JP7235225B2 - Rubber composition and tire - Google Patents
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Description
本発明は、ゴム組成物及びタイヤに関する。 The present invention relates to rubber compositions and tires.
従来、天然ゴムやスチレンブタジエンゴム等のゴム成分に対してカーボンブラック等のフィラーを配合し、架橋することにより機械強度を向上させたゴム組成物が、耐摩耗性や機械強度を必要とするタイヤ用途に広く使用されている。前記カーボンブラックは、その粒子表面に前記ゴム成分を物理的又は化学的に吸着することで、その補強効果を発現することが知られている。5~100nm程度の小さい平均粒子径を有し、比表面積が大きいカーボンブラックを使用した場合、カーボンブラックとゴム成分との相互作用が大きくなるため、ゴム組成物の機械強度及び耐摩耗性等の特性が向上する。また、当該ゴム組成物をタイヤとして用いた場合、硬度が高くなるため、操縦安定性が向上する。 Conventionally, rubber components such as natural rubber and styrene-butadiene rubber are blended with fillers such as carbon black and crosslinked to improve mechanical strength. Widely used for various purposes. The carbon black is known to exhibit its reinforcing effect by physically or chemically adsorbing the rubber component on the particle surface. When carbon black having a small average particle size of about 5 to 100 nm and a large specific surface area is used, the interaction between the carbon black and the rubber component increases, so the mechanical strength and wear resistance of the rubber composition are improved. Improves properties. Moreover, when the rubber composition is used as a tire, the steering stability is improved because the hardness is increased.
例えば、特許文献1には、イソプレン系ゴム及びスチレンブタジエンゴムを含有するゴム成分、カーボンブラック、軟化点が-20~20℃の液状レジンを特定の比率で含有するタイヤ用ゴム組成物が記載されている。また、特許文献2には、変性スチレン-ブタジエン共重合体及び変性共役ジエン系重合体を含有するジエン系ゴムを含有するゴム成分と、カーボンブラック等の充填剤とを所定の割合で配合したゴム組成物が記載されている。 For example, Patent Document 1 describes a rubber composition for tires containing a rubber component containing an isoprene rubber and a styrene-butadiene rubber, carbon black, and a liquid resin having a softening point of -20 to 20°C in a specific ratio. ing. Further, Patent Document 2 describes a rubber obtained by blending a rubber component containing a diene rubber containing a modified styrene-butadiene copolymer and a modified conjugated diene polymer and a filler such as carbon black in a predetermined ratio. A composition is described.
また、特許文献3及び4には、1,3,7-オクタトリエンの重合方法について記載されている。 Further, Patent Documents 3 and 4 describe a method for polymerizing 1,3,7-octatriene.
上述の特許文献1及び2に記載のゴム組成物を用いたタイヤによれば、硬度をある程度向上させることができるものの、硬度に起因する操縦安定性を十分に高い水準で兼ね備えているとは言えず、さらなる改善が望まれている。
また、特許文献3に記載の重合体は、種々の高分子材料あるいは接着剤、潤滑剤の原料として有用であることが記載されているが、当該重合体をゴム組成物として用いることは想定されていない。さらに、特許文献4に記載の重合体は、その性質を生かして種々の化学的変性を行うことにより有用な工業材料に変換できる基材となるものであることが記載されているが、当該重合体をゴム組成物として用いることは想定されていない。
According to the tires using the rubber compositions described in Patent Documents 1 and 2, although the hardness can be improved to some extent, the steering stability due to the hardness is also at a sufficiently high level. However, further improvement is desired.
Moreover, although it is described that the polymer described in Patent Document 3 is useful as a raw material for various polymer materials, adhesives, and lubricants, it is assumed that the polymer is used as a rubber composition. not Furthermore, it is described that the polymer described in Patent Document 4 can be used as a base material that can be converted into a useful industrial material by performing various chemical modifications utilizing its properties. It is not envisioned that the coalescence will be used as a rubber composition.
本発明は、硬度が高く、操縦安定性に優れたゴム成形品を得ることができるゴム組成物及び当該ゴム組成物を少なくとも一部に用いたタイヤを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a rubber composition from which a rubber molded article having high hardness and excellent steering stability can be obtained, and a tire at least partially using the rubber composition.
本発明者らは、3,4-結合単位を含む1,3,7-オクタトリエンに由来する構造単位を含有する重合体を用いたゴム組成物の成形品が、硬度が高く、操縦安定性に優れることを見出し、本発明を完成した。 The present inventors have found that a molded article of a rubber composition using a polymer containing a structural unit derived from 1,3,7-octatriene containing a 3,4-bond unit has high hardness and steering stability. The present invention was completed by discovering that it is excellent in
すなわち、本願開示は、以下に関する。
[1]合成ゴム及び天然ゴムの少なくとも1種からなるゴム成分(A)、フィラー(B)、及び1,3,7-オクタトリエンに由来する構造単位を含有する重合体(C)を含み、前記1,3,7-オクタトリエンに由来する構造単位が、3,4-結合単位を含むゴム組成物。
[2]前記1,3,7-オクタトリエンに由来する構造単位が、3,4-結合単位と、1,2-結合単位とを含み、当該1,2-結合単位の含有量に対する当該3,4-結合単位の含有量の比(3,4-結合単位/1,2-結合単位)が、0.04~0.7である上記[1]に記載のゴム組成物。
[3]前記フィラー(B)が、カーボンブラック及びシリカの少なくとも1種である上記[1]又は[2]に記載のゴム組成物。
[4]前記ゴム成分(A)が、スチレンブタジエンゴム及び天然ゴムの少なくとも1種である上記[1]~[3]のいずれかに記載のゴム組成物。
[5]前記重合体(C)の重量平均分子量(Mw)が、1,000~1,000,000である上記[1]~[4]のいずれかに記載のゴム組成物。
[6]上記[1]~[5]のいずれかに記載のゴム組成物を少なくとも一部に用いたタイヤ。
That is, the present disclosure relates to the following.
[1] A rubber component (A) composed of at least one of synthetic rubber and natural rubber, a filler (B), and a polymer (C) containing structural units derived from 1,3,7-octatriene, A rubber composition in which the structural unit derived from 1,3,7-octatriene includes a 3,4-linkage unit.
[2] The structural unit derived from 1,3,7-octatriene includes a 3,4-bonding unit and a 1,2-bonding unit, and the 3 ,4-linkage unit content ratio (3,4-linkage unit/1,2-linkage unit) is from 0.04 to 0.7.
[3] The rubber composition according to [1] or [2] above, wherein the filler (B) is at least one of carbon black and silica.
[4] The rubber composition according to any one of [1] to [3] above, wherein the rubber component (A) is at least one of styrene-butadiene rubber and natural rubber.
[5] The rubber composition according to any one of [1] to [4] above, wherein the polymer (C) has a weight average molecular weight (Mw) of 1,000 to 1,000,000.
[6] A tire at least partially using the rubber composition according to any one of [1] to [5] above.
本発明によれば、硬度が高く、操縦安定性に優れたゴム成形品を得ることができるゴム組成物及び当該ゴム組成物を少なくとも一部に用いたタイヤを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the rubber composition which can obtain the rubber molding with high hardness and excellent steering stability, and the tire which used the said rubber composition for at least one part can be provided.
[ゴム組成物]
本発明のゴム組成物は、合成ゴム及び天然ゴムの少なくとも1種からなるゴム成分(A)、フィラー(B)、及び1,3,7-オクタトリエンに由来する構造単位を含有する重合体(C)を含み、
前記1,3,7-オクタトリエンに由来する構造単位が、3,4-結合単位を含むことを特徴とする。
[Rubber composition]
The rubber composition of the present invention comprises a rubber component (A) consisting of at least one of synthetic rubber and natural rubber, a filler (B), and a polymer containing structural units derived from 1,3,7-octatriene ( C),
The structural unit derived from 1,3,7-octatriene is characterized by containing a 3,4-bond unit.
<ゴム成分(A)>
ゴム成分(A)としては、合成ゴム及び天然ゴムの少なくとも1種からなるゴムを用いる。但し、1,3,7-オクタトリエンを除く。ゴム成分(A)の具体例としては、スチレンブタジエンゴム(以下、「SBR」ともいう)、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、ブタジエンアクリロニトリル共重合体ゴム、クロロプレンゴム、天然ゴム等のゴムを挙げることができる。中でも、SBR、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、天然ゴムが好ましく、SBR、天然ゴムがより好ましい。これらのゴムは、1種を用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
<Rubber component (A)>
Rubber comprising at least one of synthetic rubber and natural rubber is used as the rubber component (A). However, 1,3,7-octatriene is excluded. Specific examples of the rubber component (A) include styrene-butadiene rubber (hereinafter also referred to as "SBR"), butadiene rubber, isoprene rubber, butyl rubber, halogenated butyl rubber, ethylene-propylene-diene rubber, butadiene-acrylonitrile copolymer rubber, and chloroprene rubber. , natural rubber and the like. Among them, SBR, butadiene rubber, isoprene rubber, and natural rubber are preferred, and SBR and natural rubber are more preferred. These rubbers may be used alone or in combination of two or more.
〔合成ゴム〕
本発明においてゴム成分(A)として合成ゴムを用いる場合、SBR、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、ブタジエンアクリロニトリル共重合体ゴム、クロロプレンゴム等が好ましく、中でも、SBR、イソプレンゴム、ブタジエンゴムがより好ましく、SBRが更に好ましい。
[Synthetic rubber]
When a synthetic rubber is used as the rubber component (A) in the present invention, SBR, butadiene rubber, isoprene rubber, butyl rubber, halogenated butyl rubber, ethylene propylene diene rubber, butadiene acrylonitrile copolymer rubber, chloroprene rubber, etc. are preferred, and among these, SBR is preferred. , isoprene rubber, and butadiene rubber are more preferred, and SBR is even more preferred.
(SBR(A-I))
SBRとしては、タイヤ用途に用いられる一般的なものを使用できるが、具体的には、スチレン含量が0.2~81.8モル%のものが好ましく、9.2~65.8モル%のものがより好ましく、25.4~50.9モル%のものが更に好ましい。また、ビニル含量が0.1~60モル%のものが好ましく、0.1~55モル%のものがより好ましい。
なお、ここでいうビニル含量とは、SBRに含まれる全ブタジエンに由来する1,4-結合、1,2-結合からなる単量体単位に占める1,2-結合を有する単量体単位の含有量を表す。 SBRの重量平均分子量(Mw)は、100,000~2,500,000であることが好ましく、150,000~2,000,000であることがより好ましく、200,000~1,500,000であることが更に好ましい。前記の範囲である場合、加工性と機械強度を両立することができる。
(SBR(AI))
As the SBR, a general one used for tire applications can be used. is more preferred, and 25.4 to 50.9 mol% is even more preferred. Also, the vinyl content is preferably 0.1 to 60 mol %, more preferably 0.1 to 55 mol %.
Incidentally, the vinyl content referred to here refers to the number of monomer units having 1,2-bonds among the monomer units consisting of 1,4-bonds and 1,2-bonds derived from all butadiene contained in SBR. Represents the content. The weight average molecular weight (Mw) of SBR is preferably 100,000 to 2,500,000, more preferably 150,000 to 2,000,000, and 200,000 to 1,500,000. is more preferable. When it is within the above range, both workability and mechanical strength can be achieved.
本発明において、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定によって求めた標準ポリスチレン換算の分子量である。また、分子量分布(Mw/Mn)はそれらから算出した値である。
本発明において使用するSBRの示差熱分析法により求めたガラス転移温度(Tg)は、-95~0℃の範囲内であることが好ましく、-95~-5℃の範囲内であることがより好ましい。Tgを前記範囲にすることによって、粘度が高くなるのを抑えることができ、取り扱いが容易になる。
In the present invention, the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) are molecular weights in terms of standard polystyrene obtained by gel permeation chromatography (GPC) measurement. Moreover, the molecular weight distribution (Mw/Mn) is a value calculated therefrom.
The glass transition temperature (Tg) of the SBR used in the present invention determined by differential thermal analysis is preferably in the range of -95 to 0°C, more preferably in the range of -95 to -5°C. preferable. By setting the Tg within the above range, it is possible to suppress an increase in viscosity and facilitate handling.
≪SBRの製造方法≫
本発明において用いることができるSBRは、スチレンとブタジエンとを共重合して得られる。SBRの製造方法について特に制限はなく、乳化重合法、溶液重合法、気相重合法、バルク重合法のいずれも用いることができ、特に乳化重合法、溶液重合法が好ましい。
<<Manufacturing method of SBR>>
SBR that can be used in the present invention is obtained by copolymerizing styrene and butadiene. The method for producing SBR is not particularly limited, and any of emulsion polymerization method, solution polymerization method, gas phase polymerization method and bulk polymerization method can be used, and emulsion polymerization method and solution polymerization method are particularly preferable.
(i)乳化重合スチレンブタジエンゴム(E-SBR)
E-SBRは、通常の乳化重合法により製造でき、例えば、所定量のスチレン及びブタジエン単量体を乳化剤の存在下に乳化分散し、ラジカル重合開始剤により乳化重合する。
乳化剤としては、例えば、炭素数10以上の長鎖脂肪酸塩又はロジン酸塩が用いられる。具体例としては、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、オレイン酸、ステアリン酸等の脂肪酸のカリウム塩又はナトリウム塩が挙げられる。
分散媒としては通常、水が使用され、重合時の安定性が阻害されない範囲で、メタノール、エタノール等の水溶性有機溶媒を含んでいてもよい。
ラジカル重合開始剤としては、例えば、過硫酸アンモニウムや過硫酸カリウム等の過硫酸塩、有機過酸化物、過酸化水素等が挙げられる。
得られるE-SBRの分子量を調整するため、連鎖移動剤を使用することもできる。連鎖移動剤としては、例えば、tert-ドデシルメルカプタン、n-ドデシルメルカプタン等のメルカプタン類;四塩化炭素、チオグリコール酸、ジテルペン、ターピノーレン、γ-テルピネン、α-メチルスチレンダイマー等が挙げられる。
(i) Emulsion polymerized styrene-butadiene rubber (E-SBR)
E-SBR can be produced by an ordinary emulsion polymerization method, for example, predetermined amounts of styrene and butadiene monomers are emulsified and dispersed in the presence of an emulsifier, and emulsion polymerization is performed with a radical polymerization initiator.
As the emulsifier, for example, a long-chain fatty acid salt or rosinate having 10 or more carbon atoms is used. Specific examples include potassium or sodium salts of fatty acids such as capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, oleic acid and stearic acid.
Water is usually used as the dispersion medium, and it may contain a water-soluble organic solvent such as methanol or ethanol as long as the stability during polymerization is not impaired.
Examples of radical polymerization initiators include persulfates such as ammonium persulfate and potassium persulfate, organic peroxides, and hydrogen peroxide.
A chain transfer agent can also be used to adjust the molecular weight of the resulting E-SBR. Examples of chain transfer agents include mercaptans such as tert-dodecylmercaptan and n-dodecylmercaptan; carbon tetrachloride, thioglycolic acid, diterpene, terpinolene, γ-terpinene, α-methylstyrene dimer and the like.
乳化重合の温度は、使用するラジカル重合開始剤の種類によって適宜選択できるが、通常、0~100℃が好ましく、0~60℃がより好ましい。重合様式は、連続重合、回分重合のいずれでもよい。重合反応は、重合停止剤の添加により停止できる。
重合停止剤としては、例えば、イソプロピルヒドロキシルアミン、ジエチルヒドロキシルアミン、ヒドロキシルアミン等のアミン化合物;ヒドロキノンやベンゾキノン等のキノン系化合物、亜硝酸ナトリウム等が挙げられる。
重合反応停止後、必要に応じて老化防止剤を添加してもよい。重合反応停止後、得られたラテックスから必要に応じて未反応単量体を除去し、次いで、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化カリウム等の塩を凝固剤とし、必要に応じて硝酸、硫酸等の酸を添加して凝固系のpHを所定の値に調整しながら重合体を凝固させた後、分散溶媒を分離することによって重合体をクラムとして回収できる。クラムを水洗、次いで脱水後、バンドドライヤー等で乾燥することで、E-SBRが得られる。なお、凝固の際に、必要に応じて予めラテックスと乳化分散液にした伸展油とを混合し、油展ゴムとして回収してもよい。
E-SBRの市販品としては、JSR株式会社製、油展スチレンブタジエンゴム「JSR1723」等が挙げられる。
The emulsion polymerization temperature can be appropriately selected depending on the type of radical polymerization initiator used, but is usually preferably 0 to 100°C, more preferably 0 to 60°C. The polymerization mode may be either continuous polymerization or batch polymerization. Polymerization reactions can be terminated by the addition of a polymerization terminating agent.
Examples of the polymerization terminator include amine compounds such as isopropylhydroxylamine, diethylhydroxylamine and hydroxylamine; quinone compounds such as hydroquinone and benzoquinone; and sodium nitrite.
After termination of the polymerization reaction, an anti-aging agent may be added as necessary. After stopping the polymerization reaction, unreacted monomers are removed from the obtained latex if necessary, and then salts such as sodium chloride, calcium chloride and potassium chloride are used as coagulants, and if necessary nitric acid, sulfuric acid and the like are added. After the polymer is coagulated while adjusting the pH of the coagulation system to a predetermined value by adding an acid, the polymer can be recovered as crumbs by separating the dispersion solvent. E-SBR is obtained by washing the crumb with water, dehydrating it, and drying it with a band dryer or the like. At the time of coagulation, if necessary, latex and extender oil emulsified and dispersed may be mixed in advance and recovered as oil-extended rubber.
