JP2004359934A - フラーレンに結合した重合体を含むゴム組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 分子中にフラーレンを有する重量平均分子量が50,000以上の変性共役ジエン系重合体A0.5〜100重量%を含むゴム成分を配合してなるゴム組成物。
【選択図】 図1
Description
表Iに示す配合(重量部)において、加硫促進剤と硫黄を除く成分を0.25リットルの密閉型ミキサーで3〜5分間混練した、得られたマスターバッチと加硫促進剤、硫黄を8インチのオープンロールにて混練してゴム組成物を得た。この組成物を15×15×0.2cmの金型中で160℃で20分間プレス加硫してゴムシートを得た。
tanδ(60℃):粘弾性スペクトロメーター(東洋精機(株)製)を用いて、温度6 0℃にて、初期歪10%、動的歪±2%、周波数20Hzの条件で測 定した値である。
なお、タイヤのトレッドゴムを考えた場合にはこの値が低いほど転 がり抵抗性が小さく、従って発熱性が少なく燃費が少なくてすむ。
〇:良好
△:まとまり不良
×:不良
使用した未変性ポリイソプレンIR−A,IR−B,IR−C及びIR−D並びに変性ポリイソプレンIR−FULは以下の通りにして合成した。これらの合成に使用した化学試薬は以下の通りである。
シクロヘキサン及びイソプレン:関東化学(株)製のものを、モレキュラーシーブス4Aにより脱水し、窒素バブリングして用いた。
n−ブチルリチウム:関東化学(株)製、n−ヘキサン溶液1.6 mol/Lのものを用いた。
トルエン:関東化学(株)製のものを、ナトリウム存在下、1週間程度還流し、脱水の指標であるベンゾフェノンケチルの濃青色を確認した後に蒸留して用いた。
フラーレン:東京化成(株)製C60>99.9%品を脱気、乾燥して用いた。
窒素置換された内容量10Lのオートクレーブ反応器に、シクロヘキサン2830g、イソプレン517.6g(7.598 mol)を仕込み、攪拌を開始した。反応容器内の内容物の温度を50℃にした後、n−ブチルリチウム1.854mL(2.911mmol)を添加した。重合転化率が100%に到達した後、メタノール0.5mLを添加して10分間攪拌した。取り出したポリマー溶液に老化防止剤(イルガノックス1520)を少量添加し、減圧濃縮して溶媒を取り除いた。メタノール中でポリマーを凝固、洗浄した後に、乾燥することによりポリイソプレンを得た。n−ブチルリチウムの添加量を変えることにより、IR−A〜IR−Dを製造した。
IR−A 325,000
IR−B 941,000
IR−C 837,000
IR−D 513,000
窒素置換された内容量10Lのオートクレーブ反応器に、シクロヘキサン2272g、イソプレン204.3g(2.999 mol)を仕込み、攪拌を開始した。反応容器内の内容物の温度を50℃にした後、n−ブチルリチウム1.481mL(2.311mmol)を添加した。重合転化率が100%に到達した後、フラーレン(C60)の0.185重量%トルエン溶液11.23g(0.02885mmol)を添加し、1時間攪拌した。続いて、メタノール0.5mLを添加して1時間攪拌した。取り出したポリマー溶液に老化防止剤(イルガノックス1520)を少量添加し、減圧濃縮して溶媒を取り除いた。メタノール中でポリマーを凝固、洗浄した後に、乾燥することによりフラーレン変性ポリイソプレンを得た。数平均分子量Mn は859000で、重量平均分子量Mw は1202000でMw /Mn は1.40であった。
表IIに示す配合(重量部)において、加硫促進剤と硫黄を除く成分を0.25リットルの密閉型ミキサーで3〜5分間混練した、得られたマスターバッチと加硫促進剤、硫黄を8インチのオープンロールにて混練してゴム組成物を得た。この組成物を15×15×0.2cmの金型中で160℃で20分間プレス加硫してゴムシートを得た。
粘弾性:粘弾性スペクトロメーター(東洋精機(株)製)を用いて、温度60℃及び0 ℃にて、初期歪10%、動的歪±2%、周波数20Hzの条件での測定したta nδ(60℃)及びtanδ(0℃)値並びにその比である。
