JPS62101606A - 共役ジエン重合物の多価カチオン塩 - Google Patents

共役ジエン重合物の多価カチオン塩

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JPS62101606A
JPS62101606A JP61252157A JP25215786A JPS62101606A JP S62101606 A JPS62101606 A JP S62101606A JP 61252157 A JP61252157 A JP 61252157A JP 25215786 A JP25215786 A JP 25215786A JP S62101606 A JPS62101606 A JP S62101606A
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JP
Japan
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polymer
metal
tables
dicarboxylic acid
formulas
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Pending
Application number
JP61252157A
Other languages
English (en)
Inventor
クラウス・ブロンシユテルト
ウオルフガング・エフ・ミユラー
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BASF SE
Original Assignee
BASF SE
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08CTREATMENT OR CHEMICAL MODIFICATION OF RUBBERS
    • C08C19/00Chemical modification of rubber
    • C08C19/30Addition of a reagent which reacts with a hetero atom or a group containing hetero atoms of the macromolecule
    • C08C19/42Addition of a reagent which reacts with a hetero atom or a group containing hetero atoms of the macromolecule reacting with metals or metal-containing groups
    • C08C19/44Addition of a reagent which reacts with a hetero atom or a group containing hetero atoms of the macromolecule reacting with metals or metal-containing groups of polymers containing metal atoms exclusively at one or both ends of the skeleton

