JP2014501327A - 加水分解性官能基を含むポリマーの安定化 - Google Patents

加水分解性官能基を含むポリマーの安定化 Download PDF

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Abstract

(i)加水分解性官能基を有するポリマーを提供すること;および(ii)安定化剤を該ポリマーに導入すること、を含み、該安定化剤が式

(式中、Xは加水分解時に酸性化学種を形成する加水分解性基であり、R、R、およびRはそれぞれ独立して、ハロゲン原子、ヒドロカルビル基、ヒドロカルボキシラート基、またはヒドロカルビルオキシ基である)により定義される、加水分解性官能基を有するポリマーを処理する工程。
【選択図】なし

Description

本願は、参照することにより本明細書に組み入れられた2010年12月31日出願の米国特許仮出願第61/428,923号の利益を主張するものである。
発明の分野
本発明の実施形態は、ハロゲン化シリルで加水分解性官能基を含むポリマーを処理し、それによりポリマーカップリングにより生じるムーニー成長(Mooney growth)の確率を低下させる方法に関する。
発明の背景
ゴム業界、例えばタイヤ業界においては、微粒子充填剤によりゴム組成物を強化することが一般的である。それを行う利点として、微粒子充填剤はゴム組成物のモジュラスを高めることができる。例えばシリカは、有利には充填剤として用いられてきた。タイヤトレッド内でのシリカ充填剤の使用は、数ある利点の1つとして、摩耗の改善を作り出す。
充填剤はゴム組成物の利益をもたらすが、充填剤の存在はゴム組成物の力学的性質に影響を及ぼす。即ち、ヒステリシス損が充填剤濃度に伴って増加する。ヒステリシス損は転がり抵抗に逆比例するため、先の事柄は特にタイヤトレッドにおいては不利になり得る。
充填剤と反応または相互作用し、それによりヒステリシス損を低減する特定の官能基により、ポリマーが修飾され得ることは公知である。ポリマーの官能基と充填剤粒子の間のこの反応または相互作用は、ポリマーの自由末端を減少させ、充填剤の凝集物を解離すると考えられる。例えば、シリカ充填剤と反応または相互作用するケイ素含有官能基で、またはシリカ充填剤と反応または相互作用する官能基を形成するために加水分解され得るケイ素含有官能基で、ポリマー鎖を官能化することは公知である。これらの官能基は、ヒステリシス損の低減に有用であることが立証されているが、これらの官能基の存在は加工の問題を示す可能性がある。即ちその官能基は、ポリマー鎖とカップリングし、それによりムーニー成長またはムーニー粘度ジャンプを生じる場所として働く可能性がある。
このムーニー成長を緩和する試みが実施されている。例えば米国特許第5,659,056号には、ポリマー官能基と反応せず、代わりにポリマー開始剤から与えられ得る副生物のリチウム化合物を中和する働きのある安定化剤の添加が教示される。中性pHでは、ムーニー粘度ジャンプがそれほど重大にならない。あるいは米国特許第6,279,632号には、これらのポリマーを長鎖アルコールで処理することにより、ムーニー粘度成長を安定化させる方法が教示される。そして米国特許第6,255,404号には、ケイ素含有官能基を有するポリマーをアルキルアルコキシシランで処理することにより、ムーニー粘度成長を安定化させる方法が教示される。
前述の取り組みは有用であるが、多くの有用なポリマー上のケイ素含有官能基は、水による加水分解反応を受ける(即ち、加水分解する)非常に高い親和性を有し、それゆえムーニー粘度成長からのポリマーを安定化させる、より積極的な手段の開発が求められている。
発明の概要
本発明の1つ以上の実施形態は、(i)加水分解性官能基を有するポリマーを提供すること;および(ii)安定化剤を該ポリマーに導入すること、を含み、該安定化剤が式
(式中、χは加水分解時に酸性化学種を形成する加水分解性基であり、R、R、Rは、それぞれ独立してハロゲン原子、ヒドロカルビル基、ヒドロカルボキシラート基またはヒドロカルビルオキシ基である)により定義される、加水分解性官能基を有するポリマーを処理する方法を提供する。
例示的実施形態の詳細な説明
緒言
本発明の実施形態は、少なくとも一部として、加水分解時に酸性化学種を形成する脱離基を有する安定化剤が、加水分解性官能基を有するポリマーを効果的に安定化し得る、という発見に基づく。意外にも、これらの安定化剤が先行技術において用いられたものよりも効果的であることが発見されている。具体的には、先行技術は様々な安定化剤を提案しているが、本発明の安定化剤がポリマーの加水分解性官能基よりも水ともっと即座に反応し、それにより加水分解性基が加水分解してポリマーカップリングを起こす確率が低下することが発見された。酸性化学種を形成することにより、安定化剤はポリマー内の塩基性化学種、例えばリチウム化合物を中和し、それによりこれらの塩基性化学種が加水分解反応の促進に及ぼす任意の触媒的影響を低減する働きも有する。
安定化されるポリマー
1つ以上の実施形態において、本発明の実施により安定化されるポリマーは1つ以上の加水分化性官能基を有するポリマーが含まれる。1つ以上の実施形態において、加水分解性基とも呼ばれ得る加水分解性官能基は、相対的に安定していて、それゆえ非水性環境または水を欠くもしくは実質的に水を欠く環境において、塩基原子または親原子に化学結合したままのそれらの基または置換基を含む。しかし一旦、水、水分、または水もしくは水分を含有する材料に晒されると、加水分解性基または置換基は加水分解し、それにより塩基原子または親原子から切断される。1つ以上の実施形態において、加水分解性基は、例えばヒドロキシカルビルオキシ基(即ち、−OR)、ヒドロカルビルアミノ基(即ち、−NR)、チオヒドロカルビルオキシ基(即ち、−SR)、ヒドロカルビルホスフィニル基(即ち、−PR)、ヒドロカルビルカルボキシル基(即ち、−OC(O)R)、またはヒドロキシル基(−OH)(式中、Rはケイ素原子または類似の第14族原子に結合した一価有機基を指す)を包含し得る。1つ以上の実施形態において、加水分解性官能基は、ケイ素原子に結合したヒドロカルビルオキシ基(即ち、アルコキシシラン基)を含む。
1つ以上の実施形態において、一価有機基は、例えばアルキル、シクロアルキル、置換シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、置換シクロアルケニル、アリール、アリル、置換アリール、アラルキル、アルカリール、またはアルキニル基だがらこれらに限らないヒドロカルビル基または置換ヒドロカルビル基を包含し得る。置換ヒドロカルビル基は、1つ以上の水素原子がアルキル基などの置換基により交換されているヒドロカルビレン基を含む。1つ以上の実施形態において、これらの基は1つまたは基を形成する適切な鉛丹数の炭素原子から、20個までの炭素原子を含み得る。これらのヒドロカルビル基は、例えば窒素、ホウ素、酸素、ケイ素、硫黄およびリン原子だがこれらに限らないヘテロ原子を含有してもよい。
1つ以上の実施形態において、これらのポリマーは、式
π−δ
(式中、πはポリマー鎖であり、δは加水分解性官能基である)により定義され得る。
1つ以上の実施形態において、加水分解性基とも呼ばれ得る加水分解性官能基は、加水分解反応を介して水と反応するそれらの基を含み、その結果基をより反応性のある基に変換する(例えば、Si−ORはSi−OHに変換する)。
ポリマーバックボーンとも呼ばれ得るポリマー鎖(π)は、不飽和であってもよい。これらまたは他の実施形態において、ポリマー鎖は加硫可能である。特定の実施形態において、ポリマー鎖(π)は反対側の末端に官能基を含み、それにより二官能性または多官能性であってもよい。
ポリマー鎖は、0℃未満、他の実施形態において−20℃未満、また他の実施形態において−30℃未満のガラス転移温度(T)を有してもよい。ある実施形態において、ポリマー鎖は単一のガラス転移温度を示し得る。
1つ以上の実施形態において、ポリマー鎖の数平均分子量(M)は、ポリスチレン標準および該当するポリマーのマーク・ホーウィンク定数で較正されたゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を用いることにより決定されるように、約1,000〜約1,000,000であり、他の実施形態において約5,000〜約1,000,000であり、他の実施形態において約50,000〜約500,000であり、他の実施形態において約100,000〜約300,000であってもよい。これらのポリマーの多分散性(M/M)は、約1.0〜約3.0、他の実施形態において約1.1〜約2.0であってもよい。
1つ以上の実施形態において、ポリマー鎖(π)は、アニオン重合技術により調製されたものを含む、中または低cisポリジエン(またはポリジエン共重合体)であってもよい。これらのポリジエンは、cis配置のジエンマー単位数対総ジエンマー単位数に基づく百分比で、約10%〜約60%、他の実施形態において約15%〜約55%、他の実施形態において約20%〜約50%のシス含量を有し得る。これらのポリジエンは、ビニル配置のジエンマー単位数対総ジエンマー単位数に基づく百分比で、約10%〜約90%、他の実施形態において約10%〜約60%、他の実施形態において約15%〜約50%、他の実施形態において約20%〜約45%の1,2−結合含量(即ち、ビニル含量)を有していてもよい。ジエン単位のバランスは、trans−1,4−結合配置にあってもよい。
1つ以上の実施形態において、ポリマーバックボーン(π)は、60%を超え、他の実施形態において約75%を超え、他の実施形態において約90%を超え、他の実施形態において約95%を超える、cis−1,4−結合含量(マー含量とも呼ばれ得る)を有するcis−1,4−ポリジエンであってもよい。また、これらのポリマーは7%未満、他の実施形態において5%未満、他の実施形態において2%未満、他の実施形態において1%未満の1,2−結合含量を有し得る。cis−1,4−および1,2−結合含量は、赤外分光法により測定することができる。これらのポリマーの数平均分子量(M)は、ポリスチレン標準および該当するポリマーのマーク・ホーウィンク定数で較正されたゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を用いることにより決定されるように、約1,000〜約1,000,000、他の実施形態において約5,000〜約200,000、他の実施形態において約25,000〜約150,000、他の実施形態において約50,000〜約120,000であってもよい。これらのポリマーの多分散性(M/M)は、約1.5〜約5.0、他の実施形態において約2.0〜約4.0であってもよい。
特定の実施形態において、ポリマー鎖(π)は、ブタジエンとスチレンと、場合によりイソプレンとの共重合体であってもよい。これらは、ランダム共重合体を包含し得る。他の実施形態において、ポリマーはポリブタジエンとポリスチレンと、場合によりポリイソプレンとのブロック共重合体である。特定の実施形態において、ポリマーは、水素化または部分的に水素化されている。特定の実施形態において、ポリマー鎖(π)は、スチレンと1種以上の共役ジエンとの共重合体である。スチレンマー単位の共役ジエンマー単位に対する比は、約0.05:1〜約1.1:1、他の実施形態において約0.1:1〜約1:1、他の実施形態において約0.5:1〜約0.8:1であってもよい。
1つ以上の実施形態において、ポリマー鎖(π)は、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリ(スチレン−co−ブタジエン)、ポリ(スチレン−co−ブタジエン−co−イソプレン)、ポリ(イソプレン−co−スチレン)、およびポリ(ブタジエン−co−イソプレン)からなる群より選択されるアニオン重合されたポリマーである。
特定の実施形態において、本発明により処理される加水分解性基を含むポリマーは、ヒドロカルビルオキシシリル基(即ち、SiOR)を有するポリマーを含む。これらの特定ポリマーは、シロキサン末端ポリマーとも呼ばれ得る。
特定の実施形態において、ヒドロカルビルオキシシリル基を含むポリマーは、式
(式中、πは先に定義された通りであり、各R11は独立して一価有機基であり、各R12は独立して一価有機基であり、yは1〜3の整数である)により表すことができる。本発明の実施は、R11が触媒作用を通じて影響するなどアルコキシ基の加水分解または縮合に影響を及ぼすヘテロ原子を含む、それらのポリマーを安定化および中和するのに特に有用であることが有利に見いだされている。それゆえ、ある実施形態において、R11はアミン官能基またはイミノ官能基などだがどれに限らないヘテロ原子官能基を含む。
安定化されるポリマーの調製
アニオン重合
1つ以上の実施形態において、本発明により処理され、加水分解性官能基を含むポリマーは、アニオン重合により調製されてもよい。加水分解性官能基は、ポリマーの頭部に官能基を付与する開始剤、もしくはポリマーの末尾に官能基を付与する官能停止剤、またはそれらの両方を用いることにより、ポリマーに付与されてもよい。1つ以上の実施形態において、本発明により処理されるポリマーの調製は、少なくともポリマーの頭部に加水分解性基を付与する開始剤を用いることにより重合を開始するステップ、または少なくともポリマーの末尾に加水分解性基を付与する停止剤を用いることにより重合を停止させるステップを含む。
これらのポリマーを形成させるためにアニオン重合され得るモノマーは、他のモノマー、例えばビニル置換芳香族モノマーと共重合されていてもよい共役ジエンモノマーを含む。共役ジエンモノマーの例は、1,3−ブタジエン、イソプレン、1,3−ペンタジエン、1,3−ヘキサジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2−エチル−1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ペンタジエン、3−メチル−1,3−ペンタジエン、4−メチル−1,3−ペンタジエン、および2,4−ヘキサジエンを含む。2種以上の共役ジエンの混合物を共重合に用いてもよい。共役ジエンモノマーと共重合可能なモノマーの例は、ビニル置換芳香族化合物、例えばスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、およびビニルナフタレンを含む。共役ジエンモノマーおよびビニル置換された芳香族(例えば、ポリジエン共重合体)モノマーを含むような共重合体を調製する際に、共役ジエンモノマーおよびビニル置換芳香族モノマーは、95:5〜50:50、または他の実施形態において95:5〜65:35の比で用いられてもよい。共重合におけるコモノマーのランダム化を促進するため、およびポリマーの微小構造(例えば、共役ジエンモノマーの1,2−結合)を制御するために、典型的には極性調整剤(polar coordinator)であるランダマイザーを、アニオン開始剤と共に用いてもよい。
