JP6768949B2 - 変性共役ジエン系重合体及びその製造方法 - Google Patents

変性共役ジエン系重合体及びその製造方法 Download PDF

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Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１６年１１月４日付韓国特許出願第１０−２０１６−０１４６９２７号及び２０１７年１０月３１日付韓国特許出願第１０−２０１７−０１４３９４６号に基づいた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ている全ての内容は本明細書の一部として含まれる。
本発明は、化学式１で表される変性剤、その製造方法、前記変性剤由来作用基を含む高変性率の変性共役ジエン系重合体、前記重合体の製造方法に関する。
最近、自動車に対する低燃費化の要求によって、タイヤ用ゴム材料として、走行抵抗が少なく、耐磨耗性、引張特性に優れ、ウェットスキッド抵抗に代表される調整安定性も兼備した共役ジエン系重合体が要求されている。
タイヤの走行抵抗を減少させるためには、加硫ゴムのヒステリシス損失を小さくする方案があり、このような加硫ゴムの評価指標としては、５０℃から８０℃の反発弾性、ｔａｎδ、グッドリッチ発熱などが用いられる。すなわち、前記温度での反発弾性が大きいか、ｔａｎδ又はグッドリッチ発熱が小さなゴム材料が好ましい。
ヒステリシス損失が小さなゴム材料としては、天然ゴム、ポリイソプレンゴム又はポリブタジエンゴムなどが知られているが、これらはウェットスキッド抵抗性が小さな問題がある。よって、最近には、スチレン−ブタジエンゴム（以下、ＳＢＲと記す）又はブタジエンゴム（以下、ＢＲと記す）のような共役ジエン系（共）重合体が乳化重合や溶液重合によって製造され、タイヤ用ゴムとして用いられている。
前記ＢＲ又はＳＢＲをタイヤ用ゴム材料として用いる場合には、タイヤ要求物性を得るために、通常、シリカやカーボンブラックなどの充填剤を共にブレンディングして使用している。しかし、前記ＢＲ又はＳＢＲと充填剤の親和性が良くないため、却って耐磨耗性、耐クラック性又は加工性などをはじめとする物性が低下する問題がある。
よって、ＳＢＲとシリカやカーボンブラックなどの充填剤の分散性を高めるための方法として、有機リチウムを用いた陰イオン重合で得られる共役ジエン系重合体の重合活性部位を、充填剤との相互作用が可能な官能基に変性する方法が提案された。例えば、共役ジエン系重合体の重合活性の末端をスズ系化合物に変性するか、アミノ基を導入する方法、又はアルコキシシラン誘導体に変性する方法などが提案された。
また、ＢＲとシリカやカーボンブラックなどの充填剤の分散性を高めるための方法として、ランタン系希土類元素化合物を含む触媒組成物を用いた配位重合によって得られるリビング重合体において、リビング活性の末端を特定のカップリング剤や変性剤によって変性する方法が開発された。
しかし、前述した方法で変性されたＢＲ又はＳＢＲは、末端変性率が低いため、これを用いて製造されたタイヤの場合、物性改善の効果が微々であった。
本発明は、前記従来の技術の問題点を解決するために案出されたものであって、重合体の変性に有用な変性剤を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、前記変性剤の製造方法を提供することにある。
本発明のまた他の目的は、前記変性剤由来作用基を含む高変性率の変性共役ジエン系重合体を提供することにある。
さらに、本発明のさらに他の目的は、前記変性共役ジエン系重合体の製造方法を提供することにある。
前記課題を解決するため、本発明は、下記化学式１で表される変性剤を提供する。
Figure 0006768949
前記化学式１で、
Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は互いに独立して−ＳｉＲ7Ｒ8Ｒ9であり、
Ｒ4は炭素数１から２０のアルキル基、炭素数３から２０のシクロアルキル基及び炭素数６から３０のアリール基からなる群から選択される１つ以上の置換基で置換されるか、又は非置換の炭素数１から２０の２価炭化水素基であり、
Ｒ5は炭素数２から２０の２価炭化水素基であり、
Ｒ6は−ＣＯＯＲ10であり、
前記でＲ7からＲ9は互いに独立して炭素数１から２０の１価炭化水素基又はＮ、Ｓ及びＯからなる群から選択される１つ以上のヘテロ原子を含む炭素数１から２０の１価炭化水素基であり、
Ｒ10は炭素数１から２０のアルキル基、炭素数３から２０のシクロアルキル基及び炭素数６から３０のアリール基からなる群から選択される１つ以上の置換基で置換されるか、又は非置換の炭素数１から２０の１価炭化水素基である。
また、本発明は、下記化学式２で表される化合物と化学式３で表される化合物を第１反応させて下記化学式４で表される化合物を製造する工程（工程ａ）；及び、前記化学式４で表される化合物と下記化学式５で表される化合物を第２反応させる工程（工程ｂ）を含む、下記化学式１で表される前記変性剤の製造方法を提供する。
Figure 0006768949
Figure 0006768949
Figure 0006768949
［化学式５］
Ｒ7Ｒ8Ｒ9ＳｉＣｌ
Figure 0006768949
前記化学式１から化学式５で、
Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は互いに独立して−ＳｉＲ7Ｒ8Ｒ9であり、
Ｒ4は炭素数１から２０のアルキル基、炭素数３から２０のシクロアルキル基及び炭素数６から３０のアリール基からなる群から選択される１つ以上の置換基で置換されるか、又は非置換の炭素数１から２０の２価炭化水素基であり、
Ｒ5は炭素数２から２０の２価炭化水素基であり、
Ｒ6は−ＣＯＯＲ10であり、
前記でＲ7からＲ9は互いに独立して炭素数１から２０の１価炭化水素基又はＮ、Ｓ及びＯからなる群から選択される１つ以上のヘテロ原子を含む炭素数１から２０の１価炭化水素基であり、
Ｒ10は炭素数１から２０のアルキル基、炭素数３から２０のシクロアルキル基及び炭素数６から３０のアリール基からなる群から選択される１つ以上の置換基で置換されるか、又は非置換の炭素数１から２０の１価炭化水素基である。
併せて、本発明は、前記化学式１で表される変性剤由来作用基を含む変性共役ジエン系重合体を提供する。
さらに進んで、本発明は、炭化水素溶媒中で、ランタン系希土類元素含有化合物を含む触媒組成物の存在下で、共役ジエン系単量体を重合して有機金属が結合された活性重合体を製造する工程（工程１）；及び、前記活性重合体を前記化学式１で表される変性剤と反応させる工程（工程２）を含む前記変性共役ジエン系重合体の製造方法を提供する。
本発明による化学式１で表される変性剤は、重合体反応性作用基、例えば、エステル基が導入されていることで、陰イオン反応性が高いため、重合体の活性部位と容易に作用することができ、よって変性を容易に行うことができる。
また、本発明による変性共役ジエン系重合体は、化学式１で表される変性剤由来作用基を含むことで、カーボンブラックなどの充填剤との親和性に優れ得る。
併せて、本発明による変性共役ジエン系重合体の製造方法は、化学式１で表される変性剤を用いることで、高変性率を有する変性共役ジエン系重合体を容易に製造することができる。
以下、本発明に対する理解を深めるために、本発明をさらに詳細に説明する。
本明細書及び特許請求の範囲で用いられた用語や単語は、通常的かつ辞典的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者は自身の発明を最善の方法で説明するために、用語の概念を適宜定義することができるとの原則に即し、本発明の技術的思想に適合する意味と概念として解釈されなければならない。
本発明は、変性共役ジエン系重合体の変性に有用な変性剤を提供する。
本発明の一実施形態による前記変性剤は、下記化学式１で表されるものであることを特徴とする。
下記化学式１で表される変性剤：
Figure 0006768949
前記化学式１で、
Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は互いに独立して−ＳｉＲ7Ｒ8Ｒ9であり、
Ｒ4は炭素数１から２０のアルキル基、炭素数３から２０のシクロアルキル基及び炭素数６から３０のアリール基からなる群から選択される１つ以上の置換基で置換されるか、又は非置換の炭素数１から２０の２価炭化水素基であり、
Ｒ5は炭素数２から２０の２価炭化水素基であり、
Ｒ6は−ＣＯＯＲ10であり、
前記でＲ7からＲ9は互いに独立して炭素数１から２０の１価炭化水素基又はＮ、Ｓ及びＯからなる群から選択される１つ以上のヘテロ原子を含む炭素数１から２０の１価炭化水素基であり、
Ｒ10は炭素数１から２０のアルキル基、炭素数３から２０のシクロアルキル基及び炭素数６から３０のアリール基からなる群から選択される１つ以上の置換基で置換されるか、又は非置換の炭素数１から２０の１価炭化水素基である。
具体的に、前記化学式１において、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は互いに独立して−ＳｉＲ7Ｒ8Ｒ9であるものであり、ここで、前記Ｒ7、Ｒ8及びＲ9は互いに独立して炭素数１から２０の１価炭化水素基、又はＮ、Ｓ及びＯからなる群から選択される１つ以上のヘテロ原子を含む炭素数１から２０の１価炭化水素基であってよい。
前記Ｒ7、Ｒ8及びＲ9が互いに独立して炭素数１から２０の１価炭化水素基である場合、前記Ｒ7、Ｒ8及びＲ9は互いに独立して炭素数１から２０のアルキル基、炭素数３から２０のシクロアルキル基、炭素数６から２０のアリール基、及び炭素数７から２０のアリールアルキル基からなる群から選択されるものであってよく、具体的にはＲ7、Ｒ8及びＲ9は互いに独立して炭素数１から１０のアルキル基、炭素数３から１２のシクロアルキル基、炭素数６から１２のアリール基及び炭素数７から１２のアリールアルキル基からなる群から選択されるものであってよい。
また、前記Ｒ7、Ｒ8及びＲ9が互いに独立してヘテロ原子を含む炭素数１から２０の１価炭化水素基である場合、Ｒ7、Ｒ8及びＲ9は互いに独立して炭化水素基内の１以上の炭素原子の代りにヘテロ原子を含むものであるか；又は、炭化水素基内の炭素原子に結合された１以上の水素原子がヘテロ原子、又はヘテロ原子を含む作用基で置換されたものであってよい。具体的には、前記Ｒ7、Ｒ8及びＲ9が互いに独立してヘテロ原子を含む炭素数１から２０の１価炭化水素である場合、アルコキシ基；フェノキシ基；カルボキシ基；酸無水物基；アミノ基；アミド基；エポキシ基；メルカプト基；−［Ｒ11Ｏ］ｘＲ12（このときＲ11は炭素数２から２０のアルキレン基であり、Ｒ12は水素原子、炭素数１から２０のアルキル基、炭素数３から２０のシクロアルキル基、炭素数６から２０のアリール基及び炭素数７から２０のアリールアルキル基からなる群から選択され、ｘは２から１０の整数である）；ヒドロキシ基、アルコキシ基、フェノキシ、カルボキシ基、エステル基、酸無水物基、アミノ基、アミド基、エポキシ基及びメルカプト基からなる群から選択される１以上の作用基を含む炭素数１から２０の１価炭化水素基（例えば、ヒドロキシアルキル基、アルコキシアルキル基、フェノキシアルキル基、アミノアルキル基又はチオールアルキル基など）であってよい。さらに具体的に、Ｒ7、Ｒ8及びＲ9が互いに独立してヘテロ原子を含む炭素数１から２０のアルキル基の場合、炭素数１から２０のアルコキシ基、炭素数２から２０のアルコキシアルキル基、炭素数７から２０のフェノキシアルキル基、炭素数１から２０のアミノアルキル基及び−［Ｒ11Ｏ］ｘＲ12（このとき、Ｒ11は炭素数２から１０のアルキレン基であり、Ｒ12は水素原子、炭素数１から１０のアルキル基、炭素数３から１２のシクロアルキル基、炭素数６から１８のアリール基及び炭素数７から１８のアリールアルキル基からなる群から選択され、ｘは２から１０の整数である）からなる群から選択されるものであってよい。
また、前記化学式１で、Ｒ4は炭素数１から２０の２価炭化水素基又は置換基で置換された炭素数１から２０の２価炭化水素基のものであってよい。
前記Ｒ4が炭素数１から２０の２価炭化水素基の場合、前記Ｒ4はメチレン基、エチレン基又はプロピレン基などのような炭素数１から１０のアルキレン基；フェニレン基などのような炭素数６から２０のアリレン基；又は、これらの組み合わせとして炭素数７から２０のアリールアルキレン基であってよい。より具体的に、Ｒ4は炭素数１から１０のアルキレン基であってよい。また、前記Ｒ4が置換基で置換された炭素数１から２０の２価炭化水素基である場合、前記Ｒ4は炭素数１から２０のアルキル基、炭素数３から２０のシクロアルキル基及び炭素数６から３０のアリール基からなる群から選択される１つ以上の置換基で置換された炭素数１から１０のアルキレン基のものであってよい。
また、前記化学式１で、Ｒ5は炭素数２から２０の２価炭化水素基のものであってよく、具体的には炭素数２から１０のアルキレン基のものであってよい。
また、前記化学式１で、Ｒ6は−ＣＯＯＲ10であるものであってよく、前記Ｒ10は置換基で置換されるか；又は又は非置換の炭素数１から２０の１価炭化水素基のものであってよい。
前記Ｒ10が非置換の炭素数１から２０の１価炭化水素基である場合は、炭素数１から２０のアルキル基、炭素数３から２０のシクロアルキル基、炭素数６から２０のアリール基及び炭素数７から２０のアリールアルキル基からなる群から選択されるものであってよく、具体的には前記Ｒ10は炭素数１から１０のアルキル基、炭素数３から１２のシクロアルキル基、炭素数６から１２のアリール基及び炭素数７から１２のアリールアルキル基からなる群から選択されるものであってよい。
また、前記Ｒ10が置換基で置換された炭素数１から２０の１価炭化水素基である場合には、炭素数１から２０のアルキル基、炭素数３から２０のシクロアルキル基及び炭素数６から３０のアリール基からなる群から選択される１つ以上の置換基で置換された炭素数１から１０のアルキル基のものであってよい。
