookfield Modelo DV-E con Husillo 63 a 30 rpm. El peso molecular promedio en peso se determinó mediante cromatografía de exclusión por tamaño mediante el uso de un sustituto, Polímero 6.
Como es evidente a partir de los resultados expuestos en la Tabla 3, el Polímero 7 de bajo peso molecular, que comprende un tensioactivo, se procesó fácilmente a máquina para formar un polvo. Además, la Tabla 4 muestra que el polvo resultante, que comprende tensioactivo al 1,3 % en peso, era completamente soluble como una solución al 1 % en peso en agua del grifo local con agitación del agitador de jaula a 400 rpm dentro de una hora.
Ejemplo 8
Este ejemplo demuestra el efecto sobre la capacidad de ser procesado mecánicamente en un polvo, exhibido por un polímero de bajo peso molecular que comprende una red temporal a través de una unidad de monómero asociativo y un tensioactivo.
Polímero 8 que comprende 89,9/10/0,1 % en moles de acrilamida/acrilato de sodio/derivado de MAPTAC-C12 sintetizado de la siguiente manera:
Una solución acuosa de 1000 g a pH neutro que contiene 33 % en peso de una mezcla de monómeros de 89,9/10/0,1 % en moles de acrilamida/acrilato de sodio/derivado de MAPTAC-C12, 0,5 % en peso de ptoluenosulfonato de hexadeciltrimetilamonio (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO), el iniciador azoico, el agente de transferencia de cadena y el quelante se enfrió a aproximadamente -5 °C y se desgasificó con nitrógeno. La polimerización se inició con un par de agentes redox y prosiguió adiabáticamente hasta que la conversión de monómero alcanzó más del 99,99 % para obtener el peso molecular objetivo de 1,0 x 106 g/mol. El gel húmedo resultante, que mantuvo una consistencia similar a la de un caramelo y no era pegajoso, se procesó con la ayuda de un 1 % en peso (con relación a el peso del gel de polímero) de lubricante a base de aceite de petróleo en un molino de corte (Retsch Mill Cutter) a 1500 rpm para formar gránulos. Los gránulos de gel húmedo se secaron en una bandeja de malla en un horno a 85 °C para disminuir el contenido de humedad a aproximadamente el 10 % en peso y luego se molieron hasta obtener un polvo. El polvo resultante tenía un tamaño de partícula medio de 396,2 micras (el tamaño de partícula medio era 463,6), según se determinó mediante el uso de un Analizador de Distribución de Tamaño de Partículas por Dispersión Láser Horiba LA-950 con el ajuste del índice de refracción del polvo en 1,5000. El polvo tenía una viscosidad intrínseca de 3,49 dg/L y una constante de Huggins de 2,49 en solución de NaNO31 N a 30 °C. El polvo se disolvió completamente como una solución al 1 % en peso en agua del grifo sintética con agitación de un agitador de jaula a 400 rpm dentro de una hora. El polvo, como solución al 1 % en peso en agua del grifo, tenía una viscosidad de 2748 cps, medida en un Viscosímetro Brookfield Modelo DV-E con husillo 63 a 30 rpm. El peso molecular promedio en peso se determinó mediante el uso de cromatografía de exclusión por tamaño mediante el uso de un polímero sustituto formado con el mismo procedimiento sintético que contiene 90/10 % en moles de acrilamida/acrilato de sodio en ausencia del derivado MAPTAC-C12.
Como es evidente a partir de los resultados expuestos en la Tabla 3, el Polímero 8 de bajo peso molecular, que comprende un tensioactivo, se procesó fácilmente a máquina para formar un polvo. Además, la Tabla 4 muestra que el polvo resultante, que comprende tensioactivo al 1,3 % en peso, era completamente soluble como una solución al 1 % en peso en agua del grifo local con agitación del agitador de jaula a 400 rpm dentro de una hora.
Tabla 4
Figure imgf000033_0001
Ejemplo 9
Este ejemplo demuestra el efecto sobre la capacidad de ser procesado en máquina en un polvo, exhibido por un polímero de bajo peso molecular que comprende una red temporal a través de un monómero asociativo solamente (es decir, que no comprende además un tensioactivo en la fase de monómero).
