CN107254007B - 含有经提纯的非三叶橡胶的组合物以及相关的提纯方法 - Google Patents

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Abstract

本文涉及含有经提纯的非三叶橡胶的组合物以及相关的提纯方法,提供了用于从非三叶胶植物中分离出经提纯的天然橡胶的有机溶剂基方法。所述方法特别可用于包含至少90重量%的源自橡胶草(青胶蒲公英)、鸦葱属山橡胶草(山橡胶草)、乌兹别克鸦葱和它们的组合的根的植物物质。本文也提供了一种具有指定的纯度水平的经提纯的非三叶橡胶产品,其含有100phr的源自橡胶草、鸦葱属山橡胶草,乌兹别克鸦葱和它们的组合的橡胶。另外提供了可由硫硫化的橡胶配混物和经硫硫化的橡胶配混物,其掺入10‑100phr的具有指定的纯度水平的源自橡胶草、鸦葱属山橡胶草,乌兹别克鸦葱和它们的组合的经提纯的非三叶橡胶产品。

Description

含有经提纯的非三叶橡胶的组合物以及相关的提纯方法

本申请是申请日为2013年5月16日、申请号为201380031854.X、发明名称为“含有经提纯的非三叶橡胶的组合物以及相关的提纯方法”的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年5月16日提交的名称为“COMPOSITIONS CON TAINING PURIFIEDNON-HEVEA RUBBER AND RELATED PURIFIC ATION METHODS(含有经提纯的非三叶橡胶的组合物以及相关的提纯方法)”的美国临时专利申请系列No.61/647,778的优先权和任何其他权益,所述申请的全部公开内容以引用方式并入本文。

背景技术

三叶胶植物或树(也称为巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)或橡胶树)为天然橡胶(也称为聚异戊二烯)的公知来源。诸如巴西橡胶树、印度榕(印度橡胶树)和桉叶藤(Cryptostegia grandiflora)(马达加斯加胶藤)的橡胶源产生树液形式的天然橡胶,在所述树液中橡胶悬浮于自由流动的水溶液中,所述树液可通过植物的割浆而回收。各种非三叶胶植物也已知含有天然橡胶,但它们的橡胶储存于植物(例如茎、根或叶)的单独的细胞内,无法通过割浆获得,仅可通过物理或其他手段通过破坏细胞壁而获得。因此,相比于从三叶胶树采集橡胶的过程,从非三叶胶植物中取出橡胶的过程通常更加复杂和必需。

发明内容

本文提供了用于从非三叶胶植物中分离经提纯的天然橡胶的有机溶剂基方法。所述方法特别可用于包含至少90重量%的源自橡胶草(Taraxacum kok-saghyz)(青胶蒲公英(Russian dandelion))、鸦葱属山橡胶草(Scorzonera tau-saghyz)(山橡胶草(Tau-Saghyz))、乌兹别克鸦葱(Scorzonera uzbekistanica)和它们的组合的根的植物物质。所述方法也可用于进一步提纯经半提纯的非三叶胶植物物质(即已取出大部分纤维素型植物材料,但除了其他杂质之外,仍然含有连同非三叶橡胶一起的一些量的纤维素型植物材料的植物物质)。

本文也提供了一种具有指定的纯度水平的经提纯的非三叶橡胶产品,其含有100phr的源自橡胶草、鸦葱属山橡胶草、乌兹别克鸦葱和它们的组合的橡胶。另外提供了可由硫硫化的橡胶配混物和经硫硫化的橡胶配混物,其掺入10-100phr的具有指定的纯度水平的源自橡胶草、鸦葱属山橡胶草、乌兹别克鸦葱和它们的组合的非三叶橡胶。经提纯的非三叶橡胶产品、可由硫硫化的橡胶配混物和经硫硫化的橡胶配混物均利用了如下发现:至多3.5%的总杂质可存在于非三叶橡胶中,所述非三叶橡胶作为三叶天然橡胶的全部或部分替代使用可产生可相比的或甚至改进的机械性质。

用于从非三叶胶植物物质中分离经提纯的天然橡胶的方法包括提供包含至少90重量%的源自橡胶草、鸦葱属山橡胶草、乌兹别克鸦葱和它们的组合的根的经采集的植物物质。将所述经采集的植物物质以2:100至20:100的重量比与至少一种橡胶可溶性有机溶剂混合,由此产生一定量的溶解橡胶和一定量的固体。所述固体代表不可溶的纤维素基植物物质以及不可溶于所述至少一种橡胶可溶性有机溶剂中的杂质。在混合之后,将溶解橡胶从固体中分离,以产生含有不超过2重量%的固体的溶解橡胶部分,以溶解橡胶部分的总重量计。然后从所述溶解橡胶部分中去除所述至少一种橡胶可溶性溶剂,以产生固体橡胶质。将所述固体橡胶质以2:100至20:100的重量比与至少一种橡胶不可溶性有机溶剂混合,由此从所述固体橡胶质中溶解出一定量的杂质,之后从所述至少一种橡胶不可溶性有机溶剂中分离出剩余的固体橡胶质,以产生经提纯的天然橡胶。所述经提纯的天然橡胶含有不超过3.5重量%的总杂质,以获得的经提纯的天然橡胶的总重量计。

