BR112016007704B1

BR112016007704B1 - Processo para produzir sílica precipitada tratada e composição de borracha

Info

Publication number: BR112016007704B1
Application number: BR112016007704-0A
Authority: BR
Inventors: Tim Allen Okel; Peter Lawrence Votruba-Drzal; Justin Jonathan Martin; Raphael Kollah; Clint Steven Edelman; Brittany Smith; Truman Wilt
Original assignee: Ppg Industries Ohio, Inc
Priority date: 2013-10-07
Filing date: 2014-10-06
Publication date: 2022-06-21
Also published as: JP2017137512A; SG11201602697WA; JP6389897B2; WO2015054114A1; US10882927B2; CN106062088A; HK1221242A1; PT3055360T; PL3055359T3; JP6370913B2; US20150099826A1; CN112175419A; CN105764999B; MX2016004451A; RU2016117800A; RS62323B1; US20150126657A1; JP6653688B2; TWI651348B; AU2014332275B2

Abstract

“PROCESSO PARA PRODUZIR SÍLICA PRECIPITADA TRATADA E COMPOSIÇÃO DE BORRACHA” A presente invenção inclui um processo para produção de material de carga tratado que inclui (a) tratar um mosto que inclui material de carga não tratado, onde o material de carga não tratado não tenha sido previamente seco, com uma composição de tratamento que inclui um agente de tratamento formando assim, um mosto de material de carga tratado, e (b) secar o mosto do material de carga tratado para produzir o material de carga tratado. O agente de tratamento pode incluir um aminoácido ou polipeptídeo. A presente invenção também é dirigida a um material de carga tratado preparado pelo processo, bem como composição de combinações de borrachas e pneus, incluindo o material de carga tratado.

Description

Campo da invenção

[0001] A presente invenção está relacionada a um processo para a preparação de material de carga tratado, o material de carga produzido por um processo, e composições e artigos contendo o citado material de carga tratado.

Antecedentes da invenção

[0002] O uso de sistemas de material de carga de sílica/silano para reduzir a resistência ao rolamento e melhorar a tração a úmido dos pneus do carro de passageiro e dos pneus de caminhões é conhecido do estado da técnica. Uma redução da resistência de rolagem resulta em menos consumo de combustível.

[0003] A melhora simultânea da resistência ao rolamento, desgaste e tração, conhecidos amplamente como “triângulo mágico”, requere novas abordagem para o desenvolvimento de compósitos de borracha. A sílica precipitada participa de uma regra maior na emergência de pneus verdes, os quais contam com grandes vantagens na resistência ao rolamento comparado às tecnologias passadas. A reticulação direta da sílica (via acoplamento) dentro de uma matriz polimérica altamente reticulada, enquanto minimiza as interações entre as partículas de sílica, é acreditada como sendo de vital importância para as propriedades mecânicas dinâmicas desejadas da borracha utilizada na produção de pneus de carros de passeio/passageiros e caminhões. Tem sido observado que na borracha natural (tipicamente utilizada na produção de pneus de caminhões), as proteínas presentes na biossíntese da borracha natural podem adsorver, preferivelmente, a sílica superficial, interferindo com a reação de acoplamento in situ. As temperaturas aumentadas dos basculantes, que podem aumentar a eficiência de acoplamento, têm também demonstrado degradar a borracha natural. Assim, existe uma necessidade contínua na indústria da borracha para materiais de acoplamento sílica- borracha melhorados.

[0004] Adicionalmente, tem sido observado que a incorporação de materiais de carga de grandes áreas superficiais dentro das composições de borracha pode induzir um aumento indesejável na viscosidade limitando, assim, a quantidade do material com grandes áreas superficiais que podem ser incluídos na composição de borracha devido aos problemas no processo. Desta forma, há uma necessidade em tratar o referido material de grande área superficial (por exemplo, sílica precipitada) com materiais que possam ser tão operacionais quanto os materiais de grande área superficial mais compatível com a matriz polimérica dentro da qual eles estão sendo incorporados, melhorando a viscosidade de processamento e prevenindo a separação de fase dos materiais de grande área superficial a partir da matriz polimérica.

Sumário da invenção

[0005] De acordo com a presente invenção, é provido um processo para produção do material de carga tratado que incluir: (a) tratar um mosto compreendendo material de carga não tratado, sendo que o referido material de carga não tratado não foi previamente seco, com uma composição de tratamento contendo um agente de tratamento formando, assim, um mosto do material de carga tratado; e (b) secar o referido mosto de material de carga tratado para produzir o material de carga tratado. O agente de tratamento pode incluir pelo menos um aminoácido e/ou um polipeptídeo.

[0006] De acordo com a presente invenção é provido, adicionalmente, um processo para produzir sílica precipitada tratada que inclui: (a) combinar um silicato de metal alcalino e um ácido para formar um mosto contendo sílica não tratada, sendo que a referida sílica não tratada não foi previamente seca; (b) tratar o referido mosto com uma composição de tratamento que inclui um agente de tratamento, formando assim um mosto tratado; e (c) secar o referido mosto tratado para produzir uma sílica precipitada tratada. O agente de tratamento pode incluir pelo menos um de um aminoácido e/ou um polipeptídeo.

[0007] De acordo com a presente invenção, é provido adicionalmente um processo para produzir uma sílica precipitada tratada a qual inclui: (a) combinar um silicato de metal alcalino e um ácido para formar um mosto não tratado que inclui sílica não tratada, onde a sílica não tratada não foi previamente seca; (b) secar o mosto não tratado para produzir a sílica precipitada seca; (c) formar um mosto aquoso da sílica precipitada seca com uma composição de tratamento que inclui um agente de tratamento e, opcionalmente, um agente de acoplamento e/ou opcionalmente um agente de não-acoplamento para formar um mosto de sílica precipitada tratada; e (d) secar o mosto de sílica precipitada tratada para produzir uma sílica precipitada tratada seca. O agente de tratamento pode incluir pelo menos um de um aminoácido e/ou um polipeptídeo.

[0008] De acordo com a presente invenção, também é provido um material de carga tratado, preparado através do processo descrito aqui, bem como composições de borracha tais como composições de combinação de borrachas incluindo o material de carga tratada, e artigos de borracha que incluem o material de carga tratado da presente invenção.

Descrição detalhada da invenção

[0009] Como previamente mencionado, a presente invenção provê um processo para produção de material de carga tratado. O processo pode incluir: (a) tratar um mosto que pode incluir material de carga não tratado onde o material de carga não tratado não foi previamente seco, com uma composição de tratamento compreendendo um agente de tratamento, formando assim um mosto do material de carga tratado; e (b) secar o mosto do material de carga tratado para produzir o material de carga tratado.

[0010] Como utilizado aqui, com referência ao material de carga (tal como, material de carga tratado e/ou não tratado), o termo “não tenha sido previamente seco” significa que o material de carga, antes do processo de tratamento, não foi seco para um conteúdo de umidade menor que 20 por cento em peso. Para os propósitos da presente invenção, o material de carga não tratado não inclui material de carga que tenha sido previamente seco em um conteúdo de umidade menor que 20 por cento em peso e, então reidratado.

[0011] Como utilizado aqui, o termo “material de carga” significa um material inorgânico tal como um óxido inorgânico que pode ser utilizado em uma composição polimérica para melhorar pelo menos uma propriedade do polímero. Como utilizado aqui, o termo “mosto” significa uma mistura incluindo pelo menos um material de carga e água.

[0012] Como utilizado aqui, os artigos “um”, “uma”, e “o”, “a” incluem referência ao plural a menos que de outro modo expressamente e inequivocadamente limitado por uma referência.

[0013] A menos que de outro modo indicado, todas as faixas ou proporções descritas aqui devem ser entendidas como abrangendo qualquer uma de e todas as subfaixas ou sub- proporções incluídas aqui. Por exemplo, uma faixa declarada ou proporção de “1 a 10” deve ser considerada por incluir qualquer um de todas as subfaixas entre (e inclusive) do valor mínimo de 1 e do valor máximo de 10, ou seja, todas as subfaixas ou sub-proporções começando com um valor mínimo de 1 ou mais e finalizando com um valor máximo de 10 ou menos, tal como, mas não limitado a 1 a 6,1; 3,5 a 7,8 e 5,5 a 10.

[0014] Além daqueles exemplos de operação, ou onde de outro modo indicado, todos os números expressando quantidades de ingredientes, condições de reação, e assim por diante, utilizados no relatório descrito e nas reivindicações devem ser entendidos como modificados em todos os exemplos através do termo “cerca de”.

[0015] Como utilizado aqui, os valores de peso molecular dos polímeros, tais como o peso médio do peso molecular (Mw) e o número médio do peso molécula r(Mn) são determinados através da cromatografia de permeação em gel usando padrões apropriados, tais como padrões de poliestireno.

[0016] Como utilizado aqui, os valores do índice de polidispersibilidade (PDI), representam uma proporção do peso médio do peso molecular (Mw) para o número médio do peso molecular (Mn) do polímero (ou seja, Mw/Mn).

[0017] Como utilizado aqui, o termo “polímero” significa homopolímeros (por exemplo, preparado a partir de uma espécie única de monômero), copolímeros (por exemplo, preparado a partir de pelo menos duas espécies de monômeros), e polímeros enxertados.

[0018] Como utilizado aqui, o termo “(met)acrilato” e termos similares, tais como “éster de ácido (met)acrílico” significam metacrilatos e/ou acrilatos. Como utilizado aqui, o termo “ácido (met)acrílico” significa ácido metacrílico e/ou ácido acrílico.

[0019] Todos os documentos tais como, mas não limitado as patentes concedidas e pedidos de patentes, referidos aqui, e a menos que de outro modo indicado, devem ser considerados como sendo “incorporados por referência” em sua íntegra.

[0020] Como utilizado aqui, as citações de grupos “lineares ou ramificados” tais como, alquila linear ou alquila ramificada, são aqui entendidos como incluindo: um grupo metileno, ou um grupo metila; grupos que são lineares, tais como grupos alquila C2-C36 lineares; e grupos que são apropriadamente ramificados, tais como grupos alquila C3-C36 ramificados.