Commercially available E-SBR products include oil-extended styrene-butadiene rubber “JSR1723” manufactured by JSR Corporation.
(ii)溶液重合スチレンブタジエンゴム(S-SBR)
S-SBRは、通常の溶液重合法により製造でき、例えば、溶媒中でアニオン重合可能な活性金属を使用して、所望により極性化合物の存在下、スチレン及びブタジエンを重合する。
アニオン重合可能な活性金属としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属;ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等のアルカリ土類金属;ランタン、ネオジム等のランタノイド系希土類金属等が挙げられる。中でもアルカリ金属及びアルカリ土類金属が好ましく、アルカリ金属がより好ましい。更にアルカリ金属の中でも、有機アルカリ金属化合物がより好ましく用いられる。
溶媒としては、例えば、n-ブタン、n-ペンタン、イソペンタン、n-ヘキサン、n-ヘプタン、イソオクタン等の脂肪族炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタン等の脂環式炭化水素;トルエン等の芳香族炭化水素等が挙げられる。これらの溶媒は、単量体濃度が1~50質量%となる範囲で用いることが好ましい。
(ii) solution polymerized styrene-butadiene rubber (S-SBR)
S-SBR can be produced by conventional solution polymerization methods, for example, using anionically polymerizable active metals in a solvent to polymerize styrene and butadiene, optionally in the presence of polar compounds.
Examples of anionically polymerizable active metals include alkali metals such as lithium, sodium and potassium; alkaline earth metals such as beryllium, magnesium, calcium, strontium and barium; lanthanoid rare earth metals such as lanthanum and neodymium. . Among them, alkali metals and alkaline earth metals are preferred, and alkali metals are more preferred. Furthermore, among alkali metals, organic alkali metal compounds are more preferably used.
Examples of solvents include aliphatic hydrocarbons such as n-butane, n-pentane, isopentane, n-hexane, n-heptane and isooctane; alicyclic hydrocarbons such as cyclopentane, cyclohexane and methylcyclopentane; toluene and the like. and aromatic hydrocarbons. These solvents are preferably used within a range in which the monomer concentration is 1 to 50% by mass.
有機アルカリ金属化合物としては、例えば、n-ブチルリチウム、sec-ブチルリチウム、tert-ブチルリチウム、ヘキシルリチウム、フェニルリチウム、スチルベンリチウム等の有機モノリチウム化合物;ジリチオメタン、1,4-ジリチオブタン、1,4-ジリチオ-2-エチルシクロヘキサン、1,3,5-トリリチオベンゼン等の多官能性有機リチウム化合物;ナトリウムナフタレン、カリウムナフタレン等が挙げられる。中でも有機リチウム化合物が好ましく、有機モノリチウム化合物がより好ましい。有機アルカリ金属化合物の使用量は、要求されるS-SBRの分子量によって適宜決められる。
有機アルカリ金属化合物は、ジブチルアミン、ジヘキシルアミン、ジベンジルアミン等の第2級アミンと反応させて、有機アルカリ金属アミドとして使用することもできる。
極性化合物としては、アニオン重合において、反応を失活させず、ブタジエン部位のミクロ構造やスチレンの共重合体鎖中の分布を調整するために通常用いられるものであれば特に制限はなく、例えば、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジエチルエーテル等のエーテル化合物;テトラメチルエチレンジアミン、トリメチルアミン等の3級アミン;アルカリ金属アルコキシド、ホスフィン化合物等が挙げられる。
Examples of organic alkali metal compounds include organic monolithium compounds such as n-butyllithium, sec-butyllithium, tert-butyllithium, hexyllithium, phenyllithium and stilbenelithium; - polyfunctional organic lithium compounds such as dilithio-2-ethylcyclohexane and 1,3,5-trilithiobenzene; sodium naphthalene, potassium naphthalene and the like. Among them, an organic lithium compound is preferred, and an organic monolithium compound is more preferred. The amount of the organic alkali metal compound to be used is appropriately determined according to the required molecular weight of S-SBR.
The organic alkali metal compound can also be used as an organic alkali metal amide by reacting it with a secondary amine such as dibutylamine, dihexylamine or dibenzylamine.
The polar compound is not particularly limited as long as it is normally used for adjusting the microstructure of the butadiene moiety and the distribution in the styrene copolymer chain without deactivating the reaction in the anionic polymerization. ether compounds such as dibutyl ether, tetrahydrofuran and ethylene glycol diethyl ether; tertiary amines such as tetramethylethylenediamine and trimethylamine; alkali metal alkoxides and phosphine compounds;
重合反応の温度は、通常、-80~150℃、好ましくは0~100℃、より好ましくは30~90℃の範囲である。重合様式は、回分式あるいは連続式のいずれでもよい。また、スチレン及びブタジエンのランダム共重合性を向上させるため、重合系中のスチレン及びブタジエンの組成比が特定範囲になるように、反応液中にスチレン及びブタジエンを連続的あるいは断続的に供給することが好ましい。
重合反応は、重合停止剤としてメタノール、イソプロパノール等のアルコールを添加して、反応を停止できる。重合停止剤を添加する前に、重合活性末端と反応し得る四塩化錫、テトラクロロシラン、テトラメトキシシラン、テトラグリシジル-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、2,4-トリレンジイソシアネート等のカップリング剤や、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、N-ビニルピロリドン等の重合末端変性剤を添加してもよい。重合反応停止後の重合溶液は、直接乾燥やスチームストリッピング等により溶媒を分離して、目的のS-SBRを回収できる。なお、溶媒を除去する前に、予め重合溶液と伸展油とを混合し、油展ゴムとして回収してもよい。
The temperature of the polymerization reaction is usually -80 to 150°C, preferably 0 to 100°C, more preferably 30 to 90°C. The polymerization mode may be either a batchwise system or a continuous system. In order to improve the random copolymerizability of styrene and butadiene, styrene and butadiene are continuously or intermittently supplied to the reaction solution so that the composition ratio of styrene and butadiene in the polymerization system is within a specific range. is preferred.
The polymerization reaction can be stopped by adding an alcohol such as methanol or isopropanol as a polymerization terminator. Coupling of tin tetrachloride, tetrachlorosilane, tetramethoxysilane, tetraglycidyl-1,3-bisaminomethylcyclohexane, 2,4-tolylene diisocyanate, etc. that can react with the polymerization active terminal before adding the polymerization terminator. A polymerization terminal modifier such as 4,4'-bis(diethylamino)benzophenone, N-vinylpyrrolidone, etc. may be added. After termination of the polymerization reaction, the polymerization solution can be subjected to direct drying, steam stripping, or the like to separate the solvent and recover the target S-SBR. Before removing the solvent, the polymerization solution and the extender oil may be mixed in advance and recovered as an oil-extended rubber.
(iii)変性スチレンブタジエンゴム(変性SBR)
本発明においては、SBRに官能基が導入された変性SBRを用いてもよい。官能基としては、例えば、アミノ基、アルコキシシリル基、ヒドロキシ基、エポキシ基、カルボキシル基等が挙げられる。
変性SBRの製造方法としては、例えば、重合停止剤を添加する前に、重合活性末端と反応し得る四塩化錫、テトラクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、ジメチルジエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、テトラグリシジル-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、2,4-トリレンジイソシアネート等のカップリング剤や、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、N-ビニルピロリドン等の重合末端変性剤、又は特開2011-132298号公報に記載のその他の変性剤を添加する方法が挙げられる。
この変性SBRにおいて、官能基が導入される重合体の位置については重合末端であってもよく、ポリマー鎖の側鎖であってもよい。
(iii) modified styrene-butadiene rubber (modified SBR)
In the present invention, modified SBR in which a functional group is introduced into SBR may be used. Examples of functional groups include amino groups, alkoxysilyl groups, hydroxy groups, epoxy groups, and carboxyl groups.
As a method for producing modified SBR, for example, tin tetrachloride, tetrachlorosilane, dimethyldichlorosilane, dimethyldiethoxysilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, which can react with the polymerization active terminal, is added before adding the polymerization terminator. Coupling agents such as 3-aminopropyltriethoxysilane, tetraglycidyl-1,3-bisaminomethylcyclohexane, 2,4-tolylene diisocyanate, 4,4′-bis(diethylamino)benzophenone, N-vinylpyrrolidone, etc. Polymerization terminal modifier, or a method of adding other modifiers described in JP-A-2011-132298.
In this modified SBR, the position of the polymer to which the functional group is introduced may be the polymer terminal or the side chain of the polymer chain.
(イソプレンゴム(A-II))
イソプレンゴムとしては、例えば、四ハロゲン化チタン-トリアルキルアルミニウム系、ジエチルアルミニウムクロライド-コバルト系、トリアルキルアルミニウム-三弗化ホウ素-ニッケル系、ジエチルアルミニウムクロライド-ニッケル系等のチーグラー系触媒;トリエチルアルミニウム-有機酸ネオジウム-ルイス酸系等のランタノイド系希土類金属触媒、又はS-SBRと同様に有機アルカリ金属化合物を用いて重合された、市販のイソプレンゴムを用いることができる。チーグラー系触媒により重合されたイソプレンゴムが、シス体含量が高く好ましい。また、ランタノイド系希土類金属触媒を用いて得られる超高シス体含量のイソプレンゴムを用いてもよい。
(Isoprene rubber (A-II))
Examples of isoprene rubber include Ziegler catalysts such as titanium tetrahalide-trialkylaluminum, diethylaluminum chloride-cobalt, trialkylaluminum-boron trifluoride-nickel, and diethylaluminum chloride-nickel; A commercially available isoprene rubber polymerized using an organic alkali metal compound, such as neodymium organic acid-Lewis acid, or a lanthanide rare earth metal catalyst, or an organic alkali metal compound as in S-SBR can be used. Isoprene rubber polymerized with a Ziegler-based catalyst is preferred because of its high cis-isomer content. An isoprene rubber having an ultra-high cis-isomer content obtained using a lanthanoid-based rare earth metal catalyst may also be used.
イソプレンゴムのビニル含量は好ましくは50モル%以下、より好ましくは40モル%以下、更に好ましくは30モル%以下である。ビニル含量が50モル%以下であると転がり抵抗性能が良好となる。ビニル含量の下限は特に限定されない。
なお、ここでいうビニル含量とは、イソプレンゴム中の1,4-結合、1,2-結合および3,4-結合からなる単量体単位に占める3,4-結合と1,2-結合の含有量の割合を表す。
またガラス転移温度はビニル含量によって変化するが、-20℃以下であることが好ましく、-30℃以下であることがより好ましい。
イソプレンゴムの重量平均分子量(Mw)は90,000~2,000,000であることが好ましく、150,000~1,500,000であることがより好ましい。Mwが前記範囲にある場合、加工性と機械強度が良好となる。
前記イソプレンゴムは、その一部が多官能型変性剤、例えば、四塩化錫、四塩化珪素、エポキシ基を分子内に有するアルコキシシラン、又はアミノ基含有アルコキシシランのような変性剤を用いることにより分岐構造又は極性官能基を有していてもよい。
The vinyl content of the isoprene rubber is preferably 50 mol % or less, more preferably 40 mol % or less, still more preferably 30 mol % or less. When the vinyl content is 50 mol % or less, good rolling resistance performance is obtained. The lower limit of the vinyl content is not particularly limited.
The vinyl content referred to here means 3,4-bonds and 1,2-bonds in monomer units consisting of 1,4-bonds, 1,2-bonds and 3,4-bonds in isoprene rubber. represents the percentage of the content of
Although the glass transition temperature varies depending on the vinyl content, it is preferably -20°C or lower, more preferably -30°C or lower.
The weight average molecular weight (Mw) of the isoprene rubber is preferably 90,000 to 2,000,000, more preferably 150,000 to 1,500,000. When Mw is within the above range, workability and mechanical strength are improved.
Part of the isoprene rubber is obtained by using a polyfunctional modifier such as tin tetrachloride, silicon tetrachloride, alkoxysilane having an epoxy group in the molecule, or alkoxysilane containing an amino group. It may have a branched structure or a polar functional group.
(ブタジエンゴム(A-III))
ブタジエンゴムとしては、例えば、四ハロゲン化チタン-トリアルキルアルミニウム系、ジエチルアルミニウムクロライド-コバルト系、トリアルキルアルミニウム-三弗化ホウ素-ニッケル系、ジエチルアルミニウムクロライド-ニッケル系等のチーグラー系触媒;トリエチルアルミニウム-有機酸ネオジム-ルイス酸系等のランタノイド系希土類金属触媒、又はS-SBRと同様に有機アルカリ金属化合物を用いて重合された、市販のブタジエンゴムを用いることができる。チーグラー系触媒により重合されたブタジエンゴムが、シス体含量が高く好ましい。また、ランタノイド系希土類金属触媒を用いて得られる超高シス体含量のブタジエンゴムを用いてもよい。
ブタジエンゴムのビニル含量は、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは30質量%以下である。ビニル含量が50質量%以下であると転がり抵抗性能が良好となる。ビニル含量の下限は特に限定されない。またガラス転移温度はビニル含量によって変化するが、-40℃以下であることが好ましく、-50℃以下であることがより好ましい。
なお、ここでいうビニル含量とは、ブタジエンゴム中の1,4-結合、1,2-結合からなる単量体単位に占める1,2-結合の含有量の割合を表す。
ブタジエンゴムの重量平均分子量(Mw)は90,000~2,000,000であることが好ましく、150,000~1,500,000であることがより好ましい。Mwが前記範囲にある場合、加工性と機械強度が良好となる。
前記ブタジエンゴムは、その一部が多官能型変性剤、例えば、四塩化錫、四塩化珪素、エポキシ基を分子内に有するアルコキシシラン、又はアミノ基含有アルコキシシランのような変性剤を用いることにより分岐構造又は極性官能基を有していてもよい。
(Butadiene rubber (A-III))
Examples of butadiene rubber include Ziegler catalysts such as titanium tetrahalide-trialkylaluminum, diethylaluminum chloride-cobalt, trialkylaluminum-boron trifluoride-nickel, and diethylaluminum chloride-nickel; A commercially available butadiene rubber polymerized using an organic acid neodymium-lewis acid-based lanthanoid-based rare earth metal catalyst, or an organic alkali metal compound as in S-SBR can be used. Butadiene rubber polymerized with a Ziegler-based catalyst is preferred because of its high cis-isomer content. Also, a butadiene rubber having an ultra-high cis-isomer content obtained using a lanthanoid-based rare earth metal catalyst may be used.
The vinyl content of the butadiene rubber is preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, and even more preferably 30% by mass or less. When the vinyl content is 50% by mass or less, good rolling resistance performance is obtained. The lower limit of the vinyl content is not particularly limited. Although the glass transition temperature varies depending on the vinyl content, it is preferably -40°C or lower, more preferably -50°C or lower.
The term "vinyl content" as used herein refers to the ratio of the content of 1,2-bonds to the monomer units composed of 1,4-bonds and 1,2-bonds in the butadiene rubber.
The weight average molecular weight (Mw) of the butadiene rubber is preferably 90,000 to 2,000,000, more preferably 150,000 to 1,500,000. When Mw is within the above range, workability and mechanical strength are improved.
Part of the butadiene rubber is obtained by using a polyfunctional modifier such as tin tetrachloride, silicon tetrachloride, alkoxysilane having an epoxy group in the molecule, or alkoxysilane containing an amino group. It may have a branched structure or a polar functional group.
SBR、イソプレンゴム、及びブタジエンゴムの少なくとも1種と共に、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、ブタジエンアクリロニトリル共重合体ゴム、クロロプレンゴム等を1種又は2種以上を使用することができる。また、これらの製造方法は特に限定されず、市販されているものを使用できる。 At least one of SBR, isoprene rubber, and butadiene rubber can be used together with one or more of butyl rubber, halogenated butyl rubber, ethylene propylene diene rubber, butadiene acrylonitrile copolymer rubber, chloroprene rubber, and the like. Moreover, the method for producing these is not particularly limited, and commercially available products can be used.
〔天然ゴム〕
ゴム成分(A)で用いる天然ゴムとしては、例えば、SMR、SIR、STR等のTSRや、RSS等のタイヤ工業において一般的に用いられる天然ゴム、高純度天然ゴム、エポキシ化天然ゴム、水酸基化天然ゴム、水素添加天然ゴム、グラフト化天然ゴム等の改質天然ゴムが挙げられる。中でも、品質のばらつきが少ない点、及び入手容易性の点から、SMR20、STR20やRSS#3が好ましい。これらは1種を用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
なお、ゴム成分(A)に用いるゴムの製造方法に特に制限はなく、市販のものを用いてもよい。
[Natural rubber]
Examples of the natural rubber used in the rubber component (A) include TSRs such as SMR, SIR, and STR, natural rubbers commonly used in the tire industry such as RSS, high-purity natural rubbers, epoxidized natural rubbers, and hydroxylated rubbers. Modified natural rubbers such as natural rubber, hydrogenated natural rubber, and grafted natural rubber can be mentioned. Among them, SMR20, STR20 and RSS#3 are preferable in terms of less variation in quality and availability. These may be used alone or in combination of two or more.
There are no particular restrictions on the method for producing the rubber used for the rubber component (A), and commercially available products may be used.