本文提供的经提纯的非三叶橡胶产品含有100phr的具有不超过3.5重量%的总杂质(以经提纯的非三叶橡胶的总重量计)的源自橡胶草、鸦葱属山橡胶草、乌兹别克鸦葱和它们的组合的橡胶。在不超过3.5重量%的总杂质中,不超过2重量%为挥发物,不超过1重量%为残余物,不超过0.5重量%为可燃物。换言之,经提纯的非三叶橡胶含有至多2重量%的挥发性杂质、至多1重量%的残余物杂质,和至多0.5重量%的可燃性杂质。经提纯的非三叶橡胶可根据之前描述的有机溶剂提纯方法提纯或者通过其他方法提纯,只要杂质含量落入指定范围内。

本文提供的可由硫硫化的橡胶配混物含有10-100phr的源自橡胶草、鸦葱属山橡胶草、乌兹别克鸦葱和它们的组合的经提纯的非三叶天然橡胶、0-90phr的至少一种含共轭二烯的合成聚合物或共聚物,和20-200phr的至少一种增强填料,其中所述经提纯的非三叶天然橡胶含有不超过3.5重量%的总杂质,其中挥发物不超过2重量%、残余物不超过1重量%且可燃物不超过0.5重量%;所述至少一种增强填料选自炭黑、硅石、碳酸钙、粘土、滑石、重晶石、硅灰石、云母、沉淀硅酸盐和硅藻土。在所述可由硫硫化的橡胶配混物中使用的经提纯的非三叶天然橡胶可根据之前描述的有机溶剂提纯方法提纯或者通过其他方法提纯,只要杂质含量落入指定范围内。

本文提供的经硫硫化的橡胶配混物含有10-100phr的源自橡胶草、鸦葱属山橡胶草、乌兹别克鸦葱和它们的组合的经提纯的非三叶天然橡胶、0-90phr的至少一种含共轭二烯的合成聚合物或共聚物、20-200phr的至少一种增强填料、0.5-6phr的硫和至少一种促进剂,其中所述经提纯的非三叶天然橡胶含有不超过3.5重量%的总杂质,其中挥发物不超过2重量%、残余物不超过1重量%且可燃物不超过0.5重量%;所述至少一种增强填料选自炭黑、硅石、碳酸钙、粘土、滑石、重晶石、硅灰石、云母、沉淀硅酸盐和硅藻土。在所述经硫硫化的橡胶配混物中使用的经提纯的非三叶天然橡胶可根据之前描述的有机溶剂提纯方法提纯或者通过其他方法提纯,只要杂质含量落入指定范围内。

具体实施方式

用于从非三叶胶植物物质中分离经提纯的天然橡胶的方法包括提供包含至少90重量%的源自橡胶草、鸦葱属山橡胶草、乌兹别克鸦葱和它们的组合的根的经采集的植物物质。将所述经采集的植物物质以2:100至20:100的重量比与至少一种橡胶可溶性有机溶剂混合,由此产生一定量的溶解橡胶和一定量的固体。所述固体代表不可溶的纤维素基植物物质以及不可溶于所述至少一种橡胶可溶性有机溶剂中的杂质。在混合之后,将溶解橡胶从固体中分离,以产生含有不超过2重量%的固体的溶解橡胶部分,以溶解橡胶部分的总重量计。然后从所述溶解橡胶部分中去除所述至少一种橡胶可溶性溶剂,以产生固体橡胶质。将所述固体橡胶质以2:100至20:100的重量比与至少一种橡胶不可溶性有机溶剂混合,由此从所述固体橡胶质中溶解出一定量的杂质,之后从所述至少一种橡胶不可溶性有机溶剂中分离出剩余的固体橡胶质,以产生经提纯的天然橡胶。所述经提纯的天然橡胶含有不超过3.5重量%的总杂质,以获得的经提纯的天然橡胶的总重量计。

