JP6317477B2 - 官能基の導入されたアミノシラン系末端変性剤、これを用いる末端変性共役ジエン系重合体の製造方法、およびこれにより製造した末端変性共役ジエン系重合体 - Google Patents

官能基の導入されたアミノシラン系末端変性剤、これを用いる末端変性共役ジエン系重合体の製造方法、およびこれにより製造した末端変性共役ジエン系重合体 Download PDF

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Description

本出願は、2014年12月22日付の韓国特許出願第10−2014−0186008号、および2015年7月23日付の韓国特許出願第10−2015−0104520号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は本明細書の一部として組み込まれる。
本発明は、官能基の導入されたアミノシラン系末端変性剤、これを用いる末端変性共役ジエン系重合体の製造方法、およびこれにより製造した末端変性共役ジエン系重合体に関する。
最近の自動車産業界の動向をみると、耐久性と安定性および燃料節減に対する必要性が絶えず要求されており、そのような需要を満たそうとする努力が継続して行われている。
特に、自動車用タイヤ、特に地面と接するタイヤトレッドの材料であるゴムの物性を補強するための様々な試みがあった。自動車タイヤ用ゴム組成物としては、ポリブタジエンやブタジエン−スチレン重合体などの共役ジエン系重合体などを含むゴム組成物が用いられている。
現在、自動車タイヤの性能を改善するために、共役ジエン系ゴム組成物に様々な補強剤などを配合する研究が行われている。具体的には、自動車に対する安定性、耐久性および低燃費化の要求が高まっているにつれ、自動車用タイヤ、特に地面と接するタイヤトレッドの材料として、摩耗性などの機械的強度および加工性に優れたゴム組成物に対する研究が行われている。
本発明が解決しようとする課題は、ゴム組成物に含まれる共役ジエン系重合体の摩耗性などの機械的強度および加工性を改善するための共役ジエン系重合体の末端変性剤を提供することである。
本発明が解決しようとする他の課題は、前記末端変性剤を用いる末端変性共役ジエン系重合体の製造方法を提供することである。
本発明が解決しようとする他の課題は、前記末端変性剤が結合されていることを特徴とする末端変性共役ジエン系重合体を提供することである。
このような課題を解決するために、本発明の一側面によれば、共役ジエン系重合体の末端に、下記化学式1で表されるアミノシラン系末端変性剤が結合されていることを特徴とする末端変性共役ジエン系重合体が提供される。
前記化学式1において、R1およびR2は炭素数1〜20の炭化水素、またはヘテロ元素を含む炭素数1〜20の炭化水素であり、R3は炭素数1〜10の炭化水素であり、R4およびR5は炭素数1〜20の炭化水素であり、R6はmが1の場合に炭素数1〜10の炭化水素であり、nは1〜3の整数であり、mは1〜2の整数である。
また、本発明の他の側面によれば、a)有機金属化合物の存在下、炭化水素溶媒中で共役ジエン系単量体、または共役ジエン系単量体と芳香族ビニル系単量体とを重合させて、アルカリ金属末端を有する活性重合体を形成するステップと、b)前記アルカリ金属末端を有する活性重合体に、下記化学式1で表される化合物を投入して変性させるステップとを含む末端変性共役ジエン系重合体の製造方法が提供される。
前記化学式1において、R1およびR2は炭素数1〜20の炭化水素、またはヘテロ元素を含む炭素数1〜20の炭化水素であり、R3は炭素数1〜10の炭化水素であり、R4およびR5は炭素数1〜20の炭化水素であり、R6はmが1の場合に炭素数1〜10の炭化水素であり、nは1〜3の整数であり、mは1〜2の整数である。
さらに、本発明の他の側面によれば、下記化学式1で表されるアミノシラン系末端変性剤が提供される。
前記化学式1において、R1およびR2は炭素数1〜20の炭化水素、またはヘテロ元素を含む炭素数1〜20の炭化水素であり、R3は炭素数1〜10の炭化水素であり、R4およびR5は炭素数1〜20の炭化水素であり、R6はmが1の場合に炭素数1〜10の炭化水素であり、nは1〜3の整数であり、mは1〜2の整数である。