本発明において、ゴム組成物中のゴム成分(A)の含有量は、好ましくは20~99.9質量%、より好ましくは25~80質量%、更に好ましくは30~70質量%である。 In the present invention, the content of the rubber component (A) in the rubber composition is preferably 20-99.9% by mass, more preferably 25-80% by mass, still more preferably 30-70% by mass.
<フィラー(B)>
フィラー(B)は、ゴム組成物の架橋物における機械強度等の物性を改善する効果を有する。フィラー(B)としては、カーボンブラック及びシリカの少なくとも1種を用いることが好ましい。
〔カーボンブラック〕
カーボンブラックとしては、例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック、及びケッチェンブラック等のカーボンブラックを用いることができる。これらの中では、加硫速度や機械強度向上の観点から、ファーネスブラックが好ましい。
前記カーボンブラックの平均粒径としては、分散性、機械強度、及び硬度を向上させる観点から、5~100nmが好ましく、5~80nmがより好ましく、5~70nmが更に好ましい。
平均粒径が5~100nmであるカーボンブラックとして、ファーネスブラックの市販品としては、例えば、三菱化学株式会社「ダイヤブラック」、東海カーボン株式会社製「シースト」等が挙げられる。アセチレンブラックの市販品としては、例えば、電気化学工業株式会社製「デンカブラック」が挙げられる。ケッチェンブラックの市販品としては、例えば、ライオン株式会社製「ECP600JD」が挙げられる。
<Filler (B)>
The filler (B) has the effect of improving physical properties such as mechanical strength in the crosslinked product of the rubber composition. At least one of carbon black and silica is preferably used as the filler (B).
〔Carbon black〕
Examples of carbon black that can be used include furnace black, channel black, thermal black, acetylene black, and ketjen black. Among these, furnace black is preferable from the viewpoint of improving vulcanization speed and mechanical strength.
The average particle diameter of the carbon black is preferably 5 to 100 nm, more preferably 5 to 80 nm, even more preferably 5 to 70 nm, from the viewpoint of improving dispersibility, mechanical strength and hardness.
Examples of carbon black having an average particle size of 5 to 100 nm include commercially available furnace blacks such as Mitsubishi Chemical "Dia Black" and Tokai Carbon Co., Ltd. "Seist". Commercially available products of acetylene black include, for example, "Denka Black" manufactured by Denki Kagaku Kogyo. Commercially available products of Ketjenblack include, for example, "ECP600JD" manufactured by Lion Corporation.
前記カーボンブラックは、ゴム成分(A)及び後述する重合体(C)への濡れ性や分散性を向上させる観点から、硝酸、硫酸、塩酸又はこれらの混合酸等による酸処理や、空気存在下での熱処理による表面酸化処理を行ってもよい。また、本発明のゴム組成物の機械強度向上の観点から、黒鉛化触媒の存在下に2,000~3,000℃で熱処理を行ってもよい。なお、黒鉛化触媒としては、ホウ素、ホウ素酸化物(例えば、B2O2、B2O3、B4O3、B4O5等)、ホウ素オキソ酸(例えば、オルトホウ酸、メタホウ酸、四ホウ酸等)及びその塩、ホウ素炭化物(例えば、B4C、B6C等)、窒化ホウ素(BN)、その他のホウ素化合物が好適に用いられる。 From the viewpoint of improving the wettability and dispersibility of the rubber component (A) and the polymer (C) described later, the carbon black is subjected to acid treatment with nitric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, or a mixed acid thereof, or in the presence of air. A surface oxidation treatment may be performed by heat treatment at . Further, from the viewpoint of improving the mechanical strength of the rubber composition of the present invention, heat treatment may be performed at 2,000 to 3,000° C. in the presence of a graphitization catalyst. Graphitization catalysts include boron, boron oxides (e.g., B2O2 , B2O3 , B4O3 , B4O5 , etc.), boron oxo acids (e.g., orthoboric acid, metaboric acid, tetraboric acid, etc.) and salts thereof, boron carbides (eg, B 4 C, B 6 C, etc.), boron nitride (BN), and other boron compounds are preferably used.
カーボンブラックは、粉砕等により粒度を調整することができる。カーボンブラックの粉砕には、高速回転粉砕機(ハンマーミル、ピンミル、ケージミル)や各種ボールミル(転動ミル、振動ミル、遊星ミル)、撹拌ミル(ビーズミル、アトライター、流通管型ミル、アニュラーミル)等が使用できる。
なお、カーボンブラックの平均粒径は、透過型電子顕微鏡により粒子の直径を測定してその平均値を算出することにより求めることができる。
The particle size of carbon black can be adjusted by pulverization or the like. For pulverizing carbon black, high-speed rotary pulverizers (hammer mill, pin mill, cage mill), various ball mills (rolling mill, vibration mill, planetary mill), stirring mills (bead mill, attritor, circulation tube type mill, annular mill) are used. etc. can be used.
The average particle diameter of carbon black can be obtained by measuring the diameter of the particles with a transmission electron microscope and calculating the average value.
本発明のゴム組成物がカーボンブラックを含有する場合、その含有量は、ゴム成分(A)100質量部に対して、好ましくは0.1~120質量部、より好ましくは5~90質量部、更に好ましくは10~80質量部である。カーボンブラックの含有量が前記範囲内であると、得られるゴム成形品の硬度を高め、操縦安定性を向上させることができる。 When the rubber composition of the present invention contains carbon black, its content is preferably 0.1 to 120 parts by mass, more preferably 5 to 90 parts by mass, based on 100 parts by mass of the rubber component (A). More preferably 10 to 80 parts by mass. When the content of carbon black is within the above range, the hardness of the resulting rubber molded article can be increased, and steering stability can be improved.
〔シリカ〕
シリカとしては、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等が挙げられる。中でも、機械強度及び耐摩耗性を一層向上させる観点から、湿式シリカが好ましい。これらは、1種を用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
シリカの平均粒径は、得られるゴム組成物の加工性、転がり抵抗性能、機械強度、及び耐摩耗性を向上させる観点から、0.5~200nmが好ましく、5~150nmがより好ましく、10~100nmが更に好ましい。
なお、シリカの平均粒径は、透過型電子顕微鏡により粒子の直径を測定して、その平均値を算出することにより求めることができる。
〔silica〕
Examples of silica include wet silica (hydrous silicic acid), dry silica (anhydrous silicic acid), calcium silicate, and aluminum silicate. Among them, wet silica is preferable from the viewpoint of further improving mechanical strength and wear resistance. These may be used alone or in combination of two or more.
The average particle size of silica is preferably 0.5 to 200 nm, more preferably 5 to 150 nm, more preferably 10 to 10 nm, from the viewpoint of improving the processability, rolling resistance performance, mechanical strength, and wear resistance of the resulting rubber composition. 100 nm is more preferred.
The average particle size of silica can be obtained by measuring the diameter of particles with a transmission electron microscope and calculating the average value.
本発明のゴム組成物がシリカを含有する場合、その含有量は、ゴム成分(A)100質量部に対して、好ましくは0.1~120質量部、より好ましくは5~90質量部、更に好ましくは10~80質量部である。シリカの含有量が前記範囲内であると、得られるゴム成形品の硬度をより一層向上させることができる。 When the rubber composition of the present invention contains silica, its content is preferably 0.1 to 120 parts by mass, more preferably 5 to 90 parts by mass, and more preferably 5 to 90 parts by mass, based on 100 parts by mass of the rubber component (A) It is preferably 10 to 80 parts by mass. When the content of silica is within the above range, the hardness of the obtained rubber molding can be further improved.
〔その他のフィラー〕
本発明のゴム組成物は、機械強度の向上、硬度調整、増量剤を配合することによる経済性の改善等を目的として、必要に応じてシリカ及びカーボンブラック以外のフィラーを更に含有していてもよい。
[Other fillers]
The rubber composition of the present invention may further contain a filler other than silica and carbon black as necessary for the purpose of improving mechanical strength, adjusting hardness, improving economy by blending an extender, etc. good.
シリカ及びカーボンブラック以外のフィラーとしては、用途に応じて適宜選択されるが、例えば、有機充填剤や、クレー、タルク、マイカ、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、酸化チタン、ガラス繊維、ガラスバルーン等の無機充填剤の1種又は2種以上を使用できる。 Fillers other than silica and carbon black are appropriately selected depending on the application. Examples include organic fillers, clay, talc, mica, calcium carbonate, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, barium sulfate, titanium oxide, One or more inorganic fillers such as glass fibers and glass balloons can be used.
<3,4-結合単位を含む1,3,7-オクタトリエンに由来する構造単位を含有する重合体(C)>
本発明のゴム組成物は、3,4-結合単位を含む1,3,7-オクタトリエンに由来する構造単位を含有する重合体(C)(以下、単に重合体(C)ともいう)を含有する。本発明においては、ゴム成分(A)、フィラー(B)、及び重合体(C)を併用するため、硬度が高く、操縦安定性に優れたゴム成形品を与えることができるゴム組成物を得ることができる。
本発明の要旨及び技術的範囲を何ら制限するものではないが、重合体(C)が有する1,3,7-オクタトリエンに由来する構造単位中に3,4-結合単位が含まれることによるゴム組成物の硬度の向上は、次のような作用に起因することが考えられる。
すなわち、重合体(C)が有する1,3,7-オクタトリエンに由来する構造単位中に3,4-結合単位が含まれることにより、側鎖の末端2つに二重結合を有するため、当該重合体(C)とゴム成分(A)とが加硫しやすくなり、得られるゴム成形品の硬度を高めることができるものと考えられる。
<Polymer (C) Containing Structural Unit Derived from 1,3,7-octatriene Containing 3,4-Linking Unit>
The rubber composition of the present invention comprises a polymer (C) containing structural units derived from 1,3,7-octatriene containing 3,4-linkage units (hereinafter also simply referred to as polymer (C)). contains. In the present invention, since the rubber component (A), the filler (B), and the polymer (C) are used in combination, it is possible to obtain a rubber composition having high hardness and capable of providing a rubber molded article excellent in steering stability. be able to.
Although it does not limit the gist and technical scope of the present invention, it is due to the inclusion of a 3,4-bond unit in the structural unit derived from 1,3,7-octatriene of the polymer (C). It is considered that the improvement in the hardness of the rubber composition is due to the following effects.
That is, since the polymer (C) contains a 3,4-bond unit in the structural unit derived from 1,3,7-octatriene, the side chain has double bonds at two terminal ends, It is considered that the polymer (C) and the rubber component (A) are easily vulcanized, and the hardness of the obtained rubber molding can be increased.
前記1,3,7-オクタトリエンに由来する構造単位は、3,4-結合単位の他に、1,2-結合単位、1,4-結合単位、及び4,1-結合単位を含む。各結合単位の結合順序に特に制限はない。なお、本発明において、1,4-結合単位と4,1-結合単位は同一とみなす。 The structural units derived from 1,3,7-octatriene include 1,2-linkage units, 1,4-linkage units and 4,1-linkage units in addition to 3,4-linkage units. There is no particular limitation on the order of bonding of each bonding unit. In the present invention, the 1,4-linkage unit and the 4,1-linkage unit are regarded as the same.
重合体(C)は、1,3,7-オクタトリエンに由来する構造単位を含有し、当該1,3,7-オクタトリエンに由来する構造単位が、3,4-結合単位を含めば特に限定されない。中でも、1,3,7-オクタトリエンに由来する構造単位中に含まれる3,4-結合単位の含有割合は、本発明の効果を発揮する観点から、好ましくは2モル%以上、より好ましくは2~40モル%、更に好ましくは2~35モル%である。 Polymer (C) contains a structural unit derived from 1,3,7-octatriene, particularly if the structural unit derived from 1,3,7-octatriene contains a 3,4-linking unit Not limited. Among them, the content of the 3,4-bonding unit contained in the structural unit derived from 1,3,7-octatriene is preferably 2 mol % or more, more preferably 2 mol % or more, from the viewpoint of exhibiting the effects of the present invention. 2 to 40 mol %, more preferably 2 to 35 mol %.
1,3,7-オクタトリエンに由来する構造単位中に含まれる1,2-結合単位の含有割合は、好ましくは35~65モル%、より好ましくは40~60モル%、更に好ましくは40~50モル%である。
1,3,7-オクタトリエンに由来する構造単位中に含まれる1,4-結合単位の含有割合は、前記3,4-結合単位の含有割合と1,2-結合単位の含有割合とを考慮して、その残部となる。つまり、前記1,4-結合の含有割合は、「100-(3,4-結合単位の含有割合+1,2-結合単位の含有割合)」から求められる。
各結合単位の含有割合は、13C-NMR測定によって求められる。具体的には、実施例に記載の方法に従って求めることができる。
The content of the 1,2-bonding unit contained in the structural unit derived from 1,3,7-octatriene is preferably 35 to 65 mol%, more preferably 40 to 60 mol%, still more preferably 40 to 50 mol %.
The content ratio of the 1,4-linkage unit contained in the structural unit derived from 1,3,7-octatriene is the content ratio of the 3,4-linkage unit and the content ratio of the 1,2-linkage unit. Consider the remainder. That is, the content ratio of the 1,4-bond is obtained from "100-(content ratio of 3,4-bond unit+content ratio of 1,2-bond unit)".
The content ratio of each bond unit is determined by 13 C-NMR measurement. Specifically, it can be determined according to the method described in Examples.
また、前記1,2-結合単位の含有量に対する前記3,4-結合単位の含有量の比(3,4-結合単位/1,2-結合単位)は、好ましくは0.04~0.7、より好ましくは0.045~0.6、更に好ましくは0.05~0.5、より更に好ましくは0.1~0.45、特に好ましくは0.12~0.4である。前記比(3,4-結合単位/1,2-結合単位)が0.04以上であると1,3,7-オクタトリエンに由来する構造単位が有する3,4-結合単位の側鎖末端に存在する二重結合が増加し、ゴム成分(A)と加硫しやすくなり、得られるゴム成形品の硬度を高めることができ、0.7以下であると側鎖密度の上昇が抑えられ、Tgおよび粘度の上昇が抑制され、取り扱いやすくなる。
なお、重合温度、ルイス塩基の配合量を適宜調整することにより、前記比(3,4-結合単位/1,2-結合単位)を前記範囲内とすることができる。
Also, the ratio of the content of the 3,4-linkage unit to the content of the 1,2-linkage unit (3,4-linkage unit/1,2-linkage unit) is preferably 0.04 to 0.04. 7, more preferably 0.045 to 0.6, still more preferably 0.05 to 0.5, even more preferably 0.1 to 0.45, particularly preferably 0.12 to 0.4. When the ratio (3,4-linkage unit/1,2-linkage unit) is 0.04 or more, the side chain terminal of the 3,4-linkage unit possessed by the structural unit derived from 1,3,7-octatriene increases the number of double bonds present in the rubber component (A), making it easier to vulcanize with the rubber component (A) and increasing the hardness of the resulting rubber molded product. , Tg and viscosity increases are suppressed, making handling easier.
The ratio (3,4-bond unit/1,2-bond unit) can be set within the above range by appropriately adjusting the polymerization temperature and the amount of the Lewis base.
重合体(C)は、1,3,7-オクタトリエンに由来する構造単位のみで構成されていてもよく、1,3,7-オクタトリエンに由来する構造単位と、1,3,7-オクタトリエン以外の単量体に由来する構造単位とで構成されていてもよい。
重合体(C)が共重合体である場合、1,3,7-オクタトリエン以外の単量体としては、例えば、炭素数4以上の共役ジエン化合物、芳香族ビニル化合物、及びその他のビニル化合物を挙げることができる。
炭素数4以上の共役ジエン化合物としては、例えば、ブタジエン、イソプレン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、4,5-ジエチル-1,3-ブタジエン、2-フェニル-1,3-ブタジエン、2-ヘキシル-1,3-ブタジエン、2-ベンジル-1,3-ブタジエン、2-p-トルイル-1,3-ブタジエン、2-メチル-1,3-ペンタジエン、3-メチル-1,3-ペンタジエン、2,3-ジメチル-1,3-ペンタジエン、2,3-ジエチル-1,3-ペンタジエン、1,3-ヘキサジエン、2,3-ジメチル-1,3-ヘキサジエン、2,3-ジエチル-1,3-ヘプタジエン、3-ブチル-1,3-オクタジエン、2,3-ジメチル-1,3-オクタジエン、4,5-ジエチル-1,3-オクタジエン、1,3-シクロヘキサジエン、ミルセン(7-メチル-3-メチレンオクタ-1,6-ジエン)等が挙げられる。中でも、ブタジエンおよびイソプレンからなる群から選択される少なくとも1つであることが好ましい。
The polymer (C) may be composed only of structural units derived from 1,3,7-octatriene, and structural units derived from 1,3,7-octatriene and 1,3,7- It may be composed of a structural unit derived from a monomer other than octatriene.
When the polymer (C) is a copolymer, examples of monomers other than 1,3,7-octatriene include conjugated diene compounds having 4 or more carbon atoms, aromatic vinyl compounds, and other vinyl compounds. can be mentioned.