アニオン重合技術を用いことによるポリマーの調製は、一般に公知である。アニオン重合の重要な機構的特徴は、書物(例えば、Hsieh,H.L.;Quirk,R.P.,Anionic Polymerization Principles and Practical Applications;Marcel Dekker:New York,1996)およびレビュー論文(例えば、Hadichristidis,N.;Pitsikalis,M.;Pispas,S.;Iatrou,H.;Chem.Rev.2001,101(12),3747−3792)に記載されている。アニオン開始剤は、クエンチングの前に更なる鎖成長のために追加のモノマーと反応させ得る、または官能化ポリマーを与えるある官能化剤と反応させ得る、反応性ポリマーを有利に生成することができる。当業者に理解される通り、これらの反応性ポリマーは反応性の鎖末端を含み、それはイオン性と考えられ、そこで官能化剤とポリマー尾部との反応が起こり、それによりポリマーの尾部に官能基を付与することができる。同じくアニオン重合技術は、ポリマーの頭部に付与され得る官能基を含む開始剤の使用を可能にする。
本発明の実践は、任意の特定のアニオン開始剤の選択により限定されない。特定の実施形態において、加水分解性官能基または基は、開始剤または官能化剤のいずれかによりポリマーに付与される。1つ以上の実施形態において、用いられるアニオン開始剤はポリマー鎖の頭部(即ち、ポリマー鎖が開始する場所)に官能基を付与する官能性開始剤である。特定の実施形態において、その官能基は、1つ以上のヘテロ原子(例えば、窒素、酸素、ホウ素、ケイ素、硫黄、スズ、およびリン原子)または複素環基を含む。ある実施形態において、その官能基により、官能基を含むポリマーから調製されたカーボンブラック充填加硫物では、官能基を含まないポリマーから調製された類似のカーボンブラック充填加硫物に比較して、50℃のヒステリシス損が低下する。
例示的アニオン開始剤は、有機リチウム化合物を含む。1つ以上の実施形態において、有機リチウム化合物は、ヘテロ原子を含んでいてもよい。これらまたは他の実施形態において、有機リチウム化合物は、1つ以上の複素環基を含んでいてもよい。
有機リチウム化合物のタイプは、アルキルリチウム化合物、アリールリチウム化合物、およびシクロアルキルリチウム化合物を含む。有機リチウム化合物の具体的例は、エチルリチウム、n−プロピルリチウム、イソプロピルリチウム、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、t−ブチルリチウム、n−アミルリチウム、イソアミルリチウム、およびフェニルリチウムを含む。更に他のアニオン開始剤は、有機ナトリウム化合物、例えばフェニルナトリウムおよび2,4,6−トリメチルフェニルナトリウムを含む。また、ポリマー鎖の両端がリビング状態である、ジ−リビングポリマーを生じるそれらのアニオン開始剤が、企図される。そのような開始剤の例は、ジリチオ開始剤、例えば1,3−ジイソプロペニルベンゼンをsec−ブチルリチウムと反応させることにより調製されるものを含む。これらおよび関連の二官能性開始剤は、参照することにより本明細書に組み入れられた米国特許第3,652,516号に開示される。参照することにより本明細書に組み入れられた米国特許第5,552,483号に記載されたものを含め、ラジカルアニオン開始剤を用いてもよい。
特定の実施形態において、有機リチウム化合物は、環状アミン含有化合物、例えばリチオヘキサメチレンイミンを含む。これらおよび関連の有用な開始剤は、参照することにより本明細書に組み入れられた米国特許第5,332,810号、同第5,329,005号、同第5,578,542号、同第5,393,721号、同第5,698,646号、同第5,491,230号、同第5,521,309号、同第5,496,940号、同第5,574,109号および同第5,786,441号に開示される。他の実施形態において、有機リチウム化合物は、アルキルチオアセタール(例えば、ジチアン)、例えば2−リチオ−2−メチル−1,3−ジチアンを含む。これらおよび関連の有用な開始剤は、参照することにより本明細書に組み入れられた米国特許第7,153,919号および米国特許出願公開第2006/0264590号および同第2006/0264589号に開示される。更に他の実施形態において、有機リチウム化合物は、アルコキシシリル含有開始剤、例えばリチウム化t−ブチルジメチルプロポキシシランを含む。これらおよび関連の有用な開始剤は、参照により本明細書に組み入れられた米国特許第7,335,712号に開示される。追加例は、参照することにより本明細書に組み入れられた国際公開第2004/020475号、米国特許出願第60/644,164号および米国特許第6,596,798号に開示されたような環状硫黄含有または酸素含有アザ複素環が挙げられる。他の例は、参照することにより本明細書に組み入れられた米国特許出願第60/591,065号に開示されたようなホウ素含有停止剤を含む。更に他の例は、参照することにより本明細書に組み入れられた同時係属中の米国特許出願第60/622,188号に開示されたような環状シロキサン、例えばヘキサメチルシクロトリシロキサンを含む。更に、他の例は、参照することにより本明細書に組み入れられた同時係属中の米国特許出願第60/624,347号および同第60/643,653号に開示されたものなどのα−ハロ−ω−アミノアルカン、例えば1−(3−ブロモプロピル)−2,2,5,5−テトラメチル−1−アザ−2,5−ジシラシクロペンタンを含む。1つ以上の実施形態において、用いられるアニオン開始剤は、トリアルキルスズリチウム化合物、例えばトリ−n−ブチルスズリチウムである。これらおよび関連の有用な開始剤は、参照することにより本明細書に組み入れられた米国特許第3,426,006号および同第5,268,439号に開示される。更に他の実施形態において、ポリマーの頭部は、ビニルシランまたはビニルシラザンおよび有機リチウム化合物の存在下で重合を開始することにより官能化される。これらの特定のポリマーは、シラザン開始ポリマーと呼ぶことができる。シラザン開始ポリマーを調製する技術は、参照することにより本明細書に組み入れられた、米国特許出願公開第2010/0056713号、同第20100/056712号、同第2010/0056711号、同第2010/0056710号、同第2010/0056709号、同第2010/0056703号、同第2010/0016499号、同第2009/0247696号および同第2009/0247692号に示される。一般にモノ−、ジ−、およびトリ−シラザンは、予備形成の設定またはその場で、のいずれかでアルキルリチウムと反応させて、開始剤化学種を形成させることができる。
アニオン重合は、極性溶媒、非極性溶媒、およびそれらの混合物中で実施されてもよい。1つ以上の実施形態において、重合系への開始剤の送達を容易にするために、溶媒を担体として用いて、開始剤を溶解または懸濁させてもよい。他の実施形態において、モノマーは、担体として用いることができる。更に他の実施形態において、開始剤は任意の溶媒を用いずに純な状態で用いることができる。1つ以上の実施形態において、重合混合物の溶媒含量は、重合混合物の総重量に基づいて、20重量%を超えていてもよく、他の実施形態において50重量%を超えていてもよく、更に他の実施形態において80重量%を超えていてもよい。
1つ以上の実施形態において、適切な溶媒は、触媒の存在下でモノマーの重合中に重合を受けない、または成長するポリマー鎖への組み込みを受けないそれらの有機化合物を含む。1つ以上の実施形態において、これらの有機化学種は周囲温度および圧力で液体である。1つ以上の実施形態において、これらの有機溶媒は触媒に対して不活性である。例示的な有機溶媒としては、低沸点または比較的低沸点の炭化水素、例えば芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、および脂環式炭化水素を含む。芳香族炭化水素の非限定的な例は、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼンおよびメシチレンを含む。脂肪族炭化水素の非限定的な例は、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン、イソペンタン、イソヘキサン、イソペンタン、イソオクタン、2,2−ジメチルブタン、石油エーテル、ケロシンおよび石油スピリットを含む。また、脂環式炭化水素の非限定的な例は、シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタンおよびメチルシクロヘキサンを含む。上記炭化水素の混合物を使用してもよい。当該技術分野で知られる通り、脂肪族炭化水素および脂環式炭化水素は、環境上の理由から望ましく利用され得る。低沸点の炭化水素溶媒は、重合の終了時に典型的にポリマーから分離される。有機溶媒の他の例は、高分子量の高沸点炭化水素、例えばパラフィン油、芳香族油、またはポリマーを油展するのに一般に用いられる他の炭化水素油を含む。これらの炭化水素は非揮発性であるため、それらは通常分離の必要はなく、ポリマーに組み込まれたままである。
アニオン重合は、ランダマイザーまたはビニル修飾剤の存在下で実施されてもよい。当業者が理解する通り、二重の役割を担い得るこれらの化合物は、ポリマー鎖全体でのコモノマーのランダム化に役立つことができ、および/またはジエンに由来するマー単位のビニル含量を修飾することができる。ランダマイザーとして有用な化合物は、酸素または窒素ヘテロ原子、および非結合電子対を有するそれらのものを含む。例は、直鎖および環式オリゴマーオキソラニルアルカン;モノおよびオリゴアルキレングリコールのジアルキルエーテル(グリムエーテルとしても公知);「クラウン」エーテル;第三級アミン;直鎖状THFオリゴマーなどを含む。直鎖状および環状オリゴマーオキソラニルアルカンは、参照することにより本明細書に組み入れられた米国特許第4,429,091号に記載される。ランダマイザーとして有用な化合物の具体的例は、2,2−ビス(2’−テトラヒドロフリル)プロパン、1,2−ジメトキシエタン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン(TMEDA)、テトラヒドロフラン(THF)、1,2−ジピペリジルエタン、ジピペリジルメタン、ヘキサメチルホスホラミド、N,N’−ジメチルピペラジン、ジアザビシクロオクタン、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、トリ−n−ブチルアミン、およびそれらの混合物を含む。他の実施形態において、カリウムアルコキシドを用いて、スチレン分布をランダム化することができる。
用いられるランダマイザーの量は、ポリマーの所望の微小構造、モノマーとコモノマーとの比、重合温度、および用いられる特定のランダマイザーの性質など、様々な因子に依存し得る。1つ以上の実施形態において、用いられるランダマイザーの量は、アニオン開始剤のモルあたり0.01〜100モルの範囲内であってもよい。
アニオン開始剤およびランダマイザーは、様々な方法により重合系に導入することができる。1つ以上の実施形態において、アニオン開始剤およびランダマイザーは、モノマーに別々に添加されて、段階的または同時のいずれかの手法で重合されてもよい。他の実施形態において、アニオン開始剤およびランダマイザーは、任意のモノマーの非存在下または少量のモノマーの存在下のいずれかで重合系の外部で予備混合されてもよく、結果として生じる混合物は、必要なら熟成させ、その後、重合されるモノマーに添加されてもよい。
共役ジエンモノマーの重合は、有効量の開始剤の存在下、任意で共役ジエンモノマーと共重合可能なモノマーと一緒に、反応性ポリマーを生成する。開始剤、共役ジエンモノマー、任意でコモノマー、および用いられる場合には任意の溶媒を導入すれば、重合混合物を形成し、それにより反応性ポリマーが形成される。用いられる開始剤の量は、様々な因子、例えば用いられる開始剤のタイプ、原材料の純度、重合温度、重合速度および所望の変換、所望の分子量、ならびに多くの他の因子に依存することができる。
1つ以上の実施形態において、用いられる開始剤の量は、モノマーの重量あたりの開始剤のmmolとして表すことができる。1つ以上の実施形態において、開始剤の供給は、モノマー100グラムあたり開始剤が約0.05〜約100mmolに変化し、他の実施形態において約0.1〜約50mmol、更に別他の実施形態において約0.2〜約5mmolに変化してもよい。
配位触媒
他の実施形態において、本発明により処理され、加水分解性官能基を含むポリマーは、配位触媒により調製されてもよい。加水分解性官能基は、活性または反応性ポリマーの反応性末端との反応を介してポリマーの尾部に官能基を付与する官能性停止剤を用いること
により、ポリマーに付与することができる。1つ以上の実施形態において、反応性ポリマーは、配位重合により調製され、そこで共役ジエンモノマーは、配位触媒系を用いることにより重合される。配位重合の重要な機構的特徴は、書物(例えば、Kuran,W.,Principles of Coordination Polymerization; John Wiley & Sons: New York, 2001)およびレビュー論文(例えば、Mulhaupt,R.,Macromolecular Chemistry and Physics 2003,volume 204,pages 289−328)において議論される。配位触媒は、モノマーを成長するポリマー鎖に挿入する前の、活性金属中心へのモノマーの配位または錯化を含む機構により、モノマーの重合を開始すると考えられる。配位触媒の有利な特徴は、重合の立体化学制御をもたらし、それにより立体規則性ポリマーを生成する能力である。当該技術分野で知られる通り、配位触媒を作り出すための方法は数多く存在するが、全ての方法において、最終的にモノマーと配位することができ、活性金属中心と成長するポリマー鎖の間の共有結合中にモノマーを挿入することができる活性中間体が生成される。共役ジエンの配位重合は、中間体としてのp−アリル錯体を介して進行すると考えられる。配位触媒は、1、2、3または多成分系であってもよい。1つ以上の実施形態において、配位触媒は、重金属化合物(例えば、遷移金属化合物またはランタニド含有化合物)と、アルキル化剤(例えば、有機アルミニウム化合物)と、任意で他の共触媒成分(例えば、ルイス酸またはルイス塩基)とを混和することにより形成させてもよい。1つ以上の実施形態において、重金属化合物は、配位金属化合物と呼ばれ得る。
