DE69021360T2

DE69021360T2 - Styrol-Isopren-Butadien-Terpolymerkautschuk und Reifen mit Laufflächen daraus.

Info

Publication number: DE69021360T2
Application number: DE69021360T
Authority: DE
Inventors: Jean Bergh; Fernand Antoine Joseph Fourgon; Adel Farhan Halasa
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 1989-12-28
Filing date: 1990-12-05
Publication date: 1996-03-14
Anticipated expiration: 2010-12-06
Also published as: EP0438966A1; EP0438966B1; ES2077051T3; AU643960B2; JPH03290415A; JP3107835B2; AU6839290A; US5159020A; CA2019157A1; DE69021360D1; KR910021422A

Description

Gebiet

Diese Erfindung betrifft Styrol-Isopren-Butadien-Terpolymer- Kautschuk und Reifen mit kaufflächen, die aus Zusammensetzungen davon zusammengesetzt sind.

Hintergrund

PKW- und LKW-Gummiluftreifen sind aus Elementen zusammengesetzt, die herkömmlicherweise eine Lauffläche aus einer Kautschukzusammensetzung einschließen. Der Laufflächenkautschuk ist manchmal wünschenswerterweise so compoundiert, daß er einen Reifen mit einem relativ geringen Rollwiderstand mit vernünftiger Abnutzung und Bodenhaftung liefert.
Obwohl es vielleicht gewünscht wird, die Laufflächenzusammensetzung des Reifens so zu compoundieren, daß der Rollwiderstand des Reifens verringert wird, ohne die Bodenhaftungsmerkmale des Reifens wesentlich zu reduzieren, könnte man erwarten, daß die Bodenhaftung des Reifens etwas geopfert wird, wie durch seine Abnahme in der Griffigkeit bei nasser und trockener Fahrbahn belegt werden kann.
Vielfältige Kautschukzusammensetzungen sind für vielfältige Zwecke, von denen einige die Reifenlaufflächen einschlossen, hergestellt worden. Oft sind Reifenlaufflächen zwecks Erzielung wünschenswerter Reifenlaufflächen-Eigenschaften, wie Abnutzung, Bodenhaftung und Reduzierung im Rollwiderstand, aus synthetischem Kautschuk oder Mischungen von synthetischem Kautschuk mit Naturkautschuk zusammengesetzt. Verschiedene synthetische Kautschuke sind in der Herstellung von Reifen mit derartigen Laufflächen verwendet worden, einschließlich Styrol/Butadien-Copolymeren (hergestellt durch Emulsions- oder Lösungspolymerisationsverfahren), manchmal als SBR bezeichnet, Polybutadienkautschuk mit hohem cis-1,4-Gehalt sowie (1,2)-Polybutadienkautschuken mit hohem und mittlerem Vinylgehalt. Gelegentlich kann der Naturkautschuk in Reifenlaufflächen- Zusammensetzungen zumindest teilweise durch ein synthetisches cis-1,4-Polyisopren ersetzt werden.
EP-A-349 472 und EP-A-263 054 beschreiben Styrol/Tsopren/Butadien- Terpolymere und ihre Verwendung in Reifenlaufflächen. EP-A- 349 472, veröffentlicht am 3.1.90, offenbart spezieller einen Styrol-Isopren-Butadien-Terpolymer-Kautschuk, der umfaßt (A) 5 bis 40 Gewichtsprozent gebundenes Styrol, (B) 20 bis 60 Gewichtsprozent gebundenes Isopren und (C) 10 bis 50 Gewichtsprozent gebundenes Butadien mit einer Glasübergangstemperatur (Tg) im Bereich von -70ºC bis -5ºC, wpbei ferner die besagte gebundene Butadien- Struktur 10 bis 50 Gewichtsprozent 1,2-Vinyl-Butadien-Einheiten enthält, die besagte gebundene Isopren-Struktur 10 bis 40 Gewichtsprozent 3,4-Einheiten enthält und die Summe der Gewichtsprozent 1,2-Vinyl-Einheiten des gebundenen Butadiens und der Gewichtsprozent 3,4-Einheiten des gebundenen Isoprens im Bereich von 20 bis 90 Prozent liegt.
Obwohl gelehrt wird, daß derartige Kautschukzusammensetzungen verschiedene Vorteile bieten, einige für Reifenlaufflächen, bleibt es weiterhin wünschenswert, einen Luftreifen mit einer Gummilauffläche bereitzustellen, die einen verbesserten Rollwiderstand und/oder eine verbesserte Laufflächenabnutzung bei entsprechend vernünftigen Bodenhaftungseigenschaften aufweist.