Examples of conjugated diene compounds having 4 or more carbon atoms include butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 4,5-diethyl-1,3-butadiene, and 2-phenyl-1,3-butadiene. , 2-hexyl-1,3-butadiene, 2-benzyl-1,3-butadiene, 2-p-toluyl-1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-pentadiene, 3-methyl-1,3 -pentadiene, 2,3-dimethyl-1,3-pentadiene, 2,3-diethyl-1,3-pentadiene, 1,3-hexadiene, 2,3-dimethyl-1,3-hexadiene, 2,3-diethyl -1,3-heptadiene, 3-butyl-1,3-octadiene, 2,3-dimethyl-1,3-octadiene, 4,5-diethyl-1,3-octadiene, 1,3-cyclohexadiene, myrcene ( 7-methyl-3-methyleneocta-1,6-diene) and the like. Among them, at least one selected from the group consisting of butadiene and isoprene is preferable.
芳香族ビニル化合物としては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、α-メチル-4-メチルスチレン、2-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、4-tert-ブチルスチレン、4-シクロヘキシルスチレン、4-ドデシルスチレン、2,4-ジメチルスチレン、2,5-ジメチルスチレン、3,4-ジメチルスチレン、3,5-ジメチルスチレン、2-エチルスチレン、3-エチルスチレン、4-エチルスチレン、4-n-プロピルスチレン、4-イソプロピルスチレン、4-tert-ブチルスチレン、2,4-ジイソプロピルスチレン、2,4,6-トリメチルスチレン、2-エチル-4-ベンジルスチレン、4-(フェニルブチル)スチレン、4-(4-フェニル-n-ブチル)スチレン、1-ビニルナフタレン、2-ビニルナフタレン、1,1-ジフェニルエチレン、N,N-ジメチル-p-アミノエチルスチレン、N,N-ジエチル-p-アミノエチルスチレン、1,2-ジビニルベンゼン、1,3-ジビニルベンゼン、1,4-ジビニルベンゼン、1,2-ジビニル-3,4-ジメチルベンゼン、2,4-ジビニルビフェニル、1,3-ジビニルナフタレン、1,2,4-トリビニルベンゼン、3,5,4’-トリビニルビフェニル、1,3,5-トリビニルナフタレン、1,5,6-トリビニル-3,7-ジエチルナフタレン、ビニルアントラセン、N,N-ジエチル-4-アミノエチルスチレン、ビニルピリジン、4-メトキシスチレン、モノクロロスチレン、ジクロロスチレン、ジビニルベンゼン、2-クロロスチレン、4-クロロスチレン、等が挙げられる。中でも、スチレン、α-メチルスチレン、4-メチルスチレンが好ましい。 Examples of aromatic vinyl compounds include styrene, α-methylstyrene, α-methyl-4-methylstyrene, 2-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, 4-propylstyrene, 4-tert-butyl styrene, 4-cyclohexylstyrene, 4-dodecylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, 2,5-dimethylstyrene, 3,4-dimethylstyrene, 3,5-dimethylstyrene, 2-ethylstyrene, 3-ethylstyrene, 4-ethylstyrene, 4-n-propylstyrene, 4-isopropylstyrene, 4-tert-butylstyrene, 2,4-diisopropylstyrene, 2,4,6-trimethylstyrene, 2-ethyl-4-benzylstyrene, 4 -(phenylbutyl)styrene, 4-(4-phenyl-n-butyl)styrene, 1-vinylnaphthalene, 2-vinylnaphthalene, 1,1-diphenylethylene, N,N-dimethyl-p-aminoethylstyrene, N , N-diethyl-p-aminoethylstyrene, 1,2-divinylbenzene, 1,3-divinylbenzene, 1,4-divinylbenzene, 1,2-divinyl-3,4-dimethylbenzene, 2,4-divinyl biphenyl, 1,3-divinylnaphthalene, 1,2,4-trivinylbenzene, 3,5,4'-trivinylbiphenyl, 1,3,5-trivinylnaphthalene, 1,5,6-trivinyl-3, 7-diethylnaphthalene, vinylanthracene, N,N-diethyl-4-aminoethylstyrene, vinylpyridine, 4-methoxystyrene, monochlorostyrene, dichlorostyrene, divinylbenzene, 2-chlorostyrene, 4-chlorostyrene, and the like. be done. Among them, styrene, α-methylstyrene and 4-methylstyrene are preferred.
その他のビニル化合物として、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エタクリロニトリル等のα,β-不飽和ニトリル;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、3-メチルクロトン酸、3-ブテン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸等のα,β-不飽和カルボン酸;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸-sec-ブチル、アクリル酸-tert-ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸-2-エチルヘキシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ステアリル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸-sec-ブチル、メタクリル酸-tert-ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸-2-エチルヘキシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸ステアリル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチル、フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジブチル、イタコン酸ジメチル、イタコン酸ジエチル、イタコン酸ジブチル等のα,β-不飽和カルボン酸エステル;N-メチルアクリルアミド、N-エチルアクリルアミド、N-プロピルアクリルアミド、N-ブチルアクリルアミド、N-オクチルアクリルアミド、N-フェニルアクリルアミド、N-グリシジルアクリルアミド、N,N’-エチレンビスアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N-エチル-N-メチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、N,N-ジプロピルアクリルアミド、N,N-ジオクチルアクリルアミド、N,N-ジフェニルアクリルアミド、N-エチル-N-グリシジルアクリルアミド、N,N-ジグリシジルアクリルアミド、N-メチル-N-(4-グリシジルオキシブチル)アクリルアミド、N-メチル-N-(5-グリシジルオキシペンチル)アクリルアミド、N-メチル-N-(6-グリシジルオキシヘキシル)アクリルアミド、N-アクリロイルピロリジン、N-アクリロイル-L-プロリンメチルエステル、N-アクリロイルピペリジン、N-アクリロイルモルホリン、1-アクリロイルイミダゾール、N,N’-ジエチル-N,N’-エチレンビスアクリルアミド、N,N’-ジメチル-N,N’-ヘキサメチレンビスアクリルアミド、ジ(N,N’-エチレン)ビスアクリルアミド等のアクリルアミドなどが挙げられる。これらは、1種を使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Other vinyl compounds include α,β-unsaturated nitriles such as acrylonitrile, methacrylonitrile and ethacrylonitrile; acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, 3-methylcrotonic acid, 3-butenoic acid, maleic acid, α,β-unsaturated carboxylic acids such as fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, mesaconic acid; methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, -sec-butyl acrylate, -tert-acrylate Butyl, hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, lauryl acrylate, stearyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, butyl methacrylate, sec-butyl methacrylate, methacrylic acid -tert-butyl, hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, lauryl methacrylate, stearyl methacrylate, dimethyl maleate, diethyl maleate, dibutyl maleate, dimethyl fumarate, diethyl fumarate, dibutyl fumarate, itaconic acid α,β-unsaturated carboxylic acid esters such as dimethyl, diethyl itaconate, and dibutyl itaconate; N-methylacrylamide, N-ethylacrylamide, N-propylacrylamide, N-butylacrylamide, N-octylacrylamide, N-phenylacrylamide , N-glycidylacrylamide, N,N'-ethylenebisacrylamide, N,N-dimethylacrylamide, N-ethyl-N-methylacrylamide, N,N-diethylacrylamide, N,N-dipropylacrylamide, N,N- Dioctylacrylamide, N,N-diphenylacrylamide, N-ethyl-N-glycidylacrylamide, N,N-diglycidylacrylamide, N-methyl-N-(4-glycidyloxybutyl)acrylamide, N-methyl-N-(5 -glycidyloxypentyl)acrylamide, N-methyl-N-(6-glycidyloxyhexyl)acrylamide, N-acryloylpyrrolidine, N-acryloyl-L-proline methyl ester, N-acryloylpiperidine, N-acryloylmorpholine, 1-acryloyl imidazole, N,N'-diethyl-N,N'-ethylenebisacrylamide, N,N'-dimethyl-N,N'-hexamethylenebisacrylamide, di(N,N'-ethylene) acrylamide such as sacrylamide; These may use 1 type and may use 2 or more types together.
共重合体中における1,3,7-オクタトリエンに由来する構造単位、及び1,3,7-オクタトリエン以外の単量体に由来する構造単位の合計に対する1,3,7-オクタトリエン以外の単量体に由来する構造単位の割合は、1,3,7-オクタトリエンの側鎖に起因する効果を得る観点から、好ましくは10~80モル%、より好ましくは20~70モル%、更に好ましくは30~60モル%である。 Structural units derived from 1,3,7-octatriene in the copolymer and structural units other than 1,3,7-octatriene relative to the sum of structural units derived from monomers other than 1,3,7-octatriene is preferably 10 to 80 mol%, more preferably 20 to 70 mol%, from the viewpoint of obtaining the effect resulting from the side chain of 1,3,7-octatriene, More preferably 30 to 60 mol %.
前記共重合体において、1,3,7-オクタトリエンに由来する構造単位、及び1,3,7-オクタトリエン以外の単量体に由来する構造単位の総量に対する1,3,7-オクタトリエンに由来する構造単位の含有率(モル%;1,3,7-オクタトリエン含有率αと称することがある。)は、10モル%以上であることが好ましく、20モル%以上であることがより好ましく、30モル%以上であることが更に好ましく、40モル%以上であることが特に好ましい。1,3,7-オクタトリエン含有率αの上限値に特に制限はないが、99モル%以下であってもよいし、90モル%以下であってもよいし、80モル%以下であってもよいし、70モル%以下であってもよいし、60モル%以下であってもよい。 In the copolymer, 1,3,7-octatriene relative to the total amount of structural units derived from 1,3,7-octatriene and structural units derived from monomers other than 1,3,7-octatriene The content of structural units derived from (mol%; sometimes referred to as 1,3,7-octatriene content α) is preferably 10 mol% or more, and is preferably 20 mol% or more. It is more preferably 30 mol % or more, and particularly preferably 40 mol % or more. The upper limit of the 1,3,7-octatriene content α is not particularly limited, but it may be 99 mol% or less, 90 mol% or less, or 80 mol% or less. may be 70 mol % or less, or 60 mol % or less.
前記共重合体において、前記共役ジエン化合物の結合様式に特に制限はなく、各結合様式の結合順序および含有割合に特に制限はない。例えば、ブタジエンの代表的な結合様式としては、1,2-結合、1,4-結合があり、各結合様式の結合順序および含有割合に特に制限はない。
ブタジエンの結合様式について、例えば、全結合様式に対する1,2-結合の含有割合は、5~60モル%であることが好ましく、10~50モル%であることがより好ましく、15~45モル%であることが更に好ましい。全結合様式に対する1,4-結合の含有割合は、全結合様式に対する1,2-結合の含有割合の残部である。
In the copolymer, the bonding mode of the conjugated diene compound is not particularly limited, and the bonding order and content ratio of each bonding mode are not particularly limited. For example, typical bonding modes of butadiene include 1,2-bond and 1,4-bond, and there are no particular restrictions on the bonding order and content ratio of each bonding mode.
Regarding the bond mode of butadiene, for example, the content of 1,2-bonds relative to the total bond mode is preferably 5 to 60 mol%, more preferably 10 to 50 mol%, and 15 to 45 mol%. is more preferable. The proportion of 1,4-bonds in all bonding modes is the remainder of the proportion of 1,2-bonds in all bonding modes.
また、イソプレンの代表的な結合様式としては、1,2-結合、3,4-結合、1,4-結合があり、各結合様式の結合順序および含有割合に特に制限はない。
イソプレンの結合様式について、例えば、全結合様式に対する1,4-結合の含有割合は、40~95モル%であることが好ましく、50~90モル%であることがより好ましく、50~85モル%であることが更に好ましく、60~85モル%であることがより更に好ましい。全結合様式に対する3,4-結合の含有割合は、5~60モル%であることが好ましく、5~50モル%であることがより好ましく、5~40モル%であることが更に好ましく、15~40モル%であることがより更に好ましい。全結合様式に対する1,2-結合の含有割合は、前記1,4-結合の含有割合と前記3,4-結合の含有割合を考慮して、その残部となる。
各結合様式の割合は、13C-NMR測定によって求められる。
Typical bonding modes of isoprene include 1,2-bonding, 3,4-bonding and 1,4-bonding, and there are no particular restrictions on the bonding order and content ratio of each bonding mode.
Regarding the bonding mode of isoprene, for example, the content of 1,4-bonds relative to the total bonding mode is preferably 40 to 95 mol%, more preferably 50 to 90 mol%, and 50 to 85 mol%. is more preferable, and 60 to 85 mol % is even more preferable. The content of 3,4-bonds relative to the total bonding mode is preferably 5 to 60 mol%, more preferably 5 to 50 mol%, even more preferably 5 to 40 mol%. Even more preferably ~40 mol%. The content ratio of 1,2-bonds with respect to all bonding modes is the balance of the content ratio of 1,4-bonds and 3,4-bonds.
The proportion of each binding mode is determined by 13 C-NMR measurements.
前記共重合体において、1,3,7-オクタトリエンに由来する構造単位と、1,3,7-オクタトリエン以外の単量体に由来する構造単位との結合形態は、特に制限されるものではないが、ランダム、完全交互、グラジエント、ブロック、テーパー、およびこれらの組み合わせが挙げられ、ランダムまたはブロックが好ましく、製造容易性の観点から、ランダムであることがより好ましい。 In the copolymer, the form of bonding between the structural unit derived from 1,3,7-octatriene and the structural unit derived from a monomer other than 1,3,7-octatriene is particularly restricted. However, random, fully alternating, gradient, block, tapered, and combinations thereof are included, with random or block being preferred, and random being more preferred from the standpoint of manufacturability.
重合体(C)の重量平均分子量(Mw)は、硬度を高め、操縦安定性を向上させる観点から、好ましくは1,000~1,000,000、より好ましくは4,000~500,000、更に好ましくは7,000~200,000、より更に好ましくは13,000~200,000、特に好ましくは50,000~180,000である。 The weight average molecular weight (Mw) of the polymer (C) is preferably 1,000 to 1,000,000, more preferably 4,000 to 500,000, from the viewpoint of increasing hardness and improving steering stability. More preferably 7,000 to 200,000, still more preferably 13,000 to 200,000, and particularly preferably 50,000 to 180,000.
また、フィラー(B)として、平均粒径が小さいカーボンブラックを使用した場合、カーボンブラック同士の高い凝集力により、ゴム組成物中のカーボンブラックの分散性が低下する。分散性が低下するとゴム組成物が発熱しやすくなるため、成形品の転がり抵抗性能の悪化を招き、いわゆる低燃費タイヤの要求特性を満たすことができない場合がある。
本発明では、重合体(C)の重量平均分子量(Mw)を好ましくは50,000~180,000、より好ましくは62,000~170,000とすることで、さらに転がり抵抗性能を改善することができる。
Further, when carbon black having a small average particle size is used as the filler (B), the dispersibility of the carbon black in the rubber composition is lowered due to the high cohesive force between the carbon blacks. When the dispersibility is lowered, the rubber composition tends to generate heat, which leads to deterioration of the rolling resistance performance of the molded product, and may not satisfy the characteristics required for so-called fuel-efficient tires.
In the present invention, the weight average molecular weight (Mw) of the polymer (C) is preferably 50,000 to 180,000, more preferably 62,000 to 170,000, thereby further improving rolling resistance performance. can be done.
重合体(C)の分子量分布(Mw/Mn)は、好ましくは4.0以下、より好ましくは3.0以下、更に好ましくは2.5以下、より更に好ましくは2.0以下である。当該分子量分布(Mw/Mn)の下限に特に制限はないが、通常、1.0以上となることが多く、1.05以上であってもよい。 The molecular weight distribution (Mw/Mn) of the polymer (C) is preferably 4.0 or less, more preferably 3.0 or less, even more preferably 2.5 or less, still more preferably 2.0 or less. Although the lower limit of the molecular weight distribution (Mw/Mn) is not particularly limited, it is usually 1.0 or more, and may be 1.05 or more.
重合体(C)は、カップリング剤に由来する構造単位を含有していてもよいし、含有していなくてもよい。重合体(C)がカップリング剤に由来する構造単位を含有する場合、カップリング剤に由来する構造単位の含有量は、全構成単位中、5モル%以下であることが好ましく、2モル%以下であることがより好ましい。
前記カップリング剤としては、例えば、ジビニルベンゼン; エポキシ化1,2-ポリブタジエン、エポキシ化大豆油、テトラグリシジル-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン等の多価エポキシ化合物; 四塩化錫、テトラクロロシラン、トリクロロシラン、トリクロロメチルシラン、ジクロロジメチルシラン、ジブロモジメチルシラン等のハロゲン化物; 安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸フェニル、シュウ酸ジエチル、マロン酸ジエチル、アジピン酸ジエチル、フタル酸ジメチル、テレフタル酸ジメチル等のエステル化合物; 炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸ジフェニル等の炭酸エステル化合物; ジエトキシジメチルシラン、トリメトキシメチルシラン、トリエトキシメチルシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラキス(2-エチルヘキシルオキシ)シラン、ビス(トリエトキシシリル)エタン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン等のアルコキシシラン化合物;2,4-トリレンジイソシアネート等が挙げられる。
The polymer (C) may or may not contain a structural unit derived from a coupling agent. When the polymer (C) contains a structural unit derived from a coupling agent, the content of the structural unit derived from the coupling agent is preferably 5 mol% or less, preferably 2 mol%, of all structural units. The following are more preferable.