[0021] Como utilizado aqui, a citação de grupo “opcionalmente substituído” significa um grupo incluindo, mas não limitado a, grupo alquila, grupo cicloalquila, grupo heterocicloalquila, grupo arila, e/ou grupo heteroarila, no qual pelo menos um hidrogênio do mesmo foi opcionalmente trocado ou substituído com um grupo que é outro além do hidrogênio, tal como, mas não limitado a, grupos halo (por exemplo, F, CI, I, e Br), grupos hidroxila, grupos éter, grupos tiol, grupos éter-tiol, grupos de ácido carboxílico, grupos de éster de ácido carboxílico, grupos de ácidos fosfóricos, grupos de éster de ácido fosfórico, grupos de ácido sulfônico, grupo de éster de ácido sulfônico, grupos nitro, grupos ciano, grupos hidrocarbila (incluindo, mas não limitado a: alquila, alquenila, alquinila, cicloalquila, incluindo cicloalquila de anel poli-fundido e policicloalquila), heterocicloalquila, arila, incluindo arila substituída por hidroxila, tal como fenol, e incluindo arila de anil poli-fundido, heteroarila, incluindo heteroarila de anel poli-fundido, e grupos aralquila), e grupos amina, tal como N(R11’)(R12’), onde R11’ e R12’ são cada um independentemente selecionados, em algumas concretizações, a partir de hidrogênio, alquila C1-C20 linear ou ramificada, cicloalquila C3-C12, heterocicloalquila C3-C12, arila, e heteroarila.

[0022] Alguns compostos que podem ser utilizados com o método da presente invenção incluem grupos e subgrupos que podem, em cada caso ser independentemente selecionados a partir de hidrocarbila e/ou hidrocarbila substituído e/ou hidrocarbila funcional (ou grupos hidrocarbila tendo um ou mais grupos funcionais). Como utilizado aqui e, de acordo com algumas concretizações, o termo “hidrocarbila” e termos similares, tal como “substituintes hidrocarbila”, significam alquila C1-C36 linear ou ramificado (por exemplo, alquila C1-C10 linear ou ramificado), alquenila C2-C36 linear ou ramificado (por exemplo, alquenila C2-C10 linear ou ramificado), alquinila C2-C36 linear ou ramificado (por exemplo, alquinila C2-C10 linear ou ramificado); cicloalquila C3-C12 (por exemplo, cicloalquila C3-C10); arila C5-C18 (incluindo grupos arila policíclicos) (por exemplo, arila C5-C10), e aralquila C6-C24 (por exemplo, aralquila C6-C10).

[0023] Os grupos alquila representativos incluem, mas não estão limitados a metila, etila, propila, isopropila, butila, isobutila, sec-butila, terc-butila, pentila, neopentila, hexila, heptila, octila, nonila, e decila. Os grupos alquenila representativos incluem, mas não estão limitados a vinila, alila, e propenila. Os grupos alquinila representativos incluem, mas não estão limitados ao etinil, 1-propinil, 2- propinil, 1-butinil, e 2-butinil. Os grupos cicloalquila representativos incluem, mas não estão limitados a ciclopropila, ciclobutila, ciclopentila, ciclohexila, e substituintes ciclooctila. Os grupos aralquila representativos incluem, mas não estão limitados a benzila, e fenetila.

[0024] O termo “hidrocarbila substituído” e termos similares tais como “hidrocarbila funcional” (ou hidrocarbila tendo pelo menos um grupo funcional) como utilizado aqui significa um grupo hidrocarbila no qual pelo menos um hidrogênio do mesmo foi substituído com um grupo que é outro além do hidrogênio, tal como, mas não limitado a, grupos halo, grupos hidroxila, grupos éter, grupos tiol, grupos tio-éter, grupos de ácidos carboxílicos, grupos de éster de ácido carboxílico, grupos de ácidos fosfóricos, grupos de éster de ácido fosfórico, grupos de ácido sulfônico, grupos de éster de ácido sulfônico, grupos nitro, grupos ciano, grupos hidrocarbila (por exemplo, grupos alquila, alquenila, alquinila, cicloalquila, arila, e grupos aralquila), grupos heterocicloalquila, grupos heteroarila, e grupos amina, tal como, -N(R11’)(R12’), onde R11’ e R12’ são cada um independentemente selecionados a partir de hidrogênio, hidrocarbila e hidrocarbila substituído.

[0025] O termo “alquila” como utilizado aqui, de acordo com algumas concretizações, significam alquila linear ou ramificada, tal como, mas não limitado a, alquila C1-C25 linear ou ramificada, ou alquila C1-C10 linear ou ramificada, ou alquila C2-C10 linear o ramificada. Exemplos de grupos alquila, a partir dos quais vários grupos alquila da presente invenção podem ser selecionados a partir de, incluem, mas não estão limitados a, aqueles citados aqui previamente. Os grupos de vários compostos da presente invenção podem, em algumas concretizações, incluir um o mais ligações insaturadas selecionadas a partir de grupos -CH=CH- e/ou um ou mais grupos -C=C-, provendo que o grupo alquila é livre de dois ou mais ligações insaturadas conjugadas. Com algumas concretizações, os grupos alquila são livres de ligações insaturadas, tal como CH=CH e grupos -C=C-.

[0026] O termo “cicloalquila” como utilizado aqui, de acordo com algumas concretizações, significa grupos que são apropriadamente cíclicos, tais como, mas não limitados a, grupos cicloalquila C3-C12 (incluindo, mas não limitado a grupos alquila C5-C7 cíclico. Exemplos de grupos cicloalquila incluem, mas não estão limitados a aqueles citados aqui previamente. O termo “cicloalquila” como utilizado aqui de acordo com algumas concretizações também inclui: grupos policicloalquila de anel ligado (ou grupos alquila policíclico com anel ligado), tal como, mas não limitado a biciclo[2.2.1]heptil (ou norbornil) e bicíclico [2.2.2]octil; e grupos de policicloalquila de anel fundido (ou grupos alquila policíclico de anel fundido), tal como mas não limitado a, octahidro-1H-indenil, e deca- hidronaftalenil).

[0027] O termo “heterocicloalquila” como utilizado aqui, de acordo com algumas concretizações, significa grupos que são apropriadamente cíclico (tendo pelo menos um heteroátomo no anel cíclico), tal como, mas não limitado a grupos heterocicloalquila C3-C12 ou grupos heterocicloalquila C5-C7, e que tem pelo menos um átomo hetero no anel cíclico, tal como, mas não limitado a: O, S, N, P, e combinações dos mesmos. Exemplos de grupos heterocicloalquila incluem, mas não estão limitados a, imidazolil, tetrahidrofuranil, tetrahidropiranil, e piperidinil. O termo “heterocicloalquila” como utilizado aqui, de acordo com algumas concretizações, também inclui: grupos heterocicloalquila policíclico de anel ligado, tal como, mas não limitado a 7-oxabiciclo[2.2.1]heptanil; e grupos heterocicloalquila policíclico de anel fundido, tal como mas não limitado a, octahidrociclopenta[b]piranil, e octahidro 1H isocromenil.

[0028] Como utilizado aqui, e de acordo com algumas concretizações, o termo “arila” inclui arila C5-C18, tal como arila C5-C10 (e inclui grupos arila policíclicos, incluindo grupos arila de anel fundido policíclico). Os grupos arila representativos incluem, mas não estão limitados a fenil, naftil, antracinil e tripticenil.

[0029] O termo “heteroarila” como utilizado aqui, de acordo com algumas concretizações da presente invenção, significa grupo arila tendo pelo menos um heteroátomo no anel, e inclui, mas não estão limitados a heteroarila C5-C18, tal como, mas não limitado a heteroarila C5-C10 (incluindo grupos heteroarila policíclico de anel fundido) e significa um grupo arila tendo pelo menos um átomo hetero no anel aromático, ou em pelo menos um anel aromático no caso de um grupo heteroarila policíclico de anel fundido. Exemplos de grupos heteroarila incluem, mas não estão limitados a, furanila, piranila, piridinila, isoquinolina, e pirimidinil.

[0030] Como utilizado aqui, o termo “grupo alquila-arila policíclico de anel fundido” e termos similares tais como, grupo alquila-arila policíclico de anel fundido, grupo arila- alquila policiclo de anel fundido, e grupo alquil-arila policiclo de anel fundido significa um grupo policíclico de anel fundido que inclui pelo menos um anel arila e pelo menos um anel cicloalquila que são fundidos juntos para formar um uma estrutura de anel fundido. Para os propósitos de ilustração não-limitativo, exemplos de grupos arila-alquila policíclico de anel fundido incluem, mas não estão limitados ao indenil, 9H-fluorenil, ciclpentanaftenil, e indacenil.

[0031] O termo “aralquila” como utilizado aqui, e de acordo com algumas concretizações incluem, mas não estão limitados a aralquila C6-C24, tal como, mas não limitado a aralquila C6-C10, e significa um grupo arila substituído com um grupo alquila. Exemplos de grupos aralquila incluem, mas não estão limitados àqueles citados aqui previamente.

[0032] Os materiais de carga não tratados apropriados para uso no processo da presente invenção podem incluir uma ampla variedade de materiais conhecidos de um técnico no assunto. Exemplos não limitativos podem incluir óxidos inorgânicos tais como particulado inorgânico e materiais sólidos amorfos que possuem tanto oxigênio (quimiossorvido ou covalentemente ligado) ou hidroxila (ligada ou livre) em uma superfície exposta, tal como, mas não limitado aos óxidos dos metais nos períodos 2, 3, 4, 5 e 6 dos Grupos Ib, IIb, IIIa, IIIb, IVa, IVb (exceto carbono), Va, Via, VIIa e VIII da Tabela Periódica dos elementos em Química inorgânica Avançada (“Advanced Inorganic Chemistry: A Comprehensive Text by F. Albert Cotton et al., Fourth Edition, John Wiley and Sons, 1980). Exemplos não limitativos de óxidos inorgânicos apropriados podem incluir, mas não estão limitados aos silicatos de alumínio, sílica tal como sílica gel, sílica coloidal, sílica precipitada, e misturas dos mesmos.

[0033] O óxido inorgânico pode ser sílica com algumas concretizações. Por exemplo, em determinadas concretizações, o óxido inorgânico pode incluir sílica precipitada, sílica coloidal, e misturas dos mesmos. A sílica pode ter um tamanho de partícula final médio menor que 0,1 mícron ou maior que 0,001 mícron, ou de 0,01 a 0,05 mícron, ou de 0,015 a 0,02 mícron, como medido por microscopia eletrônica. Adicionalmente, a sílica pode ter uma área superficial de 25 a 1000 metros quadrados por grama tal como de 75 a 250 metros quadrados por grama, ou de 100 a 200 metros quadrados por grama, como determinado por Brunauer, Emmett, e Teller (BET) no método de acordo com ASTM D1993-91. Com algumas concretizações, o material de carga é sílica precipitada.

[0034] Como previamente mencionado, o mosto de material de carga não tratado é tratado com uma composição de tratamento que pode incluir um agente de tratamento. De acordo com determinadas concretizações, o agente de tratamento pode agir como um agente de acoplamento. O termo “agente de acoplamento” como utilizado aqui significa um material que se liga (ionicamente ou covalentemente) aos (i) grupos presentes sobre a superfície da partícula do material de carga (tal como sobre a superfície da sílica), bem como aos (ii) grupos presentes sobre os componentes da matriz polimérica dentro da qual o material de carga é incorporado. Assim, as partículas do material de carga podem ser “acopladas” aos componentes na matriz polimérica.