様々な手順を配位触媒の調製に用いることができる。1つ以上の実施形態において、配位触媒は、段階的または同時のいずれかの手法で、触媒成分を重合されるモノマーに別個に添加することにより、その場で形成させてもよい。他の実施形態において、配位触媒は予備形成されていてもよい。即ち、触媒成分は、任意のモノマーの非存在下または少量のモノマーの存在下で、重合系の外部で予備混合される。結果として生じる予備形成の触媒組成物は、必要により熟成され、その後、重合されるモノマーに添加されてもよい。
有用な配位触媒系は、ランタニド系の触媒系を含む。これらの触媒系は、クエンチングの前に、反応性鎖末端を有し、擬似リビングポリマーと呼ばれ得るシス−1,4−ポリジエンを有利に生成させてもよい。例えば、配位触媒系は、(a)ランタニド含有化合物、(b)アルキル化剤、および(c)ハロゲン供給源を含んでいてもよい。他の実施形態において、ハロゲン供給源の代わりに、非配位性アニオンまたは非配位性アニオン前駆体を含有する化合物を用いることができる。これらまたは他の実施形態において、他の有機金属化合物、ルイス塩基、および/または触媒修飾剤を、先に示された原材料または成分に加えて用いることができる。
重合手順
ポリマーがアニオン重合技術により調製されるか、または配位触媒により調製されるかにかかわらず、重合は、当該技術分野で公知の従来型の任意重合ベッセル内で実施されてもよい。例えば、重合は従来の撹拌槽反応器内で実施することができる。1つ以上の実施形態において、重合に用いられる原材料の全てを、1つのベッセル(例えば、従来の撹拌槽反応器)内で混和することができ、重合プロセスの全てのステップを、このベッセル内で実施することができる。他の実施形態において、原材料のうちの2つ以上を1つの容器中で予備混和し、その後、別のベッセルに移し替えてもよく、そこでモノマー(または少なくともその主要部)の重合を実施することができる。
1つ以上の実施形態において、重合は、溶媒を少なくとも20重量%、他の実施形態において少なくとも40重量%、他の実施形態において少なくとも60重量%、他の実施形態において少なくとも70重量%含む系を指す溶液中で実施されてもよい。モノマーおよび/またはポリマー生成物は、溶媒に溶解または懸濁させてもよい。他の実施形態において、重合は、モノマーが一般に溶媒として働き、それにポリマー生成物が懸濁または溶解されている系であるバルク系で実施されてもよい。特定の実施形態において、10重量%未満、他の実施形態において5重量%未満、他の実施形態において3重量%未満の溶媒中で実施された重合。
重合は、バッチプロセス、連続プロセスまたは半連続プロセスで実施することができる。半連続プロセスにおいて、既に重合したモノマーと入れ替えるために、必要に応じてモノマーを断続的に投入する。1つ以上の実施形態において、重合が進行する条件は、重合混合物の温度を約−10℃〜約200℃、他の実施形態において約0℃〜約150℃、他の実施形態において約20℃〜約100℃の範囲内に保持するように制御されてもよい。1つ以上の実施形態において、重合熱は、熱的に制御された反応器ジャケットによる外部冷却、反応器に連結された還流冷却器を用いたモノマーの蒸発および凝縮による内部冷却、またはこれら二つの方法の組み合わせにより除去されてもよい。また、条件は、約0.1気圧〜約50気圧、他の実施形態において約0.5気圧〜約20気圧、他の実施形態において約1気圧〜約10気圧の圧力下で重合を実施するように制御されてもよい。1つ以上の実施形態において、重合が実施され得る圧力は、モノマーの大部分を確実に液相状態にする圧力を含む。これらまたは他の実施形態において、重合混合物は、嫌気的条件下に保持されてもよい。
末端官能化
一旦所望のモノマーの変換に達したが、重合がクエンチされる前に(例えば、クエンチング剤を用いることにより)、ポリマー鎖を官能化剤とも呼ばれ得る停止剤と反応させることにより、ポリマーの反応性末端を官能化させることができる。1つ以上の実施形態において、ポリマー分子の少なくとも約30%はリビング末端を含み、他の実施形態においてポリマー分子の少なくとも約50%はリビング末端を含み、他の実施形態においてポリマー分子の少なくとも約80%はリビング末端を含む。
本発明の実践は、加水分解性基が開始剤または官能化剤のいずれかによりポリマーに付与される限りは、任意の特定官能化剤の選択によって、または官能化剤が用いられる要件によっても限定されない。有用な官能化剤は、当該技術分野で従来から用いられているものを含む。リビングポリマーの末端官能化に使用されてきた化合物のタイプは、参照することにより本明細書に組み入れられた米国特許第3,109,871号、同第3,135,716号、同第5,332,810号、同第5,109,907号、同第5,210,145号、同第5,227,431号、同第5,329,005号、同第5,935,893号に開示のものを含む、二酸化炭素、ベンゾフェノン、ベンズアルデヒド、イミダゾリドン、ピロリジノン、カルボジイミド、尿素、イソシアナート、およびシッフ塩基を含む。他の例は、参照することにより本明細書に組み入れられた米国特許第4,519,431号、同第4,540,744号、同第4,603,722号、同第5,248,722号、同第5,349,024号、同第5,502,129号および第5,877,336号に開示された通り、トリアルキルスズハライド、例えばトリブチルスズクロリドを含む。更に他の例は、参照することにより本明細書に組み入れられた米国特許第5,786,441号、同第5,916,976号および第5,552,473号に開示された通り、環状アミノ化合物、例えばヘキサメチレンイミンアルキルクロリドが挙げられる。他の例は、参照することにより本明細書に組み入れられた米国特許第4,677,165号、同第5,219,942号、同第5,902,856号、同第4,616,069号、同第4,929,679号、同第5,115,035号、および第6,359,167号に開示された通り、N−メチル−2−ピロリドンまたはジメチルイミダゾリジノン(即ち1,3−ジメチルエチレン尿素)をはじめとする、N−置換アミノケトン、N−置換チオアミノケトン、N−置換アミノアルデヒド、およびN−置換チオアミノアルデヒドを含む。
1つ以上の実施形態において、ケイ素含有官能化剤が用いられる。シロキサン停止剤またはアルコキシシラン停止剤とも呼んでよいこれらの停止剤は、式
(R114−zSi(OR12
(式中、R11はハロゲン原子または一価有機基であり、R12は一価有機基であり、zは、1〜4の整数である)により定義されてもよい。ハロゲンは、塩素、臭素、ヨウ素、およびフッ素を含む。一実施形態において、ハロゲンは塩素を含む。シロキサン末端ポリマーを調製する技術は、参照することにより本明細書に組み入れられた米国特許第3,244,664号、同第6,008,295号、同第6,228,908号、および同第4,185,042号に示されている。
シロキサン停止剤の適切な例は、テトラアルコキシシラン、アルキルアルコキシシラン、アリールアルコキシシラン、アルケニルアルコキシシラン、およびハロアルコキシシランを含む。
テトラアルコキシシラン化合物の例は、テトラメチルオルトシリカート、テトラエチルオルトシリカート、テトラプロピルオルトシリカート、テトラブチルオルトシリカート、テトラ(2−エチルヘキシル)オルトシリカート、テトラフェニルオルトシリカート、テトラトルイルオキシシランなどを含む。
アルキルアルコキシシラン化合物の例は、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ−n−プロポキシシラン、メチルトリ−n−ブトキシシラン、メチルトリフェノキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリ−n−プロポキシシラン、エチルトリ−n−ブトキシシラン、エチルトリフェノキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジ−n−プロポキシシラン、ジメチルジ−n−ブトキシシラン、ジメチルジフェノキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(GPMOS)、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシランなどを含む。
アリールアルコキシシラン化合物の例は、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリ−n−プロポキシシラン、フェニルトリ−n−ブトキシシラン、フェニルトリフェノキシシランなどを含む。
アルケニルアルコキシシラン化合物の例は、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリ−n−プロポキシシラン、ビニルトリ−n−ブトキシシラン、ビニルトリフェノキシシラン、アリルトリメトキシシラン、オクテニルトリメトキシシラン、ジビニルジメトキシシランなどを含む。
ハロアルコキシシラン化合物の例は、トリメトキシクロロシラン、トリエトキシクロロシラン、トリ−n−プロポキシクロロシラン、トリ−n−ブトキシクロロシラン、トリフェノキシクロロシラン、ジメトキシジクロロシラン、ジエトキシジクロロシラン、ジ−n−プロポキシジクロロシラン、ジフェノキシジクロロシラン、メトキシトリクロロシラン、エトキシトリクロロシラン、n−プロポキシトリクロロシラン、フェノキシトリクロロシラン、トリメトキシブロモシラン、トリエトキシブロモシラン、トリ−n−プロポキシブロモシラン、トリフェノキシブロモシラン、ジメトキシジブロモシラン、ジエトキシジブロモシラン、ジ−n−プロポキシジブロモシラン、ジフェノキシジブロモシラン、メトキシトリブロモシラン、エトキシトリブロモシラン、n−プロポキシトリブロモシラン、フェノキシトリブロモシラン、トリメトキシヨードシラン、トリエトキシヨードシラン、トリ−n−プロポキシヨードシラン、トリフェノキシヨードシラン、ジメトキシジヨードシラン、ジ−n−プロポキシジヨードシラン、ジフェノキシジヨードシラン、メトキシトリヨードシラン、エトキシトリヨードシラン、n−プロポキシトリヨードシラン、フェノキシトリヨードシランなどを含む。
別の有用なシランは、ビス−(トリメトキシシラン)−エーテル、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3,3’−ビス(トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、Si−69(ビス−(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド)などを含む。
更に別の実施形態において、ポリマーは、参照することにより本明細書に組み入れられた米国特許出願公開第2005/0009979号、同第2010/0113683号、および同第2011/0092633号に開示された通り、イミノ基含有アルコキシシラン化合物により停止される。これらのイミノ基含有アルコキシシラン化合物の例は、3−(1−ヘキサメチレンイミノ)プロピル(トリエトキシ)シラン、3−(1−ヘキサメチレンイミノ)プロピル(トリメトキシ)シラン、(1−ヘキサメチレンイミノ)メチル(トリメトキシ)シラン、(1−ヘキサメチレンイミノ)メチル(トリエトキシ)シラン、2−(1−ヘキサメチレンイミノ)エチル(トリエトキシ)シラン、2−(1−ヘキサメチレンイミノ)エチル(トリメトキシ)シラン、3−(1−ピロリジニル)プロピル(トリエトキシ)シラン、3−(1−ピロリジニル)プロピル(トリメトキシ)シラン、3−(1−ヘプタメチレンイミノ)プロピル(トリエトキシ)シラン、3−(1−ドデカメチレンイミノ)プロピル(トリエトキシ)シラン、3−(1−ヘキサメチレンイミノ)プロピル(ジエトキシ)メチルシラン、3−(1−ヘキサメチレンイミノ)プロピル(ジエトキシ)エチルシラン、N−(1,3−ジメチルブチリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン、N−(1−メチルエチリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン、N−エチリデン−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン、N−(1−メチルプロピリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン、N−(4−N,N−ジメチルアミノベンジリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン、N−(シクロヘキシリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン、これらのトリエトキシシリル化合物に対応するトリメトキシシリル化合物、メチルジエトキシシリル化合物、エチルジエトキシシリル化合物、メチルジメトキシシリル化合物、およびエチルジメトキシシリル化合物、1−[3−(トリエトキシシリル)プロピル]−4,5−ジヒドロイミダゾール、1−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]−4,5−ジヒドロイミダゾール、3−[10−(トリエトキシシリル)デシル]−4−オキサゾリン、3−(1−ヘキサメチレンイミノ)プロピル(トリエトキシ)シラン、(1−ヘキサメチレンイミノ)メチル(トリメトキシ)シラン、N−(3−トリエトキシシリルプロピル)−4,5−ジヒドロイミダゾール、N−(3−イソプロポキシシリルプロピル)−4,5−ジヒドロイミダゾール、およびN−(3−メチルジエトキシシリルプロピル)−4,5−ジヒドロイミダゾールを含む。
1つ以上の実施形態において、リビングポリマーは2つ以上のリビングポリマー鎖をつなぐようにカップリングさせることができる。ある実施形態において、リビングポリマーは、幾つかの鎖をカップリングして他の鎖を官能化するよう働くカップリング剤および官能化剤の両方で処理することができる。カップリング剤と官能化剤の組み合わせは、様々なモル比で用いることができる。用語カップリング剤および官能化剤が本明細書において用いられたが、特定の化合物が両方の機能を果たし得ることは、当業者に理解されよう。即ち、特定の化合物は、官能基を有するポリマー鎖のカップリングおよび提供の両方を行うことができる。ポリマー鎖をカップリングする能力が、ポリマー鎖と反応するカップリング剤の量に依存し得ることも、当業者に理解されよう。例えば、開始剤上のリチウムの当量と、カップリング剤上の脱離基(例えば、ハロゲン原子)の当量とが1:1の比でカップリング剤を添加する有利なカップリングが実現され得る。