Examples of the coupling agent include divinylbenzene; polyepoxy compounds such as epoxidized 1,2-polybutadiene, epoxidized soybean oil, and tetraglycidyl-1,3-bisaminomethylcyclohexane; tin tetrachloride, tetrachlorosilane, Halides such as trichlorosilane, trichloromethylsilane, dichlorodimethylsilane, dibromodimethylsilane; methyl benzoate, ethyl benzoate, phenyl benzoate, diethyl oxalate, diethyl malonate, diethyl adipate, dimethyl phthalate, dimethyl terephthalate Ester compounds such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, diphenyl carbonate, and other ester compounds; alkoxysilane compounds such as ethylhexyloxy)silane, bis(triethoxysilyl)ethane, 3-aminopropyltriethoxysilane; and 2,4-tolylene diisocyanate.
重合体(C)は、後述するアニオン重合によって製造する際、重合反応後に末端停止剤を反応させた後の段階では、分子末端にリビングアニオン活性種を有さない重合体である。また、重合体(C)は、後述するアニオン重合によって製造する際、重合反応後に末端停止剤を反応させる前の段階では、分子末端にリビングアニオン活性種を有する重合体(リビングアニオン重合体と称することがある。)である。 When the polymer (C) is produced by anionic polymerization, which will be described later, the polymer (C) is a polymer that does not have a living anionic active species at the molecular terminal at the stage after the reaction with the terminal terminator after the polymerization reaction. Further, when the polymer (C) is produced by the anionic polymerization described later, at the stage before reacting the terminal terminator after the polymerization reaction, a polymer having a living anionic active species at the molecular terminal (referred to as a living anionic polymer There is something.) is.
(水素化物)
重合体(C)は、耐熱性および耐候性の観点から、前記重合体(C)の水素化物であってもよい。重合体(C)が水素化物である場合、水素化率に特に制限はないが、重合体(C)において、炭素-炭素二重結合の80モル%以上が水素化(以下、水添とも称される。但し、ベンゼン環は除く)されていることが好ましく、85モル%以上が水素化されていることがより好ましく、90モル%以上が水素化されていることが更に好ましく、93モル%以上が水素化されていることが特に好ましく、95モル%以上が水素化されていることが最も好ましい。なお、当該値を水素化率(水添率)と称することがある。水素化率の上限値に特に制限はないが、99モル%以下であってもよい。
水添率は、炭素-炭素二重結合の含有量を水素化後の1H-NMR測定によって求めることができる。
(Hydride)
From the viewpoint of heat resistance and weather resistance, the polymer (C) may be a hydride of the polymer (C). When the polymer (C) is a hydride, the hydrogenation rate is not particularly limited, but in the polymer (C), 80 mol% or more of the carbon-carbon double bonds are hydrogenated (hereinafter also referred to as hydrogenation However, the benzene ring is excluded), more preferably 85 mol% or more is hydrogenated, more preferably 90 mol% or more is hydrogenated, 93 mol% It is particularly preferred that at least 95 mol % is hydrogenated, most preferably 95 mol % or more. In addition, the said value may be called a hydrogenation rate (hydrogenation rate). Although the upper limit of the hydrogenation rate is not particularly limited, it may be 99 mol % or less.
The hydrogenation rate can be determined by 1 H-NMR measurement after hydrogenation of the carbon-carbon double bond content.
重合体(C)の含有量は、ゴム成分(A)100質量部に対して、好ましくは1~50質量部、より好ましくは5~40質量部、更に好ましくは8~30質量部である。重合体(C)の含有量が前記範囲内であると、得られるゴム成形品の硬度を高め、操縦安定性を向上させることができる。 The content of the polymer (C) is preferably 1 to 50 parts by mass, more preferably 5 to 40 parts by mass, still more preferably 8 to 30 parts by mass, based on 100 parts by mass of the rubber component (A). When the content of the polymer (C) is within the above range, it is possible to increase the hardness of the obtained rubber molding and improve the steering stability.
重合体(C)とゴム成分(A)の相分離構造の有無は問わないが、相分離構造を形成した場合、得られる加硫ゴムのtanδが上昇し、転がり抵抗性能を向上することが困難となる場合がある。また、重合体(C)とゴム成分(A)との相分離界面の相溶性が低下し、得られる加硫ゴムの破断強度等の力学特性が低下しやすくなるので、相分離構造を形成しないことが好ましい。 The presence or absence of a phase separation structure between the polymer (C) and the rubber component (A) does not matter, but when a phase separation structure is formed, the tan δ of the resulting vulcanized rubber increases, making it difficult to improve rolling resistance performance. may be. In addition, the compatibility at the phase separation interface between the polymer (C) and the rubber component (A) is reduced, and the resulting vulcanized rubber is likely to have reduced mechanical properties such as breaking strength, so that a phase separation structure is not formed. is preferred.
重合体(C)とゴム成分(A)の相分離構造の有無は、示差走査型熱量計(DSC)によるTgや動的粘弾性測定によるtanδのピーク形状から判断できる。すなわち、Tgやtanδが単一を示すと、重合体(C)とゴム成分(A)がナノメートルオーダー(分子レベル)で相溶した状態にあることを意味している。特に動的粘弾性測定による判断が好ましい。 The presence or absence of a phase separation structure between the polymer (C) and the rubber component (A) can be judged from the peak shape of Tg by differential scanning calorimeter (DSC) and tan δ by dynamic viscoelasticity measurement. That is, when Tg or tan δ is single, it means that the polymer (C) and the rubber component (A) are in a compatible state on the order of nanometers (molecular level). In particular, determination by dynamic viscoelasticity measurement is preferable.
[重合体(C)の製造方法]
重合体(C)は、原料として1,3,7-オクタトリエンを用いてアニオン重合を行うことによって製造することができる。
アニオン重合方法に特に制限はなく、公知のアニオン重合方法に準じることができる。
例えば、1,3,7-オクタトリエンと、必要に応じて使用する前記1,3,7-オクタトリエン以外の単量体(以下、重合反応させる原料を、原料モノマーと称することがある。)との混合物に対して、アニオン重合開始剤を供給することによって重合反応させ、反応系内でリビングアニオン活性種を有する重合体を形成する。次いで、重合停止剤を添加することによって、重合体(C)を製造することができる。
また、必要に応じて、ルイス塩基および溶媒を使用してもよい。
[Method for producing polymer (C)]
Polymer (C) can be produced by anionic polymerization using 1,3,7-octatriene as a raw material.
The anionic polymerization method is not particularly limited, and a known anionic polymerization method can be applied.
For example, 1,3,7-octatriene and optionally used monomers other than 1,3,7-octatriene (hereinafter, raw materials to be polymerized are sometimes referred to as raw material monomers). By supplying an anionic polymerization initiator to a mixture of and, polymerization reaction is performed to form a polymer having a living anionic active species in the reaction system. Then, the polymer (C) can be produced by adding a polymerization terminator.
A Lewis base and solvent may also be used if desired.
重合反応は、重合反応を阻害する水および酸素等が反応系内へ侵入するのを抑制するために、例えば、不活性ガスで加圧した反応器内部で実施することが好ましい。不活性ガス雰囲気下とすることで、アニオン重合開始剤および成長末端アニオンが水または酸素との反応で消費されるのを抑制でき、精度良く重合反応を制御できる。ここで、成長末端アニオンとは、重合反応中に反応系内に存在する重合体が分子末端に有するアニオンのことであり、以下、同様である。 The polymerization reaction is preferably carried out inside a reactor pressurized with an inert gas, for example, in order to prevent water, oxygen, etc., which inhibit the polymerization reaction, from entering the reaction system. By using an inert gas atmosphere, it is possible to suppress the consumption of the anionic polymerization initiator and the growth terminal anion by the reaction with water or oxygen, and to control the polymerization reaction with high accuracy. Here, the term "growing terminal anion" refers to an anion that a polymer present in a reaction system during a polymerization reaction has at its molecular terminal, and the same applies hereinafter.
重合体の製造に使用する、原料モノマー、後述のアニオン重合開始剤、後述のルイス塩基および後述の溶媒等は、成長末端アニオンと反応して重合反応を阻害するような物質、例えば、酸素、水、ヒドロキシ化合物、カルボニル化合物およびアルキン化合物等を実質的に含まないことが好ましく、また、遮光下で、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気下で保存されていることが好ましい。
原料モノマー、アニオン重合開始剤およびルイス塩基等は、それぞれ溶媒で希釈して使用してもよいし、溶媒で希釈せずにそのまま使用してもよい。
Raw material monomers, the anionic polymerization initiator described later, the Lewis base described later, the solvent described later, and the like used in the production of the polymer contain substances that inhibit the polymerization reaction by reacting with growing terminal anions, such as oxygen and water. , hydroxy compounds, carbonyl compounds, alkyne compounds, etc., and preferably stored in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen, argon, or helium under light shielding.
The raw material monomer, anionic polymerization initiator, Lewis base and the like may be used after being diluted with a solvent, or may be used as they are without being diluted with a solvent.
(アニオン重合開始剤)
重合体(C)の製造方法はアニオン重合を利用するため、アニオン重合開始剤を使用する。当該アニオン重合開始剤は、アニオン重合を開始できる化合物であればその種類に制限はない。
アニオン重合開始剤としては、芳香族ビニル化合物および共役ジエン化合物のアニオン重合において一般的に使用される有機アルカリ金属化合物を使用できる。当該有機アルカリ金属化合物としては、例えば、メチルリチウム、エチルリチウム、プロピルリチウム、イソプロピルリチウム、ブチルリチウム、sec-ブチルリチウム、tert-ブチルリチウム、イソブチルリチウム、ペンチルリチウム、ヘキシルリチウム、ブタジエニリルリチウム、シクロヘキシルリチウム、フェニルリチウム、ベンジルリチウム、p-トルイルリチウム、スチリルリチウム、トリメチルシリルリチウム、1,4-ジリチオブタン、1,5-ジリチオペンタン、1,6-ジリチオヘキサン、1,10-ジリチオデカン、1,1-ジリチオジフェニレン、ジリチオポリブタジエン、ジリチオポリイソプレン、1,4-ジリチオベンゼン、1,2-ジリチオ-1,2-ジフェニルエタン、1,4-ジリチオ-2-エチルシクロヘキサン、1,3,5-トリリチオベンゼン、1,3,5-トリリチオ-2,4,6-トリエチルベンゼン等の有機リチウム化合物;メチルナトリウム、エチルナトリウム、n-プロピルナトリウム、イソプロピルナトリウム、n-ブチルナトリウム、sec-ブチルナトリウム、tert-ブチルナトリウム、イソブチルナトリウム、フェニルナトリウム、ナトリウムナフタレン、シクロペンタジエニルナトリウム等の有機ナトリウム化合物などが挙げられる。中でも、n-ブチルリチウム、sec-ブチルリチウムが好ましい。有機アルカリ金属化合物は、1種を使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
(Anionic polymerization initiator)
Since the method for producing the polymer (C) utilizes anionic polymerization, an anionic polymerization initiator is used. The type of the anionic polymerization initiator is not limited as long as it is a compound capable of initiating anionic polymerization.
As an anionic polymerization initiator, organic alkali metal compounds generally used in anionic polymerization of aromatic vinyl compounds and conjugated diene compounds can be used. Examples of the organic alkali metal compound include methyllithium, ethyllithium, propyllithium, isopropyllithium, butyllithium, sec-butyllithium, tert-butyllithium, isobutyllithium, pentyllithium, hexyllithium, butadienyllithium, cyclohexyllithium, phenyllithium, benzyllithium, p-toluyllithium, styryllithium, trimethylsilyllithium, 1,4-dilithiobutane, 1,5-dilithiopentane, 1,6-dilithiohexane, 1,10-dilithiodecane, 1,1- dilithiodiphenylene, dilithiopolybutadiene, dilithiopolyisoprene, 1,4-dilithiobenzene, 1,2-dilithio-1,2-diphenylethane, 1,4-dilithio-2-ethylcyclohexane, 1,3, Organolithium compounds such as 5-trilithiobenzene, 1,3,5-trilithio-2,4,6-triethylbenzene; methyl sodium, ethyl sodium, n-propyl sodium, isopropyl sodium, n-butyl sodium, sec-butyl organic sodium compounds such as sodium, tert-butyl sodium, isobutyl sodium, phenyl sodium, sodium naphthalene, cyclopentadienyl sodium; Among them, n-butyllithium and sec-butyllithium are preferred. One of the organic alkali metal compounds may be used, or two or more thereof may be used in combination.
アニオン重合開始剤の使用量は、所望とする重合体の重量平均分子量または反応液の固形分濃度に応じて適宜設定できるが、例えば、原料モノマーの使用量/アニオン重合開始剤(モル比)が10~3,000となることが好ましく、20~2,500となることがより好ましく、30~2,000となることが更に好ましく、40~1,500となることが特に好ましい。 The amount of the anionic polymerization initiator used can be appropriately set according to the desired weight average molecular weight of the polymer or the solid content concentration of the reaction solution. It is preferably 10 to 3,000, more preferably 20 to 2,500, even more preferably 30 to 2,000, and particularly preferably 40 to 1,500.
(ルイス塩基)
重合体(C)の製造方法では、重合反応を制御する観点、特に、1,3,7―オクタトリエンに由来する構造単位及び1,3,7―オクタトリエン以外の共役ジエンに由来する構造単位における結合単位を制御するという観点から、ルイス塩基を使用してもよく、また、使用することが好ましい。当該ルイス塩基としては、アニオン重合開始剤および成長末端アニオンと実質的に反応しない有機化合物であれば、その種類に特に制限はない。
ルイス塩基を使用する場合、ルイス塩基と、アニオン重合に用いる重合開始剤(アニオン重合開始剤)とのモル比(ルイス塩基/重合開始剤)は、0.01~1,000であることが好ましく、0.01~400であることがより好ましく、0.1~200であることがより好ましく、0.1~50であることが更に好ましく、0.1~22であることが特に好ましい。この範囲であると、特に、1,3,7―オクタトリエンに由来する構造単位における1,2-結合単位の含有量に対する3,4-結合単位の含有量の比(3,4-結合単位/1,2-結合単位)が上述の好ましい範囲となる。また、短時間で1,3,7-オクタトリエンの高い転化率を達成し易い。
(Lewis base)
In the method for producing the polymer (C), from the viewpoint of controlling the polymerization reaction, in particular, structural units derived from 1,3,7-octatriene and structural units derived from conjugated dienes other than 1,3,7-octatriene From the viewpoint of controlling the binding unit in , a Lewis base may be used, and is preferably used. The type of the Lewis base is not particularly limited as long as it is an organic compound that does not substantially react with the anionic polymerization initiator and the growing terminal anion.
When a Lewis base is used, the molar ratio (Lewis base/polymerization initiator) between the Lewis base and the polymerization initiator (anionic polymerization initiator) used for anionic polymerization is preferably 0.01 to 1,000. , more preferably 0.01 to 400, more preferably 0.1 to 200, still more preferably 0.1 to 50, and particularly preferably 0.1 to 22. Within this range, in particular, the ratio of the content of 3,4-linkage units to the content of 1,2-linkage units in structural units derived from 1,3,7-octatriene (3,4-linkage units /1,2-bonding unit) is the preferred range described above. In addition, it is easy to achieve a high conversion rate of 1,3,7-octatriene in a short time.
ルイス塩基としては、(i)分子内にエーテル結合および第三級アミノ基からなる群から選択される少なくとも1つを有する化合物[以下、ルイス塩基(i)と称する。]が挙げられ、ルイス塩基(i)の中でも、(i-1)非共有電子対を有する原子1つを有する化合物[以下、ルイス塩基(i-1)と称する。]および(i-2)非共有電子対を有する原子2つ以上を有する化合物[以下、ルイス塩基(i-2)と称する。]が挙げられる。
ルイス塩基としては、単座配位性を有するものであってもよいし、多座配位性を有するものであってもよい。また、ルイス塩基は、1種を使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
The Lewis base includes (i) a compound having at least one selected from the group consisting of an ether bond and a tertiary amino group in the molecule [hereinafter referred to as Lewis base (i). ], Among the Lewis bases (i), (i-1) a compound having one atom having a lone pair of electrons [hereinafter referred to as Lewis base (i-1). ] and (i-2) a compound having two or more atoms having a lone pair of electrons [hereinafter referred to as Lewis base (i-2). ] is mentioned.
The Lewis base may have monodentate coordination or multidentate coordination. Also, one Lewis base may be used, or two or more thereof may be used in combination.