[0035] Alternativamente, com algumas concretizações, o agente alvo pode agir como um agente de não acoplamento. O termo “agente de não-acoplamento” como utilizado aqui significa um material que serve para compatibilizar o material de carga tratado com a composição polimérica na qual o material de carga tratado no final é utilizado. Ou seja, o agente de não-acoplamento pode afetar a energia superficial livre das partículas do material de carga tratado para fazer com que as partículas do material de carga tratado tenham uma energia superficial similar aquela da composição polimérica. Isto facilita a incorporação do material de carga tratado dentro da composição polimérica, e pode ser vir para melhorar (tal como, diminuir) a viscosidade mista da composição. Deve ser observado que os agentes de não-acoplamentos não são esperados para acoplar com a matriz de borracha além das interações Van der Waal. Como utilizado aqui, o termo “agente de não-acoplamento” pode ser utilizado intercaladamente com “compatibilizante”.

[0036] Deve ser observado que muitos dos agentes de tratamento podem funcionar simultaneamente como ambos, um agente de acoplamento e um agente/compatibilizante de não acoplamento.

[0037] Os agentes de tratamento utilizados nos métodos da presente invenção incluem pelo menos um de (i) um aminoácido e (ii) um polipeptídio, e derivados dos mesmos. O termo “aminoácido” como utilizado aqui significa um composto orgânico tendo ambos amina primária (-NH2) e grupos ácidos carboxílico (-COOH). Com algumas concretizações, o aminoácido do agente de tratamento pode ser representado pela fórmula (A) a seguir:

[0038] Com relação à fórmula (A), e com algumas concretizações, R é selecionado a partir de grupos hidrocarbila substituídos e não substituídos. Com algumas concretizações, os substituintes dos grupos hidrocarbila substituídos a partir dos quais R da fórmula (A) pode ser selecionado incluem, mas não estão limitados a aqueles substituintes descritos aqui.

[0039] Os aminoácidos utilizados com várias concretizações da presente invenção podem ser selecionados de moléculas quirais, nas quais pelo menos um carbono do mesmo é um carbono assimétrico, e/ou uma molécula aquiral. Um exemplo não limitativo de um aminoácido aquiral é glicina. Embora a maioria dos aminoácidos seja aminoácidos-1 (incluindo os aminoácidos proteinogênicos), o termo aminoácido como utilizado aqui inclui 1- e d-enantiômeros de aminoácidos.

[0040] Os aminoácidos úteis com várias concretizações da presente invenção incluem os aminoácidos proteinogênicos e/ou não-proteinogênicos. Um aminoácido proteinogênico é um que é incorporado dentro de uma proteína durante a tradução. Os aminoácidos proteinogênicos incluem os 20 aminoácidos clássicos (alanina, arginina, asparagina, ácido aspártico, cisteína (e os produtos de oxidação dos mesmos, incluindo, por exemplo, e sem limitação, cisteína), ácido glutâmico, glutamina, glicina, histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, prolina, serina, treonina, triptofano, tirosina, e valina) bem como formilmetionina, seleocisteína, e pirrolisina.

[0041] Um aminoácido não-proteinogênico não incorporado dentro de uma proteína durante a tradução, apesar de poder ser incorporado após a tradução. Os aminoácidos não- proteinogênicos incluem aminoácidos naturais (ou seja, aqueles feitos por um organismo vivo) e aminoácidos não naturais (ou seja, aminoácidos sintéticos). Como utilizado aqui, o termo “aminoácido sintético” significa aqueles aminoácidos que são construídos ou produzidos como um resultado de intervenção humana, e que não são naturalmente produzidos por um organismo vivo na ausência de intervenção humana. Os aminoácidos não- proteinogênicos incluem, mas não estão limitados a, aminoácidos-e (tal como, por exemplo, e sem limitação, β- alanina), aminoácidos-d, aminoácidos-homo, derivados de ácido pirúvico, derivados de alanina 3-substitída, derivados de glicina, fenilalanina de anel substituído e derivados de tirosina, diaminoácidos, e aminoácidos N-metila. Ambos os aminoácidos proteinogênicos e não-proteinogênicos são úteis com várias concretizações da presente invenção.

[0042] O agente de tratamento útil no método da presente invenção pode incluir um polipeptídeo em adição a ou como uma alternativa para um aminoácido. Como utilizado aqui, o termo “polipeptídeo” significa uma cadeia de dois ou mais resíduos de aminoácidos nos quais cada par de resíduos de aminoácidos é ligado por um grupo de peptídeo divalente (-C(=O)NH-). Como utilizado aqui, o termo “resíduo de aminoácido” significa um monômero de aminoácido, ou um aminoácido único, que é parte de um polipeptídeo. Como utilizado aqui, o termo grupo peptídeo divalente inclui ambos, os isômeros cis e trans. Os métodos de síntese de polipeptídeos, incluindo síntese de fase sólida e síntese de fase de solução, são bem conhecidos dos técnicos no assunto, e são, por exemplo, descritos em: “Organic Chemistry by John McMurry (4th Ed), Brooks/Cole Publishing Co. (1996), Chapter 27 and in Organic Chemistry by L.G. Wade Jr. (5th Ed), Pearson Educaton, Inc. (2003), Chapter 24”.

[0043] Em algumas concretizações, o aminoácidos, se proteinogênico ou não-proteinogênico, inclui uma cadeia lateral que inclui, opcionalmente, um ou mais substituintes (ou grupos funcionais), tal como R da fórmula (A) acima. Uma lista não-exclusiva de substituintes que podem ser incluídos nas cadeias laterais dos aminoácidos inclui a categorias gerais de alquilas, alquenilas, alquinilas, fenilas, benzilas, halos (incluindo flúor, cloro, bromo, e grupos iodo), hidroxilas, carbonilas, aldeídos, haloformilas, ésteres de carbonato, carboxilatos, carboxilas, ésteres, metoxis, hidroperóxi, peroxi, éter, hemiacetal, hemicetal, acetal, cetal, ortoéster, metilenodióxi, éster de ortocarbonato, carboxamidas, aminas primárias, aminas secundárias, aminas terciárias, amônio quaternário, iminas (cetiminas primárias, cetiminas secundárias, aldiminas primárias, aldiminas secundárias) imidas, azidas, azos, cianatos, isocianatos, nitratos, nitrilas, isonitrilas, nitrosooxis, nitros, nitrosos, piridilas, sulidrilas (tióis), sulfetos, dissulfetos, sulfinilas, sulfonila, sulfinos, sulfos, tiocianatos, isotiocianato, carbonotiois, fosfinos, fosfonos, fosfatos, e derivados dos mesmos. Como utilizado aqui, “derivados” significam sais, produtos de anel aberto, e produtos substituídos. Os técnicos no assunto irão apreciar que todos os aminoácidos, por definição incluem pelo menos dois grupos funcionais, a amina primária e os grupos carboxila primários, e assim a cadeia lateral não precisa incluir um grupo funcional.

[0044] Com algumas concretizações, o agente de tratamento inclui um aminoácido tendo uma cadeia lateral polar. Exemplos de grupos polares que podem ser em ou definir a cadeia lateral polar do aminoácido inclui, mas não estão limitados, a hidroxila, tiol, carboxila, fenol, amina, carboxamida, imidazol e grupos indol. Exemplos de aminoácidos tendo uma cadeia lateral polar incluem, mas não estão limitados a, arginina, asparagina, ácido aspártico, cisteína, ácido glutâmico, glutamina, histidina, lisina, serina, treonina, triptofano, e tirosina. Os técnicos no assunto entenderão que a cadeia lateral não necessita ser carregada de modo a ser polar, e que é suficiente que a cadeia lateral seja atraída a/atrativa para água.

[0045] Com algumas concretizações, a cadeia lateral polar dos aminoácidos úteis na presente invenção são cadeias laterais ionizáveis, ou ionizadas tendo, por exemplo, e sem limitação, hidroxila, fenol, tiol, imidazol, guanidinio, amina, e grupos amônio. Exemplos de aminoácidos tendo uma cadeia lateral ionizável ou ionizada incluem, mas não estão limitados a, cisteína, tirosina, ácidos aspárticos, ácido glutâmico, lisina, arginina, e histidina. Entretanto, os técnicos no assunto irão apreciar que os acima mencionados são meramente exemplificativos, e que os aminoácidos proteinogênicos ou não- proteinogênicos, que tem cadeias laterais funcionais (por exemplo, e sem limitação, cadeias laterais polares e/ou ionizável/ionizada) para ligação, reação, ou interação com os grupos presentes sobre a superfície da partícula do material de carga e/ou a matriz polimérica são úteis nos processos e métodos da presente invenção. Os aminoácidos úteis na presente invenção podem ser sintetizados como é conhecido no estado da técnica (por exemplo, Organic Chemistry by John McMurry (4th Ed), Brooks/Cole Publishing Co. (1996), Chapter 27), ou pode ser obtido a partir de qualquer fonte comercial apropriada, por exemplo, da Sigma-Aldrich Corp. (St. Louis, MO, USA) e Thermo Fisher Scientific, Inc. (Wlatham, MA, USA).

[0046] Com algumas concretizações, os aminoácidos dos agentes de tratamento da presente invenção são pelo menos livres de cisteína, cistina, arginina, histidina, tirosina, metionina, e prolina, e o polipeptídeo inclui resíduos de cisteína, cistina, arginina, histidina, tirosina, metionina, e prolina. Com algumas concretizações adicionais, o aminoácido é um aminoácido livre e é pelo menos um de cisteína e/ou 1- arginina, e o polipeptídeo inclui resíduos de cisteína e/ou 1- arginia.

[0047] Com algumas concretizações, em adição aos agentes de tratamento listados acima, a composição de tratamento pode incluir um primeiro ou um agente de acoplamento adicional que é diferente daquele agente de tratamento. Em determinadas concretizações, o agente de acoplamento pode incluir qualuqer um de uma variedade de organosilanos. Exemplos de organosilanos apropriados que podem ser utilizados com algumas concretizações da presente invenção incluem aqueles repesentados pela Fórmula (I):(R1)a(R2)bSiX4-a-b (I)

[0048] Com referência à fórmula (I), R1 é independentemente para cada “a”, um grupo hidrocarbila tendo de 1 a 36 átomos de carbono e um grupo funcional. O grupo funcional do grupo hidrocarbila é vinila, alila, hexenila, epóxi (oxirano), glicidoxi, (met)acriloxi, sulfeto, isocianato (-NCO), polissulfeto, mercapto, ou halogênio. Com referência à fórmula (I), R2 é independentemente para cada “b” um grupo hidrocarbila tendo de 1 a 36 átomos de carbono ou hidrogênio. X da fórmula (I) é independentemente halogênio ou alcoxi tendo de 1 a 36 átomos de carbono; o subscrito “a” é 0, 1, 2, ou 3; o subscrito “b” é 0, 1, ou 2; (a+b) é 1, 2, ou 3. Com algumas concretizações, existe a provisão de que quando b é 1, (a+b) é 2 ou 3. Com algumas concretizações adicionais da presente invenção, a composição de tratamento compreende ainda um agente de acoplamento representado pela Fórmula (I), na qual X é alcoxi; um a é 1; b é 0; e o grupo funcional do hidrocarbila de R1, é halogênio.

