JP6798134B2 - >ch−ch2−o−結合を有するシランカップリング剤の反応量を定量する方法 - Google Patents
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Description
すなわち、本発明は、シリカと、>CH−CH2−O−結合を有するシランカップリング剤とを配合したゴム組成物の固体13C−NMRを測定し、得られた13C−NMRスペクトルから、ゴム分子の二重結合炭素ピークと、62〜68ppmで観測される上記>CH−CH2−O−結合中の酸素に隣接したメチレン炭素ピークとの強度比を算出し、得られた強度比から、上記シランカップリング剤の反応量を定量する方法に関する。
そして、この方法を用いて上記シランカップリング剤の反応量を規定したゴム組成物は、低燃費性に非常に優れ、該ゴム組成物をタイヤに用いることにより、低燃費性に優れた空気入りタイヤを提供することができる。
まず、>CH−CH2−O−結合を有するシランカップリング剤を配合したゴム組成物から、未反応のシランカップリング剤を除去する。除去方法としては特に限定されないが、例えば、ゴム組成物をアセトン等で12時間以上抽出する方法が挙げられる。
なお、ゴム組成物は、加硫ゴム組成物、未加硫ゴム組成物のいずれであってもよい。
なお、>CH−CH2−O−結合において、>CH−は、第三級炭素を意味する。
次に、抽出残渣(ゴム)を乾燥した後、固体13C−NMR測定を行う。乾燥方法としては特に限定されないが、例えば、60℃真空で1時間以上乾燥させる方法が挙げられる。また、固体13C−NMRの測定条件は、例えば、以下のように設定できる。
(固体13C−NMR測定条件)
装置 Bruker社製Avance400
使用プローブ Bruker社製7mm MAS BB WB WVTプローブ
共鳴周波数 400MHz
MAS回転周波数 5kHz(±1Hz)
測定モード DD/MAS
パルス列 プロトンデカップル付きハーンエコー法
90°パルス幅 4.5μ秒
待ち時間 6秒
積算回数 12000回
観測温度 333K
外部基準物質 アダマンタン(化学シフト値は29.5ppm)
また、待ち時間は、13C T1緩和時間の5倍以上であるという理由から、1〜30秒が好ましく、5〜30秒がより好ましい。
また、積算回数は、>CH−CH2−O−結合由来のピークを定量的に議論できるようにするため、1000回以上が好ましく、3000回以上がより好ましい。
得られた13C−NMRスペクトルから、ゴム分子の二重結合炭素ピークと、62〜68ppmで観測される>CH−CH2−O−結合中の酸素に隣接したメチレン炭素ピークとの強度比を算出する。
なお、ここで述べたケミカルシフトは、基準物質としてアダマンタンを使用した場合の範囲である。
得られた強度比をサンプル間で比較することで、>CH−CH2−O−結合を有するシランカップリング剤の反応量を相対的に評価することができる。例えば、「メチレン炭素ピーク/ゴム分子の二重結合炭素ピーク」が「1/100」のサンプルAと、「5/100」のサンプルBでは、サンプルBの方がシランカップリング剤の反応量が多いことを意味する。
SBR1:旭化成(株)製のY031
SBR2:日本ゼオン(株)製のN9541(ゴム固形分100質量部に対してオイル分37.5質量部含有)
BR:宇部興産(株)製のBR710
シリカ:エボニックデグッサ社製のウルトラジルVN3
シランカップリング剤:エボニックデグッサ社製のNXT−LV(下記式で表される化合物)
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛2種
オイル:出光興産(株)製のPS−32
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C
硫黄:鶴見化学工業(株)製の5%オイル硫黄
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラーCZ
表1の配合処方に従い、硫黄及び加硫促進剤以外の薬品を混練り配合し、混練物を得た(ベース練り工程)。次に、この混練物に、硫黄及び加硫促進剤を混練り配合し、未加硫ゴム組成物を得た(仕上げ練り工程)。得られた未加硫ゴム組成物を170℃で20分間プレス加硫して加硫ゴム組成物を得た。
なお、ベース練り工程において、X練、Y練、Z練の3段階の練り工程により混練を行い、シランカップリング剤の反応量が異なる加硫ゴム組成物を得るために、酸化亜鉛とシランカップリング剤を投入するタイミングを変えると共に、硫黄を投入するタイミングも変えて、4種類の加硫ゴム組成物1〜4を得た。加硫ゴム組成物1〜4の酸化亜鉛、シランカップリング剤、硫黄を投入するタイミングを表2にまとめた。なお、酸化亜鉛、シランカップリング剤以外のベース練り工程で混練される薬品は全てX練から混練した。
装置 Bruker社製Avance400
使用プローブ Bruker社製7mm MAS BB WB WVTプローブ
共鳴周波数 400MHz
MAS回転周波数 5kHz(±1Hz)
測定モード DD/MAS
パルス列 プロトンデカップル付きハーンエコー法
90°パルス幅 4.5μ秒
待ち時間 6秒
積算回数 12000回
観測温度 333K
外部基準物質 アダマンタン(化学シフト値は29.5ppm)
なお、図1、2中、(1)〜(4)は、それぞれ加硫ゴム組成物1〜4を示す。
また、NXT−LV由来のピーク強度が0.4以上のゴム組成物は、低燃費性が非常に優れていることがわかった。
Claims (2)
- シリカと、>CH−CH2−O−結合を有するシランカップリング剤とを配合したゴム組成物の固体13C−NMRを測定し、
得られた13C−NMRスペクトルから、ゴム分子の二重結合炭素ピークと、62〜68ppmで観測される前記>CH−CH2−O−結合中の酸素に隣接したメチレン炭素ピークとの強度比を算出し、
得られた強度比から、前記シランカップリング剤の反応量を定量する方法。 - 強度比に代えて面積比を用いる請求項1記載の方法。
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JP2016081261A JP6798134B2 (ja) | 2016-04-14 | 2016-04-14 | >ch−ch2−o−結合を有するシランカップリング剤の反応量を定量する方法 |
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