Offenbarung und Durchführung der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Luftreifen mit einer äußeren umlaufenden Lauffläche bereitgestellt. Die Lauffläche ist ein mit Schwefel vulkanisierter Kautschuk aus einer Zusammensetzung, wie sie in Anspruch 1 definiert ist.
Eine spezielle Ausführungsform des Laufflächenkautschuks ist in Anspruch 2 bezeichnet.
In der Beschreibung dieser Erfindung schließt der cis-1,4- Polyisoprenkautschuk sowohl Naturkautschuk als auch synthetischen Kautschuk ein. Oft wird der Naturkautschuk bevorzugt. Der natürliche oder synthetische cis-1,4-Polyisoprenkautschuk hat typischerweise einen cis-1,4-Gehalt von 96 bis 99 Gewichtsprozent.
Der Polybutadienkautschuk kann aus etwa 95 Prozent oder mehr cis-1,4-Struktur zusammengesetzt sein, wenn er mit einem Katalysator vom Ziegler-Typ hergestellt wurde, oder kann aus mindestens etwa 90 Prozent cis- und trans-1,4-Struktur zusammengesetzt sein, wenn er mit Alkyllithium-Katalysator hergestellt wurde. Beide Arten von Kautschuken sind gut bekannt.
Die Begriffe Butadien und Polybutadien, wie hierin verwendet, beziehen sich auf 1,3-Butadien beziehungsweise auf von 1,3- Butadien abgeleitete Polymere.
Die Begriffe gebundenes Styrol, gebundenes Butadien und gebundenes Isopren beziehen sich auf die Struktur derartiger Materialien, wenn sie terpolymerisiert worden sind, um das SIBR-Terpolymer zu bilden.
Die Prozent 1,2-Vinyl-Einheiten des gebundenen Butadiens basieren auf dem gebundenen Butadien selbst und die Prozent 3,4-Einheiten des gebundenen Isoprens basieren auf dem gebundenen Isopren selbst, und die Summe daraus ist in der Summe derartiger Prozentsätze.
Die hierin verwendeten Kautschuke, insbesondere jene im höheren ML-4 (Mooney) -Viskositätsbereich, können gegebenenfalls zur leichteren Verarbeitung vor oder während des Mischens mit verschiedenen Kautschuk-Compoundiermaterialien einzeln ölgestreckt werden. Wenn Ölstreckung eingesetzt wird, werden üblicherweise 10 bis 50 TpH Kautschuk-Weichmacheröl verwendet, üblicherweise vom aromatischen oder aromatisch/paraffinischen Öl-Typ, um für die unvulkanisierte Kautschukzusammensetzung eine ML-4 (100ºC) - Viskosität von 40 bis 100, vorzugsweise 60 bis 90, zu liefern.
Es sollte dem Fachmann ohne weiteres klar sein, daß der Laufflächen-Teil des Luftreifens sowie der Kautschuk oder anderes Material im Reifenunterbau, der normalerweise im Laufflächenbereich Verstärkungselemente enthält, mit Verfahren, die auf dem Gebiet der Kautschuk-Compoundierung allgemein bekannt sind, compoundiert werden kann, wie z.B. Mischen der verschiedenen Kautschukbestandteile mit verschiedenen Materialien, wie beispielsweise Vulkanisierhilfsmitteln wie Schwefel und Beschleunigern, Verarbeitungszusätzen wie Ölen, Harzen, Siliciumdioxiden und Weichmachern, Füllstoffen, Pigmenten, Antioxidantien und Ozonschutzmitteln und verstärkenden Materialien wie zum Beispiel Rußschwarz.
Der Reifen kann mittels verschiedener Verfahren, die dem Fachmann auf diesem Gebiet ohne weiteres offensichtlich sein werden, gebaut, geformt, formgepreßt und vulkanisiert werden.
In der Praxis dieser Erfindung kann die Lauffläche aus Polymermischung mit verschiedenen Kautschukzusammensetzungen für Reifenkarkassen-Träger integral und daran anhaftend sein. Typischerweise ist eine derartige Kautschukzusammensetzung mindestens eine von einem Butadien/Styrol-Copolymer-Kautschuk, cis-1,4-Polyisopren (Natur- oder synthetischer Kautschuk) und 1,4- Polybutadien. Gegebenenfalls kann eine derartige Mischung für einen Teil der Lauffläche, insbesondere da, wo sich die Lauffläche in der Gegend des Seitenwandbereichs des Reifens befindet, einen oder mehrere von Butylkautschuk, Halogenbutylkautschuk, wie Chlorbutyl - oder Brombutylkautschuk, und Ethylen/Propylen/konjugiertes Dien- Terpolymer-Kautschuk, Polyisopren- und Polybutadienkautschuk enthalten.
In der weiteren Praxis dieser Erfindung kann die Lauffläche typischerweise beim Bauen des Reifenrohlings angewendet werden, bei dem die unvulkanisierte, geformte Lauffläche auf die Karkasse aufgesetzt wird, worauf der Reifenrohling geformt und vulkanisiert wird.
Alternativ kann die Lauffläche auf eine vulkanisierte Reifenkarkasse aufgebracht werden, von der die vorherige Lauffläche weggeschwabbelt oder weggeschliffen wurde, und die Lauffläche darauf als Runderneuerung aufvulkanisiert werden.
In der Praxis dieser Erfindung ist der SIBR ein besonders wünschenswertes und notwendiges Merkmal der Kautschuklauffläche. Die genaue Struktur des SIBR-Kautschuks selbst wird möglicherweise nicht völlig verstanden, obwohl die Styroleinheiten im SIBR statistisch, im Block oder konisch vorliegen können. Es wurde beobachtet, daß sein Einschluß in der Kautschukmischung einer Reifenlauffläche einem Reifen verbesserte Eigenschaften in Form einer wünschenswerten Kombination von Rollwiderstand, Griffigkeit und Laufflächenabnutzung verlieh.