[0049] Exemplos de organosilanos halo funcional, tal como aqueles representados pela fórmula (I) incluem, mas não estão limitados a (4-clorometil-fenil)trimetoxisilano, (4- clorometil-fenil)trietoxisilano, [2-(4-clorometil-fenil)- etil]trimetoxisilano, [2-(4-clorometil-fenil)- etil]trietoxisilano,(3-cloro-propenil)-trimetoxisilano, (3- cloro-propil)-trietoxisilano, (3-cloro-propil)-trietoxilano, (3-cloro-propil)-trimetoxilano, trimetoxi-(2-p-tolil- etil)silano e/ou trietoxi-(2-p-tolil-etil)silano.

[0050] Em determinadas concretizações, o agente de acoplamento adicional pode estar presente no mosto em uma quantidade variando de 0,25 a 30,0 por cento em peso, tal como 1 a 15 por cento em peso, ou 5 a 10 por cento em peso com base na massa total de SiO2 que foi precipitada.

[0051] Em determinadas concretizações da invenção, a composição de tratamento útil no processo da presente invenção também pode ainda incluir um organosilano contendo enxofre que é diferente daquele agente de acoplamento organosilano opcional acima mencionado, tal como representado pela Fórmula (I). Exemplos não-limitativos de tais materiais podem incluir, mas não estão limitados a, organosilanos representados pela fórmula (II) a seguir:(R3)c(R4)dSiY4-c-d (II)

[0052] Com referência à fórmula (II), R3 independentemente para cada “c” pode ser um grupo hidrocarbila tendo de 1 a 12 átomos de carbono e um grupo funcional. O grupo funcional pode ser sulfeto, polissulfeto ou mercapto. Com referência à fórmula (II), R4 independentemente para cada “d” ode ser um grupo hidrocarbila tendo de 1 a 18 átomos de carbono ou hidrogênio. Cada Y pode independentemente ser halogênio ou um grupo alcoxitendo de 1 a 12 átomos de carbono. O subscrito “c” pode ser 0, 1, 2, ou 3; o subscrito “b” pode ser 0, 1, ou 2; e c+d pode ser 1, 2, ou 3. Com algumas concretizações, existe a provisão de que quando b for 1 então a+b seja 2 ou 3. Os grupos R3 e R4 da fórmula (II) podem ser selecionados de modo que eles possam reagir com a composição polimérica na qual o material de carga tratado pode ser incorporado. Adicionalmente, o organosilano contendo enxofre pode incluir bis(alcoxisililalquil)polissulfeto representado pela fórmula (III) a seguir: Z1-alqui-Sn’-alqui-Z’ (III)

[0053] Com referência à fórmula (III), “alqui” representa um radical hidrocarboneto divalente tendo de 1 a 18 átomos de carbono, n’ é um número inteiro de 2 a 12; e Z’ é:

na qual R5 é independentemente um grupo alquila tendo de 1 a 4 átomos de carbono ou fenila, e cada R6 é independentemente um grupo alcoxi tendo de 1 a 8 átomos de carbono, um grupo cicloalcoxi com 5 a 8 átomos de carbono, ou uma cadeia linear ou ramificada do grupo alquilmercapto com 1 a 8 átomos de carbono. Os grupos R5 e R6 podem ser os mesmos ou diferentes. Ademais, o grupo alquila divalente pode ser uma cadeia linear ou ramificada, um grupo hidrocarboneto alifático saturado ou insaturado ou um grupo hidrocarboneto cíclico. Exemplos não limitativos de bis(alcoxisililalquil)-polissulfetos pode incluir bis(2-trialcoxisilietil)-polissulfetos nos quais o grupo trialcoxi pode ser trimetoxi, trietoxi, tri(metoiletoxi), tripropoxi, tributoxi, etc.., até o trioctiloxi e o polissulfeto serem tanto di-, tri-, tetra-, penta-, ou hexassulfeto, ou misturas dos mesmos. Adicionalmente, outros exemplos não limitativos podem incluir o correspondente bis(3-trialcoxisililpropil)-, bis(3- trialcoxisililisobutil), -bis(4-trialcoxisilibutil)-, etc., até o bis(6-trialcoxisilil-hexil)-polissulfetos. Exemplos não limitativos adicionais de bis(alcoxisililalquil)polissulfetos estão descritos na patente norte-americana No. US 3,873,489, coluna 6, linhas 5-55, e na patente norte-americana No. US 5,580,919, na coluna 11, linhas 11-41. Exemplos não limitativos adicionais de tais compostos podem incluir 3,3’bis(trimetoxisililpropil)dissulfeto, 3,3’- bis(trietoxisililpropil)tetrassulfeto), 3,3’- bis(trimetoxisil)propil)tetrassulfeto, 2,2’- bis(trietoxisililetil)tetrassulfeto, 3,3’- bis(trimetoxisililpropil)trissulfeto, 3,3’- bis(trietoxisililproil)trissulfeto, 3,3’- bis(tributoxisililpropil)dissulfeto, 3,3’- bis(trimetoxisilpropil)hexasulfeto, e 3,3’- bis(trioctoxisililpropil)tetrassulfeto e misturas dos mesmos.

[0054] O organosilano contendo enxofre também pode ser um composto mercapto-organometálico representado pela fórmula (IV) a seguir:

[0055] Com referência à fórmula (IV), M’ é silício, L é halogênio ou -ORs, Q é hidrogênio, alquila C1-C12, ou alquila C1-C12 halo substituída, R7 é alquileno C1-C12, R8 é alquila C1-C12 ou alcoxialquila contendo de 2 a 12 átomos de carbono, o halogênio ou grupo (halo) sendo cloro, bromo, iodo, ou flúor, e n é 1, 2, ou 3. Em uma concretização não limitativa, os reagentes mercapto-organometálicos tendo dois grupos mercapto podem ser utilizados.

[0056] Exemplos não limitativos de compostos mercapto- organometálicos incluem, mas não estão limitados aos mercaptometiltrimetoxisilano, mercaptoetiltrimetoxisilano, mercaptopropiltrimetoxisilano, mercaptometiltrietoxisilano, mercaptoetiltripropoxisilano, mercaptopropiltrimetoxisilano, (mercaptometil)dimetiletoxisilano, (mercaptometil)metildietoxisilano, 3-mercaptopropil-metildimetoxisilano, e misturas dos mesmos.

[0057] Com algumas concretizações da presente invenção, os organosilanos contendo enxofre podem ser um composto mercapto- organometálico tal como um mercaptosilano diferente do organosilano utilizado na composição de tratamento da etapa (a), por exemplo, mercaptopropiltrimetoxisilano e/ou mercaptometiltrietoxisilano.

[0058] Ademais, é contemplado que o organosilano contendo enxofre representado pela fórmula (IV), que é diferente do agente de acoplamento organosilano acima mencionado representado pela fórmula (I), que pode ser utilizado na etapa (a) do processo da presente invenção, pode ser um composto mercapto-organometálico no qual o grupo mercapto é bloqueado, ou seja, o átomo de hidrogênio mercapto é substituído por um outro grupo. Os compostos mercapto-organometálicos bloqueados podem ter um heteroátomo insaturado ou ligação de carbono diretamente ao enxofre via uma única ligação. Exemplos não limitativos dos grupos de bloqueio específicos podem incluir éster de tiocarboxilato, éster de ditiocarbamato, éster de tiossulfonato, éster de tiossulfato, éster de tiofosfato, éster de tiofosfanato, e éster de tiofosfinato.

[0059] Com algumas concretizações não limitativas, nas quais um composto mercapto-organometálico é utilizado como um material de acoplamento opcional, um agente de desbloqueio pode ser adicionado à mistura do composto polimérico para desbloquear o composto mercapto-organometálico bloqueado. Com algumas concretizações não limitativas nas quais a água e/ou álcool estão presentes na mistura, um catalisador, tal como, aminas terciárias, ácidos Lewis, ou tióis, podem ser utilizados para iniciar e promover a perda do grupo de bloqueio através da hidrólise ou alcoólise para liberar os compostos mercapto- organometálicos correspondente. Exemplos não limitativos de mercaptosilanos bloqueados podem incluir mas não estão limitados a 2-trietoxisilil-1-etil tioacetato, 3-trimetoxi- silil-1-propil-tiooctato, bis-(3-trietoxisilil-1-propil)- metilditiofosfanato, 3-trietoxisilil-1- propildimetiltiofosfinato, 3-trietoxisilil-1- propilmetiltiosulfato, 3-trietoxisilil-1- propiltoluenotiosulfonato, e misturas dos mesmos.

[0060] A quantidade destes organosilanos contendo enxofre opcional pode variar amplamente e pode depender do material particular selecionado. Por exemplo, a quantidade destes organosilanos contendo enxofre opcional pode ser maior que 0,1% com base no peso do material de carga não tratado, tal como de 0,5% a 25% com base no peso do material de carga não tratado, ou de 1% a 20% ou de 2% a 15%.

[0061] Em determinadas concretizações, a composição de tratamento da invenção pode ainda incluir um organosilano halo- funcional, o qual incluir um composto monomérico, dimérico, oligomérico e/ou um composto polimérico possuindo funcionalidade de halogênio e funcionalidade alcanodioxisilil derivada de: (i) compostos contendo polihidroxila na qual o grupo alcanodióxi é covalentemente ligado a um átomo Si único através de ligações Si-O para formar um anel; e/ou (ii) os grupos alcanodióxi são covalentemente ligados a pelo menos dois átomos Si através das ligações Si-O para formar um dímero, oligômero ou polímero no qual as unidades silila adjacentes são ligadas em cada um dos outros através das estruturas de ligação de alcanoalcoxi. Os referidos organosilanos halo- funcionais são descritos em detalhes nas publicações de pedidos de patente norte-americanos Nos.: 2011/0003922A1, publicado em Janeiro 6, 2011, nos parágrafos [0020} a {0057], as porções citadas aqui, sendo incorporadas em sua íntegra.

[0062] As misturas de quaisquer dos agentes de acoplamento acima mencionados pode ser utilizada no processo da presente invenção.