本文提供的经提纯的非三叶橡胶产品含有100phr的具有不超过3.5重量%的总杂质(以经提纯的非三叶橡胶的总重量计)的源自橡胶草、鸦葱属山橡胶草、乌兹别克鸦葱和它们的组合的橡胶。在不超过3.5重量%的总杂质中,不超过2重量%为挥发物,不超过1重量%为残余物,不超过0.5重量%为可燃物。换言之,经提纯的非三叶橡胶含有至多2重量%的挥发性杂质、至多1重量%的残余物杂质,和至多0.5重量%的可燃性杂质。经提纯的非三叶橡胶可根据之前描述的有机溶剂提纯方法提纯或者通过其他方法提纯,只要杂质含量落入指定范围内。

本文提供的可由硫硫化的橡胶配混物含有10-100phr的源自橡胶草、鸦葱属山橡胶草、乌兹别克鸦葱和它们的组合的经提纯的非三叶天然橡胶、0-90phr的至少一种含共轭二烯的合成聚合物或共聚物,和20-200phr的至少一种增强填料,其中所述经提纯的非三叶天然橡胶含有不超过3.5重量%的总杂质,具有不超过2重量%的挥发物、不超过1重量%的残余物和不超过0.5重量%的可燃物;所述至少一种增强填料选自炭黑、硅石、碳酸钙、粘土、滑石、重晶石、硅灰石、云母、沉淀硅酸盐和硅藻土。在所述可由硫硫化的橡胶配混物中使用的经提纯的非三叶天然橡胶可根据之前描述的有机溶剂提纯方法提纯或者通过其他方法提纯,只要杂质含量落入指定范围内。

本文提供的经硫硫化的橡胶配混物含有10-100phr的源自橡胶草、鸦葱属山橡胶草、乌兹别克鸦葱和它们的组合的经提纯的非三叶天然橡胶、0-90phr的至少一种含共轭二烯的合成聚合物或共聚物、20-200phr的至少一种增强填料、0.5-6phr的硫和至少一种促进剂,其中所述经提纯的非三叶天然橡胶含有不超过3.5重量%的总杂质,具有不超过2重量%的挥发物、不超过1重量%的残余物和不超过0.5重量%的可燃物;所述至少一种增强填料选自炭黑、硅石、碳酸钙、粘土、滑石、重晶石、硅灰石、云母、沉淀硅酸盐和硅藻土。在所述经硫硫化的橡胶配混物中使用的经提纯的非三叶天然橡胶可根据之前描述的有机溶剂提纯方法提纯或者通过其他方法提纯,只要杂质含量落入指定范围内。

定义

如本文所用,术语“可燃物”或“可燃杂质”意指在600-750℃温度范围内的热重分析过程中将烧尽的那些杂质。

如本文所用,术语“非三叶胶”或“非三叶胶植物”旨在涵盖在植物的单独细胞内含有天然橡胶的植物。

如本文所用,术语“植物物质”意指获自非三叶胶植物的材料。

如本文所用,术语“残余物”或“残余杂质”意指在大于750℃的温度范围内的热重分析过程中将燃烧的那些杂质;这些杂质在850℃热循环终了时保持为灰状材料。

如本文所用,术语“橡胶可溶性有机溶剂”意指具有与天然橡胶的溶解度参数足够类似的溶解度参数、使得包含于非三叶胶植物物质内的天然橡胶在其中溶解的有机溶剂。更具体地,橡胶可溶性溶剂具有7.3-9.2(cal/cm3)1/2的溶解度参数。一些橡胶可溶性溶剂为非极性有机溶剂。

如本文所用,术语“橡胶不可溶性有机溶剂”意指具有与天然橡胶的溶解度参数足够不同的溶解度参数、使得来自非三叶胶植物物质的天然橡胶在其中不溶解的有机溶剂。更具体地,橡胶不可溶性溶剂具有9.3-24(cal/cm3)1/2的溶解度参数。一些橡胶不可溶性溶剂为极性有机溶剂。

如本文所用,术语“总杂质”意指挥发物、可燃物和残余物的总和。

如本文所用,术语“挥发物”或“挥发性杂质”意指在小于250/275℃的温度下的热重分析过程中将烧尽的那些杂质,这种杂质包括诸如树脂、萜烯和低质量有机物的物质。

方法

在某些实施例中,本文公开的方法产生含有不超过3重量%的总杂质的经提纯的天然橡胶。在其他实施例中,本文公开的方法产生含有不超过2.5重量%的总杂质的经提纯的天然橡胶。