具体的に、前記変性剤は、化学式１で、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は互いに独立して−ＳｉＲ7Ｒ8Ｒ9であり、Ｒ4及びＲ5は互いに独立して炭素数２から１０のアルキレン基であり、Ｒ6は−ＣＯＯＲ10であり、前記でＲ7からＲ9は互いに独立して炭素数１から１０のアルキル基、炭素数３から１２のシクロアルキル基、炭素数６から１２のアリール基、炭素数７から１２のアリールアルキル基、炭素数２から１０のアルコキシアルキル基、炭素数７から１２のフェノキシアルキル基及び炭素数１から１０のアミノアルキル基からなる群から選択されるいずれか１つであり、Ｒ10は炭素数１から１０のアルキル基で置換されるか、又は非置換の炭素数１から１０のアルキル基のものであってよい。
より具体的には、前記化学式１で表される変性剤は、化学式１−１から化学式１−３で表される化合物のものであってよい。
Figure 0006768949
Figure 0006768949
Figure 0006768949
前記化学式１−１から化学式１−３で、ＴＭＳはトリメチルシリル基（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｙｌ ｇｒｏｕｐ）を表すものである。
前記変性剤は２５℃、１気圧で非極性溶媒、例えば、ノルマルヘキサン１００ｇに対する溶解度（ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ）が１０ｇ以上のものであってよい。ここで、変性剤の溶解度は、目視による観察時、濁る現象なく清く溶解される程度を意味するものである。よって、本発明の一実施形態による前記変性剤は、重合体用変性剤として用いられて重合体の変性率を向上させることができる。
また、本発明による前記化学式１で表される変性剤は、共役ジエン系重合体に対する反応性作用基、充填剤親和性作用基及び溶媒親和性作用基を含むことで、共役ジエン系重合体を高変性率で容易に変性させることができ、これを含むゴム組成物、及びこれから製造されたタイヤなどの成形品の耐磨耗性、低燃費特性及び加工性を改善させることができる。具体的に、前記化学式１の変性剤は、前述したところのように、分子内に重合体に対する反応性作用基（化学式１で、Ｒ6に該当する置換基）、アミン基及びアルキル鎖を含むものであってよく、前記反応性作用基は、共役ジエン系重合体の活性部位に対して高い反応性を示すことで、共役ジエン系重合体を高い変性率で変性させることができるので、結果として変性剤に置換された官能性作用基を共役ジエン系重合体内に高い収率で導入させることができる。また、前記アミン基は、共役ジエン系重合体の末端と反応して１級又は２級アミノ基に転換されるに伴い、充填剤、特にカーボンブラックとの親和性をさらに向上させることができる。また、前記アルキル鎖は、重合溶媒に対する親和度を高めて変性剤の溶解度を増加させることができ、よって、共役ジエン系重合体に対する変性率を向上させることができる。
また、本発明は、下記化学式１で表される変性剤の製造方法を提供する。
本発明の一実施形態による前記製造方法は、下記化学式２で表される化合物と化学式３で表される化合物を第１反応させて下記化学式４で表される化合物を製造する工程（工程ａ）；及び、前記化学式４で表される化合物と下記化学式５で表される化合物を第２反応させる工程（工程ｂ）を含むことを特徴とする。
Figure 0006768949
Figure 0006768949
Figure 0006768949
［化学式５］
Ｒ7Ｒ8Ｒ9ＳｉＣｌ
Figure 0006768949
前記化学式１から化学式５で、Ｒ1からＲ6は前記で定義した通りである。
前記工程ａの第１反応は、化学式４で表される化合物を製造するための工程であって、前記化学式２で表される化合物と化学式３で表される化合物を第１反応させて行うことができる。このとき、前記化学式２で表される化合物と化学式３で表される化合物は、化学量論的の割合で用いるものであってよく、具体的には、前記化学式２で表される化合物と化学式３で表される化合物は１：１から１：２のモル比で用いるものであってよい。さらに具体的には、前記化学式２で表される化合物と化学式３で表される化合物は１：１のモル比で用いるものであってよい。
ここで、前記第１反応は１０℃から３０℃の温度範囲で行うことであってよい。
前記工程ｂの第２反応は、化学式１で表される変性剤を製造するための工程であって、前記化学式４で表される化合物と化学式５で表される化合物を反応させて行うことができる。このとき、前記化学式４で表される化合物と化学式５で表される化合物は化学量論的の割合で用いるものであってよく、例えば、前記化学式４で表される化合物と化学式５で表される化合物は１：２から１：５のモル比で用いるものであってよく、具体的には、１：３．５のモル比で用いるものであってよい。一方、前記第２反応は−１０℃から２０℃の温度範囲の条件で行うことであってよい。
併せて、本発明は、下記化学式１で表される変性剤由来作用基を含む変性共役ジエン系重合体を提供する。
Figure 0006768949
前記化学式１で、Ｒ1からＲ6は前記で定義した通りである。
本発明の一実施形態による前記変性共役ジエン系重合体は、後述する製造方法を介して有機金属が結合された活性重合体と前記化学式１で表される変性剤を反応させることで製造されるものであってよく、前記変性共役ジエン系重合体は、前記化学式１で表される変性剤由来作用基を含むことで物性的特性が改善され得る。
具体的な、前記化学式１で表される変性剤は、前述した通りであってよい。
具体的に、前記変性共役ジエン系重合体は、前記化学式１で表される変性剤由来作用基を含むことで、充填剤親和性作用基及び溶媒親和性作用基を含むことができ、よって、これを含むゴム組成物、及びこれから製造されたタイヤなどの成形品の耐磨耗性、低燃費特性及び加工性が改善され得る。
前記変性共役ジエン系重合体は、数平均分子量（Ｍｎ）が１００，０００ｇ／ｍｏｌから７００，０００ｇ／ｍｏｌ、具体的には１２０，０００ｇ／ｍｏｌから５００，０００ｇ／ｍｏｌであってよい。
また、前記変性共役ジエン系重合体は、重量平均分子量（Ｍｗ）が３００，０００ｇ／ｍｏｌから１，２００，０００ｇ／ｍｏｌ、具体的には４００，０００ｇ／ｍｏｌから１，０００，０００ｇ／ｍｏｌであってよい。
また、前記変性共役ジエン系重合体は、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１.０５から５のものであってよい。
併せて、本発明の一実施形態による前記変性共役ジエン系重合体は、ゴム組成物への適用時、ゴム組成物の機械的物性、弾性率及び加工性のバランスの良い改善の効果を考慮するとき、前記のような分子量分布の範囲を有し、かつ重量平均分子量及び数平均分子量が同時に前述した範囲の条件に満たされるものであってよい。
具体的には、前記変性共役ジエン系重合体は、分子量分布が３.４以下であり、重量平均分子量が３００，０００ｇ／ｍｏｌから１，２００，０００ｇ／ｍｏｌであり、数平均分子量が１００，０００ｇ／ｍｏｌから７００，０００ｇ／ｍｏｌであるものであってよく、さらに具体的には多分散度が３.２以下で、重量平均分子量が４００，０００ｇ／ｍｏｌから１，０００，０００ｇ／ｍｏｌであり、数平均分子量が１２０，０００ｇ／ｍｏｌから５００，０００ｇ／ｍｏｌであるものであってよい。
ここで、前記重量平均分子量及び数平均分子量は、それぞれゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）で分析されるポリスチレン換算分子量であり、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は多分散性（ｐｏｌｙｄｉｓｐｅｒｓｉｔｙ）とも称され、重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）で計算した。
また、本発明の一実施形態による前記変性共役ジエン系重合体は、１００℃での−Ｓ／Ｒ（ｓｔｒｅｓｓ／ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ）の値が０.７以上の高い線形性を有する重合体のものであってよい。このとき、前記−Ｓ／Ｒは、物質内に発生した同一量の変形（ｓｔｒａｉｎ）に対する反応で表れるストレス（ｓｔｒｅｓｓ）の変化を示すもので、重合体の線形性を示す指数である。通常、−Ｓ／Ｒ値が低いほど重合体の線形性が低いことを意味し、線形性が低いほど、ゴム組成物への適用時、転がり抵抗又は回転抵抗が増加するようになる。また、前記−Ｓ／Ｒ値から重合体の分枝化度及び分子量分布を予測することができ、−Ｓ／Ｒ値が低いほど分枝化度が高くて分子量分布が広く、その結果として重合体の加工性は優れるのに反して機械的特性は低い。
本発明の一実施形態による前記変性共役ジエン系重合体は、前述したところのように、１００℃で０.７以上の高い−Ｓ／Ｒ値を有することで、ゴム組成物への適用時、抵抗特性及び燃費特性に優れ得る。具体的には、前記変性共役ジエン系重合体の−Ｓ／Ｒ値は、０.７から１.０であってよい。
ここで、前記−Ｓ／Ｒ値は、ムーニー粘度計、例えば、Ｍｏｎｓａｎｔｏ社 ＭＶ２０００ＥのＬａｒｇｅ Ｒｏｔｏｒを用いて１００℃及びＲｏｔｏｒ Ｓｐｅｅｄ ２±０.０２ｒｐｍの条件で測定した。具体的には、重合体を室温（２３±５℃）で３０分以上放置した後、２７±３ｇを採取しダイキャビティの内部に満たしておき、プラテン（Ｐｌａｔｅｎ）を作動させてトルクを印加しつつムーニー粘度を測定し、また、トルクが緩みながら表れるムーニー粘度の変化の傾き値を測定することで−Ｓ／Ｒ値を得た。
また、具体的に、前記変性共役ジエン系重合体は、フーリエ変換赤外分光法（ＦＴ−ＩＲ）で測定した共役ジエン部のシス−１，４結合の含量が９５％以上、より具体的には９８％以上のものであってよい。よって、ゴム組成物への適用時、ゴム組成物の耐磨耗性、耐亀裂性及び耐オゾン性が向上され得る。
また、前記変性共役ジエン系重合体は、フーリエ変換赤外分光法で測定した共役ジエン部のビニル含量が５％以下、より具体的には２％以下であってよい。重合体内のビニル含量が５％を超過する場合、これを含むゴム組成物の耐磨耗性、耐亀裂性、耐オゾン性が劣化する恐れがある。
ここで、前記フーリエ変換赤外分光法（ＦＴ−ＩＲ）による重合体内のシス−１，４結合の含量及びビニル含量は、同一セルの二硫化炭素をブランクにして５ｍｇ／ｍＬの濃度で調剤した共役ジエン系重合体の二硫化炭素溶液のＦＴ−ＩＲ透過率スペクトルを測定した後、測定スペクトルの１１３０ｃｍ-1付近の最大ピーク値（ａ、ベースライン）、トランス−１，４結合を示す９６７ｃｍ-1付近の最小ピーク値（ｂ）、ビニル結合を示す９１１ｃｍ-1付近の最小ピーク値（ｃ）、そして、シス−１，４結合を示す７３６ｃｍ-1付近の最小ピーク値（ｄ）を用いてそれぞれの含量を求めたものである。
また、本発明は、前記化学式１で表される変性剤由来基を含む変性共役ジエン系重合体の製造方法を提供する。
本発明の一実施形態による前記製造方法は、炭化水素溶媒中で、ランタン系希土類元素含有化合物を含む触媒組成物の存在下で、共役ジエン系単量体を重合して有機金属が結合された活性重合体を製造する工程（工程１）；及び、前記活性重合体を下記化学式１で表される変性剤と反応させる工程（工程２）を含むことを特徴とする。
Figure 0006768949
前記化学式１で、Ｒ1からＲ6は前記で定義した通りである。
前記工程１は、ランタン系希土類元素含有化合物を含む触媒組成物を用いて有機金属が結合された活性重合体を製造するための工程であって、炭化水素溶媒中で前記触媒組成物の存在下、共役ジエン系単量体を重合することで行うことができる。
前記共役ジエン系単量体は特に制限されるものではないが、例えば、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、イソプレン及び２−フェニル−１，３−ブタジエンからなる群から選択される１つ以上のものであってよい。
前記炭化水素溶媒は特に制限されるのではないが、例えば、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、ベンゼン及びキシレンからなる群から選択される１つ以上のものであってよい。
前記触媒組成物は、共役ジエン系単量体の総１００ｇを基準に、ランタン系希土類元素含有化合物が０．１ｍｍｏｌから０.５ｍｍｏｌとなるようにする量で用いるものであってよく、具体的には、前記ランタン系希土類元素含有化合物が共役ジエン系単量体の総１００ｇを基準に０．１ｍｍｏｌから０．４ｍｍｏｌ、さらに具体的には０．１ｍｍｏｌから０.２５ｍｍｏｌとなるようにする量で用いるものであってよい。
前記ランタン系希土類元素含有化合物は特に制限されるのではないが、例えば、ランタン、ネオジム、セリウム、ガドリニウム又はプラセオジムなどのような原子番号５７から７１の希土類金属のいずれか１つ又は２つ以上の化合物であってよく、さらに具体的には、ネオジム、ランタン及びガドリニウムからなる群から選択される１以上を含む化合物であってよい。
