JPS6253304A - 改質タ−ポリマ−の製法 - Google Patents

改質タ−ポリマ−の製法

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JPS6253304A
JPS6253304A JP19456485A JP19456485A JPS6253304A JP S6253304 A JPS6253304 A JP S6253304A JP 19456485 A JP19456485 A JP 19456485A JP 19456485 A JP19456485 A JP 19456485A JP S6253304 A JPS6253304 A JP S6253304A
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JP
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carbon atoms
group
terpolymer
formula
rubber
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JP19456485A
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English (en)
Inventor
Akinori Okamoto
岡本 明典
Taisuke Okita
泰介 沖田
Tetsuo Yamaguchi
哲夫 山口
Masakatsu Yoshimura
吉村 正克
Takeo Fujii
健夫 藤井
Kikumitsu Inoue
喜久光 井上
Eizo Okino
沖野 栄三
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • 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】 本発明は改質ターポリマーの製法に関する。
従来、スチレン−ブタジェンゴム(SBR)、ポリイソ
プレンゴム(BR)、ポリイソプレンゴム(rR)、天
然ゴム(NR)などの高不飽和度ゴムは耐オゾン性、#
#侯性、耐熱性などについて欠点があシ、一方、エチレ
ン、α−オレフィンおよび非共役ジエンからなる不飽和
度の低いゴム状ターポリマー〔代表的にはエチレン/プ
ロピレン/非共役ジエン三元共重合体(以下EPDMと
称す)〕は逆にこれらの特注で非常にすぐれた性能を有
している。
このため、高不飽和度ゴムに不飽和度の低いゴム状ター
ポリマーを混和、加硫することによって高不飽和度ゴム
の有する上記欠点を緩和、是正することが行われている
が、その場合、混和ゴムの機械的強度が双方ゴムの相加
平均値に達せず、実用上の大きな障書となっている〇一
方、これとは反対にEPDMなどのゴム状ターポリマー
に少量の高不飽和度ゴムを混和して、ターポリマー〇粘
着性、接着性、加工性などを改蕾することも試みられて
いるが、たとえばEPDMと、高不飽和度ゴムとはその
混合比が75/25〜50150付迂で強度の低下率が
最大値を示すため、実用的にはE P DMが少量しか
混和できないという問題を有している〇 従って、このような問題を解決するためには、ゴム状タ
ーポリマーと高不飽和度ゴムとの広い混合比において、
強度の低下を示すことなく、混和ゴムにおける機械的強
度が双方ゴムの相加平均値に達すること、すなわち混合
比に対して加成性を達成させることが1要となる〇かか
る問題を解決して、均質な共加硫を行うため、高不飽和
ゴムと混和させるべきター、1? リマーとして、EP
DMなどの低不飽和ゴムを変性してなる変性ゴムを使用
することが検討され、かかる変性コ°ムとして、たとえ
ば特開昭51−691号公報には、EPDMなどの低不
飽和度ゴムを溶液下でハロゲン化したのち、これに該ハ