本発明により末端変性された共役ジエン系重合体は、使用されたアミノシラン末端変性剤が、3級アミン基と、シリカ親和性基、またはヘキサン親和性基とを同時に含むグループで置換されるが、3級アミン基は、シリカ表面の水酸化基の間に水素結合による凝集を防ぐことでシリカの分散を向上させ、シリカ親和性基は、シリカとの相互作用で摩耗性と加工性を改善することができる。また、ヘキサン親和性基は、ヘキサンに対する溶解度を増加させて、変性率が増加する効果がある。
さらに、本発明のアミノシラン系変性剤は、分子量の増加および変性率の増加のために、シリカと反応するアルコキシ基の数を増加させる場合、加水分解および縮合反応によるムーニー粘度が上昇し、保存中に粘度が上昇する問題を解決するために、陰イオン末端に反応性が大きいカルボニル基を2個導入することにより、加水分解および縮合反応によるムーニー粘度を上昇させない効果だけでなく、末端陰イオンの反応性をさらに増加させて、選択的にカルボニル基と反応させることができる。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の一側面によれば、共役ジエン系重合体の末端に、下記化学式1で表されるアミノシラン系末端変性剤が結合されていることを特徴とする末端変性共役ジエン系重合体が提供される。
前記化学式1において、R1およびR2は炭素数1〜20の炭化水素、またはヘテロ元素を含む炭素数1〜20の炭化水素であり、R3は炭素数1〜10の炭化水素であり、R4およびR5は炭素数1〜20の炭化水素であり、R6はmが1の場合に炭素数1〜10の炭化水素であり、nは1〜3の整数であり、mは1〜2の整数である。
前記化学式1において、ヘテロ元素はN、S、またはOであることが好ましい。
前記化学式1において、R1およびR2は炭素数1〜10のアルキル基、またはヘテロ元素を含む炭素数1〜10のアルキル基であることが好ましい。
前記化学式1において、R3は炭素数1〜10のアルキレン基であることが好ましい。
前記化学式1において、R4およびR5は炭素数1〜20のアルキル基であることが好ましい。
前記化学式1において、R6はmが1の場合に炭素数1〜10のアルキル基であることが好ましい。mが2の場合には、化学式1の化合物はR6で置換されない。
前記末端変性共役ジエン系重合体は、1,000〜2,000,000g/mol、好ましくは10,000〜2,000,000g/mol、より好ましくは100,000〜2,000,000g/molの数平均分子量(Mn)を有してもよい。
前記末端変性共役ジエン系重合体は、1.05〜10、好ましくは1.1〜5、より好ましくは1.1〜4の分子量分布(Mw/Mn)を有してもよい。前記末端変性共役ジエン系重合体の分子量分布が当該範囲を満足する場合、ゴム組成物が改善された機械的特性、低燃費特性および耐磨耗性特性を有することができる。
前記末端変性共役ジエン系重合体は、ビニル含有量が5重量%以上、好ましくは10重量%以上、より好ましくは15〜70重量%であってもよい。
前記ビニル含有量は、ビニル基を有する単位体の含有量、または共役ジエン系単量体100重量%に対して、1,4−添加でない1,2−添加の共役ジエン系単量体の含有量を意味する。
前記末端変性共役ジエン系重合体のビニル含有量が当該範囲を満足する場合、重合体のガラス転移温度が上昇し、タイヤに適用時、走行抵抗および制動力といった、タイヤに要求される物性を満足させるだけでなく、燃料消耗を低減する効果がある。
前記末端変性共役ジエン系重合体は、共役ジエン系単量体と芳香族ビニル系単量体とを合わせた計100重量%を基準として、芳香族ビニル系単量体1〜60重量%、10〜50重量%、または15〜40重量%を含んでなるポリマー鎖の共役ジエン系重合体鎖を含むことができる。
前記ポリマー鎖は、一例として、ランダムポリマー鎖であってもよい。
前記共役ジエン系単量体は、一例として、1,3−ブタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、ピペリレン、3−ブチル−1,3−オクタジエン、イソプレン、および2−フェニル−1,3−ブタジエンからなる群より選択された1種以上であってもよい。
前記芳香族ビニル系単量体は、一例として、スチレン、α−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、4−プロピルスチレン、1−ビニルナフタレン、4−シクロヘキシルスチレン、4−(p−メチルフェニル)スチレン、および1−ビニル−5−ヘキシルナフタレンからなる群より選択された1種以上であってもよく、他の例として、スチレンまたはα−メチルスチレンであってもよい。