また、前記ランタン系希土類元素含有化合物は、前記希土類元素含有カルボン酸塩（例えば、ネオジム酢酸塩、ネオジムアクリル酸塩、ネオジムメタクリル酸塩、ネオジムグルコン酸塩、ネオジムクエン酸塩、ネオジムフマル酸塩、ネオジム乳酸塩、ネオジムマレイン酸塩、ネオジムシュウ酸塩、ネオジム２−エチルヘキサノエート、ネオジムネオデカノエートなど）；有機リン酸塩（例えば、ネオジムジブチルリン酸塩、ネオジムジペンチルリン酸塩、ネオジムジヘキシルリン酸塩、ネオジムジヘプチルリン酸塩、ネオジムジオクチルリン酸塩、ネオジムビス（１−メチルヘプチル）リン酸塩、ネオジムビス（２−エチルヘキシル）リン酸塩、又はネオジムジデシルリン酸塩など）；有機ホスホン酸塩（例えば、ネオジムブチルホスホン酸塩、ネオジムペンチルホスホン酸塩、ネオジムヘキシルホスホン酸塩、ネオジムヘプチルホスホン酸塩、ネオジムオクチルホスホン酸塩、ネオジム（１−メチルヘプチル）ホスホン酸塩、ネオジム（２−エチルヘキシル）ホスホン酸塩、ネオジムデシルホスホン酸塩、ネオジムドデシルホスホン酸塩又はネオジムオクタデシルホスホン酸塩など）；有機ホスフィン酸塩（例えば、ネオジムブチルホスフィン酸塩、ネオジムペンチルホスフィン酸塩、ネオジムヘキシルホスフィン酸塩、ネオジムヘプチルホスフィン酸塩、ネオジムオクチルホスフィン酸塩、ネオジム（１-メチルヘプチル）ホスフィン酸塩又はネオジム（２−エチルヘキシル）ホスフィン酸塩など）；カルバミン酸塩（例えば、ネオジムジメチルカルバミン酸塩、ネオジムジエチルカルバミン酸塩、ネオジムジイソプロピルカルバミン酸塩、ネオジムジブチルカルバミン酸塩又はネオジムジベンジルカルバミン酸塩など）；ジチオカルバミン酸塩（例えば、ネオジムジメチルジチオカルバミン酸塩、ネオジムジエチルジチオカルバミン酸塩、ネオジムジイソプロピルジチオカルバミン酸塩又はネオジムジブチルジチオカルバミン酸塩など）；キサントゲン酸塩（例えば、ネオジムメチルキサントゲン酸塩、ネオジムエチルキサントゲン酸塩、ネオジムイソプロピルキサントゲン酸塩、ネオジムブチルキサントゲン酸塩又はネオジムベンジルキサントゲン酸塩など）；β-ジケトネート（例えば、ネオジムアセチルアセトネート、ネオジムトリフルオロアセチルアセトネート、ネオジムヘキサフルオロアセチルアセトネート又はネオジムベンゾイルアセトネートなど）；アルコキシド又はアリールオキシド（例えば、ネオジムメトキシド、ネオジムエトキシド、ネオジムイソプロポキシド、ネオジムフェノキシド又はネオジムノニルフェノキシドなど）；ハロゲン化物又は擬ハロゲン化物（ネオジムフッ化物、ネオジム塩化物、ネオジム臭化物、ネオジムヨウ化物、ネオジムシアン化物、ネオジムシアン酸塩、ネオジムチオシアン酸塩又はネオジムアジドなど）；オキシハライド（例えば、ネオジムオキシフルオリド、ネオジムオキシクロリド又はネオジムオキシブロミドなど）；又は１以上の希土類元素−炭素結合を含む有機ランタン系希土類元素含有化合物（例えば、Ｃｐ3Ｌｎ、Ｃｐ2ＬｎＲ、 Ｃｐ2ＬｎＣｌ、ＣｐＬｎＣｌ2、ＣｐＬｎ（シクロオクタテトラエン）、（Ｃ5Ｍｅ5）2ＬｎＲ、ＬｎＲ3、Ｌｎ（アリル）3、又はＬｎ（アリル）2Ｃｌなど、前記式中、Ｌｎは希土類金属元素であり、Ｒはヒドロカルビル基である）などを挙げることができ、これらのうちいずれか１つ又は２つ以上の混合物を含むことができる。
具体的には、前記ランタン系希土類元素含有化合物は、下記化学式６で表されるネオジム系化合物を含むものであってよい。
Figure 0006768949
前記化学式６で、ＲaからＲcは互いに独立して水素、又は炭素数１から１２のアルキル基であってよく、但し、ＲaからＲcが全て同時に水素ではない。
具体的な例として、前記ネオジム系化合物は、Ｎｄ（ネオデカノエート）3、Ｎｄ（２−エチルヘキサノエート）3、Ｎｄ（２，２−ジエチルデカノエート）3、Ｎｄ（２，２−ジプロピルデカノエート）3、Ｎｄ（２，２−ジブチルデカノエート）3、Ｎｄ（２，２−ジヘキシルデカノエート）3、Ｎｄ（２，２−ジオクチルデカノエート）3、Ｎｄ（２−エチル−２−プロピルデカノエート）3、Ｎｄ（２−エチル−２−ブチルデカノエート）3、Ｎｄ（２−エチル−２−ヘキシルデカノエート）3、Ｎｄ（２−プロピル−２−ブチルデカノエート）3、Ｎｄ（２−プロピル−２−ヘキシルデカノエート）3、Ｎｄ（２−プロピル−２−イソプロピルデカノエート）3、Ｎｄ（２−ブチル−２−ヘキシルデカノエート）3、Ｎｄ（２−ヘキシル−２−オクチルデカノエート）3、Ｎｄ（２−ｔ−ブチルデカノエート）3、Ｎｄ（２，２−ジエチルオクタノエート）3、Ｎｄ（２，２−ジプロピルオクタノエート）3、Ｎｄ（２，２−ジブチルオクタノエート）3、Ｎｄ（２，２−ジヘキシルオクタノエート）3、Ｎｄ（２−エチル−２−プロピルオクタノエート）3、Ｎｄ（２−エチル−２−ヘキシルオクタノエート）3、Ｎｄ（２，２−ジエチルノナノエート）3、Ｎｄ（２，２−ジプロピルノナノエート）3、Ｎｄ（２，２−ジブチルノナノエート）3、Ｎｄ（２，２−ジヘキシルノナノエート）3、Ｎｄ（２−エチル−２−プロピルノナノエート）3及びＮｄ（２−エチル−２−ヘキシルノナノエート）3からなる群から選択される１つ以上であってよい。
また他の例として、オリゴマー化に対する恐れなく、重合溶媒に対する優れた溶解度、触媒活性種への転換率、及びこれに伴う触媒活性改善の効果の優秀さを考慮するとき、前記ランタン系希土類元素含有化合物は、より具体的に、前記化学式６で、Ｒaが炭素数４から１２の線状又は分枝状アルキル基であり、Ｒb及びＲcは互いに独立して水素又は炭素数２から８のアルキル基であり、但し、Ｒb及びＲcが同時に水素ではないネオジム系化合物であってよい。
より具体的な例として、前記化学式６で、前記Ｒaは炭素数６から８の線状又は分枝状アルキル基であり、Ｒb及びＲcはそれぞれ独立して水素、又は炭素数２から６のアルキル基であってよく、このとき、前記Ｒb及びＲcは同時に水素ではなくてよく、その具体的な例としては、Ｎｄ（２，２−ジエチルデカノエート）3、Ｎｄ（２，２−ジプロピルデカノエート）3、Ｎｄ（２，２−ジブチルデカノエート）3、Ｎｄ（２，２−ジヘキシルデカノエート）3、Ｎｄ（２，２−ジオクチルデカノエート）3、Ｎｄ（２−エチル−２−プロピルデカノエート）3、Ｎｄ（２−エチル−２−ブチルデカノエート）3、Ｎｄ（２−エチル−２−ヘキシルデカノエート）3、Ｎｄ（２−プロピル−２−ブチルデカノエート）3、Ｎｄ（２−プロピル−２−ヘキシルデカノエート）3、Ｎｄ（２−プロピル−２−イソプロピルデカノエート）3、Ｎｄ（２−ブチル−２−ヘキシルデカノエート）3、Ｎｄ（２−ヘキシル−２−オクチルデカノエート）3、Ｎｄ（２−ｔ−ブチルデカノエート）3、Ｎｄ（２，２−ジエチルオクタノエート）3、Ｎｄ（２，２−ジプロピルオクタノエート）3、Ｎｄ（２，２−ジブチルオクタノエート）3、Ｎｄ（２，２−ジヘキシルオクタノエート）3、Ｎｄ（２−エチル−２−プロピルオクタノエート）3、Ｎｄ（２−エチル−２−ヘキシルオクタノエート）3、Ｎｄ（２，２−ジエチルノナノエート）3、Ｎｄ（２，２−ジプロピルノナノエート）3、Ｎｄ（２，２−ジブチルノナノエート）3、Ｎｄ（２，２−ジヘキシルノナノエート）3、Ｎｄ（２−エチル−２−プロピルノナノエート）3及びＮｄ（２−エチル−２−ヘキシルノナノエート）3からなる群から選択される１つ以上であってよく、この中でも前記ネオジム系化合物は、Ｎｄ（２，２−ジエチルデカノエート）3、Ｎｄ（２，２−ジプロピルデカノエート）3、Ｎｄ（２，２−ジブチルデカノエート）3、Ｎｄ（２，２−ジヘキシルデカノエート）3、及びＮｄ（２，２−ジオクチルデカノエート）3からなる群から選択される１つ以上であってよい。
さらに具体的に、前記化学式６で、前記Ｒaは炭素数６から８の線状又は分枝状アルキル基であり、Ｒb及びＲcはそれぞれ独立して炭素数２から６のアルキル基であってよい。
このように、前記化学式６で表されるネオジム系化合物は、α（アルファ）位置に炭素数２以上の多様な長さのアルキル基を置換基として含むカルボキシレートリガンドを含むことにより、ネオジム中心金属の周囲に立体的な変化を誘導して化合物間の凝集現象を遮断することができ、これによって、オリゴマー化を抑制することができるという効果がある。また、このようなネオジム系化合物は、重合溶媒に対する溶解度が高く、触媒活性種への転換に困難がある中心部分に位置するネオジムの割合が減少されて触媒活性種への転換率が高いという効果がある。
また、本発明の一実施形態による前記ランタン系希土類元素含有化合物の溶解度は、常温（２５℃）で非極性溶媒６ｇ当たり約４ｇ以上であってよい。
本発明において、ネオジム系化合物の溶解度は、濁る現象なく清く溶解される程度を意味するものであって、このように高い溶解度を示すことにより、優れた触媒活性を示すことができる。
また、本発明の一実施形態による前記ランタン系希土類元素含有化合物は、ルイス塩基との反応物の形態で用いられてもよい。この反応物は、ルイス塩基によって、ランタン系希土類元素含有化合物の溶媒に対する溶解性を向上させ、長期間に亘って安定した状態で保存することができるという効果がある。前記ルイス塩基は、一例として、希土類元素１モル当たり３０モル以下、又は１から１０モルの比率で用いられてよい。前記ルイス塩基は、一例として、アセチルアセトン、テトラヒドロフラン、ピリジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、チオフェン、ジフェニルエーテル、トリエチルアミン、有機リン化合物、あるいは１価又は２価のアルコールなどであってよい。
一方、前記触媒組成物は、ランタン系希土類元素含有化合物と共に、（ａ）アルキル化剤、（ｂ）ハロゲン化物及び（ｃ）共役ジエン系単量体のうち少なくとも１つをさらに含むものであってよい。
以下、前記（ａ）アルキル化剤、（ｂ）ハロゲン化物及び（ｃ）共役ジエン系単量体を分けて具体的に説明する。
（ａ）アルキル化剤
前記アルキル化剤は、ヒドロカルビル基を他の金属に伝達することができる有機金属化合物であって、助触媒組成物の役割を担うものであってよい。前記アルキル化剤は、通常、ジエン系重合体の製造時にアルキル化剤として用いられるものであれば特別な制限なしで用いることができ、例えば、有機アルミニウム化合物、有機マグネシウム化合物、又は有機リチウム化合物などのように、重合溶媒に可溶性であり、金属−炭素結合を含有する有機金属化合物であってよい。
具体的には、前記有機アルミニウム化合物としては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリ−ｎ−プロピルアルミニウム、トリイソプロピルアルミニウム、トリ−ｎ−ブチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリ−ｔ−ブチルアルミニウム、トリペンチルアルミニウム、トリヘキシルアルミニウム、トリシクロヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウムなどのアルキルアルミニウム；ジエチルアルミニウムヒドリド、ジ−ｎ−プロピルアルミニウムヒドリド、ジイソプロピルアルミニウムヒドリド、ジ−ｎ−ブチルアルミニウムヒドリド、ジイソブチルアルミニウムヒドリド（ＤＩＢＡＨ）、ジ−ｎ−オクチルアルミニウムヒドリド、ジフェニルアルミニウムヒドリド、ジ−ｐ−トリルアルミニウムヒドリド、ジベンジルアルミニウムヒドリド、フェニルエチルアルミニウムヒドリド、フェニル−ｎ−プロピルアルミニウムヒドリド、フェニルイソプロピルアルミニウムヒドリド、フェニル−ｎ−ブチルアルミニウムヒドリド、フェニルイソブチルアルミニウムヒドリド、フェニル−ｎ−オクチルアルミニウムヒドリド、ｐ−トリルエチルアルミニウムヒドリド、ｐ−トリル−ｎ−プロピルアルミニウムヒドリド、ｐ−トリルイソプロピルアルミニウムヒドリド、ｐ−トリル−ｎ−ブチルアルミニウムヒドリド、ｐ−トリルイソブチルアルミニウムヒドリド、ｐ−トリル−ｎ−オクチルアルミニウムヒドリド、ベンジルエチルアルミニウムヒドリド、ベンジル−ｎ−プロピルアルミニウムヒドリド、ベンジルイソプロピルアルミニウムヒドリド、ベンジル−ｎ−ブチルアルミニウムヒドリド、ベンジルイソブチルアルミニウムヒドリド又はベンジル−ｎ−オクチルアルミニウムヒドリドなどのジヒドロカルビルアルミニウムヒドリド；エチルアルミニウムジヒドリド、ｎ−プロピルアルミニウムジヒドリド、イソプロピルアルミニウムジヒドリド、ｎ−ブチルアルミニウムジヒドリド、イソブチルアルミニウムジヒドリド又はｎ−オクチルアルミニウムジヒドリドなどのようなヒドロカルビルアルミニウムジヒドリドなどを挙げることができる。前記有機マグネシウム化合物としては、ジエチルマグネシウム、ジ−ｎ−プロピルマグネシウム、ジイソプロピルマグネシウム、ジブチルマグネシウム、ジヘキシルマグネシウム、ジフェニルマグネシウム、又はジベンジルマグネシウムのようなアルキルマグネシウム化合物などを挙げることができ、また、前記有機リチウム化合物としては、ｎ−ブチルリチウムなどのようなアルキルリチウム化合物などを挙げることができる。
また、前記有機アルミニウム化合物は、アルミノキサンであってよい。
前記アルミノキサンは、トリヒドロカルビルアルミニウム系化合物に水を反応させることで製造されたものであってよく、具体的には下記化学式７ａの直鎖アルミノキサン又は下記化学式７ｂの環状アルミノキサンであってよい。
Figure 0006768949
Figure 0006768949
前記化学式７ａ及び７ｂで、Ｒは炭素原子を介してアルミニウム原子に結合する１価の有機基であって、ヒドロカルビル基であってよく、ｘ及びｙは互いに独立して１以上の整数、具体的には１から１００、より具体的には２から５０の整数であってよい。
さらに具体的には、前記アルミノキサンは、メチルアルミノキサン（ＭＡＯ）、修飾メチルアルミノキサン（ＭＭＡＯ）、エチルアルミノキサン、ｎ−プロピルアルミノキサン、イソプロピルアルミノキサン、ブチルアルミノキサン、イソブチルアルミノキサン、ｎ−ペンチルアルミノキサン、ネオペンチルアルミノキサン、ｎ−ヘキシルアルミノキサン、ｎ−オクチルアルミノキサン、２−エチルヘキシルアルミノキサン、シクロヘキシルアルミノキサン、１−メチルシクロペンチルアルミノキサン、フェニルアルミノキサン又は２，６−ジメチルフェニルアルミノキサンなどであってよく、これらのうちいずれか１つ又は２つ以上の混合物が用いられてよい。
また、前記修飾メチルアルミノキサンは、メチルアルミノキサンのメチル基を修飾基（Ｒ）、具体的には炭素数２から２０の炭化水素基で置換したものであって、具体的には下記化学式８で表される化合物であってよい。
Figure 0006768949
前記化学式８で、Ｒは前記で定義した通りであり、ｍ及びｎは互いに独立して２以上の整数であってよい。また、前記化学式８で、Ｍｅはメチル基（ｍｅｔｈｙｌ ｇｒｏｕｐ）を表すものである。