ロゲンと置換し得るイオウ開4剤を用いて置換反応させ
ることによシ得られる2−メルカプトベンゾチアゾ−/
L’(以下、MBTという)などを結合させてなる変性
ゴムが、また特開昭51−592号公報には、不飽和ゴ
ムへの付加反応性ソ の大きいニトロI基などの官能基を持ったイオウ開裂剤
を反応付加せしめてなる変性ゴムがそれぞれ記載されて
いる〇 しかし、前者の場合には溶液下での変性に大規模な装置
を要するため汎用性の点で問題があシ、また、後者の場
合にも一ト・2基などを有するという点で保存安定性な
どに問題がある■このようなことから、本発明者らは上
記問題を解決し、ゴム状ターポリマーと高不飽和ゴムと
の巾広い混合割合においても強度の低下を示すことなく
、均質に共加硫する改質されたターポリマーを製造すべ
く検討の結果、ゴム状ターポリマーに特定構造からなる
加硫促進剤を混合または反応付加させることによシ、上
記諸問題の改良された改質ターポリマーが得られること
を見出し、本発明に至った〇 すなわち本発明は、エチレン、炭素数8〜6のα−オレ
フィンおよび炭素数6〜12の非共役ジエンからなるゴ
ム状ターポリマーに、一般し、ここでR3およびR1は
同一または相異なって水素原子、ハロゲン原子、炭素数
1〜6のア/L”F−/l’基%炭素数8〜8のシクロ
アルキy基、炭素数6〜12のアリール基またはアラル
キμ基を示す。R1は水素原子、ハロゲン原子、炭素数
1〜6のアルキル基、炭素数8〜8のンクロア〜キμ基
、炭素数6〜12のアリール基、アラルキμ基、アリー
ルオキシ基または炭素数1〜6のアルコキシル基を示す
01は1〜6の整数を示し、mはOまたは1である0m
が1のとき、Xは炭素数1〜6のアルキレン基、炭素数
8〜8のシクロアルキレン基、炭素数6〜12/L’基
、炭素数6〜12のアリール基、アラルキル基を、RS
は炭素数1〜6のフルキレン基、炭素数8〜8のシクロ
アルキレン基、炭素数6〜12のアリーレン基、アリー
レン基またはで示される(イソ)マレイミド誘導体を混
合または反応付加せしめることを特徴とする改質ターポ
リマー〇製法を提供するものである◎本発明に適用され
るゴム状ターボリマートハエチレン、次素数8〜6のα
−オレフィンおよび択累数6〜12の非共役ジエンから
なるターポリマーである。
ここで、α−オレフィンとしてはプロピレン、ブテン−
1、ペンテン−1、ヘキセン−1,4−メチルペンテン
−1などが挙げられ、非共役ジエントシては、シンクロ
ペンタジェン、メチエチリデン−2−1fi/ボμネン
、 4,7.8.9−テトラヒドロインデン、1.6−
シクロオクタジエン、1,9−オクタデカジエンなどが
挙げられる・ 中で4.、#に好ましbゴム状ターポリマーはEPDM
と呼ばれるエチレン、プロピレンおよび非共役ジエンか
らなるターポリマーであシ、この場合の各成分の割合は
通常エチレン:プロピレン電80〜80 : 20〜7
0(七y比)であシ、非共役ジエン化合物は両者の合計
に対して0.5〜10モ)v58である。
本発明において加硫促進剤として使用される一般式(1
)で示されるマレイミドまたはインマレイミド誘導体は
種々の方法で製造することができ、′その代表的製造法
を以下に示す。
(3)一般式 (式中、R1は前記と同じ意味を有し、haJはハロゲ
ン原子を示す) で示すしるベンゾチアゾ−fi/−2−スμフェ二μハ
フイドと一般式 (式中、R8およびR1は前記と同じ意味を示す)で示
されるマレイミド化合物をベンゼン、トルエン、キシレ
ン、モノクロルベンゼン、エチレンクロフィト、クロロ
ホルム、四塩化炭素、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、
オクタンなどの溶媒中で、0〜100℃で脱酸剤(たと
えば炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、トリエチルアミン
、ピリジン)の存在下に反応させて一般式(1)で示−