Der SIBR wird hergestellt, indem man Styrol, Isopren und 1,3- Butadien in einem im wesentlichen nicht-polaren aliphatischen Lösungsmittel mit einem Alkyllithium-Katalysator, nämlich Butyllithium, mit oder ohne ein Modifiziermittel polymerisiert. Ein derartiges Modifiziermittel ist üblicherweise ein polares Modifiziermittel, das je nach dem Verhältnis des Lithiums zum Modifiziermittel einen Effekt der Randomisierung oder des konischen Auslaufens des Styrolanteils des Kautschuks aufweist. Ein empfohlenes Gewichtsverhältnis von Lithium zu Modifiziermittel ist ein Gewichtsverhältnis von 2/1 bis 6/1, vorzugsweise 1,5/1 bis 2,5/1.
Repräsentative Beispiele für derartige Lösungsmittel sind Pentan, Hexan, Heptan, Octan, Isooctan und Cyclohexan, von denen Hexan bevorzugt ist.
Repräsentative Beispiele für Alkyllithium-Katalysatoren sind Methyllithium, Ethyllithium, Propyllithium, n-Butyllithium, 2- Butyllithium, t-Butyllithium und Amylbutyllithium. Das n- Butyllithium ist bevorzugt
Die Menge an Katalysator hängt von dem für die Polymerisation gewünschten Molekulargewicht ab. Es ist bevorzugt, daß die Temperatur der Polymerisation die ganze Polymerisation hindurch im wesentlichen konstant im Bereich von 10ºC bis 120ºC, vorzugsweise 60ºC bis 90ºC, gehalten wird.
Wenn ein polares Modifiziermittel zum Randomisieren oder konischen Auslaufen des Styrols verwendet wird, wie zum Beispiel chelalbildende Diamine oder polarer Ether und oxygenierte Verbindungen, hängt die Menge an verwendeten polaren Modifiziermitteln zum größten Teil von den gewünschten Tg Glasübergangstemperaturen ab. Wenn ein SIBR mit hoher Tg (-10ºC bis -20ºC) gewünscht wird, kann das verwendete Modifiziermittel TMEDA (N,N,N',N'-Tetraethylendiamin) oder Diglyme sein. Wenn kein Modifiziermittel verwendet wird, kann die Polymerisationstemperatur eingestellt werden, um das Styrol zu randomisieren oder es konisch auslaufen zu lassen. Die SIBR-Randomisierung ohne das polare Modifiziermittel erfolgt herkömmlicherweise bei einer Polymerisationstemperatur von 90ºC bis 150ºC in kontinuierlichen Rührreaktoren.
Repräsentative Beispiele für chelatbildende Diamine sind N,N,N',N'- Tetramethylethylendiamin, Dipiperidinethan, Dimorpholinethan und Bis-dimethylpiperazin.
Repräsentative Beispiele für polare Etherverbindungen sind Diglyme, Monoglyme, Tetraglyme und Tetrahydrofuran.
Repräsentative Beispiele für oxygenierte Verbindungen sind 2,3- Dimethoxybenzol, Tetrahydrofuran und methylierte Polyvinylacetat- Polymere.
Üblicherweise hat der Styrolgehalt die Tendenz, die Glasübergangstemperatur zu steuern. Für SIBR mit hoher Tg (-10ºC bis -40ºC) sollte der Styrolgehalt zwischen 30-40 Gewichtsprozent des Polymers liegen. Wenn eine niedrige Tg des SIBR (-50ºC bis -70ºC) gewünscht ist, kann der Styrolgehalt zwischen 10 bis 30 Prozent variieren.
Das resultierende SIBR-Polymer (Kautschuk) kann ferner durch seine Glasübergangstemperatur charakterisiert werden, die auf dem 1,2- gebundenen Butadien plus Styrol (gebildet, wenn in der Polymerisation ein Modifiziermittel verwendet wird) in Gewichtsprozent oder 3,4-gebundenem Isopren-plus Styrolgehalt oder sowohl 1,2-gebundenem Butadien- als auch 3,4-gebundenem Isoprenplus Styrolgehalt basiert.
SIBR-Polymer mit hoher Tg kann einen niedrigen Styrolgehalt mit hohem Gehalt an 3,4-gebundenem Isopren (von der Isoprenkomponente) und 1,2-gebundenem Butadien (von der Butadienkomponente) oder hohen Styrolgehalt mit niedrigem Gehalt an 3,4-gebundenem Isopren (in der lsoprenkomponente) und 1,2-gebundenem Butadien (in der Butadienkomponente) aufweisen, je nach den gewünschten Eigenschaften, die maximiert werden müssen.
Somit ist, falls ein SIBR mit relativ niedriger Tg gewünscht wird, ein hoher Styrolgehalt die Hauptüberlegung. Falls ein SIBR mit relativ hoher Tg bei einem konstanten oder vorgegebenen Styrolgehalt gewünscht wird, ist die Hauptüberlegung eine hohe Konzentration der Summe der 1,2-Struktur der gebundenen Butadien- Einheiten plus der 3,4-Struktur der gebundenen Isopren-Einheiten.
Reifenlaufflächen, die ein SIBR mit hoher Tg (-30ºC bis -45ºC) aufweisen, werden für den Zweck hoher Bodenhaftung als wünschenswert erachtet. Ein SIBR mit niedriger Tg (-70ºC bis -40ºC) ist für Laufflächenabnutzungszwecke wünschenswert, und eine ausgewogene SIBR-Eigenschaft von -20ºC bis -30ºC ist üblicherweise gut für die Bodenhaftung bei Eis.
Die Glasübergangstemperatur (Tg) kann bequem durch ein dem Fachmann auf diesem Gebiet bekanntes Verfahren bestimmt werden, nämlich durch Differentialscanningkalorimeter (DSC) bei einer Heizgeschwindigkeit von 10ºC pro Minute. Für den erfindungsgemäßen SIBR wurden Einzel-Tgs beobachtet.