ルイス塩基(i-1)の具体例としては、ジメチルエーテル、メチルエチルエーテル、ジエチルエーテル、エチルプロピルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ブチルメチルエーテル、tert-ブチルメチルエーテル、ジブチルエーテル、ジオクチルエーテル、エチルフェニルエーテル、ジフェニルエーテル等の非環状モノエーテル;テトラヒドロフラン(THF)、テトラヒドロピラン等の、好ましくは合計炭素数2~40(より好ましくは合計炭素数2~20)の環状モノエーテル;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、トリイソプロピルアミン、トリブチルアミン、トリイソブチルアミン、トリsec-ブチルアミン、トリtert-ブチルアミン、トリtert-ヘキシルアミン、トリtert-オクチルアミン、トリtert-デシルアミン、トリtert-ドデシルアミン、トリtert-テトラデシルアミン、トリtert-ヘキサデシルアミン、トリtert-オクタデシルアミン、トリtert-テトラコサニルアミン、トリtert-オクタコサニルアミン、1-メチル-1-アミノ-シクロヘキサン、トリペンチルアミン、トリイソペンチルアミン、トリネオペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、トリフェニルアミン、トリベンジルアミン、N,N-ジメチルエチルアミン、N,N-ジメチルプロピルアミン、N,N-ジメチルイソプロピルアミン、N,N-ジメチルブチルアミン、N,N-ジメチルイソブチルアミン、N,N-ジメチルsec-ブチルアミン、N,N-ジメチルtert-ブチルアミン、N,N-ジメチルペンチルアミン、N,N-ジメチルイソペンチルアミン、N,N-ジメチルネオペンチルアミン、N,N-ジメチルヘキシルアミン、N,N-ジメチルヘプチルアミン、N,N-ジメチルオクチルアミン、N,N-ジメチルノニルアミン、N,N-ジメチルデシルアミン、N,N-ジメチルウンデシルアミン、N,N-ジメチルドデシルアミン、N,N-ジメチルフェニルアミン、N,N-ジメチルベンジルアミン、N,N-ジエチルモノメチルアミン、N,N-ジプロピルモノメチルアミン、N,N-ジイソプロピルモノメチルアミン、N,N-ジブチルモノメチルアミン、N,N-ジイソブチルモノメチルアミン、N,N-ジsec-ブチルモノメチルアミン、N,N-ジtert-ブチルモノメチルアミン、N,N-ジペンチルモノメチルアミン、N,N-ジイソペンチルモノメチルアミン、N,N-ジネオペンチルモノメチルアミン、N,N-ジヘキシルモノメチルアミン、N,N-ジヘプチルモノメチルアミン、N,N-ジオクチルモノメチルアミン、N,N-ジノニルモノメチルアミン、N,N-ジデシルモノメチルアミン、N,N-ジウンデシルモノメチルアミン、N,N-ジドデシルモノメチルアミン、N,N-ジフェニルモノメチルアミン、N,N-ジベンジルモノメチルアミン、N,N-ジプロピルモノメチルアミン、N,N-ジイソプロピルモノエチルアミン、N,N-ジブチルモノエチルアミン、N,N-ジイソブチルモノエチルアミン、N,N-ジsec-ブチルモノエチルアミン、N,N-ジtert-ブチルモノエチルアミン、N,N-ジペンチルモノエチルアミン、N,N-ジイソペンチルモノエチルアミン、N,N-ジネオペンチルモノエチルアミン、N,N-ジヘキシルモノエチルアミン、N,N-ジヘプチルモノエチルアミン、N,N-ジオクチルモノエチルアミン、N,N-ジノニルモノエチルアミン、N,N-ジデシルモノエチルアミン、N,N-ジウンデシルモノエチルアミン、N,N-ジドデシルモノエチルアミン、N,N-ジフェニルモノエチルアミン、N,N-ジベンジルモノエチルアミン、N,N-ジメチルアニリン、N,N-ジエチルアニリン、N-エチルピペラジン、N-メチル-N-エチルアニリン、N-メチルモルホリン等の、好ましくは合計炭素数3~60(より好ましくは合計炭素数3~15)の第三級モノアミンなどが挙げられる。 Specific examples of the Lewis base (i-1) include dimethyl ether, methyl ethyl ether, diethyl ether, ethyl propyl ether, dipropyl ether, diisopropyl ether, butyl methyl ether, tert-butyl methyl ether, dibutyl ether, dioctyl ether, ethyl Acyclic monoethers such as phenyl ether and diphenyl ether; cyclic monoethers having preferably a total carbon number of 2 to 40 (more preferably a total carbon number of 2 to 20) such as tetrahydrofuran (THF) and tetrahydropyran; trimethylamine, triethylamine, tri Propylamine, triisopropylamine, tributylamine, triisobutylamine, trisec-butylamine, tritert-butylamine, tritert-hexylamine, tritert-octylamine, tritert-decylamine, tritert-dodecylamine, tritert- Tetradecylamine, tri-tert-hexadecylamine, tri-tert-octadecylamine, tri-tert-tetracosanylamine, tri-tert-octacosanylamine, 1-methyl-1-amino-cyclohexane, tripentylamine, triisopentyl amines, trineopentylamine, trihexylamine, triheptylamine, trioctylamine, triphenylamine, tribenzylamine, N,N-dimethylethylamine, N,N-dimethylpropylamine, N,N-dimethylisopropylamine, N,N-dimethylbutylamine, N,N-dimethylisobutylamine, N,N-dimethylsec-butylamine, N,N-dimethyltert-butylamine, N,N-dimethylpentylamine, N,N-dimethylisopentylamine, N,N-dimethylneopentylamine, N,N-dimethylhexylamine, N,N-dimethylheptylamine, N,N-dimethyloctylamine, N,N-dimethylnonylamine, N,N-dimethyldecylamine, N , N-dimethylundecylamine, N,N-dimethyldodecylamine, N,N-dimethylphenylamine, N,N-dimethylbenzylamine, N,N-diethylmonomethylamine, N,N-dipropylmonomethylamine, N , N-diisopropylmonomethylamine, N,N-dibutylmonomethylamine, N,N-diisobutylmonomethylamine, N,N-disec-butylmonomethylamine, N,N-di-t ert-butylmonomethylamine, N,N-dipentylmonomethylamine, N,N-diisopentylmonomethylamine, N,N-dineopentylmonomethylamine, N,N-dihexylmonomethylamine, N,N-diheptylmonomethylamine , N,N-dioctylmonomethylamine, N,N-dinonylmonomethylamine, N,N-didecylmonomethylamine, N,N-diundecylmonomethylamine, N,N-didodecylmonomethylamine, N,N-diphenyl monomethylamine, N,N-dibenzylmonomethylamine, N,N-dipropylmonomethylamine, N,N-diisopropylmonoethylamine, N,N-dibutylmonoethylamine, N,N-diisobutylmonoethylamine, N,N-di sec-butylmonoethylamine, N,N-ditert-butylmonoethylamine, N,N-dipentylmonoethylamine, N,N-diisopentylmonoethylamine, N,N-dineopentylmonoethylamine, N,N-dihexyl monoethylamine, N,N-diheptylmonoethylamine, N,N-dioctylmonoethylamine, N,N-dinonylmonoethylamine, N,N-didecylmonoethylamine, N,N-diundecylmonoethylamine, N,N -didodecylmonoethylamine, N,N-diphenylmonoethylamine, N,N-dibenzylmonoethylamine, N,N-dimethylaniline, N,N-diethylaniline, N-ethylpiperazine, N-methyl-N-ethylaniline , N-methylmorpholine, etc., preferably having a total carbon number of 3 to 60 (more preferably a total carbon number of 3 to 15).
ルイス塩基(i-1)は、アニオン重合開始剤の金属原子に対して単座配位性を有するルイス塩基である。
ルイス塩基(i-1)としては、重合反応を制御する観点、特に、1,3,7―オクタトリエンに由来する構造単位及び1,3,7―オクタトリエン以外の共役ジエンに由来する構造単位における結合単位を制御するという観点から、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、トリエチルアミン、N,N-ジメチルエチルアミンが好ましい。
ルイス塩基(i-1)を使用する場合、ルイス塩基(i-1)中の非共有電子対を有する原子と、前記アニオン重合に用いる重合開始剤の金属原子とのモル比(非共有電子対を有する原子/重合開始剤の金属原子)が0.01~1,000であることが好ましく、0.1~500であることがより好ましく、2~300であることが更に好ましく、2~100であることが特に好ましく、2~50であることが最も好ましい。この範囲であると、特に、1,3,7―オクタトリエンに由来する構造単位における1,2-結合単位の含有量に対する3,4-結合単位の含有量の比(3,4-結合単位/1,2-結合単位)が上述の好ましい範囲となる。また、短時間で1,3,7-オクタトリエンの高い転化率を達成し易い。
The Lewis base (i-1) is a Lewis base having monodentate coordination with respect to the metal atom of the anionic polymerization initiator.
As the Lewis base (i-1), from the viewpoint of controlling the polymerization reaction, in particular, structural units derived from 1,3,7-octatriene and structural units derived from conjugated dienes other than 1,3,7-octatriene Diethyl ether, diisopropyl ether, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, triethylamine, and N,N-dimethylethylamine are preferred from the viewpoint of controlling the bonding unit in .
When the Lewis base (i-1) is used, the molar ratio between the atoms having a lone pair in the Lewis base (i-1) and the metal atom of the polymerization initiator used for the anionic polymerization (lone pair / metal atom of the polymerization initiator) is preferably 0.01 to 1,000, more preferably 0.1 to 500, even more preferably 2 to 300, 2 to 100 is particularly preferred, and 2-50 is most preferred. Within this range, in particular, the ratio of the content of 3,4-linkage units to the content of 1,2-linkage units in structural units derived from 1,3,7-octatriene (3,4-linkage units /1,2-bonding unit) is the preferred range described above. In addition, it is easy to achieve a high conversion rate of 1,3,7-octatriene in a short time.
ルイス塩基(i-2)の具体例としては、1,2-ジメトキシエタン、1,2-ジエトキシエタン、1,2-ジイソプロポキシエタン、1,2-ジブトキシエタン、1,2-ジフェノキシエタン、1,2-ジメトキシプロパン、1,2-ジエトキシプロパン、1,2-ジフェノキシプロパン、1,3-ジメトキシプロパン、1,3-ジエトキシプロパン、1,3-ジイソプロポキシプロパン、1,3-ジブトキシプロパン、1,3-ジフェノキシプロパン等の、好ましくは合計炭素数4~80(より好ましくは合計炭素数4~40)の非環状ジエーテル;1,4-ジオキサン、2,2-ジ(テトラヒドロフリル)プロパン等の、好ましくは合計炭素数4~80(より好ましくは合計炭素数4~40)の環状ジエーテル;ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジブチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、ジブチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、トリブチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、トリプロピレングリコールジエチルエーテル、トリブチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラプロピレングリコールジメチルエーテル、テトラブチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、テトラプロピレングリコールジエチルエーテル、テトラブチレングリコールジエチルエーテル等の、好ましくは合計炭素数6~40(より好ましくは合計炭素数6~20)の非環状ポリエーテル;N,N,N’,N’-テトラメチルエチレンジアミン(TMEDA)、N,N,N’,N’-テトラエチルエチレンジアミン、N,N,N,N’’,N’’-ペンタメチルジエチレントリアミン、トリス[2-(ジメチルアミノ)エチル]アミン等の、好ましくは合計炭素数6~122(より好ましくは合計炭素数6~32、更に好ましくは合計炭素数6~15)のポリアミンなどが挙げられる。 Specific examples of the Lewis base (i-2) include 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, 1,2-diisopropoxyethane, 1,2-dibutoxyethane, 1,2-di phenoxyethane, 1,2-dimethoxypropane, 1,2-diethoxypropane, 1,2-diphenoxypropane, 1,3-dimethoxypropane, 1,3-diethoxypropane, 1,3-diisopropoxypropane, Acyclic diethers preferably having a total carbon number of 4 to 80 (more preferably a total carbon number of 4 to 40) such as 1,3-dibutoxypropane and 1,3-diphenoxypropane; 1,4-dioxane, 2, Cyclic diethers preferably having a total carbon number of 4 to 80 (more preferably a total carbon number of 4 to 40) such as 2-di(tetrahydrofuryl)propane; diethylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, dibutylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether , Dipropylene glycol diethyl ether, Dibutylene glycol diethyl ether, Triethylene glycol dimethyl ether, Tripropylene glycol dimethyl ether, Tributylene glycol dimethyl ether, Triethylene glycol diethyl ether, Tripropylene glycol diethyl ether, Tributylene glycol diethyl ether, Tetraethylene glycol dimethyl ether , tetrapropylene glycol dimethyl ether, tetrabutylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol diethyl ether, tetrapropylene glycol diethyl ether, tetrabutylene glycol diethyl ether, etc., preferably having a total carbon number of 6 to 40 (more preferably a total carbon number of 6 to 20) N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine (TMEDA), N,N,N',N'-tetraethylethylenediamine, N,N,N,N'',N''- Polyamines such as pentamethyldiethylenetriamine, tris[2-(dimethylamino)ethyl]amine, etc., preferably having a total carbon number of 6 to 122 (more preferably a total carbon number of 6 to 32, still more preferably a total carbon number of 6 to 15) is mentioned.
ルイス塩基(i-2)の中には、アニオン重合開始剤の金属原子に対して単座配位性を有するルイス塩基と、アニオン重合開始剤の金属原子に対して多座配位性を有するルイス塩基とがある。
ルイス塩基(i-2)としては、重合反応を制御する観点、特に、1,3,7―オクタトリエンに由来する構造単位及び1,3,7―オクタトリエン以外の共役ジエンに由来する構造単位における結合単位を制御するという観点から、1,2-ジメトキシエタン、1,2-ジエトキシエタン、1,2-ジイソプロポキシエタン、2,2-ジ(テトラヒドロフリル)プロパン、N,N,N’,N’-テトラメチルエチレンジアミン(TMEDA)、N,N,N’,N’-テトラエチルエチレンジアミンが好ましい。
Among the Lewis bases (i-2), Lewis bases having monodentate coordination to the metal atom of the anionic polymerization initiator and Lewis bases having multidentate coordination to the metal atom of the anionic polymerization initiator There is a base.
As the Lewis base (i-2), from the viewpoint of controlling the polymerization reaction, in particular, structural units derived from 1,3,7-octatriene and structural units derived from conjugated dienes other than 1,3,7-octatriene 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, 1,2-diisopropoxyethane, 2,2-di(tetrahydrofuryl)propane, N,N,N ',N'-tetramethylethylenediamine (TMEDA), N,N,N',N'-tetraethylethylenediamine are preferred.
ルイス塩基(i-2)を使用する場合は、アニオン重合開始剤の金属原子に対して単座配位性を有するルイス塩基と、アニオン重合開始剤の金属原子に対して多座配位性(例えば2座配位性)を有するルイス塩基とで、好ましい使用量に違いがある。ルイス塩基(i-2)は非共有電子対を有する原子2つ以上有するが、このうちの非共有電子対を有する原子2つに着目したとき、それらを連結している最短架橋炭素数が1つである(例えば、-O-CH2-O-、>N-CH2-N<など)か、または3つ以上である(例えば、-O-C3H6-O-、>N-C4H8-N<、-O-C3H6-N<など)場合には、各々の原子が単座配位性を有する傾向にある。一方、同じく非共有電子対を有する原子2つに着目したとき、それらを連結している最短架橋炭素数が2つである(例えば、-O-C2H4-O-、>N-C2H4-N<など)とき、それらの非共有電子対を有する原子2つがアニオン重合開始剤の金属原子1つに対して多座配位(2座配位)する傾向にある。 When the Lewis base (i-2) is used, a Lewis base having monodentate coordination with respect to the metal atom of the anionic polymerization initiator and a Lewis base having multidentate coordination with respect to the metal atom of the anionic polymerization initiator (e.g. There is a difference in the preferred amount of use between Lewis bases having bidentate coordination). The Lewis base (i-2) has two or more atoms having a lone pair. one (eg, —O—CH 2 —O—, >N—CH 2 —N<, etc.) or three or more (eg, —O—C 3 H 6 —O—, >N- C 4 H 8 —N<, —O—C 3 H 6 —N<, etc.), each atom tends to have monodentate coordination. On the other hand, when focusing on two atoms similarly having lone pairs, the number of shortest bridging carbons connecting them is two (for example, —O—C 2 H 4 —O—, >N—C 2 H 4 —N<, etc.), the two atoms with their lone pair of electrons tend to be multidentate (bidentate) to one metal atom of the anionic polymerization initiator.
ルイス塩基(i-2)が単座配位性を有するルイス塩基の場合、ルイス塩基(i-2)中の非共有電子対を有する原子と、前記アニオン重合に用いる重合開始剤の金属原子とのモル比(非共有電子対を有する原子/重合開始剤の金属原子)が0.01~1,000であることが好ましく、0.1~500であることがより好ましく、2~300であることが更に好ましく、2~100であることが特に好ましく、2~50であることが最も好ましい。この範囲であると、特に、1,3,7―オクタトリエンに由来する構造単位における1,2-結合単位の含有量に対する3,4-結合単位の含有量の比(3,4-結合単位/1,2-結合単位)が上述の好ましい範囲となる。また、短時間で1,3,7-オクタトリエンの高い転化率を達成し易い。
一方、ルイス塩基(i-2)が多座配位性(2座配位性)を有するルイス塩基の場合、ルイス塩基(i-2)中の非共有電子対を有する原子と、前記アニオン重合に用いる重合開始剤の金属原子とのモル比(非共有電子対を有する原子/重合開始剤の金属原子)が0.01~50であることが好ましく、0.1~10であることがより好ましく、0.1~5であることが更に好ましく、0.3~4であることが特に好ましい。この範囲であると、特に、1,3,7―オクタトリエンに由来する構造単位における1,2-結合単位の含有量に対する3,4-結合単位の含有量の比(3,4-結合単位/1,2-結合単位)が上述の好ましい範囲となる。また、短時間で1,3,7-オクタトリエンの高い転化率を達成し易い。
なお、単座配位性と多座配位性(2座配位性)を併せ持つルイス塩基の場合、単座配位性の非共有電子対を有する原子と、多座配位性(2座配位性)を有する非共有電子対を有する2つ以上の原子の組み合わせそれぞれに着目し、前記記載を参照してルイス塩基の使用量を決定することが好ましい。
When the Lewis base (i-2) is a Lewis base having monodentate coordination, the atom having a lone pair in the Lewis base (i-2) and the metal atom of the polymerization initiator used for the anionic polymerization The molar ratio (atom having lone pair/metal atom of polymerization initiator) is preferably 0.01 to 1,000, more preferably 0.1 to 500, and 2 to 300. is more preferred, 2 to 100 is particularly preferred, and 2 to 50 is most preferred. Within this range, in particular, the ratio of the content of 3,4-linkage units to the content of 1,2-linkage units in structural units derived from 1,3,7-octatriene (3,4-linkage units /1,2-bonding unit) is the preferred range described above. In addition, it is easy to achieve a high conversion rate of 1,3,7-octatriene in a short time.