具体的に、前記化学式８で、前記Ｒは炭素数２から２０のアルキル基、炭素数３から２０のシクロアルキル基、炭素数２から２０のアルケニル基、炭素数３から２０のシクロアルケニル基、炭素数６から２０のアリール基、炭素数７から２０のアリールアルキル基、炭素数７から２０のアルキルアリール基、アリル基又は炭素数２から２０のアルキニル基であってよく、より具体的には、エチル基、イソブチル基、ヘキシル基又はオクチル基などのような炭素数２から１０のアルキル基であり、さらに具体的にはイソブチル基であってよい。
より具体的に、前記修飾メチルアルミノキサンは、メチルアルミノキサンのメチル基の約５０モル％から９０モル％を前記炭化水素基で置換したものであってよい。修飾メチルアルミノキサン内の置換された炭化水素基の含量が前記範囲内であるとき、アルキル化を促進させて触媒活性を増加させることができる。
このような修飾メチルアルミノキサンは、通常の方法によって製造されてよく、具体的にはトリメチルアルミニウムと、トリメチルアルミニウム以外のアルキルアルミニウムとを用いて製造されてよい。このとき、前記アルキルアルミニウムは、トリイソブチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリヘキシルアルミニウム又はトリオクチルアルミニウムなどであってよく、これらのうちいずれか１つ又は２つ以上の混合物が用いられてよい。
また、本発明の一実施形態による前記触媒組成物は、前記アルキル化剤を前記ランタン系希土類元素含有化合物１モルに対して１から２００モル比、具体的には１から１００モル比、さらに具体的には３から２０モル比で含むものであってよい。もし、前記アルキル化剤を２００モル比を超過して含む場合には、重合体の製造時に触媒反応の制御が容易でなく、過量のアルキル化剤が副反応を起こす恐れがある。
（ｂ）ハロゲン化物
前記ハロゲン化物は特に制限するものではないが、例えば、ハロゲン単体、ハロゲン間化合物（ｉｎｔｅｒｈａｌｏｇｅｎ ｃｏｍｐｏｕｎｄ）、ハロゲン化水素、有機ハライド、非金属ハライド、金属ハライド又は有機金属ハライドなどを挙げることができ、これらのうちいずれか１つ又は２つ以上の混合物が用いられてよい。この中でも、触媒活性の向上、及びこれによる反応性改善の効果の優秀さを考慮するとき、前記ハロゲン化物には、有機ハライド、金属ハライド及び有機金属ハライドからなる群から選択されるいずれか１つ又は２つ以上の混合物が用いられてよい。
前記ハロゲン単体には、フッ素、塩素、臭素又はヨウ素を挙げることができる。
また、前記ハロゲン間化合物としては、ヨードモノクロリド、ヨードモノブロミド、ヨードトリクロリド、ヨードペンタフルオリド、ヨードモノフルオリド又はヨードトリフルオリドなどを挙げることができる。
また、前記ハロゲン化水素としては、フッ化水素、塩化水素、臭化水素又はヨウ化水素などを挙げることができる。
また、前記有機ハライドとしては、ｔ−ブチルクロリド（ｔ−ＢｕＣｌ）、ｔ−ブチルブロミド、アリルクロリド、アリルブロミド、ベンジルクロリド、ベンジルブロミド、クロロ−ジ−フェニルメタン、ブロモ−ジ−フェニルメタン、トリフェニルメチルクロリド、トリフェニルメチルブロミド、ベンジリデンクロリド、ベンジリデンブロミド、メチルトリクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン（ＴＭＳＣｌ）、ベンゾイルクロリド、ベンゾイルブロミド、プロピオニルクロリド、プロピオニルブロミド、メチルクロロホルマート、メチルブロモホルマート、ヨードメタン、ジヨードメタン、トリヨードメタン（「ヨードホルム」とも呼ばれる）、テトラヨードメタン、１−ヨードプロパン、２−ヨードプロパン、１，３−ジヨードプロパン、ｔ−ブチルヨージド、２，２−ジメチル−１−ヨードプロパン（「ネオペンチルヨージド」とも呼ばれる）、アリルヨージド、ヨードベンゼン、ベンジルヨージド、ジフェニルメチルヨージド、トリフェニルメチルヨージド、ベンジリデンヨージド（「ベンザルヨージド」とも呼ばれる）、トリメチルシリルヨージド、トリエチルシリルヨージド、トリフェニルシリルヨージド、ジメチルジヨードシラン、ジエチルジヨードシラン、ジフェニルジヨードシラン、メチルトリヨードシラン、エチルトリヨードシラン、フェニルトリヨードシラン、ベンゾイルヨージド、プロピオニルヨージド又はメチルヨードホルマートなどを挙げることができる。
また、前記非金属ハライドとしては、三塩化リン、三臭化リン、五塩化リン、オキシ塩化リン、オキシ臭化リン、三フッ化ホウ素、三塩化ホウ素、三臭化ホウ素、四フッ化ケイ素、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ4）、四臭化ケイ素、三塩化ヒ素、三臭化ヒ素、四塩化セレン、四臭化セレン、四塩化テルル、四臭化テルル、四ヨウ化ケイ素、三ヨウ化ヒ素、四ヨウ化テルル、三ヨウ化ホウ素、三ヨウ化リン、オキシヨウ化リン又は四ヨウ化セレンなどを挙げることができる。
また、前記金属ハライドとしては、四塩化スズ、四臭化スズ、三塩化アルミニウム、三臭化アルミニウム、三塩化アンチモン、五塩化アンチモン、三臭化アンチモン、三フッ化アルミニウム、三塩化ガリウム、三臭化ガリウム、三フッ化ガリウム、三塩化インジウム、三臭化インジウム、三フッ化インジウム、四塩化チタン、四臭化チタン、二塩化亜鉛、二臭化亜鉛、二フッ化亜鉛、三ヨウ化アルミニウム、三ヨウ化ガリウム、三ヨウ化インジウム、四ヨウ化チタン、二ヨウ化亜鉛、四ヨウ化ゲルマニウム、四ヨウ化スズ、二ヨウ化スズ、三ヨウ化アンチモン又は二ヨウ化マグネシウムを挙げることができる。
また、前記有機金属ハライドとしては、ジメチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムクロリド、ジメチルアルミニウムブロミド、ジエチルアルミニウムブロミド、ジメチルアルミニウムフルオリド、ジエチルアルミニウムフルオリド、メチルアルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムジクロリド、メチルアルミニウムジブロミド、エチルアルミニウムジブロミド、メチルアルミニウムジフルオリド、エチルアルミニウムジフルオリド、メチルアルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウムセスキクロリド（ＥＡＳＣ）、イソブチルアルミニウムセスキクロリド、メチルマグネシウムクロリド、メチルマグネシウムブロミド、エチルマグネシウムクロリド、エチルマグネシウムブロミド、ｎ−ブチルマグネシウムクロリド、ｎ−ブチルマグネシウムブロミド、フェニルマグネシウムクロリド、フェニルマグネシウムブロミド、ベンジルマグネシウムクロリド、トリメチルスズクロリド、トリメチルスズブロミド、トリエチルスズクロリド、トリエチルスズブロミド、ジ−ｔ−ブチルスズジクロリド、ジ−ｔ−ブチルスズジブロミド、ジ−ｎ−ブチルスズジクロリド、ジ−ｎ−ブチルスズジブロミド、トリ−ｎ−ブチルスズクロリド、トリ−ｎ−ブチルスズブロミド、メチルマグネシウムヨージド、ジメチルアルミニウムヨージド、ジエチルアルミニウムヨージド、ジ−ｎ−ブチルアルミニウムヨージド、ジイソブチルアルミニウムヨージド、ジ−ｎ−オクチルアルミニウムヨージド、メチルアルミニウムジヨージド、エチルアルミニウムジヨージド、ｎ−ブチルアルミニウムジヨージド、イソブチルアルミニウムジヨージド、メチルアルミニウムセスキヨージド、エチルアルミニウムセスキヨージド、イソブチルアルミニウムセスキヨージド、エチルマグネシウムヨージド、ｎ−ブチルマグネシウムヨージド、イソブチルマグネシウムヨージド、フェニルマグネシウムヨージド、ベンジルマグネシウムヨージド、トリメチルスズヨージド、トリエチルスズヨージド、トリ−ｎ−ブチルスズヨージド、ジ−ｎ−ブチルスズジヨージド又はジ−ｔ−ブチルスズジヨージドなどを挙げることができる。
また、本発明の一実施形態による前記触媒組成物は、前記ハロゲン化物を前記ランタン系希土類元素含有化合物１モルに対して１モルから２０モル、より具体的には１モルから５モル、さらに具体的には２モルから３モルで含んでよい。もし、前記ハロゲン化物を２０モル比を超過して含む場合には、触媒反応の除去が容易でなく、過量のハロゲン化物が副反応を起こす恐れがある。
また、本発明の一実施形態による共役ジエン系重合体製造用の触媒組成物は、前記ハロゲン化物の代りに又は前記ハロゲン化物と共に、非配位性陰イオン含有化合物又は非配位性陰イオン前駆体化合物を含んでもよい。
具体的に、前記非配位性陰イオンを含む化合物において、非配位性陰イオンは、立体障害によって触媒系の活性中心と配位結合を形成しない、立体的に体積が大きい陰イオンであって、テトラアリールボレート陰イオン又はフッ化テトラアリールボレート陰イオンなどであってよい。また、前記非配位性陰イオンを含む化合物は、前記非配位性陰イオンと共にトリアリールカルボニウム陽イオンのようなカルボニウム陽イオン；Ｎ、Ｎ−ジアルキルアニリニウム陽イオンなどのようなアンモニウム陽イオン、又はホスホニウム陽イオンなどの対陽イオンを含むものであってよい。より具体的に、前記非配位性陰イオンを含む化合物は、トリフェニルカルボニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、Ｎ、Ｎ−ジメチルアニリニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、トリフェニルカルボニウムテトラキス［３，５−ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ボレート、又はＮ、Ｎ−ジメチルアニリニウムテトラキス［３，５−ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ボレートなどであってよい。
また、前記非配位性陰イオン前駆体には、反応条件下で非配位性陰イオンが形成可能な化合物として、トリアリールホウ素化合物（ＢＥ3、このとき、Ｅはペンタフルオロフェニル基又は３，５−ビス（トリフルオロメチル）フェニル基などのような強い電子吸引性のアリール基である）を挙げることができる。
（ｃ）共役ジエン系単量体
また、前記触媒組成物は、共役ジエン系単量体をさらに含んでよく、重合反応に用いられる共役ジエン系単量体の一部を重合用触媒組成物と予め混合して前（ｐｒｅ）重合した予備重合（ｐｒｅｆｏｒｍｉｎｇ）触媒組成物の形態で用いることにより、触媒組成物の活性を向上させることができるだけでなく、製造される共役ジエン系重合体を安定化させることができる。
本発明において、前記「予備重合（ｐｒｅｆｏｒｍｉｎｇ）」とは、ランタン系希土類元素含有化合物、アルキル化剤及びハロゲン化物を含む触媒組成物、すなわち、触媒システムでジイソブチルアルミニウムヒドリド（ＤＩＢＡＨ）などを含む場合、これと共に多様な触媒組成物活性種の生成可能性を減らすために、１，３−ブタジエンなどの共役ジエン系単量体を少量添加することになり、１，３−ブタジエンの添加と共に、触媒組成物システム内で前（ｐｒｅ）重合がなされることを意味してよい。また、「予備混合（ｐｒｅｍｉｘ）」とは、触媒組成物システムで重合がなされず、各化合物が均一に混合された状態を意味してよい。
このとき、前記触媒組成物の製造に用いられる共役ジエン系単量体は、前記重合反応に用いられる共役ジエン系単量体の全体使用量の範囲内で一部の量が用いられるものであってよく、例えば、前記ランタン系希土類元素含有化合物１モルに対して１モルから１００モル、具体的には１０モルから５０モル、又は２０モルから５０モルで用いられるものであってよい。
本発明の一実施形態による前記触媒組成物は、有機溶媒中で、前述したランタン系希土類元素含有化合物及びアルキル化剤、ハロゲン化物及び共役ジエン系単量体のうち少なくとも１つ、具体的にはランタン系希土類元素含有化合物、アルキル化剤及びハロゲン化物、そして選択的に共役ジエン系単量体を順次混合することにより製造することができる。このとき、前記有機溶媒は、前記触媒の構成成分等との反応性がない非極性溶媒であってよい。具体的に、前記非極性溶媒は、ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、ｎ−ノナン、ｎ−デカン、イソペンタン、イソヘキサン、イソヘプタン、イソオクタン、２，２−ジメチルブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタン又はメチルシクロヘキサンなどのような線状、分枝状又は環状の炭素数５から２０の脂肪族炭化水素；石油エーテル（ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｅｔｈｅｒ）又は石油スピリット（ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｓｐｉｒｉｔｓ）、又はケロシン（ｋｅｒｏｓｅｎｅ）などのような炭素数５から２０の脂肪族炭化水素の混合溶媒；又はベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレンなどのような芳香族炭化水素系溶媒などであってよく、これらのうちいずれか１つ又は２つ以上の混合物が用いられてよい。より具体的に、前記非極性溶媒は、前記線状、分枝状又は環状の炭素数５から２０の脂肪族炭化水素又は脂肪族炭化水素の混合溶媒であってよく、さらに具体的には、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン、又はこれらの混合物であってよい。
また、前記有機溶媒は、触媒組成物をなす構成物質、特にアルキル化剤の種類によって適宜選択され得る。
具体的に、アルキル化剤としてメチルアルミノキサン（ＭＡＯ）又はエチルアルミノキサンなどのアルキルアルミノキサンが用いられる場合、脂肪族炭化水素系溶媒に容易に溶解されないため、芳香族炭化水素系溶媒が適宜用いられてよい。
また、アルキル化剤として修飾メチルアルミノキサンが用いられる場合、脂肪族炭化水素系溶媒が適宜用いられてよい。この場合、重合溶媒として主に用いられるヘキサンなどの脂肪族炭化水素系溶媒と共に単一溶媒システムの具現が可能なので、重合反応にさらに有利であり得る。また、脂肪族炭化水素系溶媒は触媒活性を促進させることができ、このような触媒活性によって反応性をさらに向上させることができる。