如前所述,根据本文公开的方法,经采集的植物物质以2:100至20:100的重量/体积比与至少一种橡胶可溶性有机溶剂混合。换言之,2克经采集的植物物质/100mL总橡胶可溶性有机溶剂和20克经采集的植物物质/100mL总橡胶可溶性有机溶剂。这些比例也可表示为1:50至10:50的重量/体积比。在某些实施例中,经采集的植物物质以3:100至10:100的重量/体积比与至少一种橡胶可溶性有机溶剂混合。换言之,3克经采集的植物物质/100mL总橡胶可溶性有机溶剂和10克经采集的植物物质/100mL总橡胶可溶性有机溶剂。在一个特定方法中使用的经采集的植物物质和总橡胶可溶性溶剂的相对量可取决于可应用于经采集的植物物质和至少一种橡胶可溶性有机溶剂的混合物的混合量、用于天然橡胶的一种或多种溶剂的亲和性,以及在从固体中分离溶解橡胶之前使混合物保持接触的时间量。

在本文公开的方法的某些实施例中,所述至少一种橡胶可溶性有机溶剂包括一种或多种橡胶可溶性有机溶剂。

在本文公开的方法的某些实施例中,当经采集的植物物质和至少一种橡胶可溶性溶剂混合在一起时,可能有利的是将一些类型的搅拌应用于混合物,以协助从植物物质中溶解出橡胶。可使用多种类型的搅拌,包括使用各种类型的装置(其包括但不限于磁力搅拌棒、螺旋桨、挡板、超声等)连续或间歇混合。

根据本文公开的方法,使经采集的植物物质和至少一种橡胶可溶性有机溶剂的混合物保持接触各种时间量,如可从经采集的植物物质中溶解所需量的橡胶所需。使混合物保持接触的实际时间量可受到多种因素的影响,包括搅拌的存在和量,以及经采集的植物物质和溶剂的相对量。在本文公开的方法的某些实施例中,使经采集的植物物质和至少一种橡胶可溶性有机溶剂的混合物保持接触4-24小时。在本文公开的方法的其他实施例中,可基于使用显示出对天然橡胶的特定亲和力的一种或多种溶剂、搅拌和/或相对更多的一种或多种溶剂而实现更短的接触时间,如30分钟直至12小时或甚至30分钟至6小时。在本文公开的方法的优选实施例中,使经采集的植物物质和至少一种橡胶可溶性有机溶剂的混合物保持接触6-12小时。

根据本文公开的方法,在已使经采集的植物物质和至少一种橡胶可溶性有机溶剂的混合物保持接触足够的时间量以溶解所需量的橡胶之后,从溶解橡胶部分中去除所述至少一种橡胶可溶性溶剂,以产生含有不超过2重量%的固体的固体橡胶质,以溶解橡胶部分的总重量计。在其他实施例中,固体橡胶质含有不超过1重量%的固体,以溶解橡胶部分的总重量计。固体指在至少一种不可溶性有机溶剂中不可溶的所有材料,并可包括纤维素、污垢、灰分和其他植物材料。可使用多种方法而从固体中分离出溶解橡胶部分。这些方法包括但不限于浮选、过滤和离心。在本文公开的方法的优选实施例中,使用离心过程而从固体中去除溶解橡胶部分。

如前所述,从溶解橡胶部分中去除所述至少一种橡胶可溶性溶剂,以产生固体橡胶质。至少一种橡胶可溶性溶剂的去除可使用各种类型的装置完成,包括但不限于在真空下蒸发溶剂、通过轻微加热而蒸发溶剂、基于其他溶剂的添加而引起橡胶的凝结,以及通过冷冻而凝结。术语固体橡胶质应理解为包括固体和含有少量残余溶剂(例如至多5重量%,优选2重量%或更少,以固体橡胶质的总重量计)的半固体橡胶质。

如前所述,本文公开的方法使用与固体橡胶质混合的至少一种橡胶不可溶性有机溶剂,以溶解可溶性杂质并从固体橡胶质中去除可溶性杂质。固体橡胶质以2:100至20:100的重量/体积比与至少一种橡胶不可溶性有机溶剂混合。换言之,2克固体橡胶质/100mL总橡胶不可溶性有机溶剂和20克固体橡胶质/100mL总橡胶不可溶性有机溶剂。这些比例也可表示为1:50至1:5的重量/体积比。在某些实施例中,固体橡胶质以5:100至10:100的重量/体积比与至少一种橡胶不可溶性有机溶剂混合。换言之,5克经采集的植物物质/100mL总橡胶不可溶性有机溶剂和10克经采集的植物物质/100mL总橡胶不可溶性有机溶剂。在本文公开的方法的一个特定实施例中使用的经采集的植物物质和总橡胶不可溶性溶剂的相对量可取决于可应用于固体橡胶质和至少一种橡胶不可溶性有机溶剂的混合物的混合量,以及在从至少一种橡胶不可溶性有机溶剂中分离减少的固体橡胶质之前使混合物保持接触的时间量。