Zusätzliche Offenbarung und Durchführung der Erfindung

In der weiteren Praxis dieser Erfindung, werden die folgenden Beispiele präsentiert, um die Erfindung zu veranschaulichen und ferner eine gewünschte Art und Weise des Durchführens der Erfindung zu unterbreiten.
In der weiteren Praxis der Erfindung wird ein linearer Styrol- Isopren-Butadien-Terpolymer-Kautschuk (im folgenden SIBR) bereitgestellt, der umfaßt (1) 5 bis 40, vorzugsweise 5 bis 15 oder 20, 8 bis 25 oder 15 bis 25, Gewichtsprozent gebundenes Styrol;
(2) 25 bis 65, vorzugsweise 20 bis 50, 30 bis 40 oder 40 bis 50 oder bis zu 60, Gewichtsprozent gebundenes Isopren; und (3) 8 bis 50, vorzugsweise 8 bis 25, 15 bis 30, 20 bis 40 oder 40 bis 50, Gewichtsprozent gebundenes Butadien, und der dadurch gekennzeichnet ist, daß er eine einzelne Glasübergangstemperatur im Bereich von -10ºC bis -75ºC, vorzugsweise -20ºC bis -40ºC oder -20ºC bis -75ºC, einen Heterogenitätsindex im Bereich von 1,5 bis 2,4, ein ML4 (100º) -Viskosität im Bereich von 70 bis 100 aufweist, und ferner dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens 98 Prozent seines Styrols in aufeinanderfolgenden Styroleinheiten von 5 oder weniger enthalten sind und mindestens 75 Prozent seines Styrols in aufeinanderfolgenden Styroleinheiten von 2 oder weniger enthalten sind und daß die gebundene Butadien-Struktur 8 bis 50, vorzugsweise 8 bis 25, 20 bis 35 oder 30 bis 40 Prozent 1,2-Vinyl-Einheiten enthält, wobei der Rest im wesentlichen aus 1,4-konfigurierten Einheiten zusammengesetzt ist, daß die gebundene Isopren-Struktur 8 bis 50, vorzugsweise 12 bis 18, 20 bis 35 oder 30 bis 50 Prozent 3,4-Vinyl-Einheiten enthält, wobei der Rest im wesentlichen 1,4- konfigurierte Einheiten mit weniger als etwa 2 Prozent 1,2- konfigurierten Einheiten ist, und daß die Summe der besagten Prozent 1,2-Vinyl-Einheiten des gebundenen Butadiens und der Prozent 3,4-Einheiten des gebundenen Isoprens im Bereich von 20 bis 90, vorzugsweise 20 bis 45, liegt.
Im Hinblick auf das Fehlen von Kettenverzweigung wird der SIBR als lineares Terpolymer betrachtet. Beispielsweise ist er typischerweise in Toluol löslich und deutet somit ein Fehlen von Gel an.
Die Styrolkomponente des SIBR wird als nicht-blockförmig betrachtet, insbesondere weil in einem bevorzugten Aspekt mindestens 75 Prozent der Styrolstruktur in aufeinanderfolgenden Styroleinheiten von 2 oder weniger vorliegen und mindestens 98 Prozent der Styrolstruktur in der Form von 5 oder weniger aufeinanderfolgenden Styroleinheiten vorliegen. Dieser Wert wird durch Ozonalyse des rohen (unvulkanisierten) Gummikautschuks (Terpolymers) bestimmt und kann aus dem Schwefel-vulkanisierten compoundierten Terpolymerkautschuk ermittelt werden. Ein repräsentatives Ozonalyseverfahren ist von Dr. Yasuyuki Tanaka von der Tokyo University of Agriculture and Technology veröffentlicht worden. Zum Beispiel kann auf Rubber Chem. and Tech. Journal, Band 59, Seite 16 (1986) Bezug genommen werden.