また、本発明の他の側面によれば、a)有機金属化合物の存在下、炭化水素溶媒中で共役ジエン系単量体、または共役ジエン系単量体と芳香族ビニル系単量体とを重合させて、アルカリ金属末端を有する活性重合体を形成するステップと、b)前記アルカリ金属末端を有する活性重合体に、下記化学式1で表される化合物を投入して変性させるステップとを含む末端変性共役ジエン系重合体の製造方法が提供される。
前記化学式1において、R1およびR2は炭素数1〜20の炭化水素、またはヘテロ元素を含む炭素数1〜20の炭化水素であり、R3は炭素数1〜10の炭化水素であり、R4およびR5は炭素数1〜20の炭化水素であり、R6はmが1の場合に炭素数1〜10の炭化水素であり、nは1〜3の整数であり、mは1〜2の整数である。
この時、前記共役ジエン系単量体および芳香族ビニル系単量体は上述した通りである。
前記溶媒は、共役ジエン系単量体の単独重合または共重合に適用可能な溶媒であれば、特に制限されず、一例として、炭化水素、またはn−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、イソオクタン、シクロヘキサン、トルエン、ベンゼン、およびキシレンからなる群より選択された1種以上であってもよい。
前記有機金属化合物は、有機アルカリ金属化合物、または有機リチウム化合物、有機ナトリウム化合物、有機カリウム化合物、有機ルビジウム化合物、および有機セシウム化合物からなる群より選択された1種以上であってもよい。
一例として、前記有機金属化合物は、メチルリチウム、エチルリチウム、イソプロピルリチウム、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウム、n−デシルリチウム、tert−オクチルリチウム、フェニルリチウム、1−ナフチルリチウム、n−エイコシルリチウム、4−ブチルフェニルリチウム、4−トリルリチウム、シクロヘキシルリチウム、3,5−ジ−n−ヘプチルシクロヘキシルリチウム、および4−シクロペンチルリチウムからなる群より選択された1種以上であってもよい。好ましくは、前記有機金属化合物は、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、またはこれらの組み合わせであってもよい。
他の例として、前記有機金属化合物は、ナフチルナトリウム、ナフチルカリウム、リチウムアルコキシド、ナトリウムアルコキシド、カリウムアルコキシド、リチウムスルホネート、ナトリウムスルホネート、カリウムスルホネート、リチウムアミド、ナトリウムアミド、およびカリウムアミドからなる群より選択された1種以上であってもよく、また、他の有機金属化合物と併用して使用されてもよい。
本発明の一実施形態によれば、前記有機金属化合物は、前記単量体計100gを基準として、0.01〜10mmol、0.05〜5mmol、0.1〜2mmol、または0.1〜1mmol使用できる。前記有機金属化合物の含有量が当該範囲を満足する場合、末端変性共役ジエン系重合体を製造するための最適の共役ジエン系重合体を作ることができる。
前記有機金属化合物と、前記化学式1で表される化合物とのモル比は、例えば、1:0.1〜1:10、好ましくは1:0.3〜1:2である。前記モル比が当該範囲を満足する場合、共役ジエン系重合体に最適性能の変性反応を付与することができる。
前記金属末端を有する活性重合体は、重合体陰イオンと金属陽イオンとが結合された重合体を意味する。
本発明の一実施形態によれば、前記末端変性共役ジエン系重合体の製造方法は、前記a)ステップでの重合時、極性添加剤をさらに添加して実施できる。このように極性添加剤をさらに添加する理由は、極性添加剤が共役ジエン系単量体と芳香族ビニル系単量体との反応速度を調節するからである。
前記極性添加剤は、塩基であるか、またはエーテル、アミン、またはこれらの混合物であってもよく、具体的には、テトラヒドロフラン、ジテトラヒドロフリルプロパン、ジエチルエーテル、シクロアミルエーテル、ジプロピルエーテル、エチレンジメチルエーテル、エチレンジメチルエーテル、ジエチレングリコール、ジメチルエーテル、第3ブトキシエトキシエタンビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、(ジメチルアミノエチル)エチルエーテル、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、およびテトラメチルエチレンジアミンからなるグループより選択されたものであってもよく、好ましくは、ジテトラヒドロプロピルプロパン、トリエチルアミン、またはテトラメチルエチレンジアミンであってもよい。