例示的なカップリング剤は、金属ハロゲン化物、メタロイドハロゲン化物、アルコキシシランおよびアルコキシスタンナンを含む。
1つ以上の実施形態において、有用な金属ハロゲン化物またはメタロイドハロゲン化物は、式(1)R 4−n、式(2)M、および式(3)M(式中、Rは同一または異なり、1〜約20の炭素数を有する一価有機基を表し、式(1)および(2)におけるMはスズ原子、ケイ素原子、またはゲルマニウム原子を表し、Mはリン原子を表し、Xはハロゲン原子を表し、nは0〜3の整数を表す)により表される化合物を含む群から選択されてもよい。
式(1)により表される例示的化合物は、ハロゲン化有機金属化合物を含み、式(2)および(3)により表される化合物は、ハロゲン化金属化合物を含む。
がスズ原子を表す場合、式(1)により表される化合物は、例えばトリフェニルスズクロリド、トリブチルスズクロリド、トリイソプロピルスズクロリド、トリヘキシルスズクロリド、トリオクチルスズクロリド、ジフェニルスズジクロリド、ジブチルスズジクロリド、ジヘキシルスズジクロリド、ジオクチルスズジクロリド、フェニルスズトリクロリド、ブチルスズトリクロリド、オクチルスズトリクロリドなどであってもよい。更に、四塩化スズ、四臭化スズなどを、式(2)により表される化合物として例示することができる。
がケイ素原子を表す場合、式(1)により表される化合物は、例えばトリフェニルクロロシラン、トリヘキシルクロロシラン、トリオクチルクロロシラン、トリブチルクロロシラン、トリメチルクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、ジヘキシルジクロロシラン、ジオクチルジクロロシラン、ジブチルジクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、メチルジクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、ヘキシルトリクロロシラン、オクチルトリクロロシラン、ブチルトリクロロシラン、メチルトリクロロシランなどであってもよい。更に、四塩化ケイ素、四臭化ケイ素などを、式(2)により表される化合物として例示することができる。Mがゲルマニウム原子を表す場合、式(1)により表される化合物は、例えばトリフェニルゲルマニウムクロリド、ジブチルゲルマニウムジクロリド、ジフェニルゲルマニウムジクロリド、ブチルゲルマニウムトリクロリドなどであってもよい。更に、四塩化ゲルマニウム、四臭化ゲルマニウムなどを、式(2)により表される化合物として例示することができる。三塩化リン、三臭化リンなどを、式(3)により表される化合物として例示することができる。1つ以上の実施形態において、金属ハロゲン化物および/またはメタロイドハロゲン化物の混合物を用いることができる。
1つ以上の実施形態において、有用なアルコキシシランまたはアルコキシスタンナンは、式(1)R OR4−n(式中、Rは同一または異なり、1〜約20の炭素数を有する一価有機基を表し、Mはスズ原子、ケイ素原子、またはゲルマニウム原子を表し、ORはRが一価有機基を表すアルコキシ基を表し、nは0〜3の整数を表す)により表される化合物を含む群から選択されてもよい。
式(4)により表される例示化合物は、テトラエチルオルトシリカート、テトラメチルオルトシリカート、テトラプロピルオルトシリカート、テトラエトキシスズ、テトラメトキシスズ、およびテトラプロポキシスズを含む。
ある実施形態において、ほぼ完全なモノマー変換を示す重合温度のピークが一旦観察されれば、官能化剤はリビングポリマーセメント(即ち、ポリマーおよび溶媒)に添加されてもよい。リビング末端は自己終結し得るため、重合温度のピークの約25〜35分以内に、官能化剤を添加してもよい。
官能化ポリマーの調製に使用される官能化剤の量は、開始剤と会合したリチウムまたは金属カチオンの当量に対して最も良く示されている。例えば、リチウム1モルあたりの官能化剤のモル数は、約0.3〜約2、他の実施形態において約0.6〜約1.5、他の実施形態において約0.7〜約1.3、他の実施形態において約0.8〜約1.1、他の実施形態において約0.9〜約1.0であってもよい。
1つ以上の実施形態において、官能化剤と反応性ポリマーとの反応は、重合温度のピークに達した後、180分以内、他の実施形態において60分以内、他の実施形態において30分以内、他の実施形態において5分以内、他の実施形態において1分以内に起こり得る。1つ以上の実施形態において、官能化剤と反応性ポリマーとの反応は、一旦重合温度のピークに達すれば起こり得る。他の実施形態において、官能化剤と反応性ポリマーとの反応は、反応性ポリマーが貯蔵された後に起こり得る。1つ以上の実施形態において、反応性ポリマーの貯蔵は、室温または不活性雰囲気下で起こる。1つ以上の実施形態において、官能化剤と反応性ポリマーとの反応は、約10℃〜約150℃、他の実施形態において約20℃〜約100℃の温度で起こり得る。官能化剤と反応性ポリマーとの反応が完了するために要する時間は、様々な因子、例えば反応性ポリマーの調製に用いられる触媒または開始剤のタイプおよび量、官能化剤のタイプおよび量、ならびに官能化反応が実施される温度に依存する。1つ以上の実施形態において、官能化剤と反応性ポリマーとの反応は、約10〜60分間実施することができる。
1つ以上の実施形態において、反応性ポリマーと官能化剤との反応が完遂または完了した後、如何なる残留する反応性ポリマー鎖および触媒または触媒成分を不活化するために、クエンチング剤をポリマー混合物に添加することができる。クエンチング剤は、アルコール、カルボン酸、無機酸、水、またはそれらの混合物を含むがこれらに限らない、プロトン性化合物を含んでもよい。クエンチング剤の添加と共に、添加前に、または添加後に、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノールなどの抗酸化剤が添加されてもよい。用いられる抗酸化剤の量は、ポリマー生成物の0.2〜1重量%の範囲内であってもよい。
安定化剤
一旦加水分解性基を含むポリマーを得ると、ポリマーは本発明による安定化剤で処理することができる。1つ以上の実施形態において、ポリマーの処理は、ポリマーを含有するポリマーセメントに安定化剤を添加(導入とも呼ばれ得る)することを含む。1つ以上の実施形態において、ポリマーおよび/または重合混合物が官能化剤で停止され、および/またはクエンチング剤で任意にクエンチされた後、安定化剤がポリマーセメントに添加される。
1つ以上の実施形態において、安定化剤は、式
(式中、χは加水分解時に酸性化学種を形成する加水分解性基であり、R、R、およびRはそれぞれ独立してハロゲン原子、ヒドロカルビル基、ヒドロカルボキシラート基、またはヒドロカルビルオキシ基である)により定義され得る。
1つ以上の実施形態において、χはハロゲン原子を含み得る。他の実施形態において、χは、ヒドロカルボナート基とも呼ばれ得るヒドロカルボキシラート基を含んでもよい。
1つ以上の実施形態において、ヒドロカルビル基はアルキル、シクロアルキル、置換シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、置換シクロアルケニル、アリール、アリル、置換アリール、アラルキル、アルカリール、またはアルキニル基を含むがこれらに限定されない。置換ヒドロカルビル基は、1つ以上の水素原子がアルキル基などの置換基により置き換えられているヒドロカルビレン基を含む。1つ以上の実施形態において、これらの基は、1つまたは基を形成する適切な鉛丹数〜20個の炭素原子を含んでいてもよい。これらのヒドロカルビル基は、ヘテロ原子、例えば窒素、ホウ素、酸素、ケイ素、硫黄およびリン原子を含んでいてもよいがこれらに限らない。
1つ以上の実施形態において、ヒドロカルビルオキシ基はアルコキシ、シクロアルコキシ、置換シクロアルコキシ、アルケニルオキシ、シクロアルケニルオキシ、置換シクロアルケニルオキシ、アリールオキシ、アリルオキシ、置換アリールオキシ、アラルキルキルオキシ、アルカリールオキシまたはアルキニルオキシ基を含むがこれらに限らない。
1つ以上の実施形態において、ヒドロカルボナート基とも呼ばれ得るヒドロカルボキシラート基は、アルカノアート、シクロアルカノアート、置換シクロアルカノアート、アルケノアート、シクロアルケノアート、置換シクロアルケノアート、アラノアート(aranoate)、アロアート、置換アラノアート、アラルカノアート、アルカラノアート、またはアルキナノアート基が挙げられる。
1つ以上の実施形態において、ハロゲン原子は臭素、塩素、およびヨウ素から選択されてもよい。
特定の実施形態において、Rはハロゲン原子である。これらまたは他の実施形態において、RおよびRは両者ともハロゲン原子である。これらまたは他の実施形態において、R、R、およびRのそれぞれは、ハロゲン原子である。特定の実施形態において、X、R、R、およびRはそれぞれハロゲン原子、例えば塩素原子である。他の実施形態において、Xはハロゲン原子であり、R、R、およびRのそれぞれは、ヒドロカルビル基である。更に他の実施形態において、Rは、ハロゲン原子であり、RおよびRのそれぞれはヒドロカルビル基である。
1つ以上の実施形態において、本発明を実践する際に用いられ得る安定化剤のタイプは、ハロゲン化シリルおよびシリルエステルを含む。
1つ以上の実施形態において、ハロゲン化シリルのタイプは、トリヒドロカルビルシリルハライド、(ジヒドロカルビル)(ヒドロカルビルオキシ)シリルハライド、(ヒドロカルビル)(ジヒドロカルビルオキシ)シリルハライド、トリヒドロカルビルオキシシリルハライド、ジヒドロカルビルシリルジハライド、(ヒドロカルビル)(ヒドロカルビルオキシ)シリルジハライド、ヒドロカルビルシリルトリハライド、ヒドロカルビルオキシシリルトリハライド、およびシリルテトラハライドを含む。
1つ以上の実施形態において、シリルエステルのタイプは、トリヒドロカルビルシリルヒドロカルボキシラート、(ジヒドロカルビル)(ヒドロカルビルオキシ)シリルヒドロカルボキシラート、(ヒドロカルビル)(ジヒドロカルビルオキシ)シリルヒドロカルボキシラート、トリヒドロカルビルオキシシリルヒドロカルボキシラート、ジヒドロカルビルシリルジヒドロカルボキシラート、(ヒドロカルビル)(ヒドロカルビルオキシ)シリルジヒドロカルボキシラート、ヒドロカルビルシリルトリヒドロカルボキシラート、ヒドロカルビルオキシシリルトリヒドロカルボキシラート、およびシリルテトラヒドロカルボキシラートを含む。
1つ以上の実施形態において、混合されたハロゲン化シリル−エステルを考える。1つ以上の実施形態において、これらの化合物は、(ジヒドロカルビル)(ヒドロカルボキシラート)シリルハライド、(ヒドロカルビル)(ヒドロカルビルオキシ)(ヒドロカルボキシラート)シリルハライド、(ジヒドロカルビル)(ヒドロカルボキシラート)シリルハライド、(ヒドロカルビルオキシ)(ジヒドロカルボキシラート)シリルハライド、(ヒドロカルビル)(ジヒドロカルボキシラート)シリルハライド、トリヒドロカルボキシラートシリルハライド、(ヒドロカルビル)(ヒドロカルボキシラート)シリルジハライド、(ヒドロカルビルオキシ)(ヒドロカルボキシラート)シリルジハライド、ジヒドロカルボキシラートシリルジハライド、およびヒドロカルボキシラートシリルトリハライドを含んでいてもよい。
トリヒドロカルビルシリルハライドの具体的例は、トリメチルシリルクロリド、トリエチルシリルクロリド、トリ−n−プロピルシリルクロリド、トリイソプロピルシリルクロリド、トリ−n−ブチルシリルクロリド、トリ−t−ブチルシリルクロリド、トリ−n−ペンチルシリルクロリド、トリヘキシルシリルクロリド、トリヘプチルシリルクロリド、トリオクチルシリルクロリド、トリフェニルシリルクロリド、トリシクロペンチルシリルクロリド、トリシクロヘキルシリルクロリド、オクチルジメチルシリルクロリド、ヘプチルジメチルシリルクロリド、ヘキシルジメチルシリルクロリド、フェニルジメチルシリルクロリド、シクロペンチルジメチルシリルクロリド、シクロヘキシルジメチルシリルクロリド、オクチルジエチルシリルクロリド、ヘプチルジエチルシリルクロリド、ヘキシルジエチルシリルクロリド、フェニルジエチルシリルクロリド、シクロペンチルジエチルシリルクロリド、シクロヘキシルジエチルシリルクロリド、オクチルジプロピルシリルクロリド、ヘプチルジプロピルシリルクロリド、ヘキシルジプロピルシリルクロリド、フェニルジプロピルシリルクロリド、シクロペンチルジプロピルシリルクロリド、シクロヘキシルジプロピルシリルクロリド、ジオクチルメチルシリルクロリド、ジヘプチルメチルシリルクロリド、ジヘキシルメチルシリルクロリド、ジフェニルメチルシリルクロリド、ジシクロペンチルメチルシリルクロリド、ジシクロヘキシルメチルシリルクロリド、ジオクチルエチルシリルクロリド、ジヘプチルエチルシリルクロリド、ジヘキシルエチルシリルクロリド、ジフェニルエチルシリルクロリド、ジシクロペンチルエチルシリルクロリド、ジシクロヘキシルエチルシリルクロリド、ジオクチルプロピルシリルクロリド、ジヘプチルプロピルシリルクロリド、ジヘキシルプロピルシリルクロリド、ジフェニルプロピルシリルクロリド、ジシクロペンチルプロピルシリルクロリド、およびジシクロヘキシルプロピルシリルクロリドを含む。
ジヒドロカルビルシリルジハライドの具体的例は、ジメチルシリルジクロリド、ジエチルシリルジクロリド、ジ−n−プロピルシリルジクロリド、ジイソプロピルシリルジクロリド、ジ−n−ブチルシリルジクロリド、ジ−t−ブチルシリルジクロリド、ジ−n−ペンチルシリルジクロリド、ジヘキシルシリルジクロリド、ジヘプチルシリルジクロリド、ジオクチルシリルジクロリド、ジフェニルシリルジクロリド、ジヂクロペンチルシリルジクロリド、ジシクロヘキシルシリルジクロリド、オクチルメチルシリルジクロリド、ヘプチルメチルシリルジクロリド、ヘキシルメチルシリルジクロリド、フェニルメチルシリルジクロリド、シクロペンチルメチルシリルジクロリド、シクロヘキシルメチルシリルジクロリド、オクチルエチルシリルジクロリド、ヘプチルエチルシリルジクロリド、ヘキシルエチルシリルジクロリド、フェニルエチルシリルジクロリド、シクロペンチルエチルシリルジクロリド、シクロヘキシルエチルシリルジクロリド、オクチルプロピルシリルジクロリド、ヘプチルプロピルシリルジクロリド、ヘキシルプロピルシリルジクロリド、フェニルプロピルシリルジクロリド、シクロペンチルプロピルシリルジクロリド、およびシクロヘキシルプロピルシリルジクロリドを含む。
