JPS61103902A - ジエン系共重合体ゴムの製造方法 - Google Patents

ジエン系共重合体ゴムの製造方法

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JPS61103902A
JPS61103902A JP22549484A JP22549484A JPS61103902A JP S61103902 A JPS61103902 A JP S61103902A JP 22549484 A JP22549484 A JP 22549484A JP 22549484 A JP22549484 A JP 22549484A JP S61103902 A JPS61103902 A JP S61103902A
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rubber
copolymer rubber
aromatic vinyl
conjugated diene
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浩志 渡辺
Kokichi Noguchi
野口 孝吉
Shuichi Akita
秋田 修一
Toshio Kase
俊男 加瀬
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Zeon Corp
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Nippon Zeon Co Ltd
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は改善された反ばつ弾性を有するジエン系共重合
体ゴムの製造方法に関するものであシ、よシ詳しくは、
活性なジエニル−アルカリ金属結合末端を有するジエン
系共重合体ゴムと特定の化合物とを反応させることを特
徴とするジエン系共重合体ゴムの製造方法に関するもの
である。
〔従来技術〕
近年、自動車タイヤの低燃費化の要求と走行安全性の要
求から、自動車タイヤトレッド用ゴムとして転がシ摩擦
抵抗が小さく、ウェットスキッド抵抗の大きいがム材料
が強く望まれている。転がり摩擦抵抗を小さくするKは
、ゴム材料の反ばつ弾性をより高くする必要がある。し
かし、この二つの特性は相反するものであシ、この二特
性の調和をはかるために種々の重合体の改良法が提案さ
れている。例えば、スチレン−ブタジェン共重合体のビ
ニル量とスチレン含有量を特定割合にする方法(4!−
開昭54−62248)、特定のスチレン連鎖分布にす
る方法(特開昭56−143209 )、特定のビニル
結合連鎖分布にする方法(特開昭56−149413)
、分子鎖中にソエニルー錫結合を導入する方法(特開昭
57−87407)等が提案されている。
〔発明が解決しようとする問題点とその解決の手段〕
本発明者等は先にアルカリ金属付加ジエン系重合体と分
子中に−C−N<結合(式中Mは0又はS)を有する化
合物とを反応させて、特定の原子団を重合体鎖中に導入
し九ジ二ン系重合体は上記の特性が改善されることを見
い出した(特願昭58−249100号)。
本発明者等は、更に改善された高い反ばつ弾性を有する
共役ジエンモノマーと芳香族?ニルモノマーとの共重合
体を開発すべく、前記の特定の原子団導入方法の改良を
種々検討して来た。
その結果、ジエニル−アルカリ金属結合末端を有する該
共重合体と特定の化合物とを反応させることによって、
転がシ抵抗(反ばつ弾性)とウェットスキッド抵抗のバ
ランスのより優れたジエン系共重合体ゴムが得られるこ
とを見い出し、本発明に到達した。
本発明の目的は転がシ抵抗(反ばつ弾性)とウェットス
キッド抵抗のバランスに優れたジエン系共重合体コ9ム
の製造方法を提供することKあシ、炭化水素溶媒中で共
役ジエン系モノマーと芳香族ビニルモノマーとを有機ア
ルカリ金属開始剤を用いて重合を行ない分子鎖の末端か
りユニルーアルカリ金属である共役ジエン−芳香族ビニ
ル共重合体ゴムを生成せしめ、しかる後に該共重合体ゴ
ムと、分子中に一〇−Nぐ結合(式中Mは0原子又はS
原子を表わす)を有する化合物とを反応させるととによ
シ達成される。
本発明の特徴は重合体鎖の末端がジエニル−アルカリ金