[0063] Com algumas concretizações, em adição ao agente de tratamento descrito previamente aqui, a composição de tratamento pode opcionalmente incluir ainda um primeiro ou um agente adicional de não-acoplamento ou agente compatibilizante que é diferente daquele agente de tratamento. O agente/compatibilizante de não acoplamento adicional pode ser selecionado a partir de biopolímeros saturados, ácidos graxos aturados, ácidos orgânicos saturados, emulsões poliméricas saturadas, composição de revestimento polimérica saturada, e misturas dos mesmos. O agente/compatibilizante de não acoplamento adicional pode alternativamente ou ainda incluir um surfactante selecionado de surfactantes aniônicos, surfactantes não-iônicos e surfactantes anfotéricos, e as misturas dos mesmos. Como utilizado aqui, o termo surfactante exclui os ácidos graxos insaturados.

[0064] O agente/compatibilizante de não-acoplamento adicional pode, com algumas concretizações, estar presente em uma quantidade maior que 1% a 25% em peso com base no peso total do material de carga não tratado, de modo que a massa total de SiO2, seja precipitada. Por exemplo, o agente/compatibilizante não-acoplamento adicional pode ser escolhido a partir de sais dos ácidos, sarcosinatos de alquila, sais de sarcosinatos de alquila, e misturas dos mesmos. Exemplos não limitativos específicos de tais podem ser encontrados na patente norte-americana No. US 7,569,107, na coluna 5, linha 9, até a coluna 7, linha 21, as porções aqui citadas sendo incorporadas por referência. Com algumas concretizações da presente invenção, o agente /compatibilizante de não-acoplamento adicional pode incluir um ou mais dos surfactantes aniônicos selecionados a partir de estearato de sódio, estearato de amônia, cocoato de amônio, laurato de sódio, sarcosinatos de cocil sódico, sarconsinato de lauroil sódico, sabão de sódio de sebo, sabão de sódio de coco, sarcosinatos de miristoil de sódio, e/ou ácido sarcosina de estearoila.

[0065] O agente/compatibilizante de não-acoplamento adicional, com algumas concretizações, está presente em uma quantidade a partir de não mais que 1% até e incluindo 25% em peso, por exemplo, 2,0% a 20,0%, ou 4% a 15%, ou 5% a 12% em peso com base no peso total do material de carga não tratado, tal como da massa total de SiO2 que foi precipitada.

[0066] Com algumas concretizações, o agente/compatibilizante de não-acoplamento adicional pode ser um organosilano de não acoplamento. Exemplos não limitativos de silanos de não- acoplamento a partir dos quais o agente/compatibilizante de não-acoplamento adicional pode ser selecionado, com algumas concretizações, incluem octadeciltrietoxisilano, octadeciltriclorosilano, octadeciltrimetoxisilano, propiltrietoxisilano, propiltrimetoxisilano, propiltriclorosilano, n-octiltrimetoxisilano, n- octiltrietoxisilano, n-octiltriclorosilano, n- hexiltrimetoxisilano, n-hexiltrietoxisilano, e/ou n- hexiltriclorosilano.

[0067] Deve ser entendo que para o propósito da presente invenção, qualquer um dos organosilanos acima mencionados, incluindo os organosilanos tendo a estrutura (I) como descrito acima podem, com algumas concretizações, incluir hidrolisados parciais dos mesmos.

[0068] O material de carga não tratado utilizado com várias concretizações da presente invenção podem ser preparados utilizando qualquer um de uma variedade de métodos conhecidos do estado da técnica. Por exemplo, no exemplo, onde o material de carga não tratado é sílica não tratada, o material de carga não tratado pode ser preparado através da combinação de uma solução aquosa de silicato de metal solúvel com a solução ácida para formar um mosto de sílica; o mosto de sílica pode, opcionalmente ser envelhecido, ácido u base podem ser adicionados ao mosto de sílica opcionalmente envelhecido para ajustar o pH do mosto; o mosto de sílica pode ser filtrado, opcionalmente lavado, e então seco usando técnicas reconhecidas do estado da técnica. Uma composição de tratamento tal como qualquer uma daquelas descritas acima pode ser adicionada a qualquer etapa do processo acima-descrito antes da secagem de acordo com várias concretizações da presente invenção.

[0069] Com algumas concretizações alternativas, a presente invenção é dirigida a um processo para produção de uma sílica precipitada tratada que inclui: (a) combinar o metal alcalino e o ácido para formar um mosto não tratado; (b) tratar, opcionalmente, o mosto não tratado com a composição de tratamento incluindo o agente de tratamento para formar um mosto tratado; (c) secar o mosto não tratado de (a), ou secar o mosto tratado de (b), para em cada caso produzir uma sílica precipitada seca; (d) formar um mosto aquoso da sílica precipitada seca da etapa © com a composição de tratamento que inclui o agente de tratamento para formar um mosto de sílica tratada; e (e) secar o mosto de sílica tratada para produzir uma sílica precipitada tratada seca.

[0070] Com algumas concretizações e com referência ao processo acima resumido, se ou não uma composição de tratamento tenha sida incluída no mosto não tratado antes da secagem, um mosto aquoso da sílica precipitada seca (tratada ou não tratada) pode ser preparado, e uma composição de tratamento pode então ser adicionada para formar um mosto tratado de sílica precipitada, o qual é subsequentemente seco novamente para produzir uma sílica precipitada tratada.

[0071] Adicionalmente, a sílica precipitada de qualquer uma das concretizações acima mencionadas pode ser incluída em uma combinação polimérica e compostada com uma composição de tratamento como descrito previamente aqui.

[0072] Uma descrição adicionalmente detalhada do processo para formação da sílica tratada pode ser observado a seguir nos Exemplos.

[0073] Os silicatos de metal apropriados que podem ser utilizados com algumas das concretizações da presente invenção podem incluir uma ampla variedade de materiais conhecidos do estado da técnica. Exemplos não limitativos podem incluir, mas não estão limitados ao silicato de alumina, silicato de lítio, silicato de sódio, silicato de potássio, e misturas dos mesmos. O silicato de metal pode ser representado através da fórmula estrutural representada a seguir: M2O(SiO2)x, onde M pode ser alumina, lítio, sódio ou potássio, e x pode variar de 0,1 a 4.

[0074] Os ácidos apropriados que podem ser utilizados com algumas das concretizações da presente invenção podem ser selecionados a partir de uma ampla variedade de ácidos conhecidos do estado da técnica. Exemplos não limitativos podem incluir, mas não estão limitados aos ácidos minerais, ácidos orgânicos, dióxido de carbono, ácido sulfúrico, e misturas dos mesmos.

[0075] Os materiais de carga tratados que são preparados através dos processos da presente invenção são apropriados para inclusão em composições poliméricas orgânicas. Os materiais de carga tratados preparados através do processo da presente invenção são úteis com algumas das concretizações nas composições de combinação de borrachas, tais como composições de borrachas utilizadas na fabricação de pneus e componentes de pneu, tais como bandas de rodagem de pneus.

[0076] As composições poliméricas dentro das quais estão os materiais de carga tratados preparados de acordo com o método da presente invenção incluem, mas não estão limitadas àquelas descritas em: “Kirk Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, Fourth Edition, 1996, Volume 19, pp 881-904”, cuja descrição está sendo aqui incorporada por referência. O material de carga tratado preparado de acordo com as várias concretizações da presente invenção pode ser misturado com o polímero ou com os componentes polimerizáveis dos mesmos enquanto a forma física do polímero ou dos componentes polimerizáveis está em qualquer forma líquida ou combinável, tal como uma solução, suspensão, látex, dispersão, e do gênero. As composições poliméricas contendo o material de carga tratado da presente invenção podem ser moídas, misturado, moldado e, opcionalmente, curado, por qualquer maneira conhecida do estado da técnica, para formar um artigo polimérico. As classes de polímeros podem incluir, mas não estão limitadas as resinas termoplásticas, e termorrígidas, compostos de borracha, e outros polímeros tendo propriedades elastoméricas.

[0077] Os polímeros acima mencionados podem incluir, por exemplo, resinas alquida, resinas alquida modificadoras de óleos, poliésteres insaturados, óleos naturais (por exemplo, linhaça, tungue, soja), epóxidos, nylons, poliéster termoplástico (por exemplo, tereftalato de polietileno, tereftalato de polibutileno), policarbonato, ou seja, termoplástico ou termo-fixado (termorrígido), polietilenos, polibutileno, poliestirenos, polipropilenos, co- propileno- etileno e terpolímeros, acrílicos (homopolímeros e copolímeros de ácido acrílico, acrilatos, metacrilatos, acrilamida, seus sais, hidrohaletos, etc..), resinas fenólicas, polioximetileno (homopolímeros e copolímeros), poliuretanos, polissulfona, borrachas de polissulfeto, nitrocelulose, butirato de vinila, vinilas (polímeros contendo cloreto de vinila e/ou acetato de vinila), etil celulose, acetatos de celulose e butirato, viscose rayon, Shellac, ceras, copolímeros de etileno (por exemplo, copolímeros de acetato de vinil-etileno, copolímeros de ácido etileno-acrílico, copolímeros de etileno-acrilato), borrachas orgânicas (ambas sintéticas e naturais), e do gênero.

[0078] A quantidade de material de carga tratado que pode ser utilizada em uma composição polimérica pode variar amplamente dependendo da composição polimérica e das propriedades desejadas do artigo a ser formado a partir da composição polimérica. Por exemplo, a quantidade de material de carga tratado presente na composição polimérica pode variar de 5 até 70% em peso com base no peso total da composição polimérica.

[0079] Com algumas concretizações não limitativas, a composição polimérica pode incluir uma borracha orgânica. Exemplos não limitativos de tais borrachas podem incluir, mas não estão limitados a borracha natural, aquelas formadas a partir da homopolimerização de butadieno e seus homólogos e derivados tais como: cis-1,4-poliisopreno, 3,4-poliisopreno; cis-1,4-polibutadieno; trans-1,4-polibutadieno; 1,2- polibutadieno; e aqueles formados a partir da copolimerização de butadieno e seus homólogos e derivados com um ou mais monômeros copolimerizáveis contendo insaturação etilênica, tal como estireno e seus derivados, vinil-piridina e seus derivados, acrilonitrila, isobutileno e acrilatos alquila substituídos, tais como metacrilato de metila. Exemplos não limitativos adicionais podem incluir borracha de copolímero de estireno-butadieno composta de várias porcentagens de estireno e butadieno e empregando os vários isômeros de butadieno como desejado (daqui em diante “SBR”), terpolímeros de estireno, polímeros de isopreno e butadieno, e seus vários isômeros, copolímero a base de acrilonitrila e composições de borracha de terpolímero, e composições de borracha baseada em isobutileno, ou uma mistura dos mesmos, como descrito em por exemplo, nas patentes norte-americanas Nos.: US 4,530,959; US 4,616,065; US 4,748,199; US 4,866,131; US 4,894,420; US 4,925,894; US 5,082,901; e US 5,162,409.