される(イソ)マレイミド誘導体〔但し、この方法によ
る場合、一般式(r)におけるmはOであり、4は1で
ある〕を得る方法・ (B)  一般式 %式% (式中、XおよびhaJは前記と同じ意味である) で示されるアミン化合物と一般式 (式中、R8およびR1は前記と同じ意味を有する) で示される無水マレイン酸化合物を、無溶謀下またはア
セトン、メタノ−y1エタノール、N・。
N−ジメチ〃ホ〃ムアミド、アセトニトリ〃、ベンゼン
、)、A/エン、キシレン、モノクロルベンゼン、エチ
レンクロフィト、クロロホルム、四塩化炭素、ペンタン
、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の溶媒中、0〜10
0℃で反応させυ (式中Jl’t”me XおよびhaJは前と同じ意味
を有する) で示されるマレアミン酸化合物を得る。
このマレアミン酸化合物を酸性触媒(たとえば硫酸、塩
酸、p−)μエンスルホン酸)または塩基性触媒(たと
えばナトリウムメトキシド)の存在下に、ベンゼン、ト
ルエン、キシレン、モノクロルベンゼンなどの溶媒中で
共沸脱水して閉環するか、或いは無水酢酸を脱水触媒を
兼ねた溶媒として用いて閉環して一般式 haj−X−A (式中、X、AおよびhaJは前記と同じjは味を有す
る) で示される化合物を得、次いでこれと一般式(式中、R
8は前記と同じ意味を有し、Mは水素原子またはアルカ
リ金属を示す) で示されるベンゾチアゾ−〜化合物を、無溶媒下または
水、アセトン、メタノール、エタノール%N、N−ジメ
チルホルムアミド、アセトニトリル、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、モノクロルベンゼン、エチレンクロリド
、クロロホルム、四塩化炭素、ペンタン、ヘキサン、ヘ
プタン、オクタンなどの溶媒中、必要に応じて脱酸剤を
用いて、0〜100℃で反応させて一般式(2)で示さ
れる(イソ)マレイミド誘導体〔但し、この方法による
場合には一般式(1)におけるjおよびmはそれぞれ!
である〕を得る方法(C)  一般式 %式% (式中、R4およびR8は前記と同じ意味を有する) で示されるジアミン化合物と一般式 (式中、R3およびR3は前記と同じ意味を有する) で示される無水マレイン酸化合物を、前記(B) Ic
おけるアミン化合物の反応と同様の条件で反応させて、
一般式 (式中、 R,、R,、R4およびR1は前記と同じ意
味を有する) で示されるマレアミン酸化合物を得、これを前記俤)に
おけると同様の閉環反応にょシ脱水環化して一般式 %式% (式中、R,、R,およびAは前記と同じ意味を有する
) で示される化合物を得、更にこれと一般式(式中、R1
およびha)は前記と同じ意味を有する) で示されるベンゾチアゾ−)v−2−スルフェニルハフ
イドとを前記囚の第1工程と同様の条件で反応させて一
般式(1)で示される(イソ)マレイミド誘導体〔但し
、この方法による場合には一般式(2)におけるjおよ
びmはそ五ぞれ1であイミド誘導体と硫黄を、無溶謀ま
たはアセトン、N、N−ジメチルホルムアミド、アセト
ニトリμ、ベンゼン、トルエン、キシレン、モノクロル
ベンゼン、エチレンクロフィト、クロロホルム、四塩化
炭素、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の溶
媒中、50〜150℃で反応させて、一般式(1)にお
いてJが2〜6である(イソ)マレイミド銹導を得る方
法〇 本発明に使用される一般式+1)で示される(イソ)マ
レイミド誘導体を主要構造別に表−1〜6に例示する。
かかる(イソ)マレイミド誘導体のゴム状ターポリマー
への混合または反応付加は、たとえばゴム状ターポリマ
ーに該ターポリマー100重量部あた91種もしくは2
種以上の(イソ)マレイミド誘導体0.1〜10重量部
を必要に応じて改質助剤と共に混練し、これを加熱処理