El polímero 9 que comprende 49,9/50/0,1 % en moles de acrilamida/acrilato de sodio/derivado de MAPTAC-C12 sintetizado de la siguiente manera:
Una solución acuosa de 1000 g a pH neutro que contiene una mezcla de monómeros al 37 % en peso de acrilamida al 49,9/50/0,1 % en moles/acrilato de sodio/derivado de MAPTAC-C12, iniciador azoico, agente de transferencia de cadena y quelante se enfrió a aproximadamente -5 °C. y desgasificado con nitrógeno. La polimerización se inició con un par de agentes redox y prosiguió adiabáticamente hasta que la conversión de monómero alcanzó más del 99,99 % para obtener el peso molecular objetivo de 1,0 x 106 g/mol. El gel húmedo resultante, que mantuvo una consistencia similar a la de un caramelo y no era pegajoso, se procesó con la ayuda de un 1 % en peso (con relación a el peso del gel de polímero) de lubricante a base de aceite de petróleo en un molino de corte (Retsch Mill Cutter) a 1500 rpm. para formar gránulos. Los gránulos de gel húmedo se secaron en una bandeja de malla en un horno a 85 °C para eliminar (es decir, para lograr un contenido de humedad de aproximadamente 10 % en peso) la humedad y luego se molieron hasta obtener un polvo. El polvo resultante tenía un tamaño medio de partícula de 385,4 micras (el tamaño medio de partícula era 446,4), según se determinó mediante el uso de un Analizador de Distribución de Tamaño de Partícula por Dispersión Láser Horiba LA-950 con el ajuste del índice de refracción del polvo en 1,5000. El polvo tenía una viscosidad intrínseca de 5,84 dg/L y una constante de Huggins de 0,98 en una solución de NaNO3 1 N a 30 °C. El polímero en polvo no se disolvió completamente como una solución al 1 % en peso en agua corriente sintética con agitación del agitador de jaula a 400 rpm dentro de una hora. El polvo, como solución al 1 % en peso en agua corriente sintética, tenía una viscosidad de 1588 cps, medida en un Viscosímetro Brookfield Modelo DV-E con Husillo 63 a 30 rpm. El peso molecular promedio en peso se determinó mediante cromatografía de exclusión por tamaño mediante el uso de un sustituto, Polímero 6.
Como es evidente a partir de los resultados expuestos en la Tabla 4, el Polímero 9 de bajo peso molecular, que no comprende un tensioactivo, fue capaz de procesarse mecánicamente para formar un polvo. El polvo resultante era escasamente soluble en agua (es decir, no se disuelve completamente como una solución al 1 % en peso en agua del grifo local con agitación del agitador de jaula a 400 rpm dentro de una hora).
Ejemplo 10
Este ejemplo demuestra el efecto sobre la resistencia en seco del papel exhibido por una lámina de papel tratada con un polvo que comprende polímero(s) en red asociativa a través de una unidad de monómero asociativo y un tensioactivo.
El Polímero 2 (preparado de acuerdo con el Ejemplo 2) y el Polímero 3 (preparado de acuerdo con el Ejemplo 3) se disolvieron en agua y se dosificaron a diversas concentraciones en una suspensión de fibra celulósica. A continuación, las fibras tratadas se añadieron a un molde de lámina manual y se escurrieron a través de un tamiz para formar almohadillas de fibras húmedas. Las almohadillas se retiraron de la pantalla, se prensaron y secaron para producir láminas de papel terminadas. Las láminas se ensayaron en cuanto a resistencia a la tracción y resistencia a la compresión y los resultados se exponen en las Figuras 2 y 3, respectivamente. Además, los resultados de resistencia a la tracción y resistencia a la compresión para Nalco 64114 (es decir, un polímero de poliacrilamida glioxilado), un agente de resistencia comercial establecido, se proporcionan a modo de comparación.
Como se demuestra en las Figuras 2 y 3, el Polímero 2 y el Polímero 3 exhiben propiedades de resistencia satisfactorias, superando al estándar, Nalco 64114 (es decir, un polímero de poliacrilamida glioxilada) (control), tanto en resistencia a la tracción como a la compresión.
Ejemplo 11
Este ejemplo demuestra el efecto sobre la resistencia en seco del papel exhibido por una lámina de papel tratada con un polvo que comprende polímero(s) en red asociativa a través de una unidad de monómero asociativo y un tensioactivo.
El Polímero 1 (control, preparado de acuerdo con el Ejemplo 1) y el Polímero 2 (preparado de acuerdo con el Ejemplo 2) se disolvieron en agua y se dosificaron a varias concentraciones en una suspensión de fibra celulósica. A continuación, las fibras tratadas se añadieron a un molde de lámina manual y se escurrieron a través de un tamiz para formar una almohadilla de fibra húmeda. La almohadilla se separó de la pantalla, se prensó y se secó para producir la lámina de papel terminada. Se probó la resistencia a la tracción de la lámina y los resultados se muestran en la Figura 4.