[0080] Exemplos não limitativos de polímeros orgânicos apropriados podem incluir copolímeros de etileno com outras alfa-olefinas altas, tais como propileno, buteno-1 e penteno- 1 e um monômero de dieno. Os polímeros orgânicos podem ser bloqueados, aleatórios, ou sequenciais e podem ser preparados através de métodos conhecidos do estado da técnica, tais como, mas não limitados à emulsão (por exemplo, e-SBR) ou processos de polimerização de solução (por exemplo, s-SBR). Exemplos não limitativos adicionais de polímeros para uso na presente invenção podem incluir aqueles que são parcialmente ou completamente funcionalizados, incluindo polímeros acoplados ou polímeros de ramificação estrela (“star-branched”). Exemplos não limitativos adicionais de borracha orgânica funcionalizada podem incluir policloropreno, clorobutil e borracha de bromobutil, bem como borracha de isobutileno-co- parametilestireno brominado. Em uma concretização não limitativa, a borracha orgânica pode ser polibutadieno, s-SBR e misturas dos mesmos.

[0081] A composição polimérica pode ser uma borracha curável. O termo “borracha curável” pretende incluir borracha natural e suas várias formas, brutas e recuperadas, bem como várias borrachas sintéticas. Em concretizações alternativas não limitativas, a borracha curável pode incluir combinações de SBR e borracha de butadieno (BR), SBR, BR e borracha natural e qualquer outra combinação de materiais previamente descrita como borracha orgânica. Na descrição desta invenção, os termos “borracha”, “elastômero” e “elastômero de borracha” podem ser utilizados intercaladamente, a menos que de outro modo indicado. Os termos “composição de borracha”, “borracha combinada” e “composto de borracha” são utilizados intercaladamente para referir-se a borracha que foi combinada ou misturada com vários ingredientes e materiais, e tais termos são bem conhecidos do estado da técnica e dos técnicos no assunto de mistura de borracha ou combinação de borracha.

[0082] As composições de borracha que incluem o material de carga tratado produzidas pelo processo da presente invenção, podem ser utilizadas na fabricação de uma quantidade muito grande de artigos de borracha, tais como por exemplo, um pneu, pelo menos um componente do qual, por exemplo, a banda de rodagem, compreende a composição de borracha curada, bem como outros artigos de borracha tais como solas de sapato, mangueiras, vedações, cabos, jaquetas, gaxetas, cintos, e do gênero. As composições de borracha compreendendo o material de carga tratado produzido pelo processo da presente invenção são particularmente vantajosos para uso na fabricação de banda de rodagem de pneus apresentando baixa resistência ao rolamento e alta resistência ao desgaste, inclusive quando a banda de rodagem do pneu é baseada em borracha natural. Além disso, com algumas concretizações da presente invenção, temperaturas de cura menores podem ser conseguidas para as composições de borracha natural contendo o material de carga produzido pelo processo da presente invenção.

[0083] O material de carga tratado da presente invenção (como um pó, grânulo, pelota, mosto, suspensão aquosa, ou suspensão solvente) pode ser combinado com o material básico, ou seja, material utilizado nos produtos a serem fabricados, para formar uma mistura referida como uma “masterbatch”. No concentrado masterbatch, o material de carga pode estar presente em concentrações mais elevadas do que no produto final. As alíquotas desta mistura são tipicamente adicionadas para quantidades de tamanho da produção durante as operações de mistura de modo a auxiliar na dispersão uniforme de quantidades muito pequenas de tais aditivos para a composição polimérica, por exemplo, plásticos, borrachas e composições de revestimento.

[0084] O material de carga tratado pode ser combinado com emulsão e/ou solução polimérica, por exemplo, borracha orgânica compreendendo a solução de estireno/butadieno (SBR), borracha de polibutadieno ou uma mistura dos mesmos, para formar um concentrado masterbatch. Uma concretização contemplada é uma masterbatch compreendendo uma combinação de borracha orgânica, solvente imiscível em água, material de carga tratado e opcionalmente óleo de processamento. O referido produto pode ser fornecido por um produtor de borracha para um fabricante de pneu. O benefício para o fabricante de pneu do uso de um masterbatch que é o do material de carga tratada ser uniformemente disperso na borracha, o que resulta na minimização do tempo de mistura para produzir a borracha combinada. O masterbatch pode conter de 10 a 150 partes de sílica tratada por 100 partes de borracha (phr), preferivelmente de 20 a 130 phr, mais preferivelmente, de 30 a 100 phr, e mais preferivelmente, de 50 a 80 phr.

[0085] A presente invenção é mais particularmente descrita nos exemplos a seguir, nos quais se pretende ilustrar apenas, uma vez que numerosas modificações e variações da presente invenção serão aparentes aos técnicos no assunto. A menos que de outro modo especificado, todas as partes e todas as porcentagens são em peso.

Exemplos Parte 1 - Teste analítico:

[0086] Os valores da área superficial da sílica CTAB reportados nos exemplos deste pedido de patente foram determinados usando uma solução CTAB e o método descrito daqui em diante. A análise foi realizada usando um titulador automático Titrino Metrohm 751, equipado com uma bureta de 50 milímitros “Snap-In” intercalável Metrohm, e um PC modelo Brinkmann Probe Colorimeter 910 equipado com um filtro de 550 nm. Em adição, um Mettler Toledo HB43 ou equivalente foi utilizado para determinar a perda de umidade a 105°C da sílica e uma centrífuga Modelo Fisher Scientific CentrificTM 225 foi utilizada para separar a sílica e a solução CTAB residual. O excesso de CTAB foi determinado através de auto-titulação com uma solução de AEROSOL® OT (sulfossucinato de dioctilsódico, disponível na Cytec Industries, Inc.), até uma turbidez máxima ser alcançada, a qual foi detectada com o colorímetro de sonda. O ponto de turbidez máxima foi tomado como correspondente a uma leitura de milivolt de 150. Sabendo a quantidade de CTAB adsorvido para um determinado peso da sílica e o espaço ocupado pela molécula CTAB, a área superficial específica externa da sílica foi calculada e reportada como metros quadrados por grama sobre uma base de peso seco.

[0087] As soluções requeridas para teste e preparação incluíram um tampão de pH 9,6, brometo de cetil [hexadecil]trimetil amônio (CTAB, também conhecido como brometo de hexadecil trimetil amônio, grau técnico), AEROSOL® OT e 1 N de hidróxido de sódio. A solução tampão de pH 9,6 foi preparada através da dissolução de 3,101 g de ácido ortobórico (99%, grau técnico, cristalino), em um frasco volumétrico de um litro, contendo 500 mililitros de água deionizada e 3,708 gramas de sólidos de cloreto de potássio (Fisher Scientific, Inc., grau técnico, cristalina). Usando uma bureta, 36,85 mililitros de 1N da solução de hidróxido de sódio foram adicionados. A solução foi misturada e diluída em volume.

[0088] A solução CTAB foi preparada usando 11,0 g +/- 0,005g de CTAB em pó sobre um disco de pesagem. O pó CTAB foi transferido para um béquer de 2 litros e o disco de pesagem foi lavado com água deionizada. Aproximadamente, 700 mililitros da solução tampão com pH 9,6 e 1000 mililitros de água destilada ou água deionizada foi adicionado ao béquer de 2 litros e agitado com uma barra magnética de agitação. Um vidro de relógio grande foi colocado sobre o béquer e o béquer foi agitado em temperatura ambiente até o pó de CTAB foi totalmente dissolvido. A solução foi transferida para um frasco volumétrico de 2 litros, lavado o béquer e a barra de agitação com água deionizada. As bolhas foram deixadas dissipara, e a solução diluída ao volume com água deionizada. Uma barra de agitação grande foi adicionada e a solução misturada em um agitador magnético por aproximadamente 10 horas. A solução CTAB pode ser utilizada após 24 horas e por apenas 15 dias. A solução AEROSOL® OT foi preparada usando 3,46 g +/- 0,005 g, que foi colocado sobre um disco de pesagem. O AEROSOL® OT sobre o disco de pesagem foi lavado em um béquer de 2 litros, que continha cerca de 1500 mililitros de água deionizada e uma barra de agitação grande. A solução AEROSOL® OT foi dissolvido e lavado em um frasco volumétrico de 2 litros. A solução foi diluída na marca do volume de 2 litros no frasco volumétrico. A solução AEROSOL® OT foi deixada envelhecer por um mínimo de 12 dias antes do uso. O prazo de validade da solução AEROSOL® OT é 2 meses a partir da data de preparação.

[0089] Antes da preparação da amostra da área superficial, o pH da solução cTAB foi verificado e ajustado para um pH de 9,6 +/- 0,1 usando 1N da solução de hidróxido de sódio. Para o cálculo do teste, uma amostra controle foi preparada e analisada. 5 mililitros da solução CTAB foi pipetada e 55 mililitros de água deionizada foram adicionados dentro de um béquer de 150 mililitros e analisado em um titulador automático Titrino Metrohm 751. O titulador automático foi programado para determinação da amostra controle e das amostras com os parâmetros a seguir: densidade do ponto de medida = 2, desvio de sinal = 20, tempo de equilíbrio = 20 segundos, volume de partida = 0 ml, volume de parada = 35 ml, e ponto final fixado = 150 mV. A ponta da bureta e a sonda colorimétrica foram colocadas apenas abaixo da superfície da solução, posicionado de modo que a ponta e o comprimento do caminho da foto da sonda foram completamente submergidos. Ambas, a ponta e a sonda de foto foram essencialmente equidistantes do fundo do béquer e não tocou um no outro. Com agitação mínima (ajuste de 1 sobre o agitador Metrohm 728) o colorímetro foi ajustado a 100% de T antes de cada amostra controle e amostra para determinação e titulação ser iniciada com a solução AEROSOL® OT. O ponto final foi registrado como o volume (ml) de titulação em 150 mV.

[0090] Para a preparação da amostra de teste, aproximadamente 0,30 gramas de sílica em pó foi pesada em um recipiente de 50 mililitros contendo uma barra de agitação. As amostras de sílica granulada foram embaralhadas (“riffled”) (antes da moagem e pesagem) para obter uma sub-amostra representativa. Um moedor do estilo de moinho de café foi utilizado para moer os materiais granulados. Então 30 mililitros do pH ajustado a solução CTAB foi pipetada dentro do recipiente da amostra contendo 0,30 gramas da sílica em pó. A sílica e a solução CTAB foram então misturadas em um agitador durante 30 minutos. Quando a mistura foi completada, a sílica e a solução CTAB foram centrifugadas durante 20 minutos para separar a sílica e excesso da solução CTAB. Quando a centrifugação foi completada, a solução CTAB foi pipetada dentro de um recipiente limpo mínimo de sólidos separados, referido como “centrifugado”. Para análise da mostra, 50 mililitros de água deionizada foram colocados dentro de um béquer de 150 mililitros contendo uma barra de agitação. Então 10 mililitros da amostra centrifugada foram pipetados para análise dentro do mesmo béquer. A amostra foi analisada usando a mesma técnica e procedimento programado como utilizado para a solução controle.