することによシ行われる・ この段階においてはイオウ、 ZnOなどの加硫促進せ
しめるものの配合は好ましくないが、それ以外のゴム配
合物は必要に応じて配合することができる。
加熱処理は通常、常温以上、好ましくは60℃以上で行
われ、加熱処理時間はターポリマーの種類、改質助剤の
種類および添加量など種々の条件によシ異るが、一般的
には1分〜数時間である・ 具体的な処理方法としては、たとえば加熱された気流(
たとえば空気、窒素ガヌ)中に所定時間放置する方法、
加熱された熱板等の所定時間載置する方法などがあるが
、最も好ましいのは所定温度に設定されたロール、バン
バリーミキサ−などの混練機または押出機、などで加熱
処理する方法である0 また、別の方法としては、不活性溶媒たとえばヘキサン
、クロロホμム、トルエン、ベンゼンなどの存在下、タ
ーポリマー溶液に(イソ)マレイミド誘導体を添加する
方法が挙げられる0ターポリマー溶液での混合または反
応は、通常、常温以上で行われる。
尚、上記の改質助剤を用いる場合、その改質助剤として
は通常市販されているラジカル発生剤が使用でき、例え
ばベンゾイルペルオキシド、を会rt−プチルヒドロベ
μオキシド、2.4−!/ミ クロルジベンゾイμべpオキシド、ジクpivべ〜オキ
シド、2.5−ジメチN−2,5−y(t・rt−ブチ
ルペルオキシ)ヘキサン、2.5−ジメチルヘキサン−
2,5−ジ(べρオキ776ペンゾエート、ジーt・r
t−ブナルベルオキシド、t・rt−ブチルクミルペル
オキシド、2.5−ジメチ/L’2 、5−ジ(t@r
t−ブチルペルオキシ)へキシン−(8)、α、α−ビ
ス(tert−ブチルペルオキシ)ジイソプロピルベン
ゼン、1.■−ビヌ(tert−ブチルペルオキシ”)
 8,3.5− )リメチルシクロヘキサン、n−ブチ
ル4.4−ビy(tert−プチルベルオキン)バレレ
ー)、2.2−ビス(4,4−ジーtert−ブチルベ
ルオキシンクロへキン/I/)プロパン、2.2−ビス
(t・rt−ブチルペルオキシ)ブタン、1,1−ジー
(tert−ブチpべ〜オキシ)シクロヘキサン、P−
クロロベンゾイルペルオキシド、tert−ブチルペル
オキシベンゾエート、t−ブチルペルオキシイソプロビ
ルカーボネートなどのような過酸化物が例示される0ま
た、アゾビスイソブチロニトリル、アゾジカルボンアミ
ド、アゾジカルボン酸バリウムなどもラジカル発生剤と
して使用できる。
かくして製造された改質ターポリマーはそれ単独で加硫
することにより加硫ゴムとして使用することもできるが
、これを高不飽和度ゴムと配合し、これを加硫せしめる
ことにより、広い混合割合で加・疏が均一に進行し、ク
ーポリマーおよび高不飽和度ゴムがそれぞれ本来有する
すぐれ念性質を兼ね備えた共加硫ゴムを得ることができ
る。
共加硫ゴムを得る場か、高不飽和度ゴムとしては通常市
販されているNR,IR,SBR,BR,アクリロニト
リル−ブタジェンゴム(NBR)なトカ例夢 示され、これらは単独であってもよし、2種以上を組合
わせて四周することもできる〇かかる共加硫ゴムを得る
方法としては、改質ター、ポリマーに高不飽和度ゴム、
イオウおよび必要に応じて各8の配合剤(たとえば加硫
促進剤、カーボンブラック、老化防止剤、充填剤、離燃
剤、可塑剤、顔料、プロセスオイル)を加えて混練した
のち加熱し、加硫せしめる方法が挙げられるが、改質タ
ーポリマーおよび高不飽和度ゴムのどちらか−7あるい
はその両方にあらかじめ各種配合剤を配合したのち混練
する方法であってもよく、更には混練後所定の成型を行
ってのち加硫処理を行ってもよく、その方法は任意であ
る。
以下、実施例によって本発明を説明するが、本発明は何
らこれに限定されるものではない〇合成例1 マレイミド80 F (0,31モ/L/)およびトリ
エチルアミン88.5 f (0,88モル)を四塩化
炭素800mJ中に加え、これにベンゾチアゾ−/L/
−2−スルフェニルクロフィトの四塩化炭素溶液100