在本文公开的方法的某些实施例中,所述至少一种橡胶不可溶性有机溶剂包括一种或多种橡胶不可溶性有机溶剂。

在本文公开的方法的某些实施例中,当固体橡胶质和至少一种橡胶不可溶性有机溶剂混合在一起时,可能有利的是将一些类型的搅拌应用于混合物,以增加对从植物物质中溶解出橡胶的帮助。可使用多种类型的搅拌,包括使用各种类型的装置(其包括但不限于磁力搅拌棒、螺旋桨、挡板、超声等)连续或间歇混合。

根据本文公开的方法,使固体橡胶质和至少一种橡胶不可溶性有机溶剂的混合物保持接触各种时间量,如可从固体橡胶质中溶解所需量的可溶性杂质所需。使混合物保持接触的实际时间量可受到多种因素的影响,包括搅拌的存在和量,以及固体橡胶质和溶剂的相对量。在本文公开的方法的某些实施例中,使固体橡胶质和至少一种橡胶不可溶性有机溶剂的混合物保持接触8-12小时。在本文公开的方法的其他实施例中,可基于使用显示出对天然橡胶的特定亲和力的一种或多种溶剂、搅拌和/或相对更多的一种或多种溶剂而实现更短的接触时间,如30分钟直至12小时或甚至30分钟至6小时。在本文公开的方法的优选实施例中,使经采集的植物物质和至少一种橡胶不可溶性有机溶剂的混合物保持接触4-6小时。

如前所述,本文公开的方法使用包含至少90重量%的源自橡胶草、鸦葱属山橡胶草、乌兹别克鸦葱和它们的组合的根的非三叶胶植物物质。换言之,经采集的植物物质含有10%或更少的来自除了橡胶草、鸦葱属山橡胶草和乌兹别克鸦葱植物(或它们的组合)的根之外的来源的植物物质。所述其他物质可包括来自相同植物来源的花冠。所使用的植物物质可采取多种物理形式,如本文进一步所述。在某些实施例中,植物物质包括来自橡胶草、鸦葱属山橡胶草、乌兹别克鸦葱和它们的组合的切碎的根。在某些实施例中,除了根材料之外,植物物质也包括花冠材料,所有材料已机械减小尺寸。在优选实施例中,已去除全部或几乎全部(即98重量%或更多,或甚至99重量%或更多的污垢)的附接至根的残余污垢。可使用用于去除污垢的多种方法,包括洗涤、震动、强迫通风和真空中的一种或多种。当使用任意类型的水洗来去除污垢时,优选在之后干燥根以去除残余水。

在某些实施例中,植物物质已切碎成片。琢碎或切碎可在一个步骤或超过一个步骤中进行。粗切可在叶子和土壤的任选的去除(如通过震动植物或使植物经受强气流)之前或之后进行,但优选在从经采集的植物物质中去除大部分叶子和土壤之后。可使用多种物理手段实现琢碎或切碎成平均尺寸为1.5英寸或更小或者1英寸或更小的片。获得平均尺寸为1.5英寸或更小或者1英寸或更小的切碎植物物质的一个示例性方式是将粗植物材料(或任选的粗切植物物质)进料至切碎机、制粒机、锤式磨机或辊式磨机。制粒机为设计用于将材料切碎或研磨成各种尺寸的公知机器。大多数制粒机含有多个刀具(通常为钢刀具)和具有各种直径孔的一个或多个筛子(有时可互换)以确定最终产品的尺寸。存在各种尺寸的制粒机,并可用于切碎植物物质,如含有3/8英寸、1/4英寸和1/8英寸的开口的那些。锤式磨机可通常被描述为含有其上安装锤的竖直或水平旋转的轴或桶的钢桶,锤“重击”通过磨机的材料。存在各种尺寸的锤式磨机,并可用于切碎植物物质,如含有3/8英寸、1/4英寸和1/8英寸的开口的那些。辊式磨机/破碎机可通常被描述为具有两个或更多个辊的装置,每个辊含有纵向凹槽,所述纵向凹槽协助进料通过磨机的材料的进一步尺寸降低。存在各种尺寸的辊式磨机,并可用于切碎植物物质,如含有3/8英寸、1/4英寸和1/8英寸的开口的那些。在根据本文公开的方法的某些实施例中,使植物物质经受切碎机、制粒机、锤式磨机、辊式磨机和刨片磨机中的至少一者,以制得平均尺寸为1英寸或更小的经切碎的植物物质。在根据本文公开的方法的其他实施例中,使植物物质经受切碎机、制粒机、锤式磨机、辊式磨机和刨片磨机中的至少两者,以制得平均尺寸为1英寸或更小的经切碎的植物物质。