[0091] Os valões da área superficial BET reportados nos exemplos deste pedido de patente foram determinados de acordo com o método Brunauer-Emmet-Teller (BET) de acordo com o ASTM D1993-03. A área superficial BET foi determinada através do ajuste de cinco pontos de pressão relativos a partir de uma medida isotérmica de sorção de nitrogênio feita com um instrumento Micrométrico TriSTAR 3000TM. Uma estação de fluxo Prep-060TM proveram calor e um gás de fluxo contínuo para preparar amostras para análise. Antes da sorção de nitrogênio, as amostras de sílica foram secas através de aquecimento para uma temperatura de 160°C no escoamento de nitrogênio (grau P5) por pelo menos uma (1) hora.

[0092] Os valores de porcentagem em peso de carbono (C) e enxofre (S) reportados nos exemplos deste pedido de patente foram determinados usando um analisador Flash elementar 2000. Este sistema foi montado para monitorar o carbono e o enxofre. Os parâmetros típicos incluídos: o forno de combustão sendo ajustado a 950°C, a temperatura do forno GC sendo ajustada para 65°C, o portador da taxa de fluxo de gás hélio sendo ajustado para 140 mL/minutos, a taxa de referência do fluxo de gás hélio sendo ajustada a 100 mL/minutos, a taxa de fluxo de oxigênio sendo ajustada a 250 mL/minutos e o tempo de injeção de oxigênio de 5 segundos. Para uma determinada corrida, os padrões de calibração, amostras, e controles foram tipicamente organizados. Para cada 8-10 mg de pentóxido de vanádio (V2O5) foi adicionado. O tamanho da amostra foi entre 2-4 mg e elas foram vedadas em cápsulas de estanho antes da análise. Se o padrão de controle não estava dentro de + 10% relativos ao valor aceitável conhecido ou as amostras de corrida em duplicadas não corresponderam (+ 5% relativa), a amostra total foi reanalisada.

[0093] Os valores de mercaptano da porcentagem em peso (SH) reportado nos exemplos deste pedido de patente foram determinados usando um método de retro-titulação. As amostras foram dispersos em 75 mL de 2-propanol, seguido pela adição do excesso de 0,1N da solução de iodo. A solução de teste foi então corada com nitrogênio, capeada e deixada em agitação durante 15 minutos. O iodo não reagido foi subsequentemente retro-titulado com tiossulfato de sódio 0,05 padronizado para um ponto final incolor.Parte 2 - Procedimento de teste do composto e Equipamento

Exemplo A

[0094] Água (74,9 litros) foi adicionado a um tanque de reator de 150 L e aquecido a 87°C via corrente indireta de mola aquecida. Silicato de sódio (3,0 L) foi adicionado em uma taxa de 560 mL/minuto para conseguir uma concentração de Na2O de 2,6 g/L e um valor ácido de 7,8. A concentração de Na2O e um valor ácido foram confirmados através da titulação de silicato de sódio/mistura de água usando o método de titulação Na2O e o método de titulação de valor ácido descrito acima. A temperatura foi mantida em 87°C via corrente indireta pelo aquecimento da mola e a etapa de precipitação foi iniciada. O reator de 150 litros foi agitado via o agitador do tanque principal. O agitado principal foi deixado em uma adição simultânea na etapa de precipitação foi iniciada. O silicato de sódio (50,4 litros) e 3,2 litros de ácido sulfúrico foram adicionados simultaneamente durante um período de 90 minutos. O silicato de sódio foi adicionado via uma abertura do tubo próximo ao fundo do tanque em uma taxa de 560 ml/minuto e o ácido sulfúrico foi adicionado diretamente acima das lâminas secundárias do misturador em alta velocidade. A taxa de adição ácida mediada em 36,0 ml/minuto durante o curso de 90 minutos na etapa de adição simultânea.

[0095] No final da etapa de adição simultânea, uma etapa de envelhecimento de 100 minutos foi iniciada. O pH da solução foi ajustada em 8,5 usando ácido sulfúrico. O agitador secundário de alta velocidade foi desligado. O estearato de sódio, 1244g foi pulverizado dentro do reator lentamente durante o curso de 15-20 minutos. A mistura de reação completou o envelhecimento sob agitação para o remanescente de 100 minutos. A temperatura foi mantida a 87°C. Após a etapa de envelhecimento ser completada, o ácido sulfúrico foi adicionado para alcançar um pH final na batelada de 4,8.

[0096] A mistura foi bombeada dentro de um filtro de prensa e lavada até a condutividade da água de enxague medir menos que 1000 microsiemens. Cerca de 75% da massa de sílica inicial esperada foi recuperada e transferida de volta dentro de um reator de 150L. Aproximadamente 20L de água da cidade em temperatura ambiente foram adicionados e o bolo de filtro foi re-liquefeito usando o agitador principal. Neste ponto, 710 gramas de monoidrato de hidrocloreto de L-cisteína foram adicionados em uma proporção de tratamento de ~7,0 partes por cem milhões de sílica (PHS). O pH foi elevado a 4,0 om 50% de NaOH e deixado para ajustar por 48 horas antes de ser enviado de volta através do filtro de prensa até a água de enxague alcançar uma condutividade e 1000 microsiemens.

[0097] O bolo de filtro resultante foi re-misturado com água para formar um mosto bombeável e pulverizado a seco usando um secador de pulverização Niro (Modelo de utilidade 5 com o tipo atomizador giratório FU-1, Niro Inc.). o pós pulverizado seco foi granulado usando um compactador de rolos Alexanderwerk WP120X40 com as condições a seguir, velocidade do fuso = 55 rpm, velocidade dos rolos 4,5 rpm, velocidade do triturador = 55 rpm, pressão hidráulica = 2,5 MPa (25 bar) e tamanho da peneira ~7 mesh. As propriedades físicas das sílicas sintetizadas estão resumidas na Tabela 1, demonstrando que os aminoácidos de cisteína colocaram um enxofre mensurável do conteúdo de enxofre sobre a superfície da sílica. Tabela 1 Propriedades físicas e químicas

Formulação 1 - Banda de rodagem do modelo de passageiro:

[0098] As formulações da banda de rodagem do modelo de passageiro utilizadas para comparar o Exemplo A da invenção e as sílicas comparativas são mostradas na tabela 2. Um misturador de 1,89 (L) litros - Kobelco Stewart Bolling Inc.(Modelo “00”) equipado com 4 alas de rotores e um moinho de borra de dois rolos com 30,48 cm (12 polegadas) Farrel foi utilizado para misturar os ingredientes, seguindo ASTM D3182-89.

[0099] As formulações foram misturadas usando uma passagem não-produtiva, permitindo que o composto resfrie, seguido por uma acabamento na moagem sobre um moinho de dois rolos. Para a primeira passagem, a velocidade do misturador foi ajustada em 85 rpm e a temperatura de partida de 65,55°C (150°F). Ambas, a solução de borracha de estireno-butadieno (SBR), BUNA® VSL 5228-2 (conteúdo de vinila: 52%, conteúdo de estireno: 28%, conteúdo de óleo de extrato aromático destilado tratado (TDAE): 37,5 partes por cem milhões de borracha (phr); viscosidade Mooney (ML(1+4)100°C):50) obtido comercialmente de LANXESS, e borracha de butadieno (BR), BUDENETM 1207 (contendo de cis 1,4: 98%, viscosidade Mooney (ML (1+4)100°C):55) obtida comercialmente na The Goodyear Tire & Rubber Company, polímeros foram adicionados ao misturador. Após 30 segundos dentro do ciclo do misturador metade da sílica de teste foi adicionada ao misturador. Após outros 30 segundos dentro do ciclo do misturador, a outra metade da sílica de teste, bem como o óleo de processamento VIVATEC® 500 TDAE obtida comercialmente na H& R Group Inc., foi adicionado ao misturador. Após outros 30 segundos dentro do ciclo do misturador, a força foi aumentada e a calha foi varrida, ou seja, a cobertura da calha de entrada foi elevada e qualquer material que foi encontrado na calha foi varrida de volta para dentro do misturador e então a força foi diminuída. Após outros 30 segundos dentro do ciclo do misturador, a combinação de oxido de zinco tratado superficial KADOX®-720C, obtido comercialmente da Zinc Corporation of America, o ácido esteárico em grau de borracha, obtido comercialmente na R.E. Carroll, Stangard SANTOFLEX® 13 anti- oxidante (“antiozonant”), descrito como N-(1,3-dimetilbutil)- N’-fenil-p-fenilenodiamina, obtido comercialmente da Harwick Standard e a cera de hidrocarboneto anti-oxidante melhorado SUNPROOF® obtida comercialmente da AddivantTM USA, LLC., foi adicionada ao misturador. Após outros 30 segundos, a força foi elevada e a calha varrida. A partir de 150 segundos dentro do ciclo do misturador seguiu a velocidade do misturador foi ajustada para alcançar e/ou manter uma temperatura de 170°C +/- -20,55°C (338°F +/- 5°F) acima de 390 segundos no cronograma. A primeira passagem foi reduzida em uma temperatura de 170°C +/- -20,55°C (338°F +/- 5°F) após aproximadamente 540 segundos do tempo de mistura total.

[0100] O enxofre marcador de borracha (“enxofre RM”), 100% ativo, obtido comercialmente na Taber, Inc., o SANTOCURE® CBS, n-ciclohexil-2-benzotiazolesulfenamida obtido comercialmente da Harwick Standard, e o difenilguanidina, obtido comercialmente na Harwick Standard Inc., foram combinados dentro da primeira passagem resfriada Masterbatch sobre um moinho de borracha de dois rolos. A moagem foi feita por aproximadamente 5 minutos de desempenho de 5 lados de corte e 5 passagens finais. Tabela 2 Formulação I da banda de rodagem do modelo de passageiro

[0101] Os espécimes de teste de tensão/pressão foram curados durante 30” em 150°C enquanto todos os outros espécimes de teste foram curados por 40” em 150°C. A preparação e o teste do espécime foram realizados usando os procedimentos e o equipamento mostrado na parte 2 (acima). As propriedades do desempenho do composto estão mostradas na Tabela 3.Tabela 3 Resultados da formulação da banda de rodagem do modelo de passageiro

[0102] O material cisteína sem o agente de acoplamento Si-69 produz um composto que tem uma viscosidade Mooney menor ML (1+4) do que o controle comparativo, rigidez melhorada, resistência ao rolamento similar e uma redução na interação do material de carga-material de carga. Quando Si-69 é utilizado em combinação com cisteína, uma queda na resistência ao rolamento (como indicado pelo delta-tangente em 60°C) é observada e um alongamento inferior é visto indicando que o reforço é dado pela cisteína.