In weiterer Übereinstimmung mit dieser Erfindung wird ein derartiger SIBR bereitgestellt, der eine Mooney-Viskosität (ML4 bei 100ºC) im Bereich von 70 bis 100, vorzugsweise 65 bis 90, aufweist, somit vorzugsweise eine relativ hohe Viskosität hat. Ein solches Merkmal wird als vorteilhaft betrachtet. Der Schwefelvulkanisierte compoundierte Terpolymerkautschuk kann in einer Reifenlaufflächen-Formulierung verwendet werden, um einen Reifen mit guten Bodenhaftungs- und Abnutzungseigenschaften auszustatten. Falls eine niedrigere Viskosität gewünscht wird, kann der Kautschuk ölgestreckt werden, und der gewünschte Mooney-Wert wird von der verwendeten Ölmenge abhängen. Die Bestimmung der Mooney-Viskosität und die Verwendug von Ölstreckung ist dem Fachmann auf diesem Gebiet gut bekannt.
In weiterer Übereinstimmung mit dieser Erfindung wird ein derartiger SIBR bereitgestellt, der ein Verhältnis von Zahlenmittel des Molekulargewichts (Mn) zu Molekulargewichts-Mittelwert (Mw) im Bereich von 1,5 bis 2,4 (vorzugsweise 2 bis etwa 2,4) aufweist, somit eine relativ enge Molekulargewichtsverteilung angibt. Es wird oft als ein Heterogenitätsindex (HI) bezeichnet. Ein derartiges Merkmal wird als vorteilhaft betrachtet, da der Kautschuk verbesserte dynamische Eigenschaften, wie beispielsweise bessere dynamische Eigenschaften, aufweisen kann. Diese Werte werden mittels herkömmlicher Verfahren, die dem Fachmann auf diesem Gebiet wohlbekannt sind, bestimmt.
In weiterer Übereinstimmung mit dieser Erfindung wird ein derartiger SIBR bereitgestellt, der eine Tg im Bereich von -10ºC bis -40ºC aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sein gebundener Styrolgehalt im Bereich von 8 bis 20 Gewichtsprozent liegt, sein gebundenes Isopren im Bereich von 40 bis 60 Prozent liegt, und sein gebundenes Butadien im Bereich von 10 bis 25 Prozent liegt; worin die gebundene Butadienstruktur 10 bis 25 Prozent 1,2-Vinyl-Einheiten enthält und die gebundene Isoprenstruktur 8 bis 20 Prozent 3,4-Einheiten enthält und worin die Summe der Gewichtsprozent 1,2-Vinyl-Einheiten des gebundenen Butadiens und der Gewichtsprozent 3,4-Einheiten des gebundenen Isoprens im Bereich von 45 bis 90 liegt.
In einem weiteren Aspekt wird ein derartiger SIBR mit einer Tg im Bereich von -50ºC bis -70ºC bereitgestellt, dadurch gekennzeichnet, daß sein gebundenes Styrol im Bereich von 10 bis 30 Gewichtsprozent liegt, sein gebundenes Isopren im Bereich von von 30 bis 50 Prozent liegt, sein gebundenes Butadien im Bereich von 20 bis 40 Prozent liegt, daß die gebundene Isoprenstruktur 8 bis 20 Prozent 3,4- Einheiten enthält und die gebundene Butadienstruktur 10 bis 25 Prozent 1,2-Vinyl-Einheiten enthält, und worin die Summe der Gewichtsprozent 1,2-Vinyl-Einheiten des gebundenen Butadiens und der Gewichtsprozent 3,4-Einheiten des gebundenen Isoprens im Bereich von 18 bis 45 liegt.
In einem weiteren Aspekt dieser Erfindung wird ein Gummiluftreifen bereitgestellt, der eine Lauffläche aufweist, die zusammengesetzt ist aus einer Schwefel-vulkanisierten Kautschukzusammensetzung, die, bezogen auf 100 Gewichtsteile Kautschuk, umfaßt (A) 60 bis 84 Gewichtsteile des erfindungsgemäßen SIBR; und (B) 8 bis 20 Gewichtsteile Naturkautschuk; und (C) 8 bis 20 Gewichtsteile von mindestens einem von cis-1,4-Polybutadienkautschuk; Polybutadienkautschuk mit hohem Vinylgehalt, der einen 1,2-Gehalt im Bereich von 50 bis 80 Prozent aufweist, 3,4- Polyisoprenkautschuk, Styrol/Butadien-Copolymer-Kautschuk, der von wäßriger Emulsionspolymerisation abgeleitet ist, und Styrol/Butadien-Copolymer-Kautschuk, der von organischer Lösungsmittel-Lösungspolymerisation abgeleitet ist, wobei das Styrol/Butadien-Verhältnis derartiger Copolymer-Kautschuke im Bereich von 20/80 bis 50/50 liegt; vorzugsweise ist der Kautschuk (C) cis-1,4-Polybutadienkautschuk.