在本文公开的方法的某些实施例中,植物物质不仅已经过切碎或粉碎(如通过在切碎机、辊式磨机、锤式磨机和/或制粒机中处理),还已经受刨片磨机/刨片机和/或能够破坏含有天然橡胶的细胞的细胞壁的其他机械处理。刨片磨机或刨片机可通常被描述为主要协助提供植物细胞壁的进一步破坏的具有两个或更多个辊的装置,每个辊具有平滑表面,所述辊通常以不同的速度操作,具有限定和可调节的辊间间隙。这种类型的机械处理往往增加可最终从植物物质中回收的天然橡胶的量。在本文公开的方法的某些实施例中,使切碎的植物物质经受辊轧和刨片碾磨(flake milling)。在对切碎的植物物质使用辊轧或锤式碾磨、切碎机、制粒机和刨片碾磨中的至少一者的那些实施例中,切碎的植物物质优选用至少一种抗氧化剂(抗氧化剂的量取决于本文所述的抗氧化剂)处理。

在本文公开的方法的某些优选实施例中,经受有机基提纯过程以分离经提纯的天然橡胶的植物物质已被半提纯,以去除大部分纤维素型植物材料。这种经半提纯的植物材料仍然含有除了其他杂质之外的一些量的纤维素型植物材料以及非三叶橡胶。在某些实施例中,已去除至少50重量%的纤维素型植物材料以形成经半提纯的植物材料。在其他实施例中,已去除至少75%或甚至至少80%的纤维素型植物材料以形成经半提纯的植物材料。

在本文公开的方法的某些优选实施例中,经采集的植物物质包含至少90重量%的源自橡胶草的根。应了解,当指定植物物质的重量百分比时,其旨在包括任何残余污垢或与植物物质一起添加至溶剂中的与植物物质相关的其他物质。在本文公开的方法的其他优选实施例中,经采集的植物物质包含至少95重量%的源自橡胶草的根。

在本文描述的方法的前述实施例中的任意者中,所述至少一种橡胶可溶性有机溶剂可包括非极性有机溶剂。合适的非极性有机溶剂可选自具有4至9个碳原子的烷烃(例如戊烷、己烷、庚烷、壬烷等)、具有5至10个碳原子的环烷烃和烷基环烷烃(例如环己烷、环戊烷等)、具有6至12个碳原子的芳族化合物和烷基取代的芳族化合物(例如苯、甲苯、二甲苯等),以及它们的组合。在本文公开的方法的某些优选实施例中,所述至少一种橡胶可溶性溶剂或至少一种非极性有机溶剂为甲苯。在本文公开的方法的实施例中的任意者中,可使用两种或更多种非极性有机溶剂的混合物。

在本文公开的方法的前述实施例中的任意者中,所述至少一种橡胶不可溶性有机溶剂可包括极性有机溶剂。合适的极性有机溶剂可选自具有1至8个碳原子的醇(例如乙醇、异丙醇、乙醇等)、具有2至8个碳原子的醚和酯、具有4至8个碳原子的环醚,和具有3至8个碳原子的酮(例如丙酮、甲乙酮等),以及它们的组合。在本文公开的方法的某些优选实施例中,所述至少一种橡胶不可溶性有机溶剂或至少一种极性有机溶剂为丙酮。在本文公开的方法的实施例中的任意者中,可使用两种或更多种极性有机溶剂的混合物。

经提纯的非三叶橡胶产品

如前所述,在经提纯的非三叶橡胶产品中以100phr存在的非三叶橡胶含有包含不超过3.5重量%的总杂质的非三叶橡胶。

在某些实施例中,在经提纯的非三叶橡胶产品中以100phr存在的非三叶橡胶含有包含不超过3重量%的总杂质。在其他实施例中,在经提纯的非三叶橡胶产品中以100phr存在的经提纯的非三叶橡胶含有包含不超过2.5重量%的总杂质。

预期经提纯的非三叶橡胶产品(无论是否含有不超过3.5重量%的总杂质,不超过3重量%的总杂质,或不超过2.5重量%的总杂质)可以以纯的形式(即无另外的添加剂)销售。也预期经提纯的非三叶橡胶产品可与一种或多种其他橡胶或橡胶添加剂一起配制,并以这种配制形式销售。在某些实施例中,所述一种或多种橡胶可选自三叶天然橡胶、含合成共轭二烯的聚合物和共聚物。这种橡胶的非限制性的例子包括但不限于聚丁二烯、聚异戊二烯,和苯乙烯-丁二烯共聚物。橡胶添加剂可选自常规橡胶添加剂中的一种或多种。例子包括但不限于填料、加工油、增塑剂、抗降解剂(例如抗氧化剂和抗臭氧剂)、固化剂等。