On the other hand, when the Lewis base (i-2) is a Lewis base having multidentate coordination (bidentate coordination), an atom having a lone pair in the Lewis base (i-2) and the anionic polymerization The molar ratio of the metal atom of the polymerization initiator used in (atom having an unshared electron pair/metal atom of the polymerization initiator) is preferably 0.01 to 50, more preferably 0.1 to 10. It is preferably from 0.1 to 5, and particularly preferably from 0.3 to 4. Within this range, in particular, the ratio of the content of 3,4-linkage units to the content of 1,2-linkage units in structural units derived from 1,3,7-octatriene (3,4-linkage units /1,2-bonding unit) is the preferred range described above. In addition, it is easy to achieve a high conversion rate of 1,3,7-octatriene in a short time.
In the case of a Lewis base that has both monodentate and multidentate (bidentate) coordination, an atom having a monodentate lone pair of electrons and a polydentate (bidentate It is preferable to pay attention to each combination of two or more atoms having a lone pair of electrons having a (characteristic) and refer to the above description to determine the amount of Lewis base to be used.
(溶媒)
重合体(C)の製造方法は、溶媒の不存在下でも実施できるが、効率的に重合熱を除去する目的で、溶媒の存在下で実施することが好ましい。
溶媒としては、アニオン重合開始剤および成長末端アニオンと実質的に反応しない溶媒であれば特にその種類に制限はないが、重合時間、1,3,7―オクタトリエンに由来する構造単位及び1,3,7―オクタトリエン以外の共役ジエンに由来する構造単位における結合単位を前記ルイス塩基によって精度良く制御する観点からは、炭化水素系溶媒が好ましい。
炭化水素系溶媒としては、例えばイソペンタン(27.9℃;1atmでの沸点であり、以下、同様である。)、ペンタン(36.1℃)、シクロペンタン(49.3℃)、ヘキサン(68.7℃)、シクロヘキサン(80.7℃)、ヘプタン(98.4℃)、イソヘプタン(90℃)、イソオクタン(99℃)、2,2,4-トリメチルペンタン(99℃)、メチルシクロヘキサン(101.1℃)、シクロヘプタン(118.1℃)、オクタン(125.7℃)、エチルシクロヘキサン(132℃)、メチルシクロヘプタン(135.8℃)、ノナン(150.8℃)、デカン(174.1℃)等の飽和脂肪族炭化水素;トルエン(110.6℃)、エチルベンゼン(136.2℃)、p-キシレン(138.4℃)、m-キシレン(139.1℃)、o-キシレン(144.4℃)、プロピルベンゼン(159.2℃)、ブチルベンゼン(183.4℃)等の芳香族炭化水素が挙げられる。
原料モノマーの1つである1,3,7-オクタトリエン(沸点125.5℃)よりも低い沸点の溶媒を使用すると、溶媒の還流凝縮冷却によって効率的に重合熱を除去でき、好ましい。この観点から、溶媒としては、イソペンタン(27.9℃)、ペンタン(36.1℃)、シクロペンタン(49.3℃)、ヘキサン(68.7℃)、シクロヘキサン(80.7℃)、ヘプタン(98.4℃)、イソヘプタン(90℃)、イソオクタン(99℃)、2,2,4-トリメチルペンタン(99℃)、メチルシクロヘキサン(101.1℃)、シクロヘプタン(118.1℃)、トルエン(110.6℃)が好ましい。同様の観点から、中でも、シクロヘキサン、n-ヘキサンがより好ましい。
溶媒は、1種を使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
(solvent)
Although the method for producing the polymer (C) can be carried out in the absence of a solvent, it is preferably carried out in the presence of a solvent for the purpose of efficiently removing the heat of polymerization.
The type of solvent is not particularly limited as long as it does not substantially react with the anionic polymerization initiator and the growing terminal anion. A hydrocarbon-based solvent is preferable from the viewpoint of accurately controlling the bonding unit in the structural unit derived from a conjugated diene other than 3,7-octatriene by the Lewis base.
Hydrocarbon solvents include, for example, isopentane (27.9°C; boiling point at 1 atm; hereinafter the same), pentane (36.1°C), cyclopentane (49.3°C), hexane (68°C), .7°C), cyclohexane (80.7°C), heptane (98.4°C), isoheptane (90°C), isooctane (99°C), 2,2,4-trimethylpentane (99°C), methylcyclohexane (101 .1°C), cycloheptane (118.1°C), octane (125.7°C), ethylcyclohexane (132°C), methylcycloheptane (135.8°C), nonane (150.8°C), decane (174 Saturated aliphatic hydrocarbons such as toluene (110.6 ° C.), ethylbenzene (136.2 ° C.), p-xylene (138.4 ° C.), m-xylene (139.1 ° C.), o- Aromatic hydrocarbons such as xylene (144.4° C.), propylbenzene (159.2° C.) and butylbenzene (183.4° C.) can be mentioned.
It is preferable to use a solvent having a boiling point lower than that of 1,3,7-octatriene (boiling point 125.5° C.), which is one of the raw material monomers, because the heat of polymerization can be efficiently removed by reflux condensation cooling of the solvent. From this point of view, solvents include isopentane (27.9°C), pentane (36.1°C), cyclopentane (49.3°C), hexane (68.7°C), cyclohexane (80.7°C), heptane (98.4°C), isoheptane (90°C), isooctane (99°C), 2,2,4-trimethylpentane (99°C), methylcyclohexane (101.1°C), cycloheptane (118.1°C), Toluene (110.6°C) is preferred. From the same point of view, cyclohexane and n-hexane are more preferred.
One type of solvent may be used, or two or more types may be used in combination.
溶媒の使用量に特に制限はないが、アニオン重合終了後の反応液の固形分濃度が好ましくは10~80質量%、より好ましくは10~70質量%、更に好ましくは15~65質量%、特に好ましくは15~55質量%となるように調整する。また、反応系内におけるリビングアニオン重合体の濃度が5質量%以上となるように調整することが好ましく、リビングアニオン重合体の濃度が10~80質量%となるように調整することがより好ましい。このような量で溶媒を使用すれば、工業生産に適した水準で重合熱の除去を達成でき、そのため、重合時間の短縮をし易く、且つ1,3,7-オクタトリエンの高転化率を達成し易い。さらに、このような量で溶媒を使用すれば、分子量分布を狭くし易い。
なお、溶媒の除去工程を簡潔にするという観点から、アニオン重合終了後の反応液の固形分濃度が35~80質量%となるように調整することも可能であり、50~70質量%となるように調整することも可能である。
The amount of the solvent used is not particularly limited, but the solid content concentration of the reaction solution after completion of the anionic polymerization is preferably 10 to 80% by mass, more preferably 10 to 70% by mass, still more preferably 15 to 65% by mass, particularly It is preferably adjusted to 15 to 55% by mass. Further, the concentration of the living anionic polymer in the reaction system is preferably adjusted to 5% by mass or more, more preferably 10 to 80% by mass. By using the solvent in such an amount, the heat of polymerization can be removed at a level suitable for industrial production, so that the polymerization time can be easily shortened and a high conversion of 1,3,7-octatriene can be achieved. easy to achieve. Furthermore, if the solvent is used in such an amount, it is easy to narrow the molecular weight distribution.
From the viewpoint of simplifying the solvent removal step, it is also possible to adjust the solid content concentration of the reaction solution after the completion of the anionic polymerization to be 35 to 80% by mass, and 50 to 70% by mass. It is also possible to adjust the
(反応器)
反応器の形式に特段の制限はなく、完全混合型反応器、管型反応器、およびこれらを2基以上直列または並列に接続した反応装置を使用できる。高い溶液粘度で狭い分子量分布(Mw/Mn)の重合体を製造する観点から、完全混合型反応器を用いることが好適である。反応器の攪拌翼に特に制限はないが、マックスブレンド翼、フルゾーン翼、パドル翼、プロペラ翼、タービン翼、ファンタービン翼、ファウドラー翼、ブルーマージン翼等が挙げられ、これらのいずれかを2つ以上組み合わせたものでもよい。得られる重合体溶液の粘度が高い場合は、分子量分布(Mw/Mn)を狭くすることおよびジャケット除熱を促進する観点から、マックスブレンド翼、フルゾーン翼を用いることが好ましい。
撹拌方法としては、上部撹拌であってもよいし、下部撹拌であってもよい。
(Reactor)
The type of reactor is not particularly limited, and a complete mixing reactor, a tubular reactor, and a reaction apparatus in which two or more of these are connected in series or in parallel can be used. From the viewpoint of producing a polymer with a high solution viscosity and a narrow molecular weight distribution (Mw/Mn), it is preferable to use a complete mixing reactor. There are no particular restrictions on the stirring blades of the reactor, but examples include Maxblend blades, full zone blades, paddle blades, propeller blades, turbine blades, fan turbine blades, Faudler blades, Blue Margin blades, etc. Any two of these blades may be used. A combination of the above may also be used. When the viscosity of the resulting polymer solution is high, it is preferable to use Maxblend impellers and full zone impellers from the viewpoint of narrowing the molecular weight distribution (Mw/Mn) and promoting jacket heat removal.
The stirring method may be upper stirring or lower stirring.
重合方法に特に制限はなく、回分式、半回分式、連続式のいずれで実施してもよい。完全混合型反応器は、反応器内部の溶液の加熱冷却を目的として外部にジャケットを有していてもよく、その構造には特に制限なく、公知の方式のものが使用できる。また、所望に応じて冷却伝熱を増加させる目的で、反応器内部に冷却バッフルまたは冷却コイル等を付設してもよい。さらに、気相部分に直接式または間接式に還流凝縮器を付設してもよい。重合熱の除去量を制御する観点から、不活性ガスを用いて反応器を加圧してもよいし、大気圧以下になるように減圧してもよい。反応器の内圧を大気圧以下にする場合には、不活性ガスを排気するためのポンプを、還流凝縮器を介して設置していてもよい。還流凝縮器の構造に特に制限はないが、多管式還流凝縮器を使用することが好ましい。還流凝縮器は直列または並列で複数の還流凝縮器を連結していてもよく、各々の還流凝縮器に異なる冷媒を通じてもよい。還流凝縮器に通じる冷媒の温度は、還流する溶媒が凍結しない温度から反応液温度までの範囲であれば特に制限はないが、好ましくは-20~50℃、より好ましくは5~30℃であれば、大型冷凍機を必要とせず、経済的である。 There are no particular restrictions on the polymerization method, and any of a batch system, a semi-batch system, and a continuous system may be used. The complete mixing reactor may have an external jacket for the purpose of heating and cooling the solution inside the reactor. Also, cooling baffles or cooling coils or the like may be provided inside the reactor for the purpose of increasing cooling heat transfer as desired. Furthermore, a reflux condenser may be attached directly or indirectly to the gas phase portion. From the viewpoint of controlling the amount of heat of polymerization to be removed, the reactor may be pressurized using an inert gas, or may be decompressed to the atmospheric pressure or less. When the internal pressure of the reactor is reduced to atmospheric pressure or lower, a pump for exhausting the inert gas may be installed via a reflux condenser. Although the structure of the reflux condenser is not particularly limited, it is preferable to use a multitubular reflux condenser. A plurality of reflux condensers may be connected in series or in parallel, and a different refrigerant may be passed through each reflux condenser. The temperature of the refrigerant passing through the reflux condenser is not particularly limited as long as it is in the range from the temperature at which the refluxing solvent does not freeze to the temperature of the reaction solution, preferably -20 to 50°C, more preferably 5 to 30°C. It is economical because it does not require a large refrigerator.
(重合温度)
重合温度に特に制限はないが、用いる原料及び溶媒の凝固点を超える温度以上、且つ用いる原料及び溶媒が熱分解しない温度以下の範囲で実施することが好ましい。好ましくは-50~200℃、より好ましくは-20~120℃、更に好ましくは15~100℃である。重合温度が前記範囲内であると、特に、1,3,7―オクタトリエンに由来する構造単位における1,2-結合単位の含有量に対する3,4-結合単位の含有量の比(3,4-結合単位/1,2-結合単位)が上述の好ましい範囲となる。また、重合時間の短縮と1,3,7-オクタトリエンの高転化率を維持したままで、成長末端アニオンの部分的熱劣化に起因する低分子量重合体の生成を抑制してなる力学物性に優れた重合体を製造できる。
(polymerization temperature)
Although the polymerization temperature is not particularly limited, it is preferably carried out at a temperature above the freezing point of the raw materials and solvent used and below a temperature at which the raw materials and solvent used are not thermally decomposed. It is preferably -50 to 200°C, more preferably -20 to 120°C, still more preferably 15 to 100°C. When the polymerization temperature is within the above range, the ratio of the content of 3,4-linkage units to the content of 1,2-linkage units in structural units derived from 1,3,7-octatriene (3, 4-linkage unit/1,2-linkage unit) is the preferred range above. In addition, while maintaining a shortened polymerization time and a high conversion rate of 1,3,7-octatriene, the mechanical properties are obtained by suppressing the formation of low-molecular-weight polymers caused by partial thermal degradation of growing terminal anions. Excellent polymers can be produced.
(重合圧力)
成長末端アニオンと反応して重合反応を阻害するような物質、例えば、酸素と水を含有する大気の混入が抑制される限りにおいて、重合は好適に実施できる。
重合温度以下の沸点を有する溶媒を使用する場合には、不活性ガスによって圧力を制御して溶媒蒸気の発生量を制御することで温度を制御してもよく、重合温度を超える沸点を有する溶媒を使用する場合には排気ポンプを用いて反応系内を減圧し、溶媒の蒸気の発生量を制御することで温度を制御してもよい。
重合圧力に特に制限はないが、0.01~10MPaG、より好ましくは0.1~1MPaGであれば、不活性ガスの使用量低減のみならず、高い耐圧の反応器および不活性ガスを系外に排気するポンプが不要となることから経済的有利に重合できる。
(polymerization pressure)
Polymerization can be carried out favorably as long as contamination with substances that inhibit the polymerization reaction by reacting with growing terminal anions, such as air containing oxygen and water, is suppressed.
When using a solvent having a boiling point below the polymerization temperature, the temperature may be controlled by controlling the pressure with an inert gas to control the amount of solvent vapor generated. is used, the temperature may be controlled by reducing the pressure in the reaction system using an exhaust pump and controlling the amount of vapor generated from the solvent.
The polymerization pressure is not particularly limited, but if it is 0.01 to 10 MPaG, more preferably 0.1 to 1 MPaG, not only the amount of inert gas used can be reduced, but also the reactor with high pressure resistance and the inert gas can be removed from the system. Polymerization can be economically advantageous because a pump for exhausting the gas is not required.
(重合時間)
重合時間に特に制限はないが、好ましくは0.1~24時間、より好ましくは0.5~12時間であれば、成長末端アニオンの部分的熱劣化に起因する低分子量重合体の生成を抑制し、力学物性に優れた重合体を製造し易い。
(polymerization time)
The polymerization time is not particularly limited, but it is preferably 0.1 to 24 hours, more preferably 0.5 to 12 hours, in order to suppress the formation of low-molecular-weight polymers due to partial thermal degradation of growing terminal anions. It is easy to produce a polymer having excellent mechanical properties.