前記極性添加剤は、投入される単量体計100gを基準として、0.001〜50g、0.001〜10g、0.005〜1g、または0.005〜0.1g使用できる。
また、前記極性添加剤は、投入される有機金属化合物計1mmolを基準として、0.001〜10g、0.005〜1g、または0.005〜0.1g使用できる。
前記共役ジエン系単量体と芳香族ビニル系単量体とを共重合させる場合、これらの反応速度の差によって、大体ブロック重合体が製造されやすいが、前記極性添加剤を添加する場合、反応速度が遅い芳香族ビニル系単量体の反応速度を増加させて、これに相応する重合体の微細構造、例えば、ランダム重合体を誘導する効果がある。
前記a)の重合は、一例として、陰イオン重合であってもく、具体的には、前記a)の重合は、陰イオンによる成長反応によって活性末端を得るリビング陰イオン重合であってもよい。
また、前記a)の重合は、一例として、昇温重合または定温重合であってもよい。
前記昇温重合は、有機金属化合物を投入した後、任意に熱を加えて反応温度を高めるステップを含む重合方法を意味し、前記定温重合は、有機金属化合物を投入した後、任意に熱を加えない重合方法を意味する。
前記a)の重合温度は、一例として、−20〜200℃、0〜150℃、または10〜120℃であってもよい。
前記b)ステップは、一例として、前記化学式1で表される化合物を1種以上、または2〜3種投入するステップであってもよい。
また、前記b)ステップは、一例として、0〜90℃で1分〜5時間反応させるステップであってもよい。
本発明の一実施形態によれば、前記末端変性共役ジエン系重合体の製造方法は、一例として、回分式(バッチ式)、または1種以上の反応器を含む連続式重合方法であってもよい。
さらに、本発明の他の側面によれば、下記化学式1で表されるアミノシラン系末端変性剤が提供される。
前記化学式1において、R1およびR2は炭素数1〜20の炭化水素、またはヘテロ元素を含む炭素数1〜20の炭化水素であり、R3は炭素数1〜10の炭化水素であり、R4およびR5は炭素数1〜20の炭化水素であり、R6はmが1の場合に炭素数1〜10の炭化水素であり、nは1〜3の整数であり、mは1〜2の整数である。
前記化学式1において、ヘテロ元素はN、S、またはOであることが好ましい。
前記化学式1において、R1およびR2は炭素数1〜10のアルキル基、またはヘテロ元素を含む炭素数1〜10のアルキル基であることが好ましい。
前記化学式1において、R3は炭素数1〜10のアルキレン基であることが好ましい。
前記化学式1において、R4およびR5は炭素数1〜20のアルキル基であることが好ましい。
前記化学式1において、R6はmが1の場合に炭素数1〜10のアルキル基であることが好ましい。mが2の場合には、化学式1の化合物はR6で置換されない。
本発明による末端変性剤は、アミノシラン系末端変性剤であって、アミノシラン誘導体が、3級アミン基と、エチレングリコール基のようなシリカ親和性基、またはアルキル基またはアリール基のようなヘキサン親和性基とを同時に含むグループで置換されているものである。末端変性剤中の3級アミン基は、シリカの分散を向上させ、反応における触媒の役割を果たし、シリカ親和性基は、シリカと反応して重合体の摩耗性と加工性を改善する役割を果たす。また、ヘキサン親和性基を含む変性剤は、重合体のヘキサンに対する溶解度を増加させて、重合体の変性率を増加させることができる。
好ましくは、前記化学式1は、下記化学式1aで表されてもよい。
以下、本発明の理解のために実施例を挙げて詳細に説明する。しかし、本発明による実施例は種々の異なる形態に変形可能であり、本発明の範囲が下記の実施例に限定されると解釈されてはならない。本発明の実施例は、当業界における平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。
<製造例1>
ジメチル2−((ビス(3−(ジエトキシ(メチル)シリル)プロピル)アミノ)メチル)スクシネートの製造
50ミリリットルの丸底フラスコに、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)アミン2.480mmolにエタノール10mlを加えて溶解させた後、ジメチルイタコネート2.480mmolを加えて、80℃、窒素条件下、48時間撹拌した。反応終了後、溶媒を減圧して除去した後、80℃で減圧蒸留して、化合物のジメチル2−((ビス(3−(ジエトキシ(メチル)シリル)プロピル)アミノ)メチル)スクシネート2.310mmol(収率93.4%)を得た。精製されたジメチル2−((ビス(3−(ジエトキシ(メチル)シリル)プロピル)アミノ)メチル)スクシネートの1H核磁気共鳴分光学的データは以下の通りである。