可由硫硫化的橡胶配混物

如前所述,可由硫硫化的橡胶配混物含有10-100phr的源自橡胶草、鸦葱属山橡胶草、乌兹别克鸦葱和它们的组合的非三叶橡胶,所述非三叶橡胶含有不超过3.5重量%的总杂质,其中挥发物不超过2重量%、残余物不超过1重量%且可燃物不超过0.5重量%。

在可由硫硫化的橡胶配混物的某些实施例中,源自橡胶草、鸦葱属山橡胶草、乌兹别克鸦葱和它们的组合的非三叶橡胶使用含有不超过3重量%的总杂质的经提纯的橡胶。在可由硫硫化的橡胶配混物的其他实施例中,源自橡胶草、鸦葱属山橡胶草、乌兹别克鸦葱和它们的组合的橡胶使用含有不超过2.5重量%的总杂质的经提纯的橡胶。

在可由硫硫化的橡胶配混物的某些优选实施例中,橡胶选自橡胶草。在这些实施例中的某些中,来源为包含至少90重量%或至少95重量%的来自橡胶草的根的植物物质。

如前所述,可由硫硫化的橡胶配混物含有0-90phr的至少一种含共轭二烯的合成聚合物或共聚物。在某些实施例中,可由硫硫化的橡胶配混物含有10-90phr的至少一种含共轭二烯的合成聚合物或共聚物。在其他实施例中,可由硫硫化的橡胶配混物含有40-90phr的至少一种含共轭二烯的合成聚合物或共聚物。含共轭二烯的合成聚合物或共聚物的非限制性的例子包括聚丁二烯、聚异戊二烯和苯乙烯-丁二烯共聚物。在某些实施例中,可由硫硫化的配混物含有0-90phr的三叶天然橡胶。在其他实施例中,可由硫硫化的配混物含有10-60phr的三叶天然橡胶。在某些实施例中,0-90phr的三叶天然橡胶以及源自橡胶草、鸦葱属山橡胶草、乌兹别克鸦葱和它们的组合的橡胶构成可由硫硫化的橡胶配混物的100phr;在一些这种实施例中,非三叶橡胶可被视为三叶橡胶的部分替代。或者,在其他实施例中,可由硫硫化的橡胶配混物可包含10-100phr的源自橡胶草、鸦葱属山橡胶草、乌兹别克鸦葱和它们的组合的经提纯的橡胶(具有不超过3重量%的总杂质,或不超过2.5重量%的总杂质)、0-90phr的至少一种含共轭二烯的合成聚合物或共聚物,以及0-90phr的三叶天然橡胶。

如前所述,可由硫硫化的橡胶配混物含有20-200phr的至少一种增强填料,所述至少一种增强填料选自炭黑、硅石、碳酸钙、粘土、滑石、重晶石、硅灰石、云母、沉淀硅酸盐和硅藻土。可使用增强填料的各种组合。在优选实施例中,可由硫硫化的橡胶配混物含有硅石和炭黑中的至少一者。在优选实施例中,所述至少一种增强填料以5-100phr的量存在。

所用的硅石(二氧化硅)可包括通过在水中的化学反应制得,并作为超细球状粒子沉淀的湿法水合硅石。在前述实施例中的某些中,硅石具有约32至约400m2/g,在另一实施例中约100至约250m2/g,在另一实施例中约150至约220m2/g的表面积。在前述实施例中的某些中的硅石填料的pH为约5.5至约7,在另一实施例中约5.5至约6.8。市售硅石包括Hi-SilTM215、Hi-SilTM 233、Hi-SilTM 255LD和Hi-SilTM 190(宾夕法尼亚州匹兹堡的PPG工业公司(PPG Industries;Pittsburgh,Pennsylvania));ZeosilTM 1165MP和175GRPlus(罗地亚公司(Rhodia));VulkasilTM(博雷AG公司(Bary AG));UltrasilTM VN2,VN3(德固赛公司(Degussa));和HuberSilTM 8745(胡贝尔公司(Huber))。