属である共役ジエン−芳香族ビニル共重合体ゴムと前記
の化合物とを反応させることにあり、芳香族ビニル−ア
ルカリ金属結合末端を有する該共重合体ゴムを用いた場
合よりも反ばつ弾性は著しく改善される・      
        。
一般に共役ジエンモノマーと芳香族ビニルモノ  □マ
ーを炭化水素溶媒中で、有機アルカリ金属開始剤を用い
て共重合すると、前者の方が後者に比べて共重合反応性
は圧倒的に大きい。例えばM。
Mortonによれば、ベンゼン溶媒中ではr、(ブタ
ジェン) =4.5 、r2(スチレン)=0.08〜
o、41であることがジャーナル・オプ・ポリマー・サ
イエンス(J、 Polymar、 Sci、 ) #
 61巻、25頁(1962年)に記載されている。
このような大きな共重合反応性の違いは共役ジエンモノ
マーが重合前半で消費されるため、重合末期には芳香族
ビニルモノマーが重合系中に多く残シ、芳香族ビニル−
アルカリ金属結合を有する活性末端が多くなることを意
味している。このことは例えば、ブタジェンとスチレン
を炭化水素溶媒中でn−ブチルリチウムを触媒に用いて
重合した場合、重合率が低いところでは重合系の色はプ
タジユニルアニオン特有の薄黄色であるが、重合率が上
り、はぼプタジェ/が消費され、スチレンが多く残った
状態では系の色がステリルアニオン特有の赤橙色に変シ
、重合速度も大きくなる現象観察からも明かである。
本発明はノエニルーアルカリ金属結合末端を有する共役
ジエン−芳香族ビニル共重合体コ0ムと特定の化合物と
を反応させることが特徴であり、ジエニル−アルカリ金
属結合末端の直前のモノマーユニットは共役ジエンであ
っても芳香族ビニルであってもよい。
又、該共重合プムの末端をジェニルアルカリ金属とする
方法は、例えば共重合完了後に共役ジエンモノマーを添
加する方法(通常、添加する該モノマーの量は活性アル
カリ金属末端に対して当量以上であれば良いが、10〜
100倍モル程度が好ましい。)、還流冷却器付き重合
缶中での共重合など重合体鎖の末端がジエンとなる方法
であれば良く、特に限定されるものではない。
本発明で使用される共役ジエンモノマーとしてハエ。3
−ブタジェン、イソプレン、1,3−ペンタジェン、2
,3−ジメチル−1,3−ブタジェン、1,3−ヘキt
ジエンなどが挙げられる。芳香族ビニル%/マーとして
ldスチレン、α−メチルスチレンp−メチルスチレン
、ビニルトルエン、ビニルナフタレンなどが挙げられる
。共役ジエンモノマーと芳香族ビニルモノマーの比率は
95〜5o:5〜50の重量比で使用され、好ましくは
95〜65:5〜350重量比で使用される。
本発明で使用される有機アルカリ金属開始剤としては通
常の溶液重合で使用されるものでよく、特に有機リチウ
ム開始剤が好しい。例えば、メチルリチウム、エチルリ
チウム1 n−プロピルリチウム、i−プロピルリチウ
ム、n−ブチルリチウム、  5ee−ブチルリチウム
、t−ブチルリチウム、オクチルリチウム、n−デシル
リチウム、フェニルリチウム、2−ナフチルリチウム、
2−fチル−フェニルリチウム、4−フェニルーツチル
リチウム、シクロヘキシルリチウム、4−シクロペンチ
ルリチウム、1,4−ジリチオ−ブテン−2などが挙げ
られる。有機アルカリ金属開始剤の使用量は通常食上ツ
マー100グラムに対して0.2〜20ミリモルの範囲
である。
有機アルカリ金属開始剤と共に共重合体のラン/llJ
は共役ジェンモノマーユニッ)Oビニル結合の割合を制
御する目的でエーテル化合物、アミン化合物及びホスフ
ィン化合物等の極性化合物を使用することができる。
本発明で使用される炭化水素溶媒としては脂肪族炭化水
素、芳香族炭化水素、脂環族炭化水素から選ばれ、例え
ばプロパン、n−ブタン、l−ブタン、n−ペンタン、
1−ペンタン、n−ヘキサン、シクロヘキサン、プロパ
ン、1−ブテン、l−ブテン、ト7ンスー2−ブテン、
シス−2−ブテン、1−ペンテン、2−ペンテン、1−
ヘキセン、2−ヘキセン、ベンゼン、トルエン、キシレ
ン、エチルベンゼンなどが好ましい溶媒として挙げられ
る。また、これらの溶剤は2檻類以上混合して使用する
とともできる。七ツマ−と溶剤の比率は重合溶液の粘度
、重合缶の攪拌力及び除熱能力により決まるが、一般的
には1:10〜1:1の重量比で用いられる。
重合温度は一20℃〜150℃の温度範囲で行  。