なお、tanδ(60℃)の値が低いほど転がり抵抗性が小さく、従って発熱 性が少なく燃費が少なく、またtanδ(0℃)の値が高いほどウェットスキ ッド抵抗が大きく、濡れた路面でのブレーキ性能が向上する。
なお、以下の合成例で用いた試薬は以下の通りである。
シクロヘキサン、スチレン:関東化学(株)製のものを、モレキュラーシーブス4Aにより脱水し、窒素バブリングして用いた。
ブタジエン:日本石油化学(株)製、純度99.3%品をモレキュラーシーブス4Aにより脱水して用いた。
n−ブチルリチウム:関東化学(株)製、n−ヘキサン溶液1.58mol/Lのものを用いた。
N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン(TMEDA)は、モレキュラーシーブス4Aにより脱水し、窒素バブリングして用いた。
トルエン:関東化学(株)製のものを、ナトリウム存在下、1週間程度還流し、脱水の指標であるベンゾフェノンケチルの濃青色を確認した後に蒸留して用いた。
フラーレン:東京化成(株)製C60>99.9%品を脱気、乾燥して用いた。
窒素置換された内容量10Lのオートクレーブ反応器に、シクロヘキサン3138g、スチレン115.6g(1.110mol)ブタジエン438.9g(8.172mol)およびTMEDA1.102mL(7.398mmol)を仕込み、攪拌を開始した。反応容器内の内容物の温度を50℃にした後、n−ブチルリチウム3.805mL(5.936mmol)を添加した。重合転化率が100%に到達した後、メタノール0.5mLを添加して30分間攪拌した。取り出したポリマー溶液に老化防止剤(イルガノックス1520)を少量添加し、減圧濃縮して溶媒を取り除いた。メタノール中でポリマーを凝固、洗浄した後に、乾燥することにより固形状のポリマーを得た。得られたポリマーのスチレン量は19.9wt%、ビニル量は59.9%、重量平均分子量(Mw)は403000であった。
窒素置換された内容量10Lのオートクレーブ反応器に、シクロヘキサン3137g、スチレン113.8g(1.093mol)ブタジエン438.9g(8.172mol)およびTMEDA0.812mL(5.535mmol)を仕込み、攪拌を開始した。反応容器内の内容物の温度を50℃にした後、n−ブチルリチウム3.330mL(5.266mmol)を添加した。重合転化率が100%に到達した後、フラーレン(C60)の0.670wt%トルエン溶液49.30g(0.4588mmol)を添加し、2時間攪拌した。続いて、メタノール0.5mLを添加して1時間攪拌した。取り出したポリマー溶液に老化防止剤(イルガノックス1520)を少量添加し、減圧濃縮して溶媒を取り除いた。メタノール中でポリマーを凝固、洗浄した後に、乾燥することにより固形状のポリマーを得た。得られたポリマーのスチレン量は26.0wt%、ビニル量は61.3%、重量平均分子量(Mw)は769000であった。
表IIに評価結果を示した。また、図2にはその重量平均分子量とtanδ比との関係を示した。
なお、重量平均分子量及びtanδの値は以下の通りにして測定した。
Claims (6)
- 分子中にフラーレンを有する重量平均分子量が50,000以上の変性共役ジエン系重合体A0.5〜100重量%を含むゴム成分を配合してなるゴム組成物。
- ゴム成分100重量部に対して補強充填剤5〜100重量部を含む請求項1に記載のゴム組成物。
- ゴム成分100重量部に対して加硫剤0.1〜10重量部を含み、加硫させた請求項1又は2に記載のゴム組成物。
- 前記変性共役ジエン系重合体Aがアニオン重合で生成した共役ジエン系重合体の生長末端アニオンとフラーレンとを反応させて合成されたものである請求項1〜3のいずれか1項に記載のゴム組成物。
- 前記変性共役ジエン系重合体Aが、芳香族ビニルモノマーと共役ジエンモノマーとのアニオン重合により生じた共重合体の生長末端アニオンとフラーレンとを反応させて合成されたものである請求項1〜4のいずれか1項に記載のゴム組成物。
- 前記芳香族ビニルモノマーユニットが変性共役ジエン系重合体Aの10〜80重量%を構成する請求項5に記載のゴム組成物。
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