Como se demuestra en la Figura 4, el Polímero 2 exhibió una resistencia a la tracción mejorada con relación al Polímero 1 de bajo peso molecular (control), que carecía de interconexión a través de una unidad de monómero asociativo.
El uso de los términos "un" y "una" y "el" y "al menos uno" y referentes similares en el contexto de la descripción de la invención (especialmente en el contexto de las siguientes reivindicaciones) debe interpretarse para recubrir tanto el singular como el plural, a menos que se indique de otra forma en la presente descripción o que el contexto lo contradiga claramente. El uso del término "al menos uno" seguido de una lista de uno o más incisos (por ejemplo, "al menos uno de A y B") debe interpretarse como un inciso que se selecciona de los incisos enumerados (A o B) o cualquier combinación de dos o más de los incisos enumerados (A y B), a menos que se indique de otra forma en la presente descripción o que el contexto lo contradiga claramente. Los términos "que comprende", "que tiene", "que incluye" y "que contiene" deben interpretarse como términos de extremo abierto (es decir, que significa "que incluye, pero no se limita a") a menos que se indique de cualquier otra manera. Todos los métodos descritos en el presente documento pueden realizarse en cualquier orden adecuado a menos que se indique lo contrario en la presente descripción o que el contexto lo contradiga claramente de cualquier otra manera. El uso de todos y cada uno de los ejemplos, o lenguaje ilustrativo (por ejemplo, "tal como") proporcionado en la presente descripción, está destinado simplemente a clarificar mejor la invención.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Un polímero asociativo de Fórmula APi:
Figure imgf000035_0001
en donde E es una o más unidades de monómeros asociativos, F es una o más unidades de monómeros adicionales, G es una o más unidades de monómeros derivadas de un monómero de Fórmula I
Figure imgf000035_0002
en donde R1 es H o alquilo C1-C4 y cada R2 es independientemente H o un grupo orgánico, H está presente y es una o más unidades de piperidino-2,6-diona,
en donde la una o más piperidino-2,6-dionas se forman tras la ciclación de un nitrógeno de acrilamida de la unidad de monómero derivada de un monómero de Fórmula I ("G") en un carbonilo de la unidad de monómero adicional ("F"), y
en donde el polímero asociativo tiene un peso molecular promedio en peso de aproximadamente 10 kDa a aproximadamente 2000 kDa.
el polímero asociativo es de Fórmula AP3:
Figure imgf000035_0003
en donde E es una o más unidades de monómeros asociativos, E" es un valor porcentual molar de aproximadamente 0,005 a aproximadamente 10, F es una o más unidades de monómeros adicionales, F" es un valor porcentual molar de aproximadamente 0,005 a aproximadamente 90, G'' es un valor porcentual molar de aproximadamente 10 a aproximadamente 99,99, H es una o más unidades de piperidino-2,6-diona, y H'' es un valor porcentual molar de aproximadamente 0 (es decir, cantidades traza) a aproximadamente 10, preferentemente donde H tiene la fórmula
Figure imgf000035_0004
en donde R1 es H o alquilo C1-C4, y R2 es H o un grupo orgánico, con mayor preferencia en donde el grupo orgánico es un grupo alquilo C1-C6, o con mayor preferencia en donde R1 y R2 son hidrógeno.
2. El polímero asociativo de la reivindicación 1, en donde E" es de aproximadamente 0,005 % en moles a aproximadamente 1 % en moles, F" es de aproximadamente 4 % en moles a aproximadamente 10 % en moles, G" es de aproximadamente 84 % en moles a aproximadamente 90 % en moles, y H" es de aproximadamente 0 % en moles (es decir, cantidades traza) a aproximadamente 10 % en moles.