1H−NMR(500MHz,CDCl3)δ3.76−3.72(m,8H),δ3.67(s,3H),δ3.65(s,3H),δ3.01−2.95(m,1H),δ2.69−2.57(m,4H),δ2.46−2.35(m,4H),δ1.57−1.52(m,2H),δ1.42−1.41(m,2H),δ1.21−1.18(t,12H),δ0.61−0.50(m,4H),δ0.10(s,6H)。
末端変性されたスチレン−ブタジエン重合体の製造
<実施例1>
20Lのオートクレーブ反応器に、スチレン270g、1,3ブタジエン710g、およびノルマルヘキサン5kg、極性添加剤としてDTP(2,2−ジ(2−テトラヒドロフリル)プロパン)1.1gを入れた後、反応器の内部温度を40℃に昇温した。反応器の内部温度が40℃に達した時、n−ブチルリチウム29.3g(2.62wt% in hexane、33%activation)を反応器に投入して、断熱昇温反応を進行させた。約30分経過後、1,3−ブタジエン20gを投入して、SSBRの末端をブタジエンでキャッピング(capping)した。5分後、製造例1で製造した変性剤のジメチル2−((ビス(3−(ジエトキシ(メチル)シリル)プロピル)アミノ)メチル)スクシネート1.44gを投入後、15分間反応させた。以後、エタノールを用いて重合反応を停止させ、酸化防止剤のWingstay Kがヘキサンに30重量%溶けている溶液33gを添加した。その結果得られた重合物を、スチームで加熱された温水に入れて撹拌して溶媒を除去した後、ロール乾燥して残量の溶媒と水を除去して、末端変性共役ジエン系重合体を製造した。以後、サンプルを乾燥してGPCを測定した。
このように製造された末端変性共役ジエン系重合体に対する分析結果は下記表1に示した。
<比較例1>
末端変性剤としてエチル3−(ビス(3−(ジエトキシ(メチル)シリル)プロピル)アミノ)プロパノエートを用いたことを除いては、実施例1と同様の方法で末端変性共役ジエン系重合体を製造した。
本発明による実施例1の末端変性剤で重合を実施した時、エチル3−(ビス(3−(ジエトキシ(メチル)シリル)プロピル)アミノ)プロパノエートを用いる比較例1(高分子成分の結合効率(60%))より、高分子成分の結合効率が増加(63%)した。これは、ゴムの末端陰イオンの反応性が大きいエステル基を1個増加させた時、末端陰イオンとの反応性が増大して、高変性重合体が生成された結果である。

Claims (12)

  1. 共役ジエン系重合体の末端に、下記化学式1で表されるアミノシラン系末端変性剤が結合されていることを特徴とする末端変性共役ジエン系重合体

    前記化学式1において、
    1およびR2は炭素数1〜20の炭化水素であり、
    3は炭素数1〜10の炭化水素であり、
    4およびR5は炭素数1〜20の炭化水素であり、
    nはの整数である
  2. 前記化学式1は、下記化学式1aであることを特徴とする請求項1に記載の末端変性共役ジエン系重合体。
  3. 前記末端変性共役ジエン系重合体は、1,000〜2,000,000g/molの数平均分子量(Mn)を有することを特徴とする請求項1または2に記載の末端変性共役ジエン系重合体。
  4. 前記末端変性共役ジエン系重合体は、共役ジエン系単量体と芳香族ビニル系単量体とを合わせた計100重量%を基準として、芳香族ビニル系単量体が1〜60重量%含まれていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の末端変性共役ジエン系重合体。
  5. a)有機金属化合物の存在下、炭化水素溶媒中で共役ジエン系単量体、または共役ジエン系単量体と芳香族ビニル系単量体とを重合させて、アルカリ金属末端を有する活性重合体を形成するステップと、
    b)前記アルカリ金属末端を有する活性重合体に、下記化学式1で表される化合物を投入して変性させるステップとを含む末端変性共役ジエン系重合体の製造方法

    前記化学式1において、
    1およびR2は炭素数1〜20の炭化水素であり、
    3は炭素数1〜10の炭化水素であり、
    4およびR5は炭素数1〜20の炭化水素であり、