0 mj(0,81モ/L/)を20〜30℃にて15
分で滴下した。
反応終了後、トリエチルアミンの塩酸塩を濾過除去し、
F液を水洗後濃縮したところ78.6 Fの結晶を得た
更Iにの結晶をメタノ−〜で再結晶し、淡黄色結晶のN
−(2−ベンゾチアジルチオ)マレイミド68.Ofを
得た。
融点 118〜114.5℃ 元素分析ffl   C(@’、  H(m   NC
@   8196)実  測  値   50,21 
 2.21  10.60  24.21マススペクト
ルの親イオンピーク:262合成例2 フラスコニドμエン420mJヲ仕込ミ、P −トルエ
ンスμホンa19f(0,1七ル>’un工ft−(D
ち110〜116Cにて水を共kll除云する〇これを
80〜70Cまで冷却し、N−(4−N−フェニルアミ
ノ)−フェニルマレアミン酸56、4 F (0,2モ
/I/)を加えたのち110〜116℃に加熱し、生成
する水を共沸除去しながら1時間反応させた。
反応終了後、90〜b 過したのちP液を更に30〜20℃lで冷却する◇ η1液を水にて洗浄後、洗浄F液を漣縮、乾燥してN−
(4−N−フェニルアミノ)フェニルマレイミド26.
47 (m、p 129〜1810)を得九〇四塩化炭
@264mJ中にこの1(−(4−N−フェニルアミノ
)フェニルマレイミド28.4F(0,1モル)および
トリエチルアミン22.8 F(0,225モル)を加
え、これにベンゾチアゾ−/l/−2−ス〃フェニルク
ロライドの四塩化炭素溶液860mj (0,105モ
/L/)を10〜80℃にて30分で滴下する。
反応終了後、トリエチルアミンの塩酸塩を濾過除去し、
F液を水洗、濃縮して42.9 fめ結晶(m、p  
155〜161℃)を得た〇この結晶をメタノールで再
結晶して淡黄色結晶のN −(4−N−(2−ベンゾチ
アジルチオ)−N−フェ二pアミノ〕フェ二〃マレイミ
ド88.62を得た0 融点 157〜160℃ 元素分析ffl   C(@   H&@N(m   
SC@実  測  値   64.18  8.54 
 9.71  14.90マススペクトルの親イオンビ
ーク:429合成例8 無水酢酸255fと無水酢酸ソーダ12.29(0,1
78モ/L/)の混合物中に、N−(4−N−7にμア
ミノ)フェニルマレアミン酸56.4f(0,2モ/L
/)を15〜25℃にて加え、60〜80℃に加熱して
10分間反応させる。
反応終了後20℃以下に冷却し、これをメタノール水中
にあけ、結晶を濾過する0結晶をメタノール水にて洗浄
後、乾煉してN−(4−N−フェニルアミノ)フェニル
イソマレイミド46.4 f (m、p  155.5
〜1=61℃)を得た。
四塩化炭素460ml中にこのN−(4−N−フェニ/
I/7ミノ)フェニルイソマレイミド4G、4f/ C
O,L76+/L/)およびトリエチ/I/7ミン26
.7F(0,264モル)を加え、これにベンゾチアゾ
−)V −2、−ス〃フェニ〜クロライド四塩化炭素溶
液800 ml(0,176モル)を10〜80℃にて
80分で滴下した。
反応終了後、トリエチルアミンの塩酸塩を濾過除去し、
p液を水洗、濃1縮して75.5Fの結晶(m、 p1
06〜112℃)を得た。
この結晶をメタノールで再結晶して黄色結晶0N−(4
−N−(2−ベンゾチアジルチオ)−N−フェニμアミ
ノ〕フェニ〜イソマレイミド6゛8tを得た。
融点 119〜121.5℃ 尤X +>析in   C(1)   H(91;) 
 N[m   S(m夾  測  [64,198,4
89,7114,90マススペクトルの親イオンピーク
:429実施例1 ニスプレン@501A(エチレン−プロピレン−エチリ
デンノルボルネン三元共重合体、ヨウ素価12、住友化
学社品)100重量部、合成例2で得たN−(4−N−
(2−ベンゾチアゾリルチオ)−N−フエ二μアミノ〕
フェニ!マレイミド3重量部およびジクミルパーオキサ