如果使用硅石作为填料,则可能希望使用偶联剂以将硅石偶联至聚合物。许多偶联剂是已知的,包括但不限于有机硫化物多硫化物和有机烷氧基巯基硅烷。通常可使用任意有机硅烷多硫化物。合适的有机硅烷多硫化物包括但不限于3,3'-双(三甲氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、3,3'-双(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、3,3'-双(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、3,3'-双(三乙氧基甲硅烷基丙基)八硫化物、3,3'-双(三甲氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、2,2'-双(三乙氧基甲硅烷基乙基)四硫化物、3,3'-双(三甲氧基甲硅烷基丙基)三硫化物、3,3'-双(三乙氧基甲硅烷基丙基)三硫化物、3,3'-双(三丁氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、3,3'-双(三甲氧基甲硅烷基丙基)六硫化物、3,3'-双(三甲氧基甲硅烷基丙基)八硫化物、3,3'-双(三辛氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、3,3'-双(三己氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、3,3'-双(三-2"-乙基己氧基甲硅烷基丙基)三硫化物、3,3'-双(三异辛氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、3,3'-双(三叔丁氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、2,2'-双(甲氧基二乙氧基甲硅烷基乙基)四硫化物、2,2'-双(三丙氧基甲硅烷基乙基)五硫化物、3,3'-双(三环壬氧基(cycloneoxy)甲硅烷基丙基)四硫化物、3,3'-双(三环戊氧基甲硅烷基丙基)三硫化物、2,2'-双(三-2"-甲基环己氧基甲硅烷基乙基)四硫化物、双(三甲氧基甲硅烷基甲基)四硫化物、3-甲氧基乙氧基丙氧基甲硅烷基3'-二乙氧基丁氧基-甲硅烷基丙基四硫化物、2,2'-双(二甲基甲氧基甲硅烷基乙基)二硫化物、2,2'-双(二甲基仲丁氧基甲硅烷基乙基)三硫化物、3,3'-双(甲基丁基乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、3,3'-双(二叔丁基甲氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、2,2'-双(苯基甲基甲氧基甲硅烷基乙基)三硫化物、3,3'-双(二苯基异丙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、3,3'-双(二苯基环己氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、3,3'-双(二甲基乙基巯基甲硅烷基丙基)四硫化物、2,2'-双(甲基二甲氧基甲硅烷基乙基)三硫化物、2,2'-双(甲基乙氧基丙氧基甲硅烷基乙基)四硫化物、3,3'-双(二乙基甲氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、3,3'-双(乙基二仲丁氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、3、3'-双(丙基二乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、3,3'-双(丁基二甲氧基甲硅烷基丙基)三硫化物、3,3'-双(苯基二甲氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、3'-三甲氧基甲硅烷基丙基四硫化物、4,4'-双(三甲氧基甲硅烷基丁基)四硫化物、6,6'-双(三乙氧基甲硅烷基己基)四硫化物、12,12'-双(三异丙氧基甲硅烷基十二烷基)二硫化物、18,18'-双(三甲氧基甲硅烷基十八烷基)四硫化物、18.18'-双(三丙氧基甲硅烷基十八烯基)四硫化物、4,4'-双(三甲氧基甲硅烷基-丁烯-2-基)四硫化物、4,4'-双(三甲氧基甲硅烷基亚环己基)四硫化物、5,5'-双(二甲氧基甲基甲硅烷基戊基)三硫化物、3,3'-双(三甲氧基甲硅烷基-2-甲基丙基)四硫化物和3,3'-双(二甲氧基苯基甲硅烷基-2-甲基丙基)二硫化物。

合适的有机烷氧基巯基硅烷包括但不限于三乙氧基巯基丙基硅烷、三甲氧基巯基丙基硅烷、甲基二甲氧基巯基丙基硅烷、甲基二乙氧基巯基丙基硅烷、二甲基甲氧基巯基丙基硅烷、三乙氧基巯基乙基硅烷、三丙氧基巯基丙基硅烷、乙氧基二甲氧基巯基丙基硅烷、乙氧基二异丙氧基巯基丙基硅烷、乙氧基二(十二烷氧基)巯基丙基硅烷和乙氧基二(十六烷氧基)巯基丙基硅烷。这种有机烷氧基巯基硅烷可由封端基团封端,即巯基氢原子由另一基团代替。封端的有机烷氧基巯基硅烷偶联剂的一个代表性的例子为可作为NXTTM硅烷购自迈图性能材料公司(Momentive Performance Materials Inc.)的液体3-辛酰基硫代-1-丙基三乙氧基硅烷。

可使用各种有机硅烷多硫化物化合物和有机烷氧基巯基硅烷的混合物。

所用的一种或多种炭黑可包括通常可得的商业制造的炭黑中的任意者。这些包括表面积(EMSA)为至少20m2/克,在其他实施例中至少35m2/克直至200m2/克或更高的那些。表面积值包括使用十六烷基三甲基溴化