    nはの整数である
  6. 前記化学式1は、下記化学式1aであることを特徴とする請求項5に記載の末端変性共役ジエン系重合体の製造方法。
  7. 前記有機金属化合物は、前記単量体計100gを基準として、0.01〜10mmol使用されることを特徴とする請求項5または6に記載の末端変性共役ジエン系重合体の製造方法。
  8. 前記有機金属化合物と、前記化学式1で表される化合物とのモル比は、1:0.1〜1:10であることを特徴とする請求項5〜7のいずれか一項に記載の末端変性共役ジエン系重合体の製造方法。
  9. 前記a)ステップにおいて、極性添加剤がさらに投入されることを特徴とする請求項5〜8のいずれか一項に記載の末端変性共役ジエン系重合体の製造方法。
  10. 前記極性添加剤は、前記有機金属化合物計1mmolを基準として、0.001〜10g投入されることを特徴とする請求項9に記載の末端変性共役ジエン系重合体の製造方法。
  11. 下記化学式1で表されるアミノシラン系末端変性剤:

    前記化学式1において、
    1およびR2は炭素数1〜20の炭化水素であり、
    3は炭素数1〜10の炭化水素であり、
    4およびR5は炭素数1〜20の炭化水素であり、
    nはの整数である
  12. 前記化学式1は、下記化学式1aで表される請求項11に記載のアミノシラン系末端変性剤。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101877100B1 (ko) * 2015-06-19 2018-07-10 주식회사 엘지화학 관능기가 도입된 아미노실란계 말단변성제를 이용하는 고무 조성물의 제조방법 및 이에 따라 제조한 고무 조성물
US11230618B2 (en) 2016-11-01 2022-01-25 Lg Chem, Ltd. Modified conjugated diene-based polymer and method of preparing the same
WO2018105920A1 (ko) * 2016-12-08 2018-06-14 주식회사 엘지화학 변성제 및 이로부터 유래된 작용기를 포함하는 변성 공액디엔계 중합체
KR102122470B1 (ko) 2016-12-08 2020-06-12 주식회사 엘지화학 변성제 및 이로부터 유래된 작용기를 포함하는 변성 공액디엔계 중합체
KR102102986B1 (ko) * 2017-09-29 2020-04-21 주식회사 엘지화학 양 말단 변성 공액디엔계 중합체 및 이의 제조방법
FR3088333A3 (fr) * 2018-11-08 2020-05-15 Michelin & Cie Composition de caoutchouc a base d'un elastomere dienique modifie
KR20240046803A (ko) * 2021-10-29 2024-04-09 가부시키가이샤 에네오스 마테리아루 변성 공액 디엔계 중합체의 제조 방법, 변성 공액 디엔계 중합체, 중합체 조성물, 가교체, 타이어 및 화합물

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1114326B (de) 1956-10-12 1961-09-28 Union Carbide Corp Verfahren zur Herstellung von Organopolysiloxanen
DE1171235B (de) 1958-12-02 1964-05-27 Union Carbide Corp Korrosionsinhibitor
US3033815A (en) * 1959-08-28 1962-05-08 Union Carbide Corp Organosilicon compounds and process for producing same
US3746738A (en) 1972-03-28 1973-07-17 Union Carbide Corp Silicon containing polyazimides
US4067844A (en) * 1976-12-22 1978-01-10 Tremco Incorporated Urethane polymers and sealant compositions containing the same