われるが、40〜120℃の温度範囲が好ましい。
重合は昇温又は一定温度のどちらでも行われうる。
式中のMはO原子又はS原子を表わす)を有する化合物
としては、ホルムアミド、N、N−ジメチルホルムアミ
ド、アセトアミド、N、N−ジエチルアセトアミド、ア
ミノアセトアミド、N、N−ジメチル−N、N’−ツメ
チルアミノアセトアミド、N、N−ツメチルアミノアセ
トアミド、N、N’−エチルアミノアセトアミド、N、
N−ジメチル−W−エチルアミノアセトアミド、アクリ
ルアミド、N、N−ジメチルアクリルアミド、N、N−
ジメチルメタクリルアミド、ニコチンアミド、イソニコ
チンアミド、ピコリン酸アミド、N、N−ジメチルイソ
ニコチンアミド、コハク酸アミド、7タル酸アミド、N
 、N 、N’、N’−ナト2メチルフタル酸アミド、
オキサミド、N、N、N’、N’−テトラメチルオキサ
ミド、2−フランカルボン識アミド、N、N−ジメチル
−2−フランカルボン識アミド、キノリ/−2−カルボ
ン酸アミド、N−エチル−N−メチル−キノリンカルボ
ン酸アミドなどのアミド化合物、コハクイミド、N−メ
チルコハクイミド、マレイミド、N−メチルマレイミド
、7タルイミド、N−メチルフタルイミドなどのイミド
化合物、8−カゾロラクタム、N−メチル−ε−カグゾ
ロクタム、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリド
ン、2−ピペリドン、N−メチル+ 2 + ピペリド
ン、2−キノロン、N−メチル−2−キノロンなどの2
クタム化合物、尿素、N、N’−ジメチル尿素、N、N
−ジエチル尿素、N、N、N’、N’−テトラメチル尿
素、N、N−ツメチル−N’、N’−ジフェニル尿素、
N、N’−ジメチルエチレン尿素などの尿素化合物、カ
ルバミン酸メチル、N、N−ジエチルカルノ々ミン酸メ
チルなどのカルバミン酸誘導体、インシアヌル酸、N−
rtr−)ジメチルイソシアヌル酸などのインシアヌル
酸誘導体など及びこれらの対応のチオカル?ニル含有化
合物が挙げられるが、重合体鎖末端のアルカリ金属と反
応する該結合を有する化合物であれば特に限定されない
これらの化合物の使用量は活性なジエニル−アルカリ金
属結合末端を有するジエン系共重合体ゴム1モル当シ、
好ましくは0.5モル以上である。
0、5モルよシ少ないと反ばつ弾性の向上が不充分で6
.6、i、oモルよ)多く使用しても反応に関与せず、
反ばつ弾性のそれ以上の向上はない。ジエニル−アルカ
リ金属結合を有するジエン系共重合体ゴムとの反応温度
及び反応時間は広範囲に選択できるが、一般的には室温
〜100℃で数秒〜数時間である。
反応終了後、改質されたジエン系重合体ゴムは反応溶液
中へのメタノール、エタノール等のアルコール等の凝固
剤の添加あるいはスチーム凝固など通常の溶液重合(で
よるコ9ムの製造において使用される凝固方法がそのま
ま用いられ、凝固温度も特に制限されない5反応系から
分離されたクラムの乾燥も通常の合成コ9ムの製造で用
いられるバンドドライヤー、押出し型のドライヤーなど
が使用でき、乾燥温度も特に制限されない。
このようにして得られたジエン系共重合体ゴムは反撥弾
性とウェットスキッド抵抗のバランスが非常に優れてお
シ、タイヤトレッド用fム材料として有用である。
次に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。
実施例1 (1)内容積21のステンレス製重合反応器を洗浄、乾
燥し、乾燥窒素で置換した後に、1.3−ブタジェン1
20g、スチレy409、シクロヘキサン840 、l
i’、テトラメチルエチレンジアミン0.4ミリモル、
n−ブチルリチウム(n−ヘキサン溶液)1.0ミリモ
ルを添加し、内容物を攪拌しながら45℃で5時間重合
を行なった。その後、ブタジェン濃度が1重量パーセン
トのブタジェンとシクロヘキサン混合液50gを加え4
5℃で15分反応させた後、更に第1表に示す化合物を
1ミリモル添加し、30分間付加反応を行なわせた。そ
の後、メタノール511Ltを添加して反応を停止させ
、重合体溶液を2.6−ジーt−ブチル−p−フレソー
ル(BHT ) 1.5重量Δ−セントのメタノール溶
液中に取り出し、生成共重合体ゴムを凝固したのち、6
0℃で24時間減圧乾燥した(コ゛ 1ム& AXB、
 C,D、 E、 F )。