Ein wichtiger Aspekt der Erfindung sind die definierten Merkmale der SIBR-Zusammensetzung und die Struktur selbst zusammen mit der Morphologie der Mischungen aus dem definierten SIBR und anderen ausgewählten Kautschuken, insbesondere zur Verwendung in Reifenlaufflächen.
Die vorteilhafte Morphologie vorgeschriebener Mischungen aus dem definierten SIBR und cis-1,4-Polyisopren oder Naturkautschuk kann als einzigartige und ungewöhnliche Lamellen-, Stab- und Kugelmorphologie beschrieben werden, was eine wohldefinierte Anordnung der Polymerkomponenten in dem SIBR bedeutet.
Die vorteilhafte Morphologie vorgeschriebener Mischungen aus dem definierten SIBR und cis-1,4-Polybutadien kann als selektives Verteilen des Rußschwarzes in verschiedenen Komponenten der Kautschukmischung definiert werden, was bedeutet, daß die Füllstoffverteilung durch derartige Mischungen gesteuert wird und daß das Schwarz in einer oder beiden Phasen selektiv verteilt werden kann.
Die vorteilhafte Morphologie der vorgeschriebenen Mischungen aus dem definierten SIBR und Polybutadienkautschuk mit hohem Vinylgehalt kann als dadurch vorteilhaft beschrieben werden, daß sie eine nicht-einheitliche Verteilung von Rußschwarz liefert und den Bodenhaftungseigenschaften einer Reifenlauffläche, die aus einer derartigen Kautschukmischung zusammengesetzt ist, hilft. Eine derartige Schwarz-Verteilung wird durch Phasenmischen der Komponenten bewerkstelligt.
Die vorteilhafte Morphologie des vorgeschriebenen SIBR und von Butadien/Styrol-Copolymer-Kautschuk, der von wäßriger Emulsion abgeleitet ist, kann als gleichmäßig und Anordnung der Phase zur Steuerung der Füllstoff- (Rußschwarz) Verteilung beschrieben werden. Dies wird durch Phasenmischung bewerkstelligt.
Die vorteilhafte Morphologie des vorgeschriebenen SIBR und von Styrol/Butadien-Copolymer-Kautschuk, der von organischer Lösungspolymerisation abgeleitet ist, kann als einzigartig beschrieben werden, was nicht durch Emulgatoren verunreinigt heißt.
Der Begriff "Morphologie", wie auf die jeweiligen Kautschukmischungen angewendet, bezieht sich auf die Kautschukmischungen in ihrem compoundierten und Schwefelvulkanisierten Zustand und kann allgemein als gut verteilte Kreaturen beschrieben werden und daß die bessere in der "our"- Phase einzigartig ist. Das bedeutet, daß die Vulkanisationsmittelverteilung durch die Verwendung von SIBR in vielfältigen Kautschukmischungen gesteuert werden kann.
Der SIBR wird als ein kontinuierliches Verfahren hergestellt und ergibt so mit Hilfe der obengenannten Kombination von Lithiumkatalysator und polarem Modifiziermittel (Gewichtsverhältnis in einem Bereich von 1/1 bis 2/1) ein lineares Terpolymer, in dem sein Styrol im wesentlichen nicht-blockförmig oder blockfrei ist. Entsprechend werden das Butadien und das Isopren als im wesentlichen nicht-blockförmig betrachtet.
Die folgenden Beispiele werden präsentiert, um die Erfindung weiter zu veranschaulichen.