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polyethers (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】 本発明は、塩として存在する末端カルボキシル基を有す
る共役ジエンのゴム様重合物に関し、この塩は少なくと
も2価の金属カチオ/又は金属カチオン錯体を含有する
。共役ジエンの重合物は、共役ジエンの単独重合物又は
コモノマーが他の共役ジエン又はビニル芳香族化合物で
ある共重合物である。
共役ジエン及び/又はビニル芳香族化合物の重合物又は
共重合物、例えばリチウム、炭化水素を用いて得られそ
して末端カルボキシル基を、 有するジエン及びスチロ
ールからのブロック重合物は既知である。例えば***特
許出願公開2723905号明細書によれば、この化合
物は1、 まずスチロールを、続いてスチロール/イソ
/プレン混合物を重合させたのち、ブロック重合カルボ
ン酸の環状ジカルボン酸無水物と反応させることによっ
て得られる。カルボキシル基のほかに反応性の重合可能
な二重結合を連鎖末端に有する重合物が得られる。この
方法により得られる重合可能な重合物を、カシカル重合
しうる単量体と混合し、ラジカル生成体の存在下に重合
させてグラフト共重合物にする。前記公開明細書による
と、連鎖末端のカルボキシル基がさらに反応することの
示唆は得られない。
日本特許出願公開56−118405号明細書によれば
、ジエン例えばブタジェンとビニル芳香族化合物例えば
スチロールからのブロック重合物を、不飽ジカルボン酸
又はジカルボン酸無水物と反応させて、カルボキシル基
を有スるブロック重合物にすることが知られている。こ
のブロック重合物は、開始剤としてリチウムアルキルを
使用するジエン/ビニル芳香族化合物のアニオン溶液重
合により製造される。ブロック重合物を単離したのち、
別の操作工程で高温(190〜210°C)において、
ブロック重合物と下節ジカルボン酸化合物のカルボキシ
ル基を有するブロック重合物への反応が押出機中で行わ
れる。このカルボキシル基を有スるブロック重合物を、
続いて1価金属化合物(例えばアルカリアルコラード又
はアルカリ水酸化物)の溶液に添加し、イオン架橋され
たブロック重合物に変える。このイオン架橋されたブロ
ック重合物は、未架橋のブロック重合物と比較して、よ
り浸れた機械的強度及びより低い伸びを有する。この重
合物は低いビニル芳香族化合物含量では熱可塑性弾体と
して、あるいは高いビニル芳香族含量では熱可塑性成形
材料として用いられる。
本発明の課題は、ジエン重合物又はビニル芳香族化合物
とのジエン共重合物を基礎とするゴム様重合体の機械的
性質及び加工技術上の性質を改善することであった。ジ
エンの重合物又は共重合物は、冷時にも流動性である欠
点を有することが多い。それゆえこのゴム物重合物は長
期貯蔵すると粘着し又は固着する。分子量を高くすると
この冷時流動性を減少することができるが、その場合は
ゴム様重合物は加工が困難に本発明はこの課題を解決す
るもので、塩として次の一般式 (IAは金属カチオ/又は金属カチオン錯体、Xは次式 の基で、マは2価の有機基を意味し、Yはアルキレンオ
キシド単位、Rは共役ジエン及び/又はビニル芳香族化
合物の重合物又は共重合物を意味し、nは2ないし1o
の数、aは1ないしる重合物及び共重合物である。
さらに本発明の対象は、共役ジエンをアニオン重合させ
、得られた重合物をアルキレンオキシド及び環状ジカル
ボン酸無水物と反応させ、得られた反応生成物を金属ア
ルコラード、金属アルキル、金属・・ロゲン化物、金属
酸化脅物又金属水酸化物と反応させ、そして過剰のジカ
ルボン酸無水物を誘導体にして不活性化するか又は除去
することによる、共役ジエンの重合物の製法である。
そのほか本発明は、この重合物を熱可塑性材料の変性に
、あるいは加硫可能な材料として使用することに関する
その他の目的は下記の説明により明らかにされる。
本発明の末端カルボキシル基を有する共役ジエンの重合
物の塩ならびに共役ジエン相互の又はこれとビニル芳香
族化合物の共重合物の塩は、優れた機械的性質と共にき
わめて良好な加工性を有する。特に本発明の物質は、同
じ組成及び同じ分子量を有する重合物と比較して、良好
な流動性がほとんど変わることなしに、冷時流動性が著
しく減少している。
前記一般式の塩において、Mは金属カチオン又は金属カ
チオン錯体である。このカチオン又はカチオン錯体は少
なくとも2価の陽電荷を有する。式中のnは2のほか6
又は4でもよい。
++ 優れた金属カチオンはAl  、Mg  、  Zn 
 。
++ Ni、Zr  又はCd  である。しかし多数の金属
カチオンを含有するカチオン錯体を使用することも好ま
しい。例えば次の構造 (Me −o C−Me (○Fff)−0−]、 M
e 〕’  を有するものが適する。MeはA1   
又はCr   であってよい。rはO〜20好ましくは
0〜10の整数、R“は水素原子又は短鎖アルキル基で
ある。
一般式においてχは次式の基を意味する。
−C−R’−C−0− この式中のR′は2価の有機基である。この基はりチウ
ムアルキル触媒を用いてアニオン重合により得られたジ
エン重合物を、まずアルキレ/オキシドと続いて環状ジ
カルボン酸無水物と反応させることによって得られる。
環状酸無水物としては、脂肪族、脂環族又は芳香族のジ
カルボン酸無水物が用いられる。マレイン酸、こはく酸
、7タル酸、グルタル酸又は1.8−tフタリンジカル
ボン酸から導かれる基が好ましい。Vは次の基である。
−CH2−CH2−1−CH=CH−1CH2CH2C
H2−1Yはアルキレンオキシド基であって、エチレン
オキシド、プロピレンオキシド又はスチロールオキシド
を含有するものが好ましい。しかし本発明には、基Xが
残基Rと直接に結合している塩も含まれる。前記一般式
においてnは2又は10までの整数、好ましくは6又は
4であり、aは0又は1ないし10好ましくは1ないし
4である。
Rは、共役ジエンブロック重合物の残基であって、これ
は出発単量体にリチウムアルキル触媒を作用させて得ら
れる。共役ジエンは単独で重合させることができる。重