CA1338805C (en) 1988-05-02 1996-12-17 Akio Imai Modified diene polymer rubbers
DE60314865T2 (de) 2002-04-12 2008-03-13 Bridgestone Corp. Verfahren zur herstellung von modifiziertem polymer, danach erhaltenes modifiziertes polymer und kautschukzusammensetzung
JP4088481B2 (ja) * 2002-06-13 2008-05-21 コニシ株式会社 硬化性樹脂
TWI385182B (zh) 2004-03-15 2013-02-11 Jsr Corp Conjugated diene (co) poly rubber and method for producing the same
KR100580789B1 (ko) 2004-08-03 2006-05-16 금호석유화학 주식회사 타이어 트레드용 고무조성물
US7858690B2 (en) * 2006-10-06 2010-12-28 Bridgestone Corporation Functional coupling agents and polymers prepared therewith
US8378094B2 (en) * 2008-01-08 2013-02-19 Johns Manville Polymerization initiators for fiber-reinforced polymer composites and materials made from the composites
RU2599633C2 (ru) 2011-03-29 2016-10-10 Бриджстоун Корпорейшн Полимеры, функционализированные сложным эфиром карбоновой или тиокарбоновой кислоты, содержащим силилированную аминогруппу
JP5959172B2 (ja) * 2011-09-13 2016-08-02 旭化成株式会社 変性共役ジエン系重合体及びその製造方法、変性共役ジエン系重合体組成物及びその製造方法、並びにタイヤ及びその製造方法
JP5964570B2 (ja) 2011-10-12 2016-08-03 旭化成株式会社 変性共役ジエン系重合体の製造方法、変性共役ジエン系重合体、変性共役ジエン系重合体組成物、及びタイヤ
JP5951973B2 (ja) 2011-12-06 2016-07-13 住友ゴム工業株式会社 共重合体、ゴム組成物及び空気入りタイヤ
KR101455508B1 (ko) 2012-02-06 2014-10-27 주식회사 엘지화학 변성 공액 디엔계 중합체 및 이의 제조방법
JP6041530B2 (ja) 2012-05-23 2016-12-07 旭化成株式会社 変性ブタジエン系重合体、変性ブタジエン系重合体の製造方法、ゴム組成物、及びタイヤ
JP6105336B2 (ja) 2013-03-13 2017-03-29 旭化成株式会社 変性共役ジエン系重合体組成物、トレッド、サイドウォール及びタイヤ
EP2826793B1 (en) 2013-04-25 2017-08-16 LG Chem, Ltd. Method for preparing conjugated diene-based polymer, composition containing polymer, and tire comprising composition
KR101614989B1 (ko) 2013-04-25 2016-04-22 주식회사 엘지화학 공역디엔계 중합체의 제조방법, 상기 중합체를 포함하는 조성물 및 상기 조성물을 포함하는 타이어
KR101461416B1 (ko) * 2013-08-05 2014-11-19 한양대학교 산학협력단 키토산 말단 자성중심 덴드리머 및 이의 제조방법
JP6296876B2 (ja) 2014-03-31 2018-03-20 株式会社松風 新規長鎖シランカップリング剤およびそれを含む歯科用組成物

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