BEISPIEL I

Mehrere SIBRs wurden mittels des hierin allgemein erläuterten und in dieser zusätzlichen Offenbarung erörterten Verfahrens hergestellt. Ein kontinuierliches Reaktionssystem aus zwei Reaktoren wurde verwendet, wobei alle Monomere (Styrol, Isopren und 1,3-Butadien), der Katalysator und die polaren Modifiziermittel im wesentlichen gleichzeitig in den ersten Reaktor eingeführt wurden. Der erste Reaktor wurde in einem Temperaturbereich von 70ºC bis 90ºC betrieben, und die Verweilzeit für die Materialen betrug etwa eine Stunde. Die Materialen wurden von dem ersten Reaktor auf kontinuierlicher Basis in einen zweiten Reaktor eingespeist, wo die Polymerisation bei einer Temperatur im Bereich von 90ºC bis 100ºC mit einer Verweilzeit für die Materialien von etwa zwei Stunden fortgesetzt wurde. Das Polymerisat wurde aus dem zweiten kontinuierlichen Reaktor durch Desolvatisierung gewonnen, die durch einfaches Abstreifen mit Wasserdampf bewerkstelligt wird, und das Terpolymer daraus gewonnen.
Tabelle 1 führt die zusätzlichen SIBRs auf, die hierin zum Zweck der Veranschaulichung als Experimente F und G identifiziert sind.