Exemplo B

[0103] O mosto de sílica precipitada foi produzido através da neutralização do ácido sulfúrico de um silicato de sódio. Este mosto foi filtrado e lavado para produzir um bolo de filtro. Este bolo de filtro foi misturado com uma lâmina Cowles para formar um sólido em suspensão líquida. a porcentagem de sólidos deste mosto liquefeito foi determinada e utilizado para determinar a quantidade de tratamento aplicado para os respectivos exemplos de acordo com a Equação 1. O L-arginina (98,5% +, Sigma Aldrich) foi adicionado e misturado com uma lâmina Cowles para um mínimo de 10 minutos. Este mosto tratado foi então seco em um secador por pulverização Niro (temperatura de entrada de cerca de 400°C, temperatura de saída de cerca de 105°C). o conteúdo de umidade do pó seco de pulverização estava entre 4-7 por cento em peso. O pó seco por pulverização foi granulado usando um compactador de rolos Alexanderwerk WP 120 x 40 usando uma velocidade de rosca de alimentação de 54,5 rpm, a velocidade do compactador de rolo de 4,6 rpm, uma velocidade de trituração de 55,0 rpm, um intervalo de tela de 1,5 mm, uma pressão de vácuo de 2,62 MPa (26,2 BAR) e em uma pressão de granulação de 2 MPa (20 BAR). As propriedades físicas e químicas estão mostradas na tabela 4. Equação 1: Tratamento (g) = peso do mosto (g)*sólidos (% em peso /100) * 1,00% Tabela 4 Propriedades físicas da sílica tratada

[0104] A sílica foi misturada no composto de borracha indicada no Exemplo A. As propriedades dos compostos de borracha estão mostradas na Tabela 5. Tabela 5 Resultados das formulações da banda de rodagem do modelo de passageiro

[0105] Deve ser observado que a presença de L-arginina reduz o tempo de cura (Tc90) com relação ao exemplo comparativo CE- B.1A. Além disso, existe uma redução na resistência ao rolamento (delta tangente em 60°C), viscosidade Mooney (ML (1+4)) e a interação carga-carga como indicado pela baixa pressão G’ quando utilizada em conjunto com o Si-69 silano.

[0106] Apesar de a presente solução ter sido descrita com referência aos detalhes específicos de determinas concretizações da mesma, não é pretendido que estes detalhes sejam relacionados com limitações ao escopo de proteção da solução, exceto na medida em que eles estejam incluídos nas reivindicações.

Claims

1. Processo para produzir sílica precipitada tratada, caracterizado pelo fato de compreender: (a) combinar um silicato de metal alcalino e um ácido para formar um mosto compreendendo sílica não tratada, sendo que a referida sílica não tratada não foi previamente seca; (b) tratar o referido mosto com uma composição de tratamento compreendendo um agente de tratamento, formando assim um mosto de carga tratado; e (c) secar o referido mosto de carga tratado para produzir uma sílica precipitada tratada, sendo que o referido agente de tratamento compreende pelo menos um de: (i) um aminoácido; e/ou (ii) um polipeptídio.

2. Processo para produzir sílica precipitada tratada, caracterizado pelo fato de compreender: (a) combinar um silicato de metal alcalino e um ácido para formar um mosto não tratado compreendendo sílica não tratada, sendo que a referida sílica não tratada não foi previamente seca; (b) secar o mosto não tratado para produzir uma sílica precipitada tratada; (c) formar um mosto aquoso da sílica precipitada seca com uma composição de tratamento compreendendo um agente de tratamento para formar um mosto de sílica precipitada tratada; e (d) secar o mosto de sílica precipitada tratada para produzir uma sílica precipitada tratada seca, sendo que o citado agente de tratamento compreende pelo menos um de: (i) um aminoácido; e/ou (j) ) um polipeptídio.

3. Processo para produzir sílica precipitada tratada, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de compreender ainda um agente de acoplamento para formar um mosto de sílica precipitada tratada.

4. Processo para produzir sílica precipitada tratada, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de compreender ainda um agente de não acoplamento para formar um mosto de sílica precipitada tratada.

5. Processo para produzir sílica precipitada tratada, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de compreender ainda um agente de não acoplamento para formar um mosto de sílica precipitada tratada.

6. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o referido silicato de metal alcalino compreender silicato de alumínio, silicato de lítio, silicato de sódio, e/ou silicato de potássio.

7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo fato de o agente de tratamento compreender o referido polipeptídio ou o aminoácido ser pelo menos um de cisteína, cistina, arginina, histidina, tirosina, metionina, e prolina.

8. Processo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de a composição de tratamento compreender, adicionalmente, um organosilano diferente do organosilano representado pela fórmula (I) ou um agente de não-acoplamento selecionado dentre um surfactante aniônico, um surfactante não-iônico, um surfactante anfotérico, e combinações dos mesmos, presentes em uma quantidade maior que 1% a 25% em peso com base no peso do material de carga não tratado.

9. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a composição de tratamento compreender adicionalmente um agente de acoplamento compreendendo um organosilano selecionado a partir do grupo consistindo de (4- clorometil-fenil)trimetoxisilano, (4-clorometil- fenil)trietoxisilano, [2-(4-clorometil- fenil)etil]trimetoxisilano, [2-(4-clorometil-fenil)- etil]trietoxisilano, (3-cloro-propenil)-trimetoxisilano, (3- cloro-propeniil)-trietoxisilano, (3-cloro-propil)- trietoxisilano, (3-cloro-propil)-trimetoxisilano, trimetoxi- (2-p-tolil-etil)silano e trietoxi-(2-p-tolil-etil)silano, e combinações dos mesmos, ou um agente de não-acoplamento e sendo que o agente de acoplamento é um ou mais de um biopolímero, ácido graxo, ácido orgânico, emulsão polimérica, composição de revestimento polimérica, e combinações dos mesmos, e sendo que o agente de não-acoplamento difere do agente de tratamento.

10. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a composição de tratamento compreender adicionalmente um agente de não-acoplamento selecionado dentre um surfactante aniônico, um surfactante não-iônico um surfactante anfotérico, e combinações dos mesmos, presente em uma quantidade maior que 1% a 25% em peso com base em peso de material de carga não tratado.

11. Composição de borracha, compreendendo um material de carga tratado produzido pelo processo para produção de material de carga tratada, caracterizada pelo fato de compreendendo: (a) tratar um mosto compreendendo material de carga não tratado, sendo que o referido material de carga não tratado não foi previamente seco, com uma composição de tratamento compreendendo um agente de tratamento formando assim, um mosto do material de carga tratado; e (b) secar o referido mosto de material de carga tratado para produzir o material de carga tratado, sendo que o citado agente de tratamento compreende pelo menos um de: (i) um aminoácido; e/ou (ii) um polipeptídio.

12. Composição de borracha, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de o citado material de carga não tratado ser escolhido a partir de silicato de alumínio, sílica gel, sílica coloidal, sílica precipitada, e misturas dos mesmos.

13. Composição de borracha, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de o material de carga compreender sílica precipitada.

14. Composição de borracha, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de o agente de tratamento compreender o referido polipeptídio ou o aminoácido ser pelo menos um de cisteína, cistina, arginina, histidina, tirosina, metionina, e prolina.

15. Composição de borracha, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de a composição de tratamento compreender adicionalmente um agente de acoplamento organosilano representado pela fórmula (I) a seguir: (R1)a(R2)bSiX4-a-b (I) onde cada R1 é independentemente um grupo hidrocarbila compreendendo de 1 a 36 átomos de carbono e um grupo funcional, sendo que o grupo funcional do grupo hidrocarbila é vinila, alila, hexenila, epóxi, glicidoxi, (met)acriloxi, sulfeto, isocianato, polissulfeto, mercapto, ou halogênio; cada R2 é independentemente um grupo hidrocarbila tendo de 1 a 36 átomos de carbono ou hidrogênio, X é independentemente halogênio ou alcoxi tendo de 1 a 36 átomos de carbono; a é 0, 1, 2, ou 3; b é 0, 1, ou 2; (a+b) é 1, 2, ou 3; provendo que quando b for 1, (a+b) é 2 ou 3.

16. Composição de borracha, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de a composição de tratamento compreender, adicionalmente, um organosilano diferente do organosilano representado pela fórmula (I) ou um agente de não-acoplamento selecionado dentre um surfactante aniônico, um surfactante não-iônico, um surfactante anfotérico, e combinações dos mesmos, presentes em uma quantidade maior que 1% a 25% em peso com base no peso do material de carga não tratado.

17. Composição de borracha, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de a composição de tratamento compreender adicionalmente um agente de acoplamento compreendendo um organosilano selecionado a partir do grupo consistindo de (4-clorometil-fenil)trimetoxisilano, (4- clorometil-fenil)trietoxisilano, [2-(4-clorometil- fenil)etil]trimetoxisilano, [2-(4-clorometil-fenil)- etil]trietoxisilano, (3-cloro-propenil)-trimetoxisilano, (3- cloro-propeniil)-trietoxisilano, (3-cloro-propil)- trietoxisilano, (3-cloro-propil)-trimetoxisilano, trimetoxi- (2-p-tolil-etil)silano e trietoxi-(2-p-tolil-etil)silano, e combinações dos mesmos, ou um agente de não-acoplamento e sendo que o agente de acoplamento é um ou mais de um biopolímero, ácido graxo, ácido orgânico, emulsão polimérica, composição de revestimento polimérica, e combinações dos mesmos, e sendo que o agente de não-acoplamento difere do agente de tratamento.

18. Composição de borracha, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de a composição de tratamento compreender adicionalmente um agente de não-acoplamento selecionado dentre um surfactante aniônico, um surfactante não-iônico um surfactante anfotérico, e combinações dos mesmos, presente em uma quantidade maior que 1% a 25% em peso com base em peso de material de carga não tratado.

19. Composição de borracha, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de - o material de carga tratado compreender sílica precipitada tratada; e - a composição de tratamento compreender adicionalmente: (i) pelo menos um agente de acoplamento, e (ii) um agente de não-acoplamento escolhido dentre surfactantes aniônico, não-iônico e/ou anfotérico o qual está presente em uma quantidade maior que 1% a 25% em peso com base em peso de material de carga não tratado.

20. Composição de borracha, compreendendo o material de carga tratado produzido pelo processo, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 e 2, caracterizada pelo fato de compreender borracha natural.

21. Composição de borracha, compreendendo o material de carga tratado produzido pelo processo, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 e 2, caracterizada pelo fato de a composição de borracha ser uma combinação de borracha masterbatch.