イド0、185重量部を約40℃のロー〃で混練し九の
ち145℃のギヤーオープン内で120分間加熱処理を
行って付加反応させ、改質EPDMを得た0これを改質
EPDM−1とする◇実施例2 ニスプレン’501A  100X量部、合成例8で得
たN−C4−N−<2−ベンゾチアゾリルチオ)−N−
フェニ〃アミノ〕フェニルイソマレイミド8重景部およ
びベンゾイルパーオキサイド0.2重量部を約40℃の
ロールで混練したのち、145℃のコ゛ム月」バンバリ
ーミキサ−で80分間加熱混練して付加反応させ、改質
EPDMを得た0これを改質EPDM−2とする〇参考
例1 ニスプレン@501A、SBP、(SBR1502)お
よび夾施例1,2で得た改質1’Pjl)M−1,改質
EPDM−2を用い、第7表に示す配合割合(重敷部)
で配合してそれぞれのゴム配合物A、B、CおよびDi
侭た。
第7表 ※住友化学社製加硫促進剤(N−シクロヘキシル−2−
ベンゾチアゾリルスルフエンアミド)上記それぞれのゴ
ム配合物を第8表に示す配合割合(重量部)で40℃の
ロールで均一に混練し、170℃で所定の時間加硫して
それぞれの加硫ゴムを得た◇得られた加硫ゴムの引張試
験の結果を第8表に示す。
第8表 第8表の結果から、本発明の方法によシ得られた改質E
PDMを使用した共加硫ゴムは、未改質EPDMを使用
した共加硫ゴムに比べて、モジェラスーがほぼ等しいに
もかかわらず、引張強さおよび伸びの値が大きく、よシ
均質な加硫が行われていることがわかる。
参考例2 ニスプレン■501A、NR(天然コム、R8S+1)
および実施例1.2で得た改質EPDM−1,改質EP
DM−2を用い、第9表に示す配合割合(重量部)で加
硫ゴムを作成した。
加硫は170℃で行った0得られた加硫ゴムの引張試験
の結果を第9表に示す。
第9表

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 エチレン、炭素数8〜6のα−オレフィンおよび炭素数
    6〜12の非共役ジエンからなるゴム状ターポリマーに
    、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Aは▲数式、化学式、表等があります▼または
    ▲数式、化学式、表等があります▼を示し、 ここでR_2およびR_3は同一または相異なって水素
    原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素
    数3〜8のシクロアルキル基、炭素数6〜12のアリー
    ル基またはアラルキル基を示す。R_1は水素原子、ハ
    ロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜8
    のシクロアルキル基、炭素数6〜12のアリール基、ア
    ラルキル基、アリールオキシ基または炭素数1〜6のア
    ルコキシル基を示す。lは1〜6の整数を示し、mは0
    または1である。mが1のとき、Xは炭素数1〜6のア
    ルキレン基、炭素数3〜8のシクロアルキレン基、炭素
    数6〜12のアリーレン基、アラルキレン基または▲数
    式、化学式、表等があります▼(但し、R_4は水素原
    子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数6〜12のアリ
    ール基、アラルキル基を、R_5は炭素数1〜6のアル
    キレン基、炭素数3〜8のシクロアルキレン基、炭素数
    6〜12のアリーレン基、アラルキレン基または▲数式
    、化学式、表等があります▼ を示す。)を示す。〕 で示される(イソ)マレイミド誘導体を混合または反応
    付加せしめることを特徴とする改質ターポリマーの製法
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