合物に重合金有される共役ジエンの例は、ブタジェン、
イソプレン又は2,6−シメチルブタジエンである。ブ
タジェン又はイソプレンが特に好ましい。
残基Rを形成するものは共重合物であってもよい。この
重合物の出発物質は、ジエンのほか、モノビニル芳香族
単量体、例えばスチロール、側鎖アルキル化スチロール
例えばα−メチルスチロール及び核置換スチロール例え
ばビニルドルオール又はエチルビニルペンゾールである
モノビニル芳香族単量体は混合物としても用いられるが
、スチロールの単独使用が特に好ましい。
ジエン及びモノビニル芳香族化合物からの統計的共重合
物は、例えばスチロールとブタジェンの混合物を、例え
ばエーテル、例えばテトラヒドロフランの存在下に重合
させることにより得られる。この重合体のガラス転移温
度は00C以下、好ましくは一15°C以下である。重
合物Rは、原料ジエンからのオレフィン性二重結合を、
全部又は一部水素化することにより構成することもでき
る。
本発明によるカルボキシル基含有重合物の塩は、ゴム又
は加硫可能な材料として使用される。
重合物部Rは、50重量%以上の好ましくは70〜10
0重量%のジエンを重合金有する。100%となるだめ
の残部は、残基R中に重合金有されるモノビニル芳香族
化合物により満たされる。
重合体残基Rは、5000〜5ooooo好ましくは1
0000〜250000の分子量を有する。
単位Yは、アルキレンオキシド単位好ましくはエチレン
オキシド、プロピレンオキシド又はスチロールオキシド
からのものである。数aは1ないし10好ましくは1な
℃・し4である。このアルキレンオキシド単位Yは、リ
チウムアルキルを触媒とする重合により得られた活性の
重合物を、アルキレンオキシドと反応させることにより
得られる。反応は、好ましくはアルキレンオキシド1モ
ル対活性重合体1モルの比率で行われる。
基Yは前記の一般式を有し、活性重合体とアルキレンオ
キシドの反応生成物を、環状ジカルボン酸無水物と反応
させることにより構成される。
重合物を製造するための好ましく・方法は、ジエンのア
ニオン性重合、得られた重合物とアルキレンオキシドと
の反応、及びそれに続く環状ジカルボン酸無水物との反
応である。
得られたカルボキシル基含有重合物は、続いて金属アル
コラード又は金属アルキルと反応させる。金属アルコラ
ードとの反応は、カルボキシル基含有重合体残基の数m
が、金属カチオン又は金属カチオン錯体の電荷nと等し
くなるようにして行うことができる。しかし前記のよう
に、この比率をmが1ないし10で、nが2.6又は4
であるように選ぶこともできる。金属アルコラードとカ
ルボン酸の反応は既知である。それは例えばカーク−オ
スマー著エンサイクロペディア・オプ・ケミカル・チク
ノロシイ2版1巻832〜851頁に記載されている。
カルボキシル基含有重合物の反応は、金属アルキルを用
いても行われる。例えばアルミニウムトリアルキル、ア
ルミニウムートリ三級ブチル、亜鉛ジエチル等が用いら
れる。多価カチオンはその酸化物又は水酸化物の形でも
使用できろ。例えばZn○が用いられる。過剰のジカル
ボン酸無水物は、良好な性質を得ろために、誘導体にし
て不活性化するか又は除去せねばならない。例えばジカ
ルボン酸無水物を金属2水酸化物(例えばNaOH)と
反応させて対応する塩とし、あるいは金属アルコラード
と反応させて対応するジカルボン酸半エステルの塩にす
る。
ジカルボン酸無水物を高沸点の誘引剤を用いて、高温真
空で除去することもできる。
本発明のカルボキシル基含有重合物の塩は、熱可塑性材
料の変性に又は加硫可能な材料として用いられる。
実施例 (共役ジエン重合物の多価カチオンの塩)カルボキシル
基含有ジエン重合物の製造:51の特殊鋼製標準反応釜
に、精製して乾燥した溶剤としてのシクロヘキサンを窒
素雰囲気下で充填し、対応量の安定剤を除いたジエン又
は安定剤を除いた単量体混合物を添加する。安定剤を除
くためには、ブタジェンにn−ブチルリチウムを添加し
て一5℃で蒸留する。イソプレンの場合は、Al2O3
を充填した塔により蒸留して安定剤を分離する。次いで
反応混合物を4O′Cに加熱し、計算量の開始剤(二級
ブチルリチウム)を添加して重合を開始する。内部温度
が65〜70°Cにおいて、6時間かけて重合を完了さ
せたのち、反応混合物を40′Gに冷却し、カルボアニ
オンを対応する重合体アルコラードアニオンに変えるた
めシクロヘキサン5Qmlに溶解したアルキレンオキシ
ドを、活性重合体の溶液に添加する。反応を完結するた
め1時間攪拌したのち、環状ジカルボン酸無水物を添加
し、さらに40°Cで1時間攪拌する。重合体のジカル
ボン酸半エステルがL1塩として生成し、これは重合体
のジカルボン酸半エステルが直接に多価カチオンと反応
したものである。
多価カチオンは、ドルオール、THF又は他の不活性炭
化水素溶剤に溶解したアルコラ−ト又は金属アルキルと
して、重合体半エステルに添加される。重合体半エステ
ルとカチオンのモル比は、1:1ないし1:10である
。重合体溶液の粘度は、多価カチオンの添加後すぐに著
しく上昇する。過剰のアルキル基又はアルコキシ基をカ
チオンから脱離し、そして多価カチオンを対応するオキ
ソ−又はヒドロキソ錯化合物に変えるため、水を当量又
は過剰量で重合体溶液に添加してもよい。仕上げ処理前
に、重合体に対し0,5重量%のフェノール性安定剤を
添加する。次いで粘稠な重合体溶液をイソプロパツール
に注入して沈殿させ、イソプロパツールで2回洗浄し、
真空乾燥箱の中で窒素雰囲気下に90°Cで一夜乾燥す
る。
各実施例の詳細を下記表に示す。第1表は、共役ジエン
重合物の多価カチオン塩の合成及び分析を示すものであ
る。
実施例8 この例はポリブタジェンの冷時流動性を、本発明方法に
より末端カルボキシル基をA2塩に変えることにより、
低下させることを示すものである。
実施例2により製造された重合体溶液を2分割し、第一
部は予備処理なしでイソプロパツールにより沈殿させて
、重合体に仕上げ処理した。
球を成形し、これをガラス板上に置き、室温で時間の経
過と共に相互に流動する球により被われる表面の広がり
を測定した。
第  2  表