BEISPIEL 11

Ein SIBR wird wie in Beispiel I hergestellt, wobei das ganze/alle polare(n) Modifiziermittel zwischen dem ersten und dem zweiten Reaktor eingeführt werden. Tabelle 1 SIBR % Styrol % Isopren % Butadien Tg Mooney-Viskosität (ML-4) Butadienstruktur % 1,2-Butadien % 1,4-Butadien Isoprenstruktur % 3,4-Polyisopren % 1,4-Polyisopren % 1,2-Polyisopren Isopren/Butadien-Verhältnis % Styrol mit einem Maximum von 2 aufeinanderfolgenden Styroleinheiten % Styrol mit einem Maximum von 5 aufeinanderfolgenden Einheiten Molekulargewichts-(Mn)-Mittelwert Verhältnis von Mn/Mw (HI) etwa
Eine Mischung der SIBRs der Experimente F-G mit verschiedenen anderen Kautschuken wird für den Zweck der Verwendung als Reifenlauffläche hergestellt. Repräsentative Kautschukmischungen sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2 Kautschuk Naturkautschuk cis-1,4-Polybutadienkautschuk Butadien/Styrol-Kautschuk 3,4-Polyisoprenkautschuk SIBR
Gummiluftreifen werden dann mit Laufflächen aus den Kautschukmischungen, nämlich den Mischungen von Experimenten L, M, N, O und P, hergestellt.

Claims

1. Luftreifen mit einer äußeren umlaufenden Lauffläche, worin die Lauffläche ein mit Schwefel vulkanisierter Kautschuk von einer Zusammensetzung ist, die, bezogen auf 100 Gewichtsteile Kautschuk, umfaßt (A) 60 bis 84 Gewichtsteile Styrol-Isopren- Butadien-Terpolymer-Kautschuk (SIBR), (B) 8 bis 20 Gewichtsteile Naturkautschuk, und (C) 8 bis 20 Gewicht steile von mindestens einem von cis-1,4-Polybutadienkautschuk; Polybutadienkautschuk mit hohem Vinylgehalt, der einen 1,2- Gehalt im Bereich von 50 bis 80 Prozent aufweist, 3,4- Polyisoprenkautschuk, Styrol/Butadien-Copolymer-Kautschuk, der von wäßriger Emulsionspolymerisation abgeleitet ist, und Styrol/Butadien-Copolymer-Kautschuk, der von organischer Lösungsmittel-Lösungspolymerisation abgeleitet ist, wobei das Styrol/Butadien-Verhältnis derartiger Copolymer-Kautschuke im Bereich von 20/80 bis 50/50 liegt, worin der SIBR dadurch spezifiziert ist, daß er umfaßt (i) 5 bis 40 Gewichtsprozent gebundenes Styrol, (ii) 25 bis 65 Gewichtsprozent gebundenes Isopren und (iii) 8 bis 50 Gewichtsprozent gebundenes Butadien, daß er eine einzelne Glasübergangstemperatur, die im Bereich von -10ºC bis -75ºC liegt, eine ML4(100ºC)-Viskosität im Bereich von 70 bis 100, einen Heterogenitätsindex, d.h., das Verhältnis von Zahlenmittel des Molekulargewichts (Mn) zu Molekulargewichts-Mittelwert (Mw), im Bereich von 1,5 bis 2,4 aufweist und daß die gebundene Butadien-Struktur 8 bis 50 Prozent 1,2-Vinyl-Einheiten enthält, wobei der Rest im wesentlichen aus 1,4-konfigurierten Einheiten zusammengesetzt ist, daß die gebundene Isopren-Struktur 8 bis 50 Prozent 3,4- Vinyl-Einheiten enthält, wobei der Rest im wesentlichen aus 1,4-konfigurierten Einheiten mit weniger als 2 Prozent 1,2- konf igurierten Einheiten besteht, und daß die Summe dieser Prozent 1,2-Vinyl-Einheiten des gebundenen Butadiens und dieser Prozent 3,4-Einheiten des gebundenen Isoprens im Bereich von 20 bis 90 liegt, wobei mindestens 98 Prozent seiner Styroleinheiten in aufeinanderfolgenden Styroleinheiten von 5 oder weniger enthalten sind.

2. Reifen nach Anspruch 1, worin der SIBR dadurch gekennzeichnet ist, daß er umfaßt (i) 15 bis 40 Gewichtsprozent gebundenes Styrol, (ii) 30 bis 60 Gewichtsprozent gebundenes Isopren und (iii) 10 bis 25 Gewichtsprozent gebundenes Butadien, daß er eine einzelne Glasübergangstemperatur, die im Bereich von -10ºC bis -40ºC liegt, aufweist, und daß die Summe der Prozent 1,2-Vinyleinheiten des gebundenen Butadiens und der Prozent 3,4-Einheiten des gebundenen Isoprens im Bereich von 20 bis 45 liegt.