ヒドロカルビルシリルトリハライドの具体的例は、メチルシリルトリクロリド、エチルシリルトリクロリド、n−プロピルシリルトリクロリド、イソプロピルシリルトリクロリド、n−ブチルシリルトリクロリド、t−ブチルシリルトリクロリド、n−ペンチルシリルトリクロリド、ヘキシルシリルトリクロリド、ヘプチルシリルトリクロリド、オクチルシリルトリクロリド、フェニルシリルトリクロリド、シクロペンチルシリルトリクロリド、およびシクロヘキシルシリルトリクロリドを含む。
シリルテトラハライドの具体的例は、四塩化シリルを含む。
(ジヒドロカルビル)(ヒドロカルビルオキシ)シリルハライドの具体的例は、ジメチルメトキシシリルクロリド、ジエチルメトキシシリルクロリド、ジ−n−プロピルメトキシシリルクロリド、ジイソプロピルメトキシシリルクロリド、ジ−n−ブチルメトキシシリルクロリド、ジイソブチルメトキシシリルクロリド、ジ−n−ペンチルメトキシシリルクロリド、ジネオペンチルメトキシシリルクロリド、ジ−n−ヘキシルメトキシシリルクロリド、ジメチルエトキシシリルクロリド、ジエチルエトキシシリルクロリド、ジ−n−プロピルエトキシシリルクロリド、ジイソプロピルエトキシシリルクロリド、ジ−n−ブチルエトキシシリルクロリド、ジイソブチルエトキシシリルクロリド、ジ−n−ペンチルエトキシシリルクロリド、ジネオペンチルエトキシシリルクロリド、およびジ−n−ヘキシルエトキシシリルクロリドを含む。
(ヒドロカルビル)(ジヒドロカルビルオキシ)シリルハライドの具体的例は、メチルジメトキシシリルクロリド、エチルジメトキシシリルクロリド、n−プロピルジメトキシシリルクロリド、イソプロピルジメトキシシリルクロリド、n−ブチルジメトキシシリルクロリド、イソブチルジメトキシシリルクロリド、n−ペンチルジメトキシシリルクロリド、ネオペンチルジメトキシシリルクロリド、n−ヘキシルジメトキシシリルクロリド、メチルジエトキシシリルクロリド、エチルジエトキシシリルクロリド、n−プロピルジエトキシシリルクロリド、イソプロピルジエトキシシリルクロリド、n−ブチルジエトキシシリルクロリド、イソブチルジエトキシシリルクロリド、n−ペンチルジエトキシシリルクロリド、ネオペンチルジエトキシシリルクロリド、およびn−ヘキシルジエトキシシリルクロリドを含む。
トリヒドロカルビルシリルヒドロカルボキシラートは、トリメチルシリルヘキサノアート、トリエチルシリルヘキサノアート、トリ−n−プロピルシリルヘキサノアート、トリイソプロピルシリルヘキサノアート、トリ−n−ブチルシリルヘキサノアート、トリ−t−ブチルシリルヘキサノアート、トリ−n−ペンチルシリルヘキサノアート、トリヘキシルシリルヘキサノアート、トリヘプチルシリルヘキサノアート、トリオクチルシリルヘキサノアート、トリフェニルシリルヘキサノアート、トリシクロペンチルシリルヘキサノアート、トリシクロペンチルシリルヘキサノアート、トリシクロヘキシルシリルヘキサノアート、オクチルジメチルシリルヘキサノアート、ヘプチルジメチルシリルヘキサノアート、ヘキシルジメチルシリルヘキサノアート、フェニルジメチルシリルヘキサノアート、シクロペンチルジメチルシリルヘキサノアート、シクロヘキシルジメチルシリルヘキサノアート、オクチルジエチルシリルヘキサノアート、ヘプチルジエチルシリルヘキサノアート、ヘキシルジエチルシリルヘキサノアート、フェニルジエチルシリルヘキサノアート、シクロペンチルジエチルシリルヘキサノアート、シクロヘキシルジエチルシリルヘキサノアート、オクチルジプロピルシリルヘキサノアート、ヘプチルジプロピルシリルヘキサノアート、ヘキシルジプロピルシリルヘキサノアート、フェニルジプロピルシリルヘキサノアート、シクロペンチルジプロピルシリルヘキサノアート、シクロヘキシルジプロピルシリルヘキサノアート、ジオクチルメチルシリルヘキサノアート、ジヘプチルメチルシリルヘキサノアート、ジヘキシルメチルシリルヘキサノアート、ジフェニルメチルシリルヘキサノアート、ジシクロペンチルメチルシリルヘキサノアート、ジシクロヘキシルメチルシリルヘキサノアート、ジオクチルエチルシリルヘキサノアート、ジヘプチルエチルシリルヘキサノアート、ジヘキシルエチルシリルヘキサノアート、ジフェニルエチルシリルヘキサノアート、ジシクロペンチルエチルシリルヘキサノアート、ジシクロヘキシルエチルシリルヘキサノアート、ジオクチルプロピルシリルヘキサノアート、ジヘプチルプロピルシリルヘキサノアート、ジヘキシルプロピルシリルヘキサノアート、ジフェニルプロピルシリルヘキサノアート、ジシクロペンチルプロピルシリルヘキサノアート、ジシクロヘキシルプロピルシリルヘキサノアート、トリメチルシリルペンタノアート、トリエチルシリルペンタノアート、トリ−n−プロピルシリルペンタノアート、トリイソプロピルシリルペンタノアート、トリ−n−ブチルシリルペンタノアート、トリ−t−ブチルシリルペンタノアート、トリ−n−ペンチルシリルペンタノアート、トリヘキシルシリルペンタノアート、トリヘプチルシリルペンタノアート、トリオクチルシリルペンタノアート、トリフェニルシリルペンタノアート、トリシクロペンチルシリルペンタノアート、トリシクロヘキシルシリルペンタノアート、オクチルジメチルシリルペンタノアート、ヘプチルジメチルシリルペンタノアート、ヘキシルジメチルシリルペンタノアート、フェニルジメチルシリルペンタノアート、シクロペンチルジメチルシリルペンタノアート、シクロヘキシルジメチルシリルペンタノアート、オクチルジエチルシリルペンタノアート、ヘプチルジエチルシリルペンタノアート、ヘキシルジエチルシリルペンタノアート、フェニルジエチルシリルペンタノアート、シクロペンチルジエチルシリルペンタノアート、シクロヘキシルジエチルシリルペンタノアート、オクチルジプロピルシリルペンタノアート、ヘプチルジプロピルシリルペンタノアート、ヘキシルジプロピルシリルペンタノアート、フェニルジプロピルシリルペンタノアート、シクロペンチルジプロピルシリルペンタノアート、シクロヘキシルジプロピルシリルペンタノアート、ジオクチルメチルシリルペンタノアート、ジヘプチルメチルシリルペンタノアート、ジヘキシルメチルシリルペンタノアート、ジフェニルメチルシリルペンタノアート、ジシクロペンチルメチルシリルペンタノアート、ジシクロヘキシルメチルシリルペンタノアート、ジオクチルエチルシリルペンタノアート、ジヘプチルエチルシリルペンタノアート、ジヘキシルエチルシリルペンタノアート、ジフェニルエチルシリルペンタノアート、ジシクロペンチルエチルシリルペンタノアート、ジシクロヘキシルエチルシリルペンタノアート、ジオクチルプロピルシリルペンタノアート、ジヘプチルプロピルシリルペンタノアート、ジヘキシルプロピルシリルペンタノアート、ジフェニルプロピルシリルペンタノアート、ジシクロペンチルプロピルシリルペンタノアート、ジシクロヘキシルプロピルシリルペンタノアート、トリシクロペンチルシリルブタノアート、トリシクロヘキシルシリルブタノアート、オクチルジメチルシリルブタノアート、ヘプチルジメチルシリルブタノアート、ヘキシルジメチルシリルブタノアート、フェニルジメチルシリルブタノアート、シクロペンチルジメチルシリルブタノアート、シクロヘキシルジメチルシリルブタノアート、オクチルジエチルシリルブタノアート、ヘプチルジエチルシリルブタノアート、ヘキシルジエチルシリルブタノアート、フェニルジエチルシリルブタノアート、シクロペンチルジエチルシリルブタノアート、シクロヘキシルジエチルシリルブタノアート、オクチルジプロピルシリルブタノアート、ヘプチルジプロピルシリルブタノアート、ヘキシルジプロピルシリルブタノアート、フェニルジプロピルシリルブタノアート、シクロペンチルジプロピルシリルブタノアート、シクロヘキシルジプロピルシリルブタノアート、ジオクチルメチルシリルブタノアート、ジヘプチルメチルシリルブタノアート、ジヘキシルメチルシリルブタノアート、ジフェニルメチルシリルブタノアート、ジシクロペンチルメチルシリルブタノアート、ジシクロヘキシルメチルシリルブタノアート、ジオクチルエチルシリルブタノアート、ジヘプチルエチルシリルブタノアート、ジヘキシルエチルシリルブタノアート、ジフェニルエチルシリルブタノアート、ジシクロペンチルエチルシリルブタノアート、ジシクロヘキシルエチルシリルブタノアート、ジオクチルプロピルシリルブタノアート、ジヘプチルプロピルシリルブタノアート、ジヘキシルプロピルシリルブタノアート、ジフェニルプロピルシリルブタノアート、ジシクロペンチルプロピルシリルブタノアート、およびジシクロヘキシルプロピルシリルブタノアートを含む。
ジヒドロカルビルシリルジヒドロカルボキシラートの具体的例は、ジメチルシリルジヘキサノアート、ジエチルシリルジヘキサノアート、ジ−n−プロピルシリルジヘキサノアート、ジイソプロピルシリルジヘキサノアート、ジ−n−ブチルシリルジヘキサノアート、ジ−t−ブチルシリルジヘキサノアート、ジ−n−ペンチルシリルジヘキサノアート、ジヘキシルシリルジヘキサノアート、ジヘプチルシリルジヘキサノアート、ジオクチルシリルジヘキサノアート、ジフェニルシリルジヘキサノアート、ジシクロペンチルシリルジヘキサノアート、ジシクロヘキシルシリルジヘキサノアート、オクチルメチルシリルジヘキサノアート、ヘプチルメチルシリルジヘキサノアート、ヘキシルメチルシリルジヘキサノアート、フェニルメチルシリルジヘキサノアート、シクロペンチルメチルシリルジヘキサノアート、シクロヘキシルメチルシリルジヘキサノアート、オクチルエチルシリルジヘキサノアート、ヘプチルエチルシリルジヘキサノアート、ヘキシルエチルシリルジヘキサノアート、フェニルエチルシリルジヘキサノアート、シクロペンチルエチルシリルジヘキサノアート、シクロヘキシルエチルシリルジヘキサノアート、オクチルプロピルシリルジヘキサノアート、ヘプチルプロピルシリルジヘキサノアート、ヘキシルプロピルシリルジヘキサノアート、フェニルプロピルシリルジヘキサノアート、シクロペンチルプロピルシリルジヘキサノアート、シクロヘキシルプロピルシリルジヘキサノアート、ジメチルシリルジペンタノアート、ジエチルシリルジペンタノアート、ジ−n−プロピルシリルジペンタノアート、ジイソプロピルシリルジペンタノアート、ジ−n−ブチルシリルジペンタノアート、ジ−n−ブチルシリルジペンタノアート、ジ−n−ペンチルシリルジペンタノアート、ジヘキシルシリルジペンタノアート、ジヘプチルシリルジペンタノアート、ジオクチルシリルジペンタノアート、ジフェニルシリルジペンタノアート、ジシクロペンチルシリルジペンタノアート、ジシクロヘキシルシリルジペンタノアート、オクチルメチルシリルジペンタノアート、ヘプチルメチルシリルジペンタノアート、ヘキシルメチルシリルジペンタノアート、フェニルメチルシリルジペンタノアート、シクロペンチルメチルシリルジペンタノアート、シクロヘキシルメチルシリルジペンタノアート、オクチルエチルシリルジペンタノアート、ヘプチルエチルシリルジペンタノアート、ヘキシルエチルシリルジペンタノアート、フェニルエチルシリルジペンタノアート、シクロペンチルエチルシリルジペンタノアート、シクロヘキシルエチルシリルジペンタノアート、オクチルプロピルシリルジペンタノアート、ヘプチルプロピルシリルジペンタノアート、ヘキシルプロピルシリルジペンタノアート、フェニルプロピルシリルジペンタノアート、シクロペンチルプロピルシリルジペンタノアート、シクロヘキシルプロピルシリルジペンタノアート、ジメチルシリルジブタノアート、ジエチルシリルジブタノアート、ジ−n−プロピルシリルジブタノアート、ジイソプロピルシリルジブタノアート、ジ−n−ブチルシリルジブタノアート、ジ−t−ブチルシリルジブタノアート、ジ−n−ペンチルシリルジブタノアート、ジヘキシルシリルジブタノアート、ジヘプチルシリルジブタノアート、ジオクチルシリルジブタノアート、ジフェニルシリルジブタノアート、ジシクロペンチルシリルジブタノアート、ジシクロヘキシルシリルジブタノアート、オクチルメチルシリルジブタノアート、ヘプチルメチルシリルジブタノアート、ヘキシルメチルシリルジブタノアート、フェニルメチルシリルジブタノアート、シクロペンチルメチルシリルジブタノアート、シクロヘキシルメチルシリルジブタノアート、オクチルエチルシリルジブタノアート、ヘプチルエチルシリルジブタノアート、ヘキシルエチルシリルジブタノアート、フェニルエチルシリルジブタノアート、シクロペンチルエチルシリルジブタノアート、シクロヘキシルエチルシリルジブタノアート、オクチルプロピルシリルジブタノアート、ヘプチルプロピルシリルジブタノアート、ヘキシルプロピルシリルジブタノアート、フェニルプロピルシリルジブタノアート、シクロペンチルプロピルシリルジブタノアート、およびシクロヘキシルプロピルシリルジブタノアートを含む。
ヒドロカルビルシリルトリヒドロカルボキシラートの具体的例は、メチルシリルトリヘキサノアート、エチルシリルトリヘキサノアート、n−プロピルシリルトリヘキサノアート、イソプロピルシリルトリヘキサノアート、n−ブチルシリルトリヘキサノアート、t−ブチルシリルトリヘキサノアート、n−ペンチルシリルトリヘキサノアート、ヘキシルシリルトリヘキサノアート、ヘプチルシリルトリヘキサノアート、オクチルシリルトリヘキサノアート、フェニルシリルトリヘキサノアート、シクロペンチルシリルトリヘキサノアート、シクロヘキシルシリルトリヘキサノアート、メチルシリルトリペンタノアート、エチルシリルトリペンタノアート、n−プロピルシリルトリペンタノアート、イソプロピルシリルトリペンタノアート、n−ブチルシリルトリペンタノアート、t−ブチルシリルトリペンタノアート、n−ペンチルシリルトリペンタノアート、ヘキシルシリルトリペンタノアート、ヘプチルシリルトリペンタノアート、オクチルシリルトリペンタノアート、フェニルシリルトリペンタノアート、シクロペンチルシリルトリペンタノアート、シクロヘキシルシリルトリペンタノアート、メチルシリルトリブタノアート、エチルシリルトリブタノアート、n−プロピルシリルトリブタノアート、イソプロピルシリルトリブタノアート、n−ブチルシリルトリブタノアート、t−ブチルシリルトリブタノアート、n−ペンチルシリルトリブタノアート、ヘキシルシリルトリブタノアート、ヘプチルシリルトリブタノアート、オクチルシリルトリブタノアート、フェニルシリルトリブタノアート、シクロペンチルシリルトリブタノアート、およびシクロヘキシルシリルトリブタノアートを含む。
シリルテトラヒドロカルボキシラートの具体的例は、シリルテトラヘキサノアート、シリルテトラペンタノアート、およびシリルテトラブタノアートを含む。
(ジヒドロカルビル)(ヒドロカルビルオキシ)シリルエステルの具体的例は、ジメチルメトキシシリルヘキサノアート、ジエチルメトキシシリルペンタノアート、ジ−n−プロピルメトキシシリルブタノアート、ジイソプロピルメトキシシリルヘキサノアート、ジ−n−ブチルメトキシシリルペンタノアート、ジイソブチルメトキシシリルブタノアート、ジ−n−ペンチルメトキシシリルヘキサノアート、ジネオペンチルメトキシシリルペンタノアート、ジ−n−ヘキシルメトキシシリルブタノアート、ジメチルエトキシシリルヘキサノアート、ジエチルエトキシシリルペンタノアート、ジ−n−プロピルエトキシシリルブタノアート、ジイソプロピルエトキシシリルヘキサノアート、ジ−n−ブチルエトキシシリルペンタノアート、ジイソブチルエトキシシリルブタノアート、ジ−n−ペンチルエトキシシリルヘキサノアート、ジネオペンチルエトキシシリルペンタノアート、およびジ−n−ヘキシルエトキシシリルブタノアートを含む。