(2)  ブタジェンとスチレンの共重合反応終了後ブ
タジェンの添加を行わずに直ちに第2表に示す化合物を
添加する以外は全て(1)と同じ条件で共重合体ゴムを
得た(ゴムAGXH)。
このようにして得られた重合体のビニル結合含有率及び
スチレン含有率は赤外分光分析法(Hampton 、
 Anal、 Chsmp 21 + 923 (19
49)〕によυ求めた。この結果を重合体のムーニー粘
度と共に第1表に示す。
これらの共重合体ゴムを第2表の配合処方に従い、・各
配合剤と容量250WLtのテラペンダ−タイプミキサ
ー中で混線混合し、ゴム配合組成物を得た。このものを
160℃で25分プレス加硫し、試験片を作成した。加
硫ゴムの反撥弾性はダン口、ブトリプツメ−ターを用い
て50℃で測定した。
ウェットスキッド抵抗はスタンレー社製ポータプルスキ
ッドテスターを用いて23℃路面(ASTME−303
−74、スリーエム社製屋外用タイプB1黒、セーフテ
ィーウオーク)を用い測定した。
結果を第3表に′示す。
第2表 配合処方 共重合体ゴム        100重量部亜鉛華&3
3 ステアリン酸          2 硫黄              1.751N−シク
ロヘキシル−2−ベンゾ      1.11チアゾー
ルスルフエンアミド HAFカーデンブラック      50  1芳香族
プロセス油        5 第3表 第3表の結果から本発明法によシ得られたブタジェン−
スチレン共重合体ゴムは反撥弾性が非常に高く、該ゴム
をタイヤトレッドに使用したタイヤは転がシ抵抗とウェ
ットスキ、ド抵抗のバランスがよいと考えられる。
実施例2 (1)  ブタジェンとスチレンの仕込み量を第4表に
示す量に変更した以外は実施例1の(1)と同じ条件で
共重合及び後添加したブタジェンの重合を行なった後、
N 、N、N’、N’−テトラメチル尿素1.0ミリモ
ルを添加、反応させ共重合体ゴムを得た(コ9ムAJ、
K)。
(2)  テトラメチルエチレンジアミンの添加量を第
4表に示す量に変更した以外は実施例1の(1)と同じ
条件で共重合、後添加ブタジェンの重合、及びN、N、
N’、N’−ナト2メチル尿素1.0ミリモルとの反応
を行なわせ、共重合体ゴムを得た(ゴムAL、M)。
これらの共重合体がムを実施例1と同じ配合処方で配合
°物となし、それぞれの加硫物について反ばつ弾性とク
エ、トスキッド抵抗を測定した。結果を第5表に示す。
第  5  表

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 炭化水素溶媒中で共役ジエン系モノマーと芳香族ビニル
    モノマーとを有機アルカリ金属開始剤を用いて重合を行
    ない分子鎖の末端がジエニル−アルカリ金属である共役
    ジエン−芳香族ビニル共重合体ゴムを生成せしめ、しか
    る後に該共重合体ゴムと、分子中に▲数式、化学式、表
    等があります▼結合(式中MはO原子又はS原子を表わ
    す)を有する化合物とを反応させることを特徴とするジ
    エン系共重合体ゴムの製造方法。
JP22549484A 1983-12-26 1984-10-26 ジエン系共重合体ゴムの製造方法 Granted JPS61103902A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61268702A (ja) * 1985-05-24 1986-11-28 Nippon Erasutomaa Kk 新規なランダムスチレン−ブタジエン共重合体
JPS6243402A (ja) * 1985-08-22 1987-02-25 Nippon Erasutomaa Kk 新規なランダムスチレン―ブタジエン共重合体の製造方法
US5500482A (en) * 1993-09-20 1996-03-19 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Rubber composition for tire tread
TWI413648B (zh) * 2010-12-31 2013-11-01 Chi Mei Corp 共軛二烯-乙烯基芳香烴共聚物及其製備方法

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