3. El polímero asociativo de una cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en donde E es una unidad de monómero asociativo no iónico, preferentemente en donde la unidad de monómero asociativo no iónico se deriva de un monómero de Fórmula II:
Figure imgf000035_0005
en donde R3 es H o alquilo C1-C10, X es O o NH, m, n y o son independientemente números enteros de 0 a 100, en donde cuando (n o) < 3, m es al menos 7, cada Y1 y Y2 es independientemente H o alquilo C1-C4, y R4 es H o un grupo hidrófobo, con mayor preferencia en donde la unidad de monómero asociativo no iónico se deriva de un monómero de Fórmula III:
Figure imgf000036_0001
en donde R5 es -CH2(CH2)pCH3, R3 es H o alquilo C1-C10, y p es un número entero de 3 a 100, aún con mayor preferencia en donde la unidad de monómero no iónico se deriva de laurilacrilato, acrilato de cetilo, acrilato de estearilo, acrilato de behenilo o una de sus combinaciones, con la máxima preferencia en donde la unidad de monómero no iónico se deriva de acrilato de laurilo.
4. El polímero asociativo de la reivindicación 3, en donde la unidad de monómero asociativo no iónico se deriva de un monómero de Fórmula IV:
Figure imgf000036_0002
en donde R3 es H o alquilo C1-C10, q es un número entero de 2 a 100, r es un número entero de 0 a 30, y cada Y es independientemente H o CH3.
5. El polímero asociativo de la reivindicación 3, en donde la unidad de monómero no iónico se deriva de lauril polietoxi (25) metacrilato, cetil polietoxi (25) metacrilato, estearil polietoxi (25) metacrilato, behenil polietoxi (25) metacrilato, o una de sus combinaciones, preferentemente en donde la unidad de monómero no iónico se deriva de una mezcla de cetil polietoxi (25) metacrilato y estearil polietoxi (25) metacrilato.
6. El polímero asociativo de una cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en donde E es una unidad de monómero asociativo catiónico, preferentemente en donde la unidad de monómero asociativo catiónico se deriva de un monómero de Fórmula VI:
Figure imgf000036_0003
en donde R6 y R7 son cada uno independientemente H o alquilo C1-C10, X es O o NH, s es un número entero de 0 a 20, Z es cualquier anión y R8 es un grupo hidrófobo, con mayor preferencia en donde la unidad de monómero asociativo catiónico se deriva de un monómero de Fórmula VII:
Figure imgf000036_0004
en donde R6 es H o alquilo C1-C10, y u es un número entero de 0 a 30, aún con mayor preferencia en donde la unidad de monómero asociativo catiónico se deriva de un monómero de Fórmula VII:
Figure imgf000036_0005
en donde R6 es CH3, y u es 10.
7. El polímero asociativo de una cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en donde E es una unidad de monómero asociativo aniónico, preferentemente en donde la unidad de monómero asociativo aniónico se deriva de un monómero de Fórmula VIII:
Figure imgf000037_0001
en donde Rg es H o alquilo C1-C10, X es O o NH, M es cualquier catión y cada R10 es independientemente H o un grupo hidrófobo.
8. El polímero asociativo de una cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en donde G se deriva de un monómero de Fórmula I:
Figure imgf000037_0002
en donde R1 es H o alquilo C1-C4 y cada R2 es independientemente H o un grupo orgánico, preferentemente en donde el grupo orgánico es un grupo alquilo C1-C6, o preferentemente en donde G se deriva de acrilamida, o preferentemente en donde el grupo orgánico es un grupo alquilo C1-C6 y en donde G se deriva de metacrilamida.
9. El polímero asociativo de una cualquiera de las reivindicaciones 1-8, en donde F se deriva de un monómero seleccionado de acrilato de 2-(dimetilamino)etilo ("DMAEA"), metacrilato de 2-(dimetilamino)etilo ("DMAEM"), 3-(dimetilamino)propilmetacrilamida ("DMAp Ma "), 3-(dimetilamino)propilacrilamida ("DMAPA"), cloruro de 3-metacrilamidopropil-trimetilamonio ("MAPTAC"), cloruro de 3-acrilamidopropil-trimetilamonio ("APTAC"), N-vinilpirrolidona ("NVP"), N-vinilacetamida, metacrilato de hidroxietilo, acrilato de hidroxietilo, cloruro de dialildimetilamonio ("DADMAC"), dialilamina, vinilformamida, cloruro de 2-(acriloiloxi)-N,N,N-trimetiletanaminio ("DMAEA.MCQ"), cloruro de 2-(metacriloiloxi)-N,N,N-trimetiletanaminio ("DMAEM.Mc Q"), cloruro de N,N-dimetilaminoetil acrilato de bencilo ("DMAEA.BCQ"), cloruro de N,N-dimetilaminoetil metacrilato de bencilo ("DMAEM.BCQ"), ácido 2-acrilamido-2-metilpropano sulfónico ("AMPS"), ácido 2-acrilamido-2-metilbutano sulfónico ("AMBS"), ácido [2-metil-2-[(1-oxo-2-propenil)amino]propil]-fosfónico, ácido metacrílico, ácido acrílico, sus sales y sus combinaciones.