一方、前記有機溶媒は、ランタン系希土類元素含有化合物１モルに対して２０モルから２０,０００モルで、より具体的には１００モルから１,０００モルで用いられるものであってよい。
一方、前記工程１の重合は、配位陰イオン重合を用いて行うか、ラジカル重合により行われてよく、具体的には、バルク重合、溶液重合、懸濁重合又は乳化重合であってよく、さらに具体的には溶液重合であってよい。
また、前記重合は、回分式及び連続式のいずれの方法でも行われてよい。具体的には、前記工程１の重合は、有機溶媒中で、前記触媒組成物に対して共役ジエン系単量体を投入し反応させることで実施されてよい。
ここで、前記有機溶媒は、触媒組成物の製造に用いられ得る有機溶媒の量に更に添加されるものであってよく、具体的な種類は前述した通りであってよい。また、前記有機溶媒の使用時の単量体の濃度は３重量％から８０重量％、又は１０重量％から３０重量％であってよい。
また、前記重合は、ポリオキシエチレングリコールホスフェートなどのような重合反応を完了させるための反応停止剤；又は２，６−ジ−ｔ−ブチルパラクレゾールなどのような酸化防止剤などの添加剤がさらに用いられてよい。以外にも、通常、溶液重合を容易にする添加剤、具体的にはキレート剤、分散剤、ｐＨ調整剤、脱酸素剤又は酸素捕捉剤（ｏｘｙｇｅｎ ｓｃａｖｅｎｇｅｒ）のような添加剤が選択的にさらに用いられてよい。
また、前記重合は、昇温重合、等温重合又は定温重合（断熱重合）であってよい。
ここで、定温重合は、有機金属化合物を投入した以後、任意に熱を加えることなく、自体の反応熱で重合させる工程を含む重合方法を示すものであり、前記昇温重合は、前記有機金属化合物を投入した以後、任意に熱を加えて温度を増加させる重合方法を示すものであり、前記等温重合は、前記有機金属化合物を投入した以後、熱を加えて熱を増加させるか、熱を奪うことで、重合物の温度を一定に維持する重合方法を示すものである。
前記重合は、−２０℃から２００℃の温度範囲で行うことであってよく、具体的には２０℃から１５０℃、より具体的には１０℃から１２０℃の温度範囲で１５分から３時間行うことであってよい。もし、前記重合時の温度が２００℃を超過する場合には、重合反応を充分に制御し難く、生成されたジエン系重合体のシス−１，４結合の含量が低くなる恐れがあり、温度が−２０℃未満であれば、重合反応の速度及び効率が低下する恐れがある。
前記工程２は、変性共役ジエン系重合体を製造するために、前記活性重合体と前記化学式１で表される変性剤を反応させる工程である。
前記化学式１で表される変性剤は前述した通りであってよく、１種又は２種以上を混合して前記反応に用いるものであってよい。
前記化学式１で表される変性剤は、触媒組成物内のランタン系希土類元素含有化合物１モルに対して０.５モルから２０モルで用いるものであってよい。具体的には、前記化学式１で表される変性剤は、触媒組成物内のランタン系希土類元素含有化合物１モルに対して１モルから１０モルで用いるものであってよい。もし、前記変性剤を前記比率範囲となる量で用いる場合、最適性能の変性反応を行うことできるので、高変性率の共役ジエン系重合体を得ることができる。
前記工程２の反応は、重合体に官能基を導入させるための変性反応であって、０℃から９０℃で１分から５時間反応を行うことであってよい。
また、本発明の一実施形態による前記変性共役ジエン系重合体の製造方法は、回分式（バッチ式）、又は１つ以上の反応器を含む連続式重合方法によって行うことであってよい。
前記変性反応の終了後、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール（ＢＨＴ）のイソプロパノール溶液などを重合反応系に添加して重合反応を停止させることができる。以後、水蒸気の供給を介して溶剤の分圧を低めるスチームストリッピングなどの脱溶媒処理や真空乾燥処理を経て変性共役ジエン系重合体が収得され得る。また、前記変性反応の結果で収得される反応生成物の中には、前記変性共役ジエン系重合体と共に、変性されていない活性重合体が含まれてもよい。
本発明の一実施形態による製造方法は、前記工程２以後に、必要に応じて溶媒及び未反応単量体の回収及び乾燥のうち１以上の工程をさらに含んでよい。
さらに進んで、本発明は、前記変性共役ジエン系重合体を含むゴム組成物、及び前記ゴム組成物から製造された成形品を提供する。
本発明の一実施形態による前記ゴム組成物は、変性共役ジエン系重合体を０．１重量％以上１００重量％以下、具体的には１０重量％から１００重量％、より具体的には２０重量％から９０重量％で含むものであってよい。もし、前記変性共役ジエン系重合体の含量が０．１重量％未満の場合、結果的に前記ゴム組成物を用いて製造された成形品、例えば、タイヤの耐磨耗性及び耐亀裂性などの改善の効果が微々であり得る。
また、前記ゴム組成物は、前記変性共役ジエン系重合体の他に必要に応じて他のゴム成分をさらに含んでよく、このとき前記ゴム成分は、ゴム組成物の総重量に対して９０重量％以下の含量で含まれてよい。具体的には、前記変性共役ジエン系共重合体１００重量部に対して１重量部から９００重量部で含まれるものであってよい。
前記ゴム成分は、天然ゴム又は合成ゴムであってよく、例えば、前記ゴム成分は、シス−１，４−ポリイソプレンを含む天然ゴム（ＮＲ）；前記一般的な天然ゴムを変性又は精製した、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）、脱タンパク天然ゴム（ＤＰＮＲ）、水素化天然ゴムなどの変性天然ゴム；スチレン−ブタジエン共重合体（ＳＢＲ）、ポリブタジエン（ＢＲ）、ポリイソプレン（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレン−プロピレン共重合体、ポリイソブチレン−コ−イソプレン、ネオプレン、ポリ（エチレン−コ−プロピレン）、ポリ（スチレン−コ−ブタジエン）、ポリ（スチレン−コ−イソプレン）、ポリ（スチレン−コ−イソプレン−コ−ブタジエン）、ポリ（イソプレン−コ−ブタジエン）、ポリ（エチレン−コ−プロピレン−コ−ジエン）、ポリスルフィドゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコンゴム、エピクロロヒドリンゴム、ハロゲン化ブチルゴムなどのような合成ゴムであってよく、これらのうちいずれか１つ又は２つ以上の混合物が用いられてよい。
また、前記ゴム組成物は、変性共役ジエン系重合体１００重量部に対して０．１重量部から１５０重量部の充填剤を含むものであってよく、前記充填剤は、シリカ系、カーボンブラック又はこれらの組み合わせであるものであってよい。具体的には、前記充填剤はカーボンブラックのものであってよい。
前記カーボンブラック系充填剤は、特に制限するものではないが、例えば、窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ、ＪＩＳ Ｋ ６２１７−２：２００１に準拠して測定する）が２０ｍ2／ｇから２５０ｍ2／ｇであるものであってよい。また、前記カーボンブラックは、ジブチルフタレート吸油量（ＤＢＰ）が８０ｃｃ／１００ｇから２００ｃｃ／１００ｇであるものであってよい。前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積が２５０ｍ2／ｇを超過すれば、ゴム組成物の加工性が低下する恐れがあり、２０ｍ2／ｇ未満であれば、カーボンブラックによる補強性能が微々であり得る。また、前記カーボンブラックのＤＢＰ吸油量が２００ｃｃ／１００ｇを超過すれば、ゴム組成物の加工性が低下する恐れがあり、８０ｃｃ／１００ｇ未満であれば、カーボンブラックによる補強性能が微々であり得る。
また、前記シリカは特に制限するものではないが、例えば、湿式シリカ（含水ケイ酸）、乾式シリカ（無水ケイ酸）、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム又はコロイダルシリカなどであってよい。具体的には、前記シリカは、破壊特性の改良効果及びウェットグリップ性（ｗｅｔ ｇｒｉｐ）の両立効果が最も著しい湿式シリカであってよい。また、前記シリカは、窒素吸着比表面積（ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｓｕｒｆａｃｅ ａｒｅａ ｐｅｒ ｇｒａｍ、Ｎ2ＳＡ）が１２０ｍ2／ｇから１８０ｍ2／ｇであり、ＣＴＡＢ（ｃｅｔｙｌ ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ ａｍｍｏｎｉｕｍ ｂｒｏｍｉｄｅ）吸着比表面積が１００ｍ2／ｇから２００ｍ2／ｇであってよい。前記シリカの窒素吸着比表面積が１２０ｍ2／ｇ未満であれば、シリカによる補強性能が低下する恐れがあり、１８０ｍ2／ｇを超過すれば、ゴム組成物の加工性が低下する恐れがある。また、前記シリカのＣＴＡＢ吸着比表面積が１００ｍ2／ｇ未満であれば、充填剤であるシリカによる補強性能が低下する恐れがあり、２００ｍ2／ｇを超過すれば、ゴム組成物の加工性が低下する恐れがある。
一方、前記充填剤としてシリカが用いられる場合、補強性及び低発熱性の改善のために、シランカップリング剤が共に用いられてよい。
前記シランカップリング剤としては、具体的に、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）トリスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）テトラスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（２−トリメトキシシリルエチル）テトラスルフィド、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、２−メルカプトエチルトリメトキシシラン、２−メルカプトエチルトリエトキシシラン、３−トリメトキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、２−トリエトキシシリルエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピルベンゾリルテトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、ビス（３−ジエトキシメチルシリルプロピル）テトラスルフィド、３−メルカプトプロピルジメトキシメチルシラン、ジメトキシメチルシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド又はジメトキシメチルシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィドなどが挙げられ、これらのうちいずれか１つ又は２つ以上の混合物が用いられてよい。より具体的には、補強性改善の効果を考慮する際、前記シランカップリング剤は、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ポリスルフィド又は３−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアジルテトラスルフィドであってよい。
また、本発明に係る一実施形態による前記ゴム組成物においては、ゴム成分として活性部位に充填剤との親和性が高い官能基が導入された変性共役ジエン系重合体が用いられているため、シランカップリング剤の配合量は通常の場合より低減されてよい。具体的に、前記シランカップリング剤は、充填剤１００重量部に対し、１重量部から２０重量部で用いられてよい。前記範囲で用いられるとき、カップリング剤としての効果が充分に発揮されつつも、ゴム成分のゲル化を防止できる。より具体的には、前記シランカップリング剤は、シリカ１００重量部に対し、５重量部から１５重量部で用いられてよい。
また、本発明に係る一実施形態によるゴム組成物は、硫黄架橋性であってよく、これによって加硫剤をさらに含んでよい。
前記加硫剤は、具体的に硫黄粉末であってよく、ゴム成分１００重量部に対し、０．１重量部から１０重量部で含まれてよい。前記含量範囲で含まれるとき、加硫ゴム組成物の必要な弾性率及び強度を確保でき、同時に低燃費性を得ることができる。
また、本発明に係る一実施形態によるゴム組成物は、前記成分等の他、通常、ゴム工業界において用いられる各種添加剤、具体的には加硫促進剤、プロセス油、可塑剤、老化防止剤、スコーチ防止剤、亜鉛華（ｚｉｎｃ ｗｈｉｔｅ）、ステアリン酸、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂等をさらに含んでよい。
前記加硫促進剤は、特に限定されるものではなく、具体的には、Ｍ（２−メルカプトベンゾチアゾール）、ＤＭ（ジベンゾチアジルジスルフィド）、ＣＺ（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド）等のチアゾール系化合物、あるいはＤＰＧ（ジフェニルグアニジン）等のグアニジン系化合物が用いられてよい。前記加硫促進剤は、ゴム成分１００重量部に対し、０．１重量部から５重量部で含まれてよい。
また、前記プロセス油は、ゴム組成物内で軟化剤として作用するものであって、具体的にはパラフィン系、ナフテン系又は芳香族系化合物であってよく、より具体的には、引張強度及び耐磨耗性を考慮する際に芳香族系プロセス油が、ヒステリシス損失及び低温特性を考慮する際にナフテン系又はパラフィン系プロセス油が用いられてよい。前記プロセス油は、ゴム成分１００重量部に対し、１００重量部以下の含量で含まれてよく、前記含量で含まれるとき、加硫ゴムの引張強度、低発熱性（低燃費性）の低下を防止できる。
また、前記老化防止剤としては、具体的に、Ｎ−イソプロピル−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン、６−エトキシ−２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン、又はジフェニルアミンとアセトンの高温縮合物などが挙げられる。前記老化防止剤は、ゴム成分１００重量部に対し、０．１重量部から６重量部で用いられてよい。