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、塩として次の一般式 〔R−Y_a−X^■〕_n〔M〕^(n^■/n)(
    Mは金属カチオン又は金属カチオン錯体、Xは次式 ▲数式、化学式、表等があります▼ の基で、R′は2価の有機基を意味し、Yはアルキレン
    オキシド単位、Rは共役ジエン及び/又はビニル芳香族
    化合物の重合物又は共重合物を意味し、nは2ないし1
    0の数、aは1ないし10の数を意味する)で表わされ
    る共役ジエン及びビニル芳香族化合物からのカルボキシ
    ル基を有する重合物及び共重合物。 2、MがAl^+^+^+、Mg^+^+、Ca^+^
    +、Ba^+^+、Sr^+^+、Zn^+^+、Ni
    ^+^+、Zr^+^+又はCd^+^+であることを
    特徴とする、特許請求の範囲第1項に記載の重合物。 3、MがAl、Mg又はZnのオキソ−又はヒドロキソ
    カチオン錯体であることを特徴とする、特許請求の範囲
    第1項に記載の重合物。 4、R′が次式 −CH_2−CH_2−、−CH=CH−、−CH_2
    −CH_2−CH_2−、▲数式、化学式、表等があり
    ます▼、▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、
    化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、表等があ
    ります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
    表等があります▼、▲数式、化学式、表等があります▼ の基で、これらの基はさらにC_1〜C_3−短鎖アル
    キル基及び/又はハロゲン原子により置換されていても
    よいことを特徴とする、特許請求の範囲第1項に記載の
    重合物。 5、過剰の環状ジカルボン酸無水物を高温真空で、溶剤
    と共に場合により高沸点誘引剤の存在下に除去すること
    を特徴とする、特許請求の範囲第4項に記載の共役ジエ
    ンの重合物の製法。 6、過剰の環状ジカルボン酸無水物を、重合物の単離前
    又は単離中に誘導体化することを特徴とする、特許請求
    の範囲第4項に記載の共役ジエンの重合物の製法。 7、共役ジエン及び/又はビニル芳香族化合物を重合さ
    せて得られる重合物を、アルキレンオキシド及び環状ジ
    カルボン酸無水物と反応させ、反応生成物を金属アルコ
    ラート、金属アルキル、金属ハロゲン化物、金属酸化物
    又は金属水酸化物と反応させることを特徴とする、特許
    請求の範囲第1項に記載の重合物又は共重合物の製法。 8、過剰の環状ジカルボン酸無水物を、金属アルコラー
    トを添加して対応するジカルボン酸の半エステルの塩に
    変えることを特徴とする、特許請求の範囲第7項に記載
    の方法。
JP61252157A 1985-10-24 1986-10-24 共役ジエン重合物の多価カチオン塩 Pending JPS62101606A (ja)

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DE3537770.4 1985-10-24

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EP (1) EP0219809B1 (ja)
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CA (1) CA1275541C (ja)
DE (2) DE3537770A1 (ja)

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DE3676783D1 (de) 1991-02-14
EP0219809A1 (de) 1987-04-29
DE3537770A1 (de) 1987-04-30
US4835221A (en) 1989-05-30
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