10. El polímero asociativo de la reivindicación 9, en donde F es una unidad de monómero catiónico derivada de un monómero seleccionado de acrilato de 2-(dimetilamino)etilo ("DMAEA"), metacrilato de 2-(dimetilamino)etilo ("DMAEM"), 3-(dimetilamino)propilmetacrilamida ("DMAPMA"), 3-(dimetilamino)propilacrilamida ("DMa Pa "), cloruro de 3-metacrilamidopropil-trimetilamonio ("MAPTAC"), cloruro de 3-acrilamidopropil-trimetilamonio ("APTAC"), N-vinilpirrolidona ("NVP"), cloruro de dialildimetilamonio ("DADMAC"), dialilamina, vinilformamida, cloruro de 2-(acriloiloxi)-N,N,N-trimetiletanaminio ("DMAEA.MCQ"), cloruro de 2-(metacriloiloxi)-N,N,N-trimetiletanaminio ("DMAEM.Mc Q"), cloruro de N,N-dimetilaminoetil acrilato de bencilo ("DMAEA.BCQ"), cloruro de N,N-dimetilaminoetil metacrilato de bencilo ("DMAEM.BCQ"), sus sales, y sus combinaciones, preferentemente en donde F se deriva de cloruro de 2-(acriloiloxi)-N,N,N-trimetiletanaminio ("DMAEA.MCQ"), o preferentemente en donde la unidad de monómero adicional se deriva de cloruro de dialildimetilamonio ("DADMAC").
11. El polímero asociativo de la reivindicación 9, en donde F es una unidad de monómero aniónico derivada de un monómero seleccionado de ácido 2-acrilamido-2-metilpropano sulfónico ("AMPS"), ácido 2-acrilamido-2-metilbutano sulfónico ("AMBS"), ácido [2-metil-2-[(1-oxo-2-propenil)amino]propil]-fosfónico, ácido metacrílico, ácido acrílico, sus sales y sus combinaciones, preferentemente en donde F se deriva de ácido acrílico, o preferentemente en donde F se deriva de acrilato de sodio.
12. El polímero asociativo de una cualquiera de las reivindicaciones 1-11, en donde el polímero asociativo tiene un peso molecular promedio en peso de aproximadamente 200 kDa a aproximadamente 2000 kDa, preferentemente en donde el polímero asociativo tiene un peso molecular promedio en peso de aproximadamente 500 kDa a aproximadamente 2000 kDa, con mayor preferencia en donde el polímero asociativo tiene un peso molecular promedio en peso de aproximadamente 800 kDa a aproximadamente 2000 kDa.
13. El polímero asociativo de la reivindicación 1, en donde el polímero asociativo es de Fórmula AP4:
Figure imgf000038_0001
en donde cada Ri es independientemente H o alquilo C1-C4, cada R2 es independientemente H o un grupo orgánico, R3 es H o alquilo C1-C10, X es O o NH, m, n y o son independientemente números enteros de 0 a 100, en donde cuando (n o) < 3, m es al menos 7, cada Y1 y Y2 es independientemente H o alquilo C1-C4 y R4 es H o un grupo hidrófobo,
o en donde el polímero asociativo es de Fórmula AP6:
Figure imgf000038_0002
en donde r es un número entero de 0 a 30 y cada Y es independientemente H o CH3,
o en donde el polímero asociativo es de Fórmula AP7:
en donde cada Ri es independientemente H o alquilo C1-C4, cada R2 es independientemente H o un grupo orgánico, R6 y R7 son cada uno independientemente H o alquilo C1-C10, X es O o Nh , s es un número entero de 0 a 20, Z es cualquier anión y R8 es un grupo hidrófobo,
o en donde el polímero asociativo es de Fórmula AP9:
Figure imgf000039_0001
en donde R6 es H o alquilo C1-C10, y u es un número entero de 0 a 30,
o en donde el polímero asociativo es de Fórmula AP11:
Figure imgf000039_0002
en donde R9 es H o alquilo C1-C10, X es O o NH, M es cualquier catión y cada R10 es independientemente H o un grupo hidrófobo.
14. El polímero asociativo de una cualquiera de las reivindicaciones 1-13, en donde H" es de aproximadamente 0,001 % en moles a aproximadamente 10 % en moles.
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