(ヒドロカルビル)(ジヒドロカルビルオキシ)シリルエステルの具体的例は、メチルジメトキシシリルヘキサノアート、エチルジメトキシシリルペンタノアート、n−プロピルジメトキシシリルブタノアート、イソプロピルジメトキシシリルヘキサノアート、n−ブチルジメトキシシリルペンタノアート、イソブチルジメトキシシリルブタノアート、n−ペンチルジメトキシシリルヘキサノアート、ネオペンチルジメトキシシリルペンタノアート、n−ヘキシルジメトキシシリルブタノアート、メチルジエトキシシリルヘキサノアート、エチルジエトキシシリルペンタノアート、n−プロピルジエトキシシリルブタノアート、イソプロピルジエトキシシリルヘキサノアート、n−ブチルジエトキシシリルペンタノアート、イソブチルジエトキシシリルブタノアート、n−ペンチルジエトキシシリルヘキサノアート、ネオペンチルジエトキシシリルペンタノアート、およびn−ヘキシルジエトキシシリルブタノアートを含む。
安定化剤での処理
先に示された通り、加水分解性官能基を含むポリマーは、処理されるポリマーを含むポリマーセメントに安定化剤を導入することにより処理されてもよい。1つ以上の実施形態において、用いられる安定化剤の量は、処理されるポリマー1モルあたり安定化剤を少なくとも0.2モル、他の実施形態において少なくとも0.4モル、他の実施形態において少なくとも0.8モル、他の実施形態において少なくとも1.0モル、他の実施形態において少なくとも1.1モルであってもよい(例えば、ポリマーの重合に用いられるリチウムのモル数と同等である)。これらまたは他の実施形態において、用いられる安定化剤の量は、処理されるポリマー1モルあたり安定化剤を最大で5.0モル、他の実施形態において最大で1.5モル、他の実施形態において最大で1.3モル、他の実施形態において最大で1.2モルであってもよい。1つ以上の実施形態において、用いられる安定化剤の量は、処理されるポリマー1モルあたり安定化剤を約0.8〜約1.5モル、他の実施形態において約1.0〜約1.3モル、他の実施形態において約1.1〜約1.2モルであってもよい。
1つ以上の実施形態において、用いられる安定化剤の量は、ハロゲン化物および/またはエステル官能基の当量に基づいて表されてもよい。例えば、ポリマーのモル数(ポリマーを合成するのに用いられるリチウムのモル数と同等となり得る)に対するハロゲン化物またはエステル官能基の当量、即ち、ハロゲン化物−エステル/ポリマーの比。1つ以上の実施形態において、ハロゲン化物−エステル/ポリマーの比は、少なくとも0.8:1、他の実施形態において少なくとも0.9:1、他の実施形態において少なくとも0.95:1であってもよい。これらまたは他の実施形態において、ハロゲン化物−エステル/ポリマーの比の比は最大で1.5:1、他の実施形態において最大で1.2:1、他の実施形態において最大で1.1:1であってもよい。1つ以上の実施形態において、用いられる安定化剤の量は、処理されるポリマーのモル数あたりハロゲン化物および/またはエステル約0.8〜約1.2当量、他の実施形態において約0.9〜約1.1当量、他の実施形態において約0.95〜約1.05当量であってもよい。
1つ以上の実施形態において、本発明の実践により安定化剤で処理されたポリマーセメントは、リビングポリマーを実質的に欠いており、それはポリマーまたはポリマーセメントの安定化および/または中和に適切な影響を及ぼす量よりも少ないリビングポリマー量を指す。言い換えれば、ポリマーセメントは実質的に停止反応後のものである。当業者が理解するように、非リビングポリマーは追加のモノマーを付加することができないポリマーを含む。先に議論された通り、リビングポリマーは、追加のモノマーを反応性鎖末端に付加することができる。1つ以上の実施形態において、ポリマーセメントは、ポリマー鎖の総モル数に基づき、リビングポリマーの10%未満、他の実施形態において5%未満、他の実施形態において2%未満、他の実施形態において1%未満、他の実施形態において0.5%未満含む。特定の実施形態において、ポリマーセメントはリビングポリマーを欠く。
1つ以上の実施形態において、本発明の実践はポリマーの官能基停止、カップリング、および/またはポリマーのクエンチング後に安定化剤の逐次添加を含む。例えば1つ以上の実施形態において、リビングポリマーセメントは、官能基停止剤で部分的に停止され、部分的にカップリングされ、その後、プロトン性化合物、例えばアルコールでクエンチされもよい。このシーケンスの後、安定化剤をポリマーセメントに添加して、実質的に停止反応後のものであるポリマーを処理してもよい。
1つ以上の実施形態において、溶媒と共にポリマーを溶解または懸濁しながら、安定化剤はポリマーに導入される。当業者が理解するように、この溶液はポリマーセメントと呼ぶことができる。1つ以上の実施形態において、ポリマーセメントの特徴、例えば濃度は、官能化および/またはクエンチングの前のセメントの特徴と同一または類似している。他の実施形態において、ポリマーがモノマーに懸濁または溶解されている間に、安定化剤はポリマーに導入されてもよい。
ポリマーの単離
重合混合物がクエンチされた後、ポリマー生成物は、当該技術分野で公知の従来の任意脱溶媒および乾燥手順を用いることにより、重合混合物から回収することができる。例えば、ポリマーはポリマーセメントを水蒸気脱溶媒し、その後、得られたポリマー小片を熱風トンネル内で乾燥させることにより回収することができる。あるいは、ポリマーはポリマーセメントをドラム乾燥機で直接乾燥させることにより回収してもよい。乾燥したポリマー中の揮発性物質の含量は、ポリマー重量の1%未満、他の実施形態において0.5%未満であってもよい。1つ以上の実施形態において、ポリマー形成後に、加工助剤および他の任意添加剤、例えば油を、ポリマーセメントに添加することができる。ポリマーおよび他の任意の原材料は、その後、溶媒から単離し、任意で乾燥してもよい。従来の脱溶媒および乾燥手順を用いてもよい。一実施形態において、ポリマーは、水蒸気脱溶媒または溶媒の熱水凝固と、その後のろ過により溶媒から単離されてもよい。残留する溶媒は、従来の乾燥技術、例えばオーブン乾燥またはドラム乾燥を用いることにより、除去してもよい。あるいはセメントを直接ドラム乾燥してもよい。
1つ以上の実施形態において、官能化剤を反応性ポリマーに導入した後、場合によりクエンチング剤および/または抗酸化剤を添加した後、ならびに場合により官能化ポリマーの回収または単離の後、縮合促進剤を重合混合物に添加することができる。有用な縮合促進剤は、カルボン酸スズおよび/またカルボン酸チタン、ならびにスズアルコキシドおよび/またはチタンアルコキシドを含む。1つの具体的例は、チタン2−エチルヘキシルオキシドである。有用な縮合触媒およびそれらの使用は、参照することにより本明細書に組み入れられた米国特許公開出願第2005/0159554A1号に開示されている。
1つ以上の実施形態において、反応性ポリマーと官能化剤との反応が完遂または完了した後、場合によりクエンチング剤および/または縮合触媒の添加の後、ならびに場合により官能化ポリマーの回収または単離の後、更なる反応が官能化ポリマーを用いて実施されてもよい。例えば、官能化ポリマーを、任意で適切な触媒の存在下、ポリマーの官能基と関連する可能性のあるヒドロキシ基またはハロゲン原子の代わりにヒドロカルビルオキシ基の形成をもたらすと考えられるアルコールで処理することができる。これらまたは他の実施形態において、本発明の実践から得られた官能化ポリマーは、存在しうるあるいはポリマーの官能基と関連する可能性のある任意の加水分解性保護基を切断または交換するために、任意で触媒の存在下、水に晒すまたは水で処理することができる。例えば本明細書に記載されたもののような強酸触媒をこの目的で用いてもよい。
産業上の適用性
本発明のポリマーは、タイヤ成分を製造するために使用され得るゴム組成物の調製に特に有用である。ここで使用されるゴム配合技術および添加剤は、Rubber Technology (2nd Ed.1973)のThe Compounding and Vulcanization of Rubberに概ね開示されている。
ゴム組成物は、本発明のポリマーを単独でまたは他のエラストマー(即ち、ゴム状またはエラストマーの性質を有する組成物を形成ために加硫できるポリマー)と共に使用することで調製することができる。使用され得る他のエラストマーは、天然ゴムおよび合成ゴムを含む。合成ゴムは、典型的に共役ジエンモノマーの重合、他のモノマー、例えばビニル置換芳香族モノマーとの共役ジエンモノマーの共重合、または1つ以上のα−オレフィンおよび場合により1つ以上のジエンモノマーとのエチレンの共重合から派生する。
例示的なエラストマーは、天然ゴム、合成ポリイソプレン、ポリブタジエン、ポリイソブチレン−co−イソプレン、ネオプレン、ポリ(エチレン−co−プロピレン)、ポリ(スチレン−co−ブタジエン)、ポリ(スチレン−co−イソプレン)、ポリ(スチレン−co−イソプレン−co−ブタジエン)、ポリ(イソプレン−co−ブタジエン)、ポリ(エチレン−co−プロピレン−co−ジエン)、ポリスルフィドゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、エピクロロヒドリンゴムおよびこれらの混合物を含む。これらのエラストマーは、直鎖状、分枝状および星状構造をはじめとする無数の高分子構造を有し得る。
ゴム組成物は、充填剤、例えば無機および有機充填剤を含んでいてもよい。有機充填剤の例は、カーボンブラックおよびデンプンを含む。無機充填剤の例は、シリカ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、雲母、タルク(水和ケイ酸マグネシウム)およびクレイ(水和ケイ酸アルミニウム)を含む。カーボンブラックおよびシリカは、タイヤの製造に使用される最も一般的な充填剤である。ある実施形態において、異なる充填剤の混合物が有利に使用されてもよい。
1つ以上の実施形態において、カーボンブラックは、ファーネスブラック、チャンネルブラックおよびランプブラックを含む。カーボンブラックのより具体的な例は、スーパーアブレーションファーネスブラック、インターメディエートスーパーアブレーションファーネスブラック、ハイアブレーションファーネスブラック、ファーストエクストルージョンファーネスブラック、ファインファーネスブラック、セミレインフォーシングファーネスブラック、ミディアムプロセシングチャンネルブラック、ハードプロセシングチャンネルブラック、コンダクティングチャンネルブラックおよびアセチレンブラックを含む。
特定の実施形態において、カーボンブラックは少なくとも20m/g、他の実施形態において少なくとも35m/gの表面積(EMSA)を有し得る(表面積値は、セチルトリメチルアンモニウムブロミド(CTAB)技術を用いるASTM D−1765により決定することができる)。カーボンブラックは、ペレット化形態またはペレット化されていない凝集形態であってもよい。カーボンブラックの好ましい形態は、ゴム化合物を混合するのに用いられる混合設備のタイプに依存してもよい。
ゴム組成物中で使用されるカーボンブラックの量は、ゴム100重量部(phr)あたり約50重量部までであってもよく、約5〜約40phrが典型的である。
使用され得る幾つかの市販のシリカは、Hi−Sil(商標)215、Hi−Sil(商標)233、およびHi−Sil(商標)190(PPG Industries,Inc.;ペンシルバニア州ピッツバーグ)を含む。市販のシリカの他の供給業者は、Grace Davison (メリーランド州ボルチモア)、Degussa Corp. (ニュージャージー州パーシッパニー)、Rhodia Silica Systems (ニュージャージー州クランバリー)、およびJ.M.Huber Corp. (ニュージャージー州エジソン)を含む。
1つ以上の実施形態において、シリカは、強化特性の尺度を示す表面積により特徴づけられてもよい。ブルナウエル・エメット・テラー(「BET」)法(J.Am.Chem.Soc.,vol.60,p.309〜に記載)は、表面積を決定するための認知された方法である。シリカのBET表面積は一般に450m/g未満である。有用な表面積の範囲は、約32〜約400m/g、約100〜約250m/g、および約150〜約220m/gを含む。
シリカのpHは、一般的には約5〜約7、または7をわずかに超え、他の実施形態において約5.5〜約6.8である。
シリカが充填剤として(単独でまたは他の充填剤と組み合わせて)使用される1つ以上の実施形態において、シリカとエラストマーとの相互作用を増進するために、カップリング剤および/または遮蔽剤が、混合する間にゴム組成物に添加されてもよい。有用なカップリング剤および遮蔽剤は、参照により本明細書に組み入れられた、米国特許第3,842,111号、同第3,873,489号、同第3,978,103号、同第3,997,581号、同第4,002,594号、同第5,580,919号、同第5,583,245号、同第5,663,396号、同第5,674,932号、同第5,684,171号、同第5,684,172号、同第5,696,197号、同第6,608,145号、同第6,667,362号、同第6,579,949号、同第6,590,017号、同第6,525,118号、同第6,342,552号および第6,683,135号に開示されている。
ゴム組成物において使用されるシリカの量は、約1〜約100phr、他の実施形態において約5〜約80phrであってもよい。有用な上限の範囲は、シリカにより付与される高い粘度により限定される。シリカをカーボンブラックと共に使用する場合、シリカの量は、約1phrまで減少させることができ、シリカの量が減少するにつれ、より少ない量のカップリング剤および遮蔽剤を使用することができる。一般に、カップリング剤および遮蔽剤の量は、使用されるシリカの重量に基づき、約4%〜約20%の範囲内である。
硫黄または過酸化物系の硬化系をはじめとし、多数のゴム硬化剤(加硫剤とも称される)が使用されてもよい。硬化剤は、参照することにより本明細書に組み入れられた、Kirk−Othmer,Encyclopedia of Chemical Technology,Vol.20,p365−468,(3rd Ed.1982)、特にVulcanization Agents and Auxiliary Materials,p390−402およびA.Y.Coran,Vulcanization,Encyclopedia of Polymer Science and Engineers,(2nd Ed.1989)に記載される。加硫剤は単独でまたは組み合わせて使用されてもよい。