本発明の一実施形態によるゴム組成物は、前記配合処方によってバンバリーミキサー、ロール、インターナルミキサー等の混練機を用いて混練することで収得でき、また、成形加工後の加硫工程によって低発熱性であり、かつ、耐磨耗性に優れたゴム組成物を収得できる。
これによって前記ゴム組成物は、タイヤトレッド、アンダートレッド、サイドウォール、カカスコーティングゴム、ベルトコーティングゴム、ビードフィラ、チェーファー、又はビードコーティングゴム等のタイヤの各部材や、防振ゴム、ベルトコンベヤー、ホース等の各種の工業用ゴム製品の製造に有用である。
前記ゴム組成物を用いて製造された成形品は、タイヤ又はタイヤトレッドを含むものであってよい。
以下、実施例及び実験例によって本発明をより詳細に説明する。しかし、下記実施例及び実験例は、本発明を例示するためのものであって、これらだけに本発明の範囲が限定されるものではない。
製造例１
１）化学式（ｉ）で表される化合物の製造
１Ｌの丸底フラスコにヘキサメチレンジアミン４６．５ｇ（４００ｍｍｏｌ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）４００ｍｌを添加した後、エチルアクリレート４８.１ｇ（４８０ｍｍｏｌ、１.２ｅｑ）をゆっくり添加した。以後、常温で１２時間撹拌しながら反応させ、ヘキサメチレンジアミンが完全に消耗したことを確認した後、反応を終了させたのち、減圧して溶媒を除去した。その後、ｃｅｌｉｔｅ ｐａｄにノルマルヘキサン５００ｍｌを用いて濾過し、濃縮して下記化学式（ｉ）で表される化合物を収得（収率８０％）した。収得した化学式（ｉ）で表される化合物の1Ｈの核磁気共鳴の分光学的データは次の通りである。
Figure 0006768949
1Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3）δ ４.１３（２Ｈ，ｑ，Ｊ＝７.２Ｈｚ），２.８６（２Ｈ，ｔｄ，Ｊ＝６.５Ｈｚ，１.５Ｈｚ），２.６７（２Ｈ，ｔｄ，Ｊ＝７.０Ｈｚ,３.５Ｈｚ）,２.５９（２Ｈ，ｔｄ，Ｊ＝７.１Ｈｚ，３.２Ｈｚ）,２.４９（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝６.５Ｈｚ），１.５０−１.４０（４Ｈ，ｍ）,１.３５−１.２９（４Ｈ，ｍ）,１.２５（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７.３Ｈｚ）,１.０６（３Ｈ，ｂｒ，ｓ）。
２）化学式１−１で表される化合物の製造
２Ｌの丸底フラスコに、前記１）で製造された化学式（ｉ）で表される化合物８６.１ｇ（３９８ｍｍｏｌ）を入れてジクロロメタン６００ｍｌを添加した後、トリエチルアミン１８１.２ｇ（１.７９ｍｏｌ、４.５ｅｑ）を添加した。以後、０℃に冷却させた後、クロロトリメチルシラン１５１.３ｇ（１.３９ｍｏｌ、３.５ｅｑ）をゆっくり添加し、反応温度を常温に昇温させながら１２時間反応させた。以後、反応を終了させ、減圧して溶媒を除去した。残っている有機物をノルマルヘキサン８００ｍｌに溶かし、アセトニトリル１５０ｍｌで３回洗浄し、ｃｅｌｉｔｅ ｐａｄを用いて濾過した後、濃縮して下記化学式１−１で表される化合物を収得（収率４５％）した。収得された化学式１−１の化合物の1Ｈの核磁気共鳴の分光学的データは次の通りである。
Figure 0006768949
前記化学式１−１で、ＴＭＳはトリメチルシリル基を表すものである。
1Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3）δ ４.１１（２Ｈ，ｑ,Ｊ＝７.０Ｈｚ），３.０６（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝７.３Ｈｚ），２.７１（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝７.５Ｈｚ），２.６７（２Ｈ，ｔｄ，Ｊ＝７.５Ｈｚ，１.０Ｈｚ），２.３８（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝７.５Ｈｚ），１.４１−１.２９（４Ｈ，ｍ），１.２６（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７.３Ｈｚ），１.２１−１.１１（４Ｈ，ｍ），０.０８（１８Ｈ，ｓ），０.０３（９Ｈ，ｓ）。
製造例２
１）化学式（ｉ）で表される化合物の製造
１Ｌの丸底フラスコにヘキサメチレンジアミン４６．５ｇ（４００ｍｍｏｌ）、アルミニウムオキシド１１１．６ｇ、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）４００ｍｌを添加した後、エチルアクリレート４８．１ｇ（４８０ｍｍｏｌ、１.２ｅｑ）をゆっくり添加した。以後、常温で１２時間撹拌しながら反応させ、ヘキサメチレンジアミンが完全に消耗したことを確認した後、反応を終了させたのち、減圧して溶媒を除去した。その後、ｃｅｌｉｔｅ ｐａｄにノルマルヘキサン５００ｍｌを用いて濾過し、濃縮して下記化学式（ｉ）で表される化合物を収得（収率９５％）した。収得した化学式（ｉ）で表される化合物の1Ｈの核磁気共鳴の分光学的データは次の通りである。
Figure 0006768949
1Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3）δ ４.１３（２Ｈ，ｑ,Ｊ＝７.２Ｈｚ），２.８６（２Ｈ，ｔｄ，Ｊ＝６.５Ｈｚ，１.５Ｈｚ），２.６７（２Ｈ，ｔｄ，Ｊ＝７.０Ｈｚ，３.５Ｈｚ），２.５９（２Ｈ，ｔｄ，Ｊ＝７.１Ｈｚ，３.２Ｈｚ），２.４９（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝６.５Ｈｚ），１.５０−１.４０（４Ｈ，ｍ），１.３５−１.２９（４Ｈ，ｍ），１.２５（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７.３Ｈｚ），１.０６（３Ｈ，ｂｒ，ｓ）。
２）化学式１−１で表される化合物の製造
２Ｌの丸底フラスコに、前記１）で製造された化学式（ｉ）で表される化合物８６.１ｇ（３９８ｍｍｏｌ）を入れてジクロロメタン６００ｍｌを添加した後、トリエチルアミン１８１.２ｇ（１.７９ｍｏｌ、４.５ｅｑ）を添加した。以後、０℃に冷却させた後、クロロトリメチルシラン１５１.３ｇ（１.３９ｍｏｌ、３.５ｅｑ）をゆっくり添加し、反応温度を常温に昇温させながら１２時間反応させた。以後、反応を終了させ、減圧して溶媒を除去した。残っている有機物をノルマルヘキサン８００ｍｌに溶かし、アセトニトリル１５０ｍｌで３回洗浄し、ｃｅｌｉｔｅ ｐａｄを用いて濾過した後、濃縮して下記化学式１−１で表される化合物を収得（収率６５％）した。収得された化学式１−１の化合物の1Ｈの核磁気共鳴の分光学的データは次の通りである。
Figure 0006768949
前記化学式１−１で、ＴＭＳはトリメチルシリル基を表すものである。
1Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3）δ ４.１１（２Ｈ，ｑ,Ｊ＝７.０Ｈｚ），３.０６（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝７.３Ｈｚ）,２.７１（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝７.５Ｈｚ），２.６７（２Ｈ，ｔｄ，Ｊ＝７.５Ｈｚ，１.０Ｈｚ），２.３８（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝７.５Ｈｚ），１.４１−１.２９（４Ｈ，ｍ），１.２６（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７.３Ｈｚ），１.２１−１.１１（４Ｈ，ｍ），０.０８（１８Ｈ，ｓ），０.０３（９Ｈ，ｓ）。
製造例３
１）化学式（ｉｉ）で表される化合物の製造
１Ｌの丸底フラスコに１，３−ジアミノプロパン２９.７ｇ（４００ｍｍｏｌ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）４００ｍｌを添加した後、エチルアクリレート４８.１ｇ（４８０ｍｍｏｌ、１.２ｅｑ）をゆっくり添加した。以後、常温で１２時間撹拌しながら反応させ、１，３−ジアミノプロパンが完全に消耗したことを確認した後、反応を終了させたのち、減圧して溶媒を除去した。その後、ｃｅｌｉｔｅ ｐａｄにノルマルヘキサン５００ｍｌを用いて濾過し、濃縮して下記化学式（ｉｉ）で表される化合物を収得（収率８５％）した。収得した化学式（ｉｉ）で表される化合物の1Ｈの核磁気共鳴の分光学的データは次の通りである。
Figure 0006768949
1Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3）δ ４.１３（２Ｈ，ｑ，Ｊ＝７.２Ｈｚ），２.８６（２Ｈ，ｔｄ，Ｊ＝６.５Ｈｚ，１.５Ｈｚ），２.６７（２Ｈ，ｔｄ，Ｊ＝７.０Ｈｚ，３.５Ｈｚ），２.５９（２Ｈ，ｔｄ，Ｊ＝７.１Ｈｚ，３.２Ｈｚ），１.４７（２Ｈ，ｍ），１.２５（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７.３Ｈｚ），１.０６（３Ｈ，ｂｒ，ｓ）。
２）化学式１−２で表される化合物の製造
２Ｌの丸底フラスコに、前記１）で製造された化学式（ｉｉ）で表される化合物６３.８ｇ（３９８ｍｍｏｌ）を入れてジクロロメタン６００ｍｌを添加した後、トリエチルアミン１８１.２ｇ（１.７９ｍｏｌ、４.５ｅｑ）を添加した。以後、０℃に冷却させた後、クロロトリメチルシラン１５１.３ｇ（１.３９ｍｏｌ、３.５ｅｑ）をゆっくり添加し、反応温度を常温に昇温させながら１２時間反応させた。以後、反応を終了させ、減圧して溶媒を除去した。残っている有機物をノルマルヘキサン８００ｍｌに溶かし、アセトニトリル１５０ｍｌで３回洗浄し、ｃｅｌｉｔｅ ｐａｄを用いて濾過した後、濃縮して下記化学式１−２で表される化合物を収得（収率７２％）した。収得された化学式１−２の化合物の1Ｈの核磁気共鳴の分光学的データは次の通りである。
Figure 0006768949
前記化学式１−２で、ＴＭＳはトリメチルシリル基を表すものである。
1Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3）δ ４.１１（２Ｈ，ｑ,Ｊ＝７.０Ｈｚ），３.０６（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝７.３Ｈｚ），２.７１（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝７.５Ｈｚ），２.６７（２Ｈ，ｔｄ，Ｊ＝７.５Ｈｚ，１.０Ｈｚ），１.４１（４Ｈ，ｍ），１.２６（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７.３Ｈｚ），０.０８（１８Ｈ，ｓ），０.０３（９Ｈ，ｓ）。
製造例４
１）化学式（ｉｉｉ）で表される化合物の製造
１Ｌの丸底フラスコにヘキサメチレンジアミン４６．５ｇ（４００ｍｍｏｌ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）４００ｍｌを添加した後、ブチルアクリレート６１.５ｇ（４８０ｍｍｏｌ、１.２ｅｑ）をゆっくり添加した。以後、常温で１２時間撹拌しながら反応させ、ヘキサメチレンジアミンが完全に消耗したことを確認した後、反応を終了させたのち、減圧して溶媒を除去した。その後、ｃｅｌｉｔｅ ｐａｄにノルマルヘキサン５００ｍｌを用いて濾過し、濃縮して下記化学式（ｉｉｉ）で表される化合物を収得（収率８０％）した。収得した化学式（ｉｉｉ）で表される化合物の1Ｈの核磁気共鳴の分光学的データは次の通りである。
Figure 0006768949
1Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3）δ ４.１３（２Ｈ，ｑ,Ｊ＝７.２Ｈｚ），２.８６（２Ｈ，ｔｄ，Ｊ＝６.５Ｈｚ，１.５Ｈｚ），２.６７（２Ｈ，ｔｄ，Ｊ＝７.０Ｈｚ，３.５Ｈｚ），２.５９（２Ｈ，ｔｄ，Ｊ＝７.１Ｈｚ，３.２Ｈｚ），２.４９（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝６.５Ｈｚ），１.５５（２Ｈ，ｍ），１.５０−１.４０（６Ｈ，ｍ），１.３５−１.２９（４Ｈ，ｍ），１.２５（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７.３Ｈｚ），１.０６（３Ｈ，ｂｒ，ｓ）。
２）化学式１−３で表される化合物の製造
２Ｌの丸底フラスコに、前記１）で製造された化学式（ｉｉｉ）で表される化合物９７.３ｇ（３９８ｍｍｏｌ）を入れてジクロロメタン６００ｍｌを添加した後、トリエチルアミン１８１.２ｇ（１.７９ｍｏｌ、４．５ｅｑ）を添加した。以後、０℃に冷却させた後、クロロトリメチルシラン１５１．３ｇ（１.３９ｍｏｌ、３.５ｅｑ）をゆっくり添加し、反応温度を常温に昇温させながら１２時間反応させた。以後、反応を終了させ、減圧して溶媒を除去した。残っている有機物をノルマルヘキサン８００ｍｌに溶かし、アセトニトリル１５０ｍｌで３回洗浄し、ｃｅｌｉｔｅ ｐａｄを用いて濾過した後、濃縮して下記化学式１−３で表される化合物を収得（収率６２％）した。収得された化学式１−３の化合物の1Ｈの核磁気共鳴の分光学的データは次の通りである。
Figure 0006768949
前記化学式１−３で、ＴＭＳはトリメチルシリル基を表すものである。
1Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3）δ ４.１１（２Ｈ，ｑ,Ｊ＝７.０Ｈｚ），３.０６（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝７.３Ｈｚ），２.７１（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝７.５Ｈｚ），２.６７（２Ｈ，ｔｄ，Ｊ＝７.５Ｈｚ，１.０Ｈｚ），２.３８（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝７.５Ｈｚ），１.５６（２Ｈ，ｍ）,１.４１−１.２９（６Ｈ，ｍ），１.２６（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７.３Ｈｚ）,１.２１−１.１１（４Ｈ，ｍ）,０.０８（１８Ｈ,ｓ）, ０.０３（９Ｈ,ｓ）。
比較製造例
１Ｌの丸底フラスコにヘキサメチレンジアミン４６．５ｇ（４００ｍｍｏｌ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）４００ｍｌを添加した後、エチルアクリレート１６８.２ｇ（１.６８ｍｏｌ、４.２ｅｑ）をゆっくり添加した。以後、常温で１２時間撹拌しながら反応させ、ヘキサメチレンジアミンが完全に消耗したことを確認した後、反応を終了させたのち、減圧して溶媒を除去した。その後、ｃｅｌｉｔｅ ｐａｄにノルマルヘキサン１Ｌを用いて濾過し、濃縮して下記化学式（ｉｖ）で表される化合物を収得（収率９０％）した。収得した化学式（ｉｖ）で表される化合物の1Ｈの核磁気共鳴の分光学的データは次の通りである。
Figure 0006768949
1Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3）δ ４.１３（８Ｈ，ｑ），２.６７（８Ｈ，ｔ），２.５９（８Ｈ，ｔ），２.４９（８Ｈ，ｔ），１.５０−１.４０（４Ｈ，ｍ），１.３５−１.２９（４Ｈ，ｍ），１.２５（１２Ｈ，ｔ）。
実施例１
２０Ｌのオートクレーブ反応器に１，３−ブタジエン９００ｇ及びノルマルヘキサン６.６ｋｇを入れた後、反応器の内部温度を７０℃に昇温した。ネオジム化合物０．１０ｍｍｏｌヘキサン溶液とジイソブチルアルミニウムヒドリド（ｄｉｉｓｏｂｕｔｙｌａｌｕｍｉｎｕｍ ｈｙｄｒｉｄｅ、ＤＩＢＡＨ）０. ８９ｍｍｏｌ、ジエチルアルミニウムクロリド（ｄｉｅｔｈｙｌａｌｕｍｉｎｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅ）０.２４ｍｍｏｌ、１，３−ブタジエン３.３ｍｍｏｌとの反応を介して製造した触媒組成物を反応器に添加した後、６０分間重合を進行した。以後、前記製造例１で製造された化学式１−１で表される化合物０.２３ｍｍｏｌが含まれているヘキサン溶液を添加した後、７０℃で３０分間変性反応を進行させた。以後、重合停止剤１.０ｇが含まれているヘキサン溶液と酸化防止剤であるＷＩＮＧＳＴＡＹ（Ｅｌｉｏｋｅｍ ＳＡＳ、Ｆｒａｎｃｅ）がヘキサンに３０重量％溶けている溶液３３ｇとを添加した。その結果で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することで溶媒を除去した後、ロール乾燥して残量の溶媒と水を除去し、変性ブタジエン重合体を製造した。
実施例２
２０Ｌのオートクレーブ反応器に１，３−ブタジエン９００ｇ及びノルマルヘキサン６．６ｋｇを入れた後、反応器の内部温度を７０℃に昇温した。ネオジム化合物０．１０ｍｍｏｌヘキサン溶液とジイソブチルアルミニウムヒドリド（ｄｉｉｓｏｂｕｔｙｌａｌｕｍｉｎｕｍ ｈｙｄｒｉｄｅ、ＤＩＢＡＨ）０. ８９ｍｍｏｌ、ジエチルアルミニウムクロリド（ｄｉｅｔｈｙｌａｌｕｍｉｎｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅ）０．２４ｍｍｏｌ、１，３−ブタジエン３.３ｍｍｏｌとの反応を介して製造した触媒組成物を反応器に添加した後、６０分間重合を進行した。以後、前記製造例３で製造された化学式１−２で表される化合物０．２３ｍｍｏｌが含まれているヘキサン溶液を添加した後、７０℃で３０分間変性反応を進行させた。以後、重合停止剤１.０ｇが含まれているヘキサン溶液と酸化防止剤であるＷＩＮＧＳＴＡＹ（Ｅｌｉｏｋｅｍ ＳＡＳ、Ｆｒａｎｃｅ）がヘキサンに３０重量％溶けている溶液３３ｇとを添加した。その結果で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することで溶媒を除去した後、ロール乾燥して残量の溶媒と水を除去し、変性ブタジエン重合体を製造した。
実施例３
２０Ｌのオートクレーブ反応器に１，３−ブタジエン９００ｇ及びノルマルヘキサン６.６ｋｇを入れた後、反応器の内部温度を７０℃に昇温した。ネオジム化合物０．１０ｍｍｏｌヘキサン溶液とジイソブチルアルミニウムヒドリド（ｄｉｉｓｏｂｕｔｙｌａｌｕｍｉｎｕｍ ｈｙｄｒｉｄｅ、ＤＩＢＡＨ）０. ８９ｍｍｏｌ、ジエチルアルミニウムクロリド（ｄｉｅｔｈｙｌａｌｕｍｉｎｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅ）０．２４ｍｍｏｌ、１，３−ブタジエン３.３ｍｍｏｌとの反応を介して製造した触媒組成物を反応器に添加した後、６０分間重合を進行した。以後、前記製造例４で製造された化学式１−３で表される化合物０．２３ｍｍｏｌが含まれているヘキサン溶液を添加した後、７０℃で３０分間変性反応を進行させた。以後、重合停止剤１.０ｇが含まれているヘキサン溶液と酸化防止剤であるＷＩＮＧＳＴＡＹ（Ｅｌｉｏｋｅｍ ＳＡＳ、Ｆｒａｎｃｅ）がヘキサンに３０重量％溶けている溶液３３ｇとを添加した。その結果で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することで溶媒を除去した後、ロール乾燥して残量の溶媒と水を除去し、変性ブタジエン重合体を製造した。
比較例１
２０Ｌのオートクレーブ反応器に１，３−ブタジエン９００ｇ及びノルマルヘキサン６.６ｋｇを入れた後、反応器の内部温度を７０℃に昇温した。ネオジム化合物０．１０ｍｍｏｌヘキサン溶液とジイソブチルアルミニウムヒドリド（ｄｉｉｓｏｂｕｔｙｌａｌｕｍｉｎｕｍ ｈｙｄｒｉｄｅ、ＤＩＢＡＨ）０. ８９ｍｍｏｌ、ジエチルアルミニウムクロリド（ｄｉｅｔｈｙｌａｌｕｍｉｎｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅ）０.２４ｍｍｏｌ、１，３−ブタジエン３.３ｍｍｏｌとの反応を介して製造した触媒組成物を反応器に添加した後、６０分間重合を進行した。以後、重合停止剤１.０ｇが含まれているヘキサン溶液と酸化防止剤であるＷＩＮＧＳＴＡＹ（Ｅｌｉｏｋｅｍ ＳＡＳ、Ｆｒａｎｃｅ）がヘキサンに３０重量％溶けている溶液３３ｇとを添加した。その結果で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することで溶媒を除去した後、ロール乾燥して残量の溶媒と水を除去し、ブタジエン重合体を製造した。
比較例２
２０Ｌのオートクレーブ反応器に１，３−ブタジエン９００ｇ及びノルマルヘキサン６.６ｋｇを入れた後、反応器の内部温度を７０℃に昇温した。ネオジム化合物０．１０ｍｍｏｌヘキサン溶液とジイソブチルアルミニウムヒドリド（ｄｉｉｓｏｂｕｔｙｌａｌｕｍｉｎｕｍ ｈｙｄｒｉｄｅ、ＤＩＢＡＨ）０. ８９ｍｍｏｌ、ジエチルアルミニウムクロリド（ｄｉｅｔｈｙｌａｌｕｍｉｎｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅ）０.２４ｍｍｏｌ、１，３−ブタジエン３.３ｍｍｏｌとの反応を介して製造した触媒組成物を反応器に添加した後、６０分間重合を進行した。以後、前記比較製造例で製造された化学式（ｉｖ）で表される化合物０．２３ｍｍｏｌが含まれているヘキサン溶液を添加した後、７０℃で３０分間変性反応を進行させた。以後、重合停止剤１.０ｇが含まれているヘキサン溶液と酸化防止剤であるＷＩＮＧＳＴＡＹ（Ｅｌｉｏｋｅｍ ＳＡＳ、Ｆｒａｎｃｅ）がヘキサンに３０重量％溶けている溶液３３ｇとを添加した。その結果で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することで溶媒を除去した後、ロール乾燥して残量の溶媒と水を除去し、変性ブタジエン重合体を製造した。
一方、前記実施形態及び比較例で用いられたネオジム化合物は、全て同一の物質を用いた。
実験例１
前記実施例１から３、比較例１及び比較例２で製造した各変性あるいは未変性ブタジエン重合体に対し、下記のような方法でそれぞれの物性を測定し、その結果を下記表１に示した。
１）重量平均分子量（Ｍｗ）、数平均分子量（Ｍｎ）及び分子量分布
各重合体を４０℃条件下でテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に３０分間溶かした後、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ：ｇｅｌ ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）に積載して流した。このとき、カラムは、ポリマーラボラトリーズ社（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）の商品名ＰＬｇｅｌ Ｏｌｅｘｉｓカラム２本とＰＬｇｅｌ ｍｉｘｅｄ−Ｃカラム１本とを組み合せて用いた。また、新たに交替したカラムは、全て混床（ｍｉｘｅｄ ｂｅｄ）タイプのカラムを使用し、ゲル浸透クロマトグラフィー標準物質（ＧＰＣ Ｓｔａｎｄａｒｄ ｍａｔｅｒｉａｌ）としてポリスチレン（Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）を用いた。
２）ムーニー粘度及び−Ｓ／Ｒ値
各重合体に対してＭｏｎｓａｎｔｏ社ＭＶ２０００ＥのＬａｒｇｅ Ｒｏｔｏｒを用いて１００℃でＲｏｔｏｒ Ｓｐｅｅｄ ２±０.０２ｒｐｍの条件でムーニー粘度（ＭＶ）を測定した。このとき用いられた試料は、室温（２３±３℃）で３０分以上放置した後、２７±３ｇを採取しダイキャビティの内部に満たしておき、プラテン（Ｐｌａｔｅｎ）を作動させてトルクを印加しつつムーニー粘度を測定した。
また、前記ムーニー粘度の測定時、トルクが緩みながら表れるムーニー粘度の変化を１分間観察し、その傾き値から−Ｓ／Ｒ値を決定した。
３）シス−１，４結合の含量
各重合体に対してフーリエ変換赤外分光分析を実施し、その結果から前記１，４−ポリブタジエン内のシス−１，４結合の含量を求めた。
Figure 0006768949
前記表１に示されているところのように、本発明の一実施形態による実施例１から実施例３の変性ブタジエン重合体は、−Ｓ／Ｒ値が、比較例１及び比較例２の未変性又は変性ブタジエン重合体に比べて増加したことを確認した。これを介し、本発明の一実施形態による変性ブタジエン重合体が高い線形性を有することを確認することができる。
実験例２
前記実施例１から実施例３、比較例１及び比較例２で製造した各変性あるいは未変性ブタジエン重合体を用いてゴム組成物及びゴム試料を製造した後、下記のような方法で、ムーニー粘度、引張強度、３００％モデュラス、伸び率、そして粘弾性をそれぞれ測定した。その結果を下記表２に示した。
具体的に、前記ゴム組成物は、前記各変性あるいは未変性ブタジエン重合体１００重量部にカーボンブラック７０重量部、プロセス油（ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｉｌ）２２．５重量部、老化防止剤（ＴＭＤＱ）２重量部、酸化亜鉛（ＺｎＯ）３重量部及びステアリン酸（ｓｔｅａｒｉｃ ａｃｉｄ）２重量部を配合することで、それぞれのゴム組成物を製造した。以後、前記各ゴム組成物に硫黄２重量部、加硫促進剤（ＣＺ）２重量部及び加硫促進剤（ＤＰＧ）０.５重量部を添加し、１６０℃で２５分間加硫してゴム試料を製造した。
１）ムーニー粘度（ＭＬ１＋４）
各ゴム試料に対し、Ｍｏｎｓａｎｔｏ社ＭＶ２０００ＥのＬａｒｇｅ Ｒｏｔｏｒを用いて１００℃でＲｏｔｏｒ Ｓｐｅｅｄ ２±０.０２ｒｐｍの条件で測定した。
２）ペイン効果（△Ｇ’）
前記架橋されていない各ゴム試料のｓｔｒａｉｎが２８％のときの動的弾性値であるＧ’と、ｓｔｒａｉｎが４０％のときのＧ’との差を測定した。このとき、数値が小さいほど、カーボンブラックの分散性が優秀であることを意味する。
３）引張強度（ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ、ｋｇ・ｆ／ｃｍ2）及び３００％モデュラス（３００％ ｍｏｄｕｌｕｓ、ｋｇ・ｆ／ｃｍ2）
前記各ゴム組成物を１５０℃でｔ９０分加硫した後、ＡＳＴＭ Ｄ４１２に準じて加硫物の引張強度、３００％伸張時のモデュラス（Ｍ−３００％）及び破断時の加硫物の伸び率を測定した。
４）粘弾性（Ｔａｎδ＠６０℃）
低燃費特性に最も重要なＴａｎδ物性は、ドイツＧａｂｏ社のＤＭＴＳ ５００Ｎを用いて周波数１０Ｈｚ、Ｐｒｅｓｔｒａｉｎ ３％、Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｔｒａｉｎ ３％で６０℃での粘弾性係数（ｔａｎδ）を測定した。このとき、Ｔａｎδ値が高いほど、ヒステリシス損失が少なく、優れた低回転抵抗性、すなわち、燃費性に優れることを示すものである。
Figure 0006768949
前記表２で、Ｎ／Ａは測定していないことを表すものである。
前記表２に示したところのように、本発明の一実施形態による変性剤を用いて製造された実施例１から実施例３の変性ブタジエン重合体を用いて製造されたゴム試料の引張特性及び粘弾性特性が、比較例１及び比較例２の変性あるいは未変性ブタジエン重合体を用いて製造されたゴム試料に比べて優れることを確認した。
具体的に、本発明の一実施形態による変性剤を用いて製造された実施例１及び実施例２の変性ブタジエン重合体を用いて製造されたゴム試料が、比較例１の変性されていないブタジエン重合体を用いて製造されたゴム試料に比べ、ペイン効果値が減少することを確認した。これは、本発明の一実施形態による変性剤を用いて製造された変性ブタジエン重合体がカーボンブラックとの親和性に優れることを示すものである。