ゴム配合に典型的に使用される他の原材料を、このゴム組成物に添加してもよい。これらは、促進剤、促進活性剤、油、可塑剤、ワックス、スコーチ阻害剤、加工助剤、酸化亜鉛、粘着付与樹脂、強化樹脂、ステアリン酸などの脂肪酸、解膠剤、ならびに抗酸化剤およびオゾン劣化防止剤などの劣化防止剤を含む。特定の実施形態において、使用される油は、先に記載されたエクステンダー油として従来使用されているものを含む。
ゴム組成物の全成分は、標準的な混合設備、例えばバンベリーまたはブラベンダーのミキサー、押出機、捏ね器、および2段圧延機により混合することができる。1つ以上の実施形態において、原材料は2段階以上で混合される。第一段階(マスターバッチ混合段階と呼ばれることが多い)では、典型的にはゴム成分および充填剤を含んだいわゆるマスターバッチが調製される。早期加硫(スコーチとしても公知)を防ぐため、マスターバッチは加硫剤を排除してもよい。マスターバッチは、吐出温度が約135℃〜約180℃である開始温度約25℃〜約125℃で混合されてもよい。一旦マスターバッチが調製されると、早期加硫の機会を低減するように比較的低温で典型的に行われる最終混合段階において、加硫剤がマスターバッチに導入および混合されてもよい。任意で、時には再ミルと呼ばれる追加の混合段階を、マスターバッチ混合段階と最終混合段階との間に採用してもよい。ゴム組成物がシリカを充填剤として含む1つ以上の再ミル段階を用いることが多い。本発明のポリマーを含む様々な原材料を、これらの再ミルの間に添加してもよい。
シリカを充填したタイヤ配合物に特に適用可能な混合の手順および条件は、米国特許第5,227,425号、同第5,719,207号および同第5,717,022号ならびに欧州特許第890,606号に記載され、これらは全てが参照することにより本明細書に組み入れられている。一実施形態において、初期のマスターバッチは、実質的にカップリング剤および遮蔽剤の非存在下で、ポリマーおよびシリカを含むことにより調製される。
本発明のポリマーから調製されたゴム組成物は、タイヤの構成要素、例えばトレッド、サブトレッド、サイドウォール、ボディプライスキムおよびビードフィラーなどを形成するのに特に有用である。1つ以上の実施形態において、これらのトレッドまたはサイドウォールの配合物は、配合物内のゴムの総重量に基づき、本発明のポリマーを約10重量%〜約100重量%、他の実施形態において約35重量%〜約90重量%、他の実施形態において約50重量%〜約80重量%含んでいてもよい。
ゴム組成物がタイヤの製造に使用される場合、これらの組成物は標準的なゴム成形、成形および硬化技術をはじめとする通常のタイヤ製造技術に従ってタイヤの構成要素に加工することができる。典型的には、加硫は加硫可能な組成物を金型中で加熱することにより実行され、例えば、加硫可能な組成物は、約140℃〜約180℃に加熱されることができる。硬化または架橋されたゴム組成物は、一般的に熱硬化性である三次元ポリマーネットワークを含む加硫物と呼ばれてもよい。他の原材料、例えば充填剤および加工助剤は、架橋されたネットワーク全体にわたり均一に分散されていてもよい。空気式タイヤは、参照することにより本明細書に組み入れられた米国特許第5,866,171号、同第5,876,527号、同第5,931,211号および同第5,971,046号において議論されたように製造することができる。
本発明の実践を実証するため、以下の実施例を調製および検証した。しかし実施例は、本発明の範囲を限定するものと解されるべきではない。特許請求の範囲が、本発明を定義する役割を果たす。
いく通りものポリマーを塩化シリル処理により作製し、数日間にわたり湿潤熟成させた。
実施例I
19L反応器を工業用ヘキサン4.5kg、スチレン/ヘキサンブレンドの34%溶液0.97kg、および23.6%1,3−ブタジエン/ヘキサンブレンド5.8kgで満たすことにより、リビングポリマーセメントを調製した。2,2−ビス(2’−テトラヒドロフリル)プロパン極性ランダマイザー(3.1mL、ヘキサン中の1.6M)およびn−ブチルリチウム開始剤(ヘキサン中の1.65Mを9mL)で続いて満たした。反応器をバッチ方式で49℃まで加熱した。反応物は30分以内に57℃まで発熱し、そのバッチを1時間後に約32℃まで冷却した。得られたセメントの半量を乾燥させたボトルに移し替え、窒素をパージして、最後に蓋をした。
対照Ia
反応器に残っているセメントをアルコールの表面下に滴下し、抗酸化剤で処理して、凝固および乾燥させた。単離されたポリマーは以下の特性を有した:Mn=106kg/mol、Mw=110kg/mol、およびTg=−31.2℃。
対照Ib
セメントの各ボトルをイソプロピルアルコール1mLで処理して撹拌し、その後1当量/Liのオクチルジメチルシリルクロリド(ODSC)で処理した。撹拌した後、ボトルをアルコール中で共にブレンドし、抗酸化剤で処理して、凝固および乾燥させた。単離されたポリマーは以下の特性を有していた:Mn=105kg/mol、Mw=109kg/mol、およびTg=−31.2℃。
実施例II
19L反応器を工業用ヘキサン4kg、スチレン/ヘキサンブレンドの34%溶液1.0kg、および21.6%1,3−ブタジエン/ヘキサンブレンド6.3kgで満たすことにより、リビングポリマーセメントを調製した。2,2−ビス(2’−テトラヒドロフリル)プロパン極性ランダマイザー(3.1mL、ヘキサン中の1.6M)、ならびにn−ブチルリチウム開始剤(ヘキサン中の1.65Mを9mL)とビス(ジメチルアミノ)メチルビニルシラン(2.65mL、5.31M)との混合物で、続いて満たした。反応器をバッチ方式で49℃まで加熱した。反応物は30分以内で55℃まで発熱し、そのバッチを1時間後に約32℃まで冷却した。得られたセメントの半量を乾燥させたボトルに移し替え、窒素をパージして、最後に蓋をした。
対照IIa
反応器に残っているセメントをアルコールの表面下に滴下し、抗酸化剤で処理して、凝固および乾燥させた。単離されたポリマーは以下の特性を有した:Mn=118kg/mol、Mw=127kg/mol、およびTg=−31.9℃。
試料II−1
セメントの各ボトルを、エチルアルコール1mLで処理して撹拌し、その後、1当量/Liのオクチルジメチルシリルクロリドで処理した。撹拌した後、ボトルをアルコール中で共にブレンドし、抗酸化剤で処理して、凝固および乾燥させた。単離されたポリマーは、以下の特性を有していた:Mn=115kg/mol、Mw=112kg/mol、およびTg=−31.9℃。
50℃、95%相対湿度で7日間熟成させた後、シラザンで開始しODSCで処理した試料は5ポイントのムーニージャンプを示したが、未処理試料は60ポイントのムーニージャンプを示した。
実施例III
ビス(ジメチルアミノ)メチルビニルシラザンで開始した試料を、実施例IおよびIIに記載されたとおりODSCで安定化させた。これらの試料は、表III−1に示したシリカのみの処方に配合させた。
標準の手順に従い硬化試料を調製することを含んだ標準の試験手順に従い、表III−1に示された化合物を様々な機械的および力学的性質について評価した。以下の表III−2がこれらの試験の代表的データを提供する。
加硫可能な配合剤をそれぞれ未硬化の試験片に製作し、従来の実践を利用して硬化させた。各種試験片を、各種機械的および力学的性質について分析した。具体的には、未硬化のゴム化合物のムーニー粘度(ML1+4)を、予熱時間1分間および稼働時間4分間とする大型のローターを有するAlpha Technologiesのムーニー粘度計を用いて130℃で測定した。加硫物のペイン効果データ(ΔG’)およびヒステリシスデータ(tanδ)を、50℃、15Hzおよび歪み掃引0.1%〜20%で実施した動的歪み掃引(SS)実験、ならびに10Hzおよび歪み掃引2%での0℃〜約60℃における動的温度掃引(TS)から得られた。ΔG’は、0.25%歪みでのG’と14%歪みでのG’の差である。加硫物の物理的性質を、表4に要約する。
表III−2のデータは、シロキサン末端ポリマーのODSCでの処理が、ポリマーの特性に負の影響を及ぼさないことを示している。データは、特に化合物のムーニーおよびΔG’が、対照を超えて改良されている。
実施例IV
19L反応器を工業用ヘキサン4.7kg、スチレン/ヘキサンブレンドの34%溶液1.1kg、および21%1,3−ブタジエン/ヘキサンブレンド7.8kgで満たすことにより、リビングポリマーセメントを調製した。2,2−ビス(2’−テトラヒドロフリル)プロパン極性ランダマイザー(3.7mL、ヘキサン中の1.6M)およびn−ブチルリチウム開始剤(ヘキサン中の1.65Mを10.8mL)で、続いて満たした。反応器をバッチ方式で49℃まで加熱した。反応物は30分以内に58℃まで発熱し、そのバッチを1時間後に約32℃まで冷却した。得られたセメントの全量をボトル28本に移し替え、乾燥させて窒素をパージし、最後に蓋をした。
対照IVa
ボトル4本をアルコール2mLで停止させ、その後、アルコール中で共にブレンドし、抗酸化剤で処理して、凝固および乾燥させた。単離されたポリマーは以下の特性を有していた:Mn=108kg/mol、Mw=112kg/mol、およびTg=−35.6℃。
対照IVb
ボトル4本を0.9当量/LiのN−(1−メチルプロピリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミンで停止させて、50℃で30分間撹拌した。セメントの各ボトルを、その後エチルアルコール1mLで処理した。ボトルをアルコール中で共にブレンドし、抗酸化剤で処理して、凝固および乾燥させた。単離されたポリマーは以下の特性を有していた:Mn=66kg/mol、Mw=112kg/mol、およびTg=−35.6℃。
比較試料IVa
ボトル4本を0.9当量/LiのN−(1−メチルプロピリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミンで停止させて、50℃で30分間撹拌した。セメントの各ボトルを、その後、エチルアルコール1mLで処理して撹拌し、その後、1当量/Liのオクチルトリエトキシシランで処理した。撹拌した後、ボトルをアルコール中で共にブレンドし、抗酸化剤で処理して、凝固および乾燥させた。単離されたポリマーは以下の特性を有していた:Mn=75kg/mol、Mw=118kg/mol、およびTg=−35.6℃。
試料IV−1
ボトル4本を0.9当量/LiのN−(1−メチルプロピリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミンで停止させて、50℃で30分間撹拌した。セメントの各ボトルを、その後エチルアルコール1mLで処理して撹拌し、その後0.5当量/Liのオクチルジメチルシリルクロリドで処理した。撹拌した後、ボトルをアルコール中で共にブレンドし、抗酸化剤で処理して、凝固および乾燥させた。単離されたポリマーは以下の特性を有していた:Mn=70kg/mol、Mw=112kg/mol、およびTg=−35.6℃。
試料IV−2
ボトル4本を0.9当量/LiのN−(1−メチルプロピリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミンで停止させて、50℃で30分間撹拌した。セメントの各ボトルを、その後エチルアルコール1mLで処理して撹拌し、その後0.8当量/Liのオクチルジメチルシリルクロリドで処理した。撹拌した後、ボトルをアルコール中で共にブレンドし、抗酸化剤で処理して、凝固および乾燥させた。単離されたポリマーは以下の特性を有していた:Mn=122kg/mol、Mw=145kg/mol、およびTg=−35.6℃。
試料IV−3
ボトル4本を0.9当量/LiのN−(1−メチルプロピリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミンで停止させて、50℃で30分間撹拌した。セメントの各ボトルを、その後エチルアルコール1mLで処理して撹拌し、その後1当量/Liのオクチルジメチルシリルクロリドで処理した。撹拌した後、ボトルをアルコール中で共にブレンドし、抗酸化剤で処理して、凝固および乾燥させた。単離されたポリマーは以下の特性を有していた:Mn=118kg/mol、Mw=138kg/mol、およびTg=−35.6℃。
試料IV−4
ボトル4本を0.9当量/LiのN−(1−メチルプロピリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミンで停止させて、50℃で30分間撹拌した。セメントの各ボトルを、その後エチルアルコール1mLで処理して撹拌し、その後1.2当量/Liのオクチルジメチルシリルクロリドで処理した。撹拌した後、ボトルをアルコール中で共にブレンドし、抗酸化剤で処理して、凝固および乾燥させた。単離されたポリマーは以下の特性を有していた:Mn=100kg/mol、Mw=121kg/mol、およびTg=−35.6℃。
50℃、90%の相対湿度で7日間熟成させた後、1.2当量/LiのODSCを含有する試料は、この試験の過程で最小のムーニー上昇を有し、7日間を超える試験の間に18ポイント上昇した。
実施例V
19L反応器を工業用ヘキサン4kg、スチレン/ヘキサンブレンドの34%溶液0.9kg、および21.5%1,3−ブタジエン/ヘキサンブレンド6.3kgで満たすことにより、リビングポリマーセメントを調製した。2,2−ビス(2’−テトラヒドロフリル)プロパン極性ランダマイザー(3.1mL、ヘキサン中の1.6M)およびn−ブチルリチウム開始剤(ヘキサン中の1.65Mを9mL)で続いて満たした。反応器をバッチ方式で49℃まで加熱した。反応物は30分以内で55℃まで発熱し、そのバッチを1時間後に約32℃まで冷却した。得られたセメントの全量をボトル28本に移し替え、乾燥させて窒素をパージし、最後に蓋をした。
対照試料Va
ボトル8本をアルコール2mLで停止させ、その後アルコール中で共にブレンドし、抗酸化剤で処理して、凝固および乾燥させた。単離されたポリマーは以下の特性を有していた:Mn=114kg/mol、Mw=119kg/mol、およびTg=−34.3℃。
対照試料Vb
ボトル8本を0.9当量/LiのN−(1−メチルプロピリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミンで停止させて、50℃で30分間撹拌した。セメントの各ボトルを、その後アルコール1mLで処理した。ボトルをアルコール中で共にブレンドし、抗酸化剤で処理して、凝固および乾燥させた。単離されたポリマーは以下の特性を有していた:Mn=115kg/mol、Mw=139kg/mol、およびTg=−34.3℃。