また、本発明の一実施形態による変性剤を用いて製造された実施例１から実施例３の変性ブタジエン重合体を用いて製造されたゴム試料が、比較例１の変性されていないブタジエン重合体を用いて製造されたゴム試料に比べ、６０℃でのＴａｎδ値が減少することを確認した。これは、本発明の一実施形態による変性剤を用いて製造された変性ブタジエン重合体が転がり抵抗（ＲＲ）特性に優れ、高い燃費効率を有し得ることを示す結果である。
また、本発明の一実施形態による変性剤を用いて製造された実施例１から実施例３の変性ブタジエン重合体を用いて製造されたゴム試料が、比較例２の変性ブタジエン重合体に比べて伸び率が増加し、６０℃でのＴａｎδ値が減少することを確認し、よって、実施例１から実施例３の変性ブタジエン重合体が、比較例２の変性ブタジエン重合体に比べて転がり抵抗（ＲＲ）特性に優れ、高い燃費効率を有し得ることを確認した。このとき、比較例２の変性ブタジエン重合体は、本発明で提示する変性剤のように、３級アミン基とエステル基を有し、ただし、アルキルシラン基がなく、前記エステル基を２つ以上有する構造の変性剤を用いて製造されたものである。

Claims (20)

  1. 下記化学式１で表される変性剤。
    Figure 0006768949
    前記化学式１中、
    Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は互いに独立して−ＳｉＲ7Ｒ8Ｒ9であり、
    Ｒ4は炭素数１から２０のアルキル基、炭素数３から２０のシクロアルキル基及び炭素数６から３０のアリール基からなる群から選択される１つ以上の置換基で置換されるか、又は非置換の炭素数１から２０の２価炭化水素基であり、
    Ｒ5は炭素数２から２０の２価炭化水素基であり、
    Ｒ6は−ＣＯＯＲ10であり、
    前記式中、Ｒ7からＲ9は互いに独立して、炭素数１から２０の１価炭化水素基又はＮ、Ｓ及びＯからなる群から選択される１つ以上のヘテロ原子を含む炭素数１から２０の１価炭化水素基であり、
    Ｒ10は炭素数１から２０のアルキル基、炭素数３から２０のシクロアルキル基及び炭素数６から３０のアリール基からなる群から選択される１つ以上の置換基で置換されるか、又は非置換の炭素数１から２０の１価炭化水素基である。
  2. 前記化学式１中、
    Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は互いに独立して−ＳｉＲ7Ｒ8Ｒ9であり、
    Ｒ4及びＲ5は互いに独立して炭素数２から１０のアルキレン基であり、
    Ｒ6は−ＣＯＯＲ10であり、
    前記式中、Ｒ7からＲ9は互いに独立して、炭素数１から１０のアルキル基、炭素数３から１２のシクロアルキル基、炭素数６から１２のアリール基、炭素数７から１２のアリールアルキル基、炭素数２から１０のアルコキシアルキル基、炭素数７から１２のフェノキシアルキル基及び炭素数１から１０のアミノアルキル基からなる群から選択されるいずれか１つであり、
    Ｒ10は炭素数１から１０のアルキル基で置換されるか、又は非置換の炭素数１から１０のアルキル基である、請求項１に記載の変性剤。
  3. 前記化学式１で表される変性剤は、下記化学式１−１から化学式１−３で表される化合物である、請求項１または２に記載の変性剤。
    Figure 0006768949
    Figure 0006768949
    Figure 0006768949
    前記化学式１−１から化学式１−３中、ＴＭＳはトリメチルシリル基である。
  4. 前記変性剤は、共役ジエン系重合体用の変性剤である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の変性剤。
  5. 下記化学式２で表される化合物と化学式３で表される化合物を第１反応させて下記化学式４で表される化合物を製造する工程；及び
    前記化学式４で表される化合物と下記化学式５で表される化合物を第２反応させる工程を含む、下記化学式１で表される、請求項１に記載の変性剤の製造方法。
    Figure 0006768949
    Figure 0006768949
    Figure 0006768949
    Figure 0006768949
    前記化学式１から化学式５中、
    Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は互いに独立して−ＳｉＲ7Ｒ8Ｒ9であり、
    Ｒ4は炭素数１から２０のアルキル基、炭素数３から２０のシクロアルキル基及び炭素数６から３０のアリール基からなる群から選択される１つ以上の置換基で置換されるか、又は非置換の炭素数１から２０の２価炭化水素基であり、
    Ｒ5は炭素数２の２価炭化水素基であり、
    Ｒ6は−ＣＯＯＲ10であり、
    前記式中、Ｒ7からＲ9は互いに独立して、炭素数１から２０の１価炭化水素基又はＮ、Ｓ及びＯからなる群から選択される１つ以上のヘテロ原子を含む炭素数１から２０の１価炭化水素基であり、
    Ｒ10は炭素数１から２０のアルキル基、炭素数３から２０のシクロアルキル基及び炭素数６から３０のアリール基からなる群から選択される１つ以上の置換基で置換されるか、又は非置換の炭素数１から２０の１価炭化水素基である。
  6. 前記化学式１から化学式５中、
    Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は互いに独立して−ＳｉＲ7Ｒ8Ｒ9であり、
    Ｒ4は炭素数２から１０のアルキレン基であり、
    Ｒ5は炭素数２のアルキレン基であり、
    Ｒ6は−ＣＯＯＲ10であり、
    前記式中、Ｒ7からＲ9は互いに独立して、炭素数１から１０のアルキル基、炭素数３から１２のシクロアルキル基、炭素数６から１２のアリール基、炭素数７から１２のアリールアルキル基、炭素数２から１０のアルコキシアルキル基、炭素数７から１２のフェノキシアルキル基及び炭素数１から１０のアミノアルキル基からなる群から選択されるいずれか１つであり、
    Ｒ10は炭素数１から１０のアルキル基で置換されるか、又は非置換の炭素数１から１０のアルキル基である、請求項５に記載の変性剤の製造方法。
  7. 前記化学式２で表される化合物と化学式３で表される化合物は、１：１から１：２のモル比で反応させる、請求項５または６に記載の変性剤の製造方法。
  8. 前記化学式４で表される化合物と化学式５で表される化合物は、１：２から１：５のモル比で反応させる、請求項５〜７のいずれか一項に記載の変性剤の製造方法。
  9. 前記第１反応は、１０℃から３０℃の温度範囲で行う、請求項５〜８のいずれか一項に記載の変性剤の製造方法。
  10. 前記第２反応は、−１０℃から２０℃の温度範囲で行う、請求項５〜９のいずれか一項に記載の変性剤の製造方法。
  11. 下記化学式１で表される変性剤由来作用基を含み、
    前記変性剤由来作用基は、有機金属が結合された合成重合体の一側末端の活性部位と下記化学式１で表される変性剤のＲ 6 の反応により形成されたものであり、
    前記有機金属が結合された合成重合体は、ランタン系希土類元素含有化合物を含む触媒組成物の存在下で、共役ジエン系単量体が重合されたものである変性共役ジエン系重合体。
    Figure 0006768949
    前記化学式１中、
    Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は互いに独立して−ＳｉＲ7Ｒ8Ｒ9であり、
    Ｒ4は炭素数１から２０のアルキル基、炭素数３から２０のシクロアルキル基及び炭素数６から３０のアリール基からなる群から選択される１つ以上の置換基で置換されるか、又は非置換の炭素数１から２０の２価炭化水素基であり、
    Ｒ5は炭素数２から２０の２価炭化水素基であり、
    Ｒ6は−ＣＯＯＲ10であり、
    前記式中、Ｒ7からＲ9は互いに独立して、炭素数１から２０の１価炭化水素基又はＮ、Ｓ及びＯからなる群から選択される１つ以上のヘテロ原子を含む炭素数１から２０の１価炭化水素基であり、
    Ｒ10は炭素数１から２０のアルキル基、炭素数３から２０のシクロアルキル基及び炭素数６から３０のアリール基からなる群から選択される１つ以上の置換基で置換されるか、又は非置換の炭素数１から２０の１価炭化水素基である。
  12. 前記化学式１で表される変性剤は、下記化学式１−１から化学式１−３で表される化合物である、請求項１１に記載の変性共役ジエン系重合体。
    Figure 0006768949
    Figure 0006768949
    Figure 0006768949
    前記化学式１−１から化学式１−３中、ＴＭＳはトリメチルシリル基である。
  13. 前記重合体は、１００，０００ｇ／ｍｏｌから７００，０００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量を有する、請求項１１または１２に記載の変性共役ジエン系重合体。
  14. 前記重合体は、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１.０５から５である、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の変性共役ジエン系重合体。
  15. 前記重合体は、１００℃での−Ｓ／Ｒ（ｓｔｒｅｓｓ／ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ）の値が０.７以上である、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の変性共役ジエン系重合体。
  16. １）炭化水素溶媒中で、ランタン系希土類元素含有化合物を含む触媒組成物の存在下で共役ジエン系単量体を重合し、有機金属が結合された活性重合体を製造する工程；及び
    ２）前記活性重合体を下記化学式１で表される変性剤と反応させる工程を含む、請求項１１に記載の変性共役ジエン系重合体の製造方法：
    Figure 0006768949
    前記化学式１中、
    Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は互いに独立して−ＳｉＲ7Ｒ8Ｒ9であり、
    Ｒ4は炭素数１から２０のアルキル基、炭素数３から２０のシクロアルキル基及び炭素数６から３０のアリール基からなる群から選択される１つ以上の置換基で置換されるか、又は非置換の炭素数１から２０の２価炭化水素基であり、
    Ｒ5は炭素数２から２０の２価炭化水素基であり、
    Ｒ6は−ＣＯＯＲ10であり、
    前記式中、Ｒ7からＲ9は互いに独立して、炭素数１から２０の１価炭化水素基又はＮ、Ｓ及びＯからなる群から選択される１つ以上のヘテロ原子を含む炭素数１から２０の１価炭化水素基であり、
    Ｒ10は炭素数１から２０のアルキル基、炭素数３から２０のシクロアルキル基及び炭素数６から３０のアリール基からなる群から選択される１つ以上の置換基で置換されるか、又は非置換の炭素数１から２０の１価炭化水素基である。
  17. 前記触媒組成物は、共役ジエン系単量体１００ｇを基準に、ランタン系希土類元素含有化合物が０．１ｍｍｏｌから０.５ｍｍｏｌになるようにする量で用いられる、請求項１６に記載の変性共役ジエン系重合体の製造方法。
  18. 前記ランタン系希土類元素含有化合物は、下記化学式６で表されるネオジム系化合物を含む、請求項１６または１７に記載の変性共役ジエン系重合体の製造方法。
    Figure 0006768949
    前記化学式６中、
    ＲaからＲcは互いに独立して水素、又は炭素数１から１２のアルキル基であり、
    但し、ＲaからＲcが全て同時に水素ではない。
  19. 前記ネオジム系化合物は、
    Ｎｄ（２，２−ジエチルデカノエート）3、
    Ｎｄ（２，２−ジプロピルデカノエート）3、
    Ｎｄ（２，２−ジブチルデカノエート）3、
    Ｎｄ（２，２−ジヘキシルデカノエート）3、
    Ｎｄ（２，２−ジオクチルデカノエート）3、
    Ｎｄ（２−エチル−２−プロピルデカノエート）3、
    Ｎｄ（２−エチル−２−ブチルデカノエート）3、
    Ｎｄ（２−エチル−２−ヘキシルデカノエート）3、
    Ｎｄ（２−プロピル−２−ブチルデカノエート）3、
    Ｎｄ（２−プロピル−２−ヘキシルデカノエート）3、
    Ｎｄ（２−プロピル−２−イソプロピルデカノエート）3、
    Ｎｄ（２−ブチル−２−ヘキシルデカノエート）3、
    Ｎｄ（２−ヘキシル−２−オクチルデカノエート）3、
    Ｎｄ（２，２−ジエチルオクタノエート）3、
    Ｎｄ（２，２−ジプロピルオクタノエート）3、
    Ｎｄ（２，２−ジブチルオクタノエート）3、
    Ｎｄ（２，２−ジヘキシルオクタノエート）3、
    Ｎｄ（２−エチル−２−プロピルオクタノエート）3、
    Ｎｄ（２−エチル−２−ヘキシルオクタノエート）3、
    Ｎｄ（２，２−ジエチルノナノエート）3、
    Ｎｄ（２，２−ジプロピルノナノエート）3、
    Ｎｄ（２，２−ジブチルノナノエート）3、
    Ｎｄ（２，２−ジヘキシルノナノエート）3、
    Ｎｄ（２−エチル−２−プロピルノナノエート）3及び
    Ｎｄ（２−エチル−２−ヘキシルノナノエート）3からなる群から選択される１つ以上である、請求項１８に記載の変性共役ジエン系重合体の製造方法。
  20. 前記変性剤は、ランタン系希土類元素含有化合物１モルを基準に０.５モルから２０モルの比率で用いられる、請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の変性共役ジエン系重合体の製造方法。
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