試料V−1
ボトル8本を0.9当量/LiのN−(1−メチルプロピリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミンで停止させて、50℃で30分間撹拌した。セメントの各ボトルを、その後エチルアルコール1mLで処理し、その後1当量/Liのオクチルジメチルシリルクロリドで処理した。撹拌した後、ボトルをアルコール中で共にブレンドし、抗酸化剤で処理して、凝固および乾燥させた。単離されたポリマーは以下の特性を有していた:Mn=91kg/mol、Mw=137kg/mol、およびTg=−34.3℃。
比較試料Va
ボトル8本を0.9当量/LiのN−(1−メチルプロピリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミンで停止させて、50℃で30分間撹拌した。セメントの各ボトルを、その後1当量/Liのオクチルトリエトキシシラン(OTES)で処理した。撹拌した後、ボトルをアルコール中で共にブレンドし、抗酸化剤で処理して、凝固および乾燥させた。単離されたポリマーは以下の特性を有していた:Mn=99kg/mol、Mw=143kg/mol、およびTg=−34.3℃。
4種のポリマーは全て、以下に記載された表V−1のシリカのみの処方に配合させた。
先に説明された通り、先に説明された標準化された検査手順を利用して、試料を様々な機械的および力学的性質について検査した。以下の表V−2に、幾つかの代表的データを提供する。
表V−2におけるデータは、シロキサン末端ポリマーのODSCでの処理がポリマーの特性に負の影響を及ぼさないことを示している。試料V−1についてのデータは、対照よりも概ね良好であり、OTESで処理された同じ試料と同等である。
実施例VI
7.6L反応器を工業用ヘキサン1.48kg、スチレン/ヘキサンブレンドの34%溶液0.4kg、および21.2%1,3−ブタジエン/ヘキサンブレンド2.6kgで満たすことにより、リビングポリマーセメントを調製した。2,2−ビス(2’−テトラヒドロフリル)プロパン極性ランダマイザー(1.22mL、ヘキサン中の1.6M)およびn−ブチルリチウム開始剤(ヘキサン中の1.65Mを3.6mL)で続いて満たした。反応器をバッチ方式で49℃まで加熱した。反応物は30分以内で57℃まで発熱し、そのバッチを1時間後に約32℃まで冷却した。得られたセメントの全量をボトル10本に移し替え、乾燥させて窒素をパージし、最後に蓋をした。
対照VIa
ボトル2本をアルコール2mLで停止させ、その後アルコール中で共にブレンドし、抗酸化剤で処理して、凝固および乾燥させた。単離されたポリマーは以下の特性を有していた:Mn=102kg/mol、Mw=106kg/mol、Tg=−30.6℃、t80=0.91、およびムーニー(100℃でのML1+4)=8.8。
比較VIa
ボトル2本を0.9当量/LiのN−(1−メチルプロピリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミンで停止させて、50℃で30分間撹拌した。セメントの各ボトルを、その後、エチルアルコール1mLで処理した。ボトルをアルコール中で共にブレンドし、抗酸化剤で処理して、凝固および乾燥させた。単離されたポリマーは以下の特性を有していた:Mn=89kg/mol、Mw=134kg/mol、Tg=−30.6℃、t80=1.05、およびムーニー(100℃でのML1+4)=16.2。
比較VIb
ボトル2本を0.9当量/LiのN−(1−メチルプロピリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミンで停止させて、50℃で30分間撹拌した。セメントの各ボトルを、その後エチルアルコール1mLで処理して撹拌し、その後1.0当量/Liのオクチルトリエトキシシランで処理した。撹拌した後、ボトルをアルコール中で共にブレンドし、抗酸化剤で処理して、凝固および乾燥させた。単離されたポリマーは以下の特性を有していた:Mn=101kg/mol、Mw=127kg/mol、Tg=−30.6℃、t80=1.08、およびムーニー(100℃でのML1+4)=15.3。
試料VI−1
ボトル2本を0.9当量/LiのN−(1−メチルプロピリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミンで停止させて、50℃で30分間撹拌した。セメントの各ボトルを、その後エチルアルコール1mLで処理して撹拌し、その後0.33当量/Liのオクチルトリクロロシラン(OTCS)で処理した。撹拌した後、ボトルをアルコール中で共にブレンドし、抗酸化剤で処理して、凝固および乾燥させた。単離されたポリマーは以下の特性を有していた:Mn=72kg/mol、Mw=123kg/mol、Tg=−30.6℃、t80=1.54、およびムーニー(100℃でのML1+4)=27.3。
試料VI−2
ボトル2本を0.9当量/LiのN−(1−メチルプロピリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミンで停止させて、50℃で30分間撹拌した。セメントの各ボトルを、その後エチルアルコール1mLで処理して撹拌し、その後0.4当量/Li オクチルトリクロロシラン(OTCS)で処理した。撹拌した後、ボトルをアルコール中で共にブレンドし、抗酸化剤で処理して、凝固および乾燥させた。単離されたポリマーは、以下の特性を有していた:Mn=71kg/mol、Mw=123kg/mol、およびTg=−30.6℃、t80=1.79、およびムーニー(100℃でのML1+4)=31.2。
50℃、95%の相対湿度で8日間熟成させた後、0.4当量/LiのOTCSを含有する試料は、この試験の過程で最小のムーニー上昇を有し、8日間を超える試験の間に25ポイント上昇した。
実施例VII
7.6L反応器を工業用ヘキサン1.48kg、スチレン/ヘキサンブレンドの34%溶液0.4kg、および21.2%1,3−ブタジエン/ヘキサンブレンド2.6kgで満たすことにより、リビングポリマーセメントを調製した。2,2−ビス(2’−テトラヒドロフリル)プロパン極性ランダマイザー(1.22mL、ヘキサン中の1.6M)およびn−ブチルリチウム開始剤(ヘキサン中の1.65Mを3.6mL)で続いて満たした。反応器をバッチ方式で49℃まで加熱した。反応物は30分以内で57℃まで発熱し、そのバッチを1時間後に約32℃まで冷却した。得られたセメントの全量をボトル10本に移し替え、乾燥させて窒素をパージし、最後に蓋をした。
対照VIIa
ボトル2本をアルコール2mLで停止させ、その後アルコール中で共にブレンドし、抗酸化剤で処理して、凝固および乾燥させた。単離されたポリマーは以下の特性を有していた:Mn=102kg/mol、Mw=106kg/mol、およびTg=−35.1℃、t80=0.92、およびムーニー(100℃でのML1+4)=10。
対照VIIb
ボトル2本を0.9当量/LiのN−(1−メチルプロピリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミンで停止させて、50℃で30分間撹拌した。セメントの各ボトルを、その後エチルアルコール1mLで処理した。ボトルをアルコール中で共にブレンドし、抗酸化剤で処理して、凝固および乾燥させた。単離されたポリマーは以下の特性を有していた:Tg=−35.1℃、t80=1.13、およびムーニー(100℃でのML1+4)=18.3。
比較試料VIIa
ボトル2本を0.9当量/LiのN−(1−メチルプロピリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミンで停止させて、50℃で30分間撹拌した。セメントの各ボトルを、その後エチルアルコール1mLで処理して撹拌し、その後1.0当量/Liのオクチルトリエトキシシランで処理した。撹拌した後、ボトルをアルコール中で共にブレンドし、抗酸化剤で処理して、凝固および乾燥させた。単離されたポリマーは以下の特性を有していた:Tg=−35.1℃、t80=1.09、およびムーニー粘度(100℃でのML1+4)=16.2。
試料VII−1
ボトル2本を0.9当量/LiのN−(1−メチルプロピリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミンで停止させて、50℃で30分間撹拌した。セメントの各ボトルを、その後エチルアルコール1mLで処理して撹拌し、その後0.25当量/Liの四塩化ケイ素で処理した。撹拌した後、ボトルをアルコール中で共にブレンドし、抗酸化剤で処理して、凝固および乾燥させた。単離されたポリマーは以下の特性を有していた:Tg=−35.1℃、t80=1.13、およびムーニー(100℃でのML1+4)=17.8。
試料VII−2
ボトル2本を0.9当量/LiのN−(1−メチルプロピリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミンで停止させて、50℃で30分間撹拌した。セメントの各ボトルを、その後エチルアルコール1mLで処理して撹拌し、その後0.3当量/Li 四塩化ケイ素で処理した。撹拌した後、ボトルをアルコール中で共にブレンドし、抗酸化剤で処理して、凝固および乾燥させた。単離されたポリマーは以下の特性を有していた:Tg=−35.1℃、t80=1.11、およびムーニー(100℃でのML1+4)=16.3。
50℃、95%の相対湿度で7日間熟成させた後、四塩化ケイ素を含有する試料は対照よりもわずかに劣っており、8日間を超える試験の間に22〜24MLポイント上昇したが、それらは添加剤を含まないN−(1−メチルプロピリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミンで停止されたSBRよりも良好の性能であった。N−(1−メチルプロピリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン/OTES試料で停止されたSBRは、同じ期間/条件で18ポイント上昇した。四塩化ケイ素はOTESよりもわずかに及ばなかったが、この分類の試薬の試験で比較試料として働き、製造を行うのに安価となる可能性がある。ケイ素上の少なくとも1つのアルキル基が、ML安定化剤としての最良の性能に必要となることも示される。
本発明の範囲および主旨を逸脱しない様々な改良および変更が、当業者に明白となろう。本発明は、正式には本明細書に示された例示的実施形態に限定されないものとする。

Claims (14)

  1. (i)加水分解性官能基を有するポリマーを提供すること;および
    (ii)安定化剤を前記ポリマーに導入すること、を含み、
    前記安定化剤が、式
    (式中、χは加水分解時に酸性化学種を形成する加水分解性基であり、R、R、およびRはそれぞれ独立して、ハロゲン原子、ヒドロカルビル基、ヒドロカルボキシラート基、またはヒドロカルビルオキシ基である)により定義される、加水分解性官能基を有するポリマーを処理する工程。
  2. 安定化剤がハロゲン化シリルである、請求項1に記載の工程。
  3. 安定化剤がシリルエステルである、請求項1に記載の工程。
  4. 安定化剤がハロゲン化シリル−エステルである、請求項1に記載の工程。
  5. ハロゲン化シリルが、トリヒドロカルビルシリルハライド、(ジヒドロカルビル)(ヒドロカルビルオキシ)シリルハライド、(ヒドロカルビル)(ジヒドロカルビルオキシ)シリルハライド、トリヒドロカルビルオキシシリルハライド、ジヒドロカルビルシリルジハライド、(ヒドロカルビル)(ヒドロカルビルオキシ)シリルジハライド、ヒドロカルビルシリルトリハライド、ヒドロカルビルオキシシリルトリハライド、およびシリルテトラハライドからなる群より選択される、請求項2に記載の工程。
  6. シリルエステルが、トリヒドロカルビルシリルヒドロカルボキシラート、(ジヒドロカルビル)(ヒドロカルビルオキシ)シリルヒドロカルボキシラート、(ヒドロカルビル)(ジヒドロカルビルオキシ)シリルヒドロカルボキシラート、トリヒドロカルビルオキシシリルヒドロカルボキシラート、ジヒドロカルビルシリルジヒドロカルボキシラート、(ヒドロカルビル)(ヒドロカルビルオキシ)シリルジヒドロカルボキシラート、ヒドロカルビルシリルトリヒドロカルボキシラート、ヒドロカルビルオキシシリルトリヒドロカルボキシラート、およびシリルテトラヒドロカルボキシラートからなる群より選択される、請求項3に記載の工程。
  7. ハロゲン化シリル−エステルが、(ジヒドロカルビル)(ヒドロカルボキシラート)シリルハライド、(ヒドロカルビル)(ヒドロカルビルオキシ)(ヒドロカルボキシラート)シリルハライド、(ジヒドロカルビル)(ヒドロカルボキシラート)シリルハライド、(ヒドロカルビルオキシ)(ジヒドロカルボキシラート)シリルハライド、(ヒドロカルビル)(ジヒドロカルボキシラート)シリルハライド、トリヒドロカルボキシラートシリルハライド、(ヒドロカルビル)(ヒドロカルボキシラート)シリルジハライド、(ヒドロカルビルオキシ)(ヒドロカルボキシラート)シリルジハライド、ジヒドロカルボキシラートシリルジハライド、およびヒドロカルボキシラートシリルトリハライドからなる群より選択される、請求項4に記載の工程。
  8. 前記導入するステップが、ポリマー1モルあたり安定化剤を少なくとも0.2モルおよび最大で1.5モル導入する、請求項1に記載の工程。
  9. 加水分解性官能基が、ヒドロキシカルビルオキシ基、ヒドロカルビルアミノ基、チオヒドロカルビルオキシ基、ヒドロカルビルホスフィニル基、ヒドロカルビルカルボキシル基、およびヒドロキシル基(式中、Rは一価有機基を指す)からなる群より選択される少なくとも1つの基に結合されたケイ素原子を含む、請求項1〜8に記載の工程。
  10. ポリマーが、式
    (式中、πは先に定義された通りであり、各R11は独立して一価有機基であり、各R12は独立して一価有機基であり、yは1〜3の整数である)により定義される、請求項1〜9に記載の工程。
  11. ポリマーが約10%〜約60%のシス含量を特徴とする、請求項1〜10に記載の工程。
  12. ポリマーが60%を超えるシス含量を特徴とする、請求項1〜10に記載の工程。
  13. ポリマーが実質的に停止反応後のものである、請求項1〜12に記載の工程。
  14. ポリマーを溶媒に溶解または懸濁させながら、前記導入するステップを実行する、請求項1〜13に記載の工程。
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