(重合停止剤およびカップリング剤)
重合体(C)の製造方法では、反応系へ重合停止剤又はカップリング剤を添加することによって重合反応を停止することが好ましい。重合停止剤又はカップリング剤としては、例えば、水素分子;酸素分子;水;メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ヘプタノール、シクロヘキサノール、フェノール、ベンジルアルコール、o-クレゾール、m-クレゾール、p-クレゾール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、グリセリン、カテコール等のアルコール;塩化メチル、臭化メチル、ヨウ化メチル、塩化エチル、臭化エチル、ヨウ化エチル、塩化ブチル、臭化ブチル、ヨウ化ブチル、塩化ベンジル、臭化ベンジル、ヨウ化ベンジル、弗化トリメチルシリル、塩化トリメチルシリル、臭化トリメチルシリル、ヨウ化トリメチルシリル、弗化トリエチルシリル、塩化トリエチルシリル、臭化トリエチルシリル、ヨウ化トリエチルシリル、弗化トリブチルシリル、塩化トリブチルシリル、臭化トリブチルシリル、ヨウ化トリブチルシリル、弗化トリフェニルシリル、塩化トリフェニルシリル、臭化トリフェニルシリル、ヨウ化トリフェニルシリル等のハロゲン化合物;2-ヘプタノン、4-メチル-2-ペンタノン、シクロペンタノン、2-ヘキサノン、2-ペンタノン、シクロヘキサノン、3-ペンタノン、アセトフェノン、2-ブタノン、アセトン等のケトン;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル;エチレンオキシド、プロピレンオキシド、1,2-ブチレンオキシド、2,3-ブチレンオキシド、スチレンオキシド、シクロヘキセンオキシド等のエポキシ化合物;メチルジクロロシラン、エチルジクロロシラン、プロピルジクロロシラン、ブチルジクロロシラン、ペンチルジクロロシラン、ヘキシルジクロロシラン、ヘプチルジクロロシラン、オクチルジクロロシラン、ノニルジクロロシラン、デシルジクロロシラン、フェニルジクロロシラン、ジメチルクロロシラン、ジエチルクロロシラン、ジプロピルクロロシラン、ジブチルクロロシラン、ジペンチルクロロシラン、ジヘキシルクロロシラン、ジヘプチルクロロシラン、ジオクチルクロロシラン、ジノニルクロロシラン、ジデシルクロロシラン、メチルプロピルクロロシラン、メチルヘキシルクロロシラン、メチルフェニルクロロシラン、ジフェニルクロロシラン、ジメチルメトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメチルプロポキシシラン、ジメチルブトキシシラン、ジメチルフェノキシシラン、ジメチルベンジルオキシシラン、ジエチルメトキシシラン、ジエチルエトキシシラン、ジエチルプロポキシシラン、ジエチルブトキシシラン、ジエチルフェノキシシラン、ジエチルベンジルオキシシラン、ジプロピルメトキシシラン、ジプロピルエトキシシラン、ジプロピルプロポキシシラン、ジプロピルブトキシシラン、ジプロピルフェノキシシラン、ジプロピルベンジルオキシシラン、ジブチルメトキシシラン、ジブチルエトキシシラン、ジブチルプロポキシシラン、ジブチルブトキシシラン、ジブチルフェノキシシラン、ジブチルベンジルオキシシラン、ジフェニルメトキシシラン、ジフェニルエトキシシラン、ジフェニルプロポキシシラン、ジフェニルブトキシシラン、ジフェニルフェノキシシラン、ジフェニルベンジルオキシシラン、ジメチルシラン、ジエチルシラン、ジプロピルシラン、ジブチルシラン、ジフェニルシラン、ジフェニルメチルシラン、ジフェニルエチルシラン、ジフェニルプロピルシラン、ジフェニルブチルシラン、トリメチルシラン、トリエチルシラン、トリプロピルシラン、トリブチルシラン、トリフェニルシラン、メチルシラン、エチルシラン、プロピルシラン、ブチルシラン、フェニルシラン、メチルジアセトキシシラン、ポリメチルヒドロシロキサン、ポリエチルヒドロシロキサン、ポリプロピルヒドロシロキサン、ポリブチルヒドロシロキサン、ポリペンチルヒドロシロキサン、ポリヘキシルヒドロシロキサン、ポリヘプチルヒドロシロキサン、ポリオクチルヒドロシロキサン、ポリノニルヒドロシロキサン、ポリデシルヒドロシロキサン、ポリフェニルヒドロシロキサン、1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン、メチルヒドロシクロシロキサン、エチルヒドロシクロシロキサン、プロピルヒドロシクロシロキサン、ブチルヒドロシクロシロキサン、フェニルヒドロシクロシロキサン、1,1,3,3-テトラメチルジシラザン、1,1,3,3-テトラエチルジシラザン、1,1,3,3-テトラプロピルジシラザン、1,1,3,3-テトラブチルジシラザン、1,1,3,3-テトラフェニルジシラザン等のシリルヒドリド化合物などが挙げられる。
重合停止剤又はカップリング剤は、1種を使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
重合停止剤又はカップリング剤は、重合反応に使用できる溶媒で希釈して用いてもよい。重合停止剤又はカップリング剤の使用量に特に制限はないが、成長末端アニオンに対して重合停止剤又はカップリング剤が余剰量とならないようにすることが溶媒回収再使用の観点から好ましく、且つ、重合体を水素化する場合には水素化触媒の使用量を低減できる点でも好ましい。
(Polymerization terminator and coupling agent)
In the method for producing the polymer (C), it is preferable to terminate the polymerization reaction by adding a polymerization terminator or a coupling agent to the reaction system. Polymerization terminator or coupling agent includes, for example, hydrogen molecule; oxygen molecule; water; methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, heptanol, cyclohexanol, phenol, benzyl alcohol, o-cresol, m-cresol, p- Alcohols such as cresol, ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, glycerin, catechol; methyl chloride, methyl bromide, methyl iodide, ethyl chloride, ethyl bromide, ethyl iodide, butyl chloride, butyl bromide, butyl iodide , benzyl chloride, benzyl bromide, benzyl iodide, trimethylsilyl fluoride, trimethylsilyl chloride, trimethylsilyl bromide, trimethylsilyl iodide, triethylsilyl fluoride, triethylsilyl chloride, triethylsilyl bromide, triethylsilyl iodide, tributylsilyl fluoride Halogen compounds such as , tributylsilyl chloride, tributylsilyl bromide, tributylsilyl iodide, triphenylsilyl fluoride, triphenylsilyl chloride, triphenylsilyl bromide, triphenylsilyl iodide; 2-heptanone, 4-methyl- Ketones such as 2-pentanone, cyclopentanone, 2-hexanone, 2-pentanone, cyclohexanone, 3-pentanone, acetophenone, 2-butanone, and acetone; Esters such as methyl acetate, ethyl acetate, and butyl acetate; Ethylene oxide, propylene oxide, Epoxy compounds such as 1,2-butylene oxide, 2,3-butylene oxide, styrene oxide, cyclohexene oxide; Chlorosilane, octyldichlorosilane, nonyldichlorosilane, decyldichlorosilane, phenyldichlorosilane, dimethylchlorosilane, diethylchlorosilane, dipropylchlorosilane, dibutylchlorosilane, dipentylchlorosilane, dihexylchlorosilane, diheptylchlorosilane, dioctylchlorosilane, dinonylchlorosilane, didecyl Chlorosilane, methylpropylchlorosilane, methylhexylchlorosilane, methylphenylchlorosilane, diphenylchlorosilane, dimethylmethoxysilane, dimethylethoxysilane, dimethylpropoxysilane, dimethylbutoxysilane, dimethylphenoxysilane, dimethylbenzyl Oxysilane, diethylmethoxysilane, diethylethoxysilane, diethylpropoxysilane, diethylbutoxysilane, diethylphenoxysilane, diethylbenzyloxysilane, dipropylmethoxysilane, dipropylethoxysilane, dipropylpropoxysilane, dipropylbutoxysilane, dipropylphenoxysilane Silane, dipropylbenzyloxysilane, dibutylmethoxysilane, dibutylethoxysilane, dibutylpropoxysilane, dibutylbutoxysilane, dibutylphenoxysilane, dibutylbenzyloxysilane, diphenylmethoxysilane, diphenylethoxysilane, diphenylpropoxysilane, diphenylbutoxysilane, diphenyl Phenoxysilane, diphenylbenzyloxysilane, dimethylsilane, diethylsilane, dipropylsilane, dibutylsilane, diphenylsilane, diphenylmethylsilane, diphenylethylsilane, diphenylpropylsilane, diphenylbutylsilane, trimethylsilane, triethylsilane, tripropylsilane, tributylsilane, triphenylsilane, methylsilane, ethylsilane, propylsilane, butylsilane, phenylsilane, methyldiacetoxysilane, polymethylhydrosiloxane, polyethylhydrosiloxane, polypropylhydrosiloxane, polybutylhydrosiloxane, polypentylhydrosiloxane, poly Hexylhydrosiloxane, polyheptylhydrosiloxane, polyoctylhydrosiloxane, polynonylhydrosiloxane, polydecylhydrosiloxane, polyphenylhydrosiloxane, 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, methylhydrocyclosiloxane, ethylhydrocyclosiloxane siloxane, propylhydrocyclosiloxane, butylhydrocyclosiloxane, phenylhydrocyclosiloxane, 1,1,3,3-tetramethyldisilazane, 1,1,3,3-tetraethyldisilazane, 1,1,3,3- Examples include silyl hydride compounds such as tetrapropyldisilazane, 1,1,3,3-tetrabutyldisilazane and 1,1,3,3-tetraphenyldisilazane.
The polymerization terminator or coupling agent may be used alone or in combination of two or more.
The polymerization terminator or coupling agent may be used after being diluted with a solvent that can be used in the polymerization reaction. The amount of the polymerization terminator or coupling agent to be used is not particularly limited, but it is preferable from the viewpoint of solvent recovery and reuse that the amount of the polymerization terminator or coupling agent is not excessive with respect to the growing terminal anion, and It is also preferable in that the amount of the hydrogenation catalyst used can be reduced when the polymer is hydrogenated.
アニオン重合終了後のガスクロマトグラフィーによって求めた1,3,7-オクタトリエンの転化率は30.0%以上であることが好ましく、40.0%以上であることがより好ましく、50.0%以上であることが更に好ましい。 The conversion rate of 1,3,7-octatriene obtained by gas chromatography after anionic polymerization is preferably 30.0% or more, more preferably 40.0% or more, and more preferably 50.0%. It is more preferable that it is above.
(水素化反応)
重合体の耐熱性、耐酸化性、耐候性、耐オゾン性等の観点から、重合体が有する炭素-炭素二重結合を水素化してもよい。通常、前記重合体の製造方法において重合停止することによって得られる重合体溶液または必要に応じて前記溶媒で希釈した重合体溶液に、水素化触媒を添加して水素と作用させることで重合体の水素化物を製造できる。
水素化触媒としては、例えば、ラネーニッケル;Pt、Pd、Ru、Rh、Ni等の金属を活性炭、アルミナ、珪藻土等の単体に担持させた不均一系触媒;遷移金属化合物とアルキルアルミニウム化合物、アルキルリチウム化合物等との組み合わせからなるチーグラー型触媒;メタロセン系触媒等が挙げられる。
(Hydrogenation reaction)
From the viewpoint of heat resistance, oxidation resistance, weather resistance, ozone resistance, etc. of the polymer, the carbon-carbon double bond of the polymer may be hydrogenated. Usually, a hydrogenation catalyst is added to a polymer solution obtained by terminating polymerization in the above-described method for producing a polymer or a polymer solution diluted with the solvent as necessary, and reacted with hydrogen to produce a polymer. Can produce hydrides.
Hydrogenation catalysts include, for example, Raney nickel; heterogeneous catalysts in which metals such as Pt, Pd, Ru, Rh, and Ni are supported on simple substances such as activated carbon, alumina, and diatomaceous earth; transition metal compounds, alkylaluminum compounds, and alkyllithium Ziegler-type catalysts in combination with other compounds; metallocene-based catalysts;
水素化反応の温度は、溶媒の凝固点以上から重合体の熱分解温度以下である-20~250℃であることが好ましく、重合体の水素化物を工業的有利に生産する観点から、30~150℃であることがより好ましい。30℃以上であれば水素化反応が進行し、150℃以下であれば水素化触媒の熱分解が併発しても、少ない水素化触媒の使用量で水素化反応を実施できる。水素化触媒の使用量を低減する観点からは、60~100℃が更に好ましい。 The temperature of the hydrogenation reaction is preferably −20 to 250° C., which is higher than the freezing point of the solvent and lower than the thermal decomposition temperature of the polymer. °C is more preferred. If the temperature is 30° C. or higher, the hydrogenation reaction proceeds, and if the temperature is 150° C. or lower, the hydrogenation reaction can be carried out with a small amount of hydrogenation catalyst even if thermal decomposition of the hydrogenation catalyst occurs concurrently. From the viewpoint of reducing the amount of hydrogenation catalyst used, 60 to 100° C. is more preferable.
水素はガス状で使用でき、その圧力は常圧以上であれば特に制限はないが、重合体の水素化物を工業的有利に生産する観点から、0.1~20MPaGであることが好ましい。20MPaG以下であれば、水素化触媒の水素分解が併発しても、少ない水素化触媒の使用量で水素化反応を実施できる。水素化触媒の使用量を低減する観点からは、0.5~10MPaGがより好ましい。
水素化反応に要する時間は条件によって適宜選択できるが、重合体の水素化物を工業的有利に生産する観点から、触媒との共存開始から10分~24時間の範囲であることが好ましい。
水素化反応を終了した後の反応混合液は、必要に応じて前記溶媒で希釈するかまたは濃縮してから、塩基性水溶液または酸性水溶液で洗浄し、水素化触媒を除去することができる。
Hydrogen can be used in a gaseous state, and its pressure is not particularly limited as long as it is normal pressure or higher. If the pressure is 20 MPaG or less, the hydrogenation reaction can be carried out with a small amount of the hydrogenation catalyst used even if the hydrogenation catalyst is simultaneously hydrocracked. From the viewpoint of reducing the amount of hydrogenation catalyst used, 0.5 to 10 MPaG is more preferable.
The time required for the hydrogenation reaction can be appropriately selected depending on the conditions, but from the viewpoint of industrially advantageous production of hydrogenated polymer, it is preferably in the range of 10 minutes to 24 hours from the start of coexistence with the catalyst.
After completing the hydrogenation reaction, the reaction mixture can be diluted or concentrated with the solvent, if necessary, and then washed with a basic aqueous solution or an acidic aqueous solution to remove the hydrogenation catalyst.
重合反応後に得られる重合体溶液または水素化反応後に得られる重合体溶液は、濃縮操作を施した後に押出機に供給して重合体を単離してもよいし、スチームと接触させて溶媒等を除去することによって重合体を単離してもよいし、加熱状態の不活性ガスと接触させて溶媒等を除去することによって重合体を単離してもよい。 The polymer solution obtained after the polymerization reaction or the polymer solution obtained after the hydrogenation reaction may be subjected to a concentration operation and then supplied to an extruder to isolate the polymer, or may be brought into contact with steam to remove a solvent or the like. The polymer may be isolated by removing it, or the polymer may be isolated by contacting it with a heated inert gas to remove the solvent and the like.
<加硫促進助剤>
本発明のゴム組成物は、加硫促進助剤を含有してもよい。加硫促進助剤としては、例えば、ステアリン酸等の脂肪酸、亜鉛華等の金属酸化物、ステアリン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩が挙げられる。これらは1種を用いてもよく、2種以上を併用してもよい。前記加硫促進助剤を含有する場合、その含有量は、ゴム成分(A)100質量部に対して、好ましくは0.1~15質量部、より好ましくは1~10質量部である。
<Vulcanization accelerator aid>
The rubber composition of the present invention may contain an auxiliary vulcanization accelerator. Examples of vulcanization acceleration aids include fatty acids such as stearic acid, metal oxides such as zinc oxide, and fatty acid metal salts such as zinc stearate. These may be used alone or in combination of two or more. When the vulcanization accelerator is contained, its content is preferably 0.1 to 15 parts by mass, more preferably 1 to 10 parts by mass, per 100 parts by mass of the rubber component (A).
<加硫剤>
本発明のゴム組成物は、加硫剤を添加することが好ましい。加硫剤としては、例えば、硫黄及び硫黄化合物が挙げられる。これらは1種を用いてもよく、2種以上を併用してもよい。加硫剤の含有量は、ゴム成分(A)100質量部に対して、好ましくは0.1~10質量部、より好ましくは0.5~10質量部、更に好ましくは0.8~5質量部である。
<Vulcanizing agent>
A vulcanizing agent is preferably added to the rubber composition of the present invention. Vulcanizing agents include, for example, sulfur and sulfur compounds. These may be used alone or in combination of two or more. The content of the vulcanizing agent is preferably 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.5 to 10 parts by mass, and still more preferably 0.8 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A). Department.
<加硫促進剤>
本発明のゴム組成物は、加硫促進剤を添加してもよい。加硫促進剤としては、例えば、グアニジン系化合物、スルフェンアミド系化合物、チアゾール系化合物、チウラム系化合物、チオウレア系化合物、ジチオカルバミン酸系化合物、アルデヒド-アミン系化合物又はアルデヒド-アンモニア系化合物、イミダゾリン系化合物、キサンテート系化合物等が挙げられる。これらは1種を用いてもよく、2種以上を併用してもよい。前記加硫促進剤を含有する場合、その含有量は、ゴム成分(A)100質量部に対して、好ましくは0.1~15質量部、より好ましくは0.1~10質量部である。
<Vulcanization accelerator>
A vulcanization accelerator may be added to the rubber composition of the present invention. Examples of vulcanization accelerators include guanidine-based compounds, sulfenamide-based compounds, thiazole-based compounds, thiuram-based compounds, thiourea-based compounds, dithiocarbamic acid-based compounds, aldehyde-amine-based compounds or aldehyde-ammonia-based compounds, and imidazoline-based compounds. compound, xanthate-based compound, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. When the vulcanization accelerator is contained, its content is preferably 0.1 to 15 parts by mass, more preferably 0.1 to 10 parts by mass, per 100 parts by mass of the rubber component (A).
<シランカップリング剤>
本発明のゴム組成物は、フィラー(B)としてシリカを含有する場合、シランカップリング剤を含有することが好ましい。シランカップリング剤としては、スルフィド系化合物、メルカプト系化合物、ビニル系化合物、アミノ系化合物、グリシドキシ系化合物、ニトロ系化合物、クロロ系化合物等が挙げられる。
スルフィド系化合物としては、例えば、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(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、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-トリメ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(3-トリメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、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-トリメ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ー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チアゾー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等が挙げられる。
メルカプト系化合物としては、例えば、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等が挙げられる。
ビニル系化合物としては、例えば、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等が挙げられる。
アミノ系化合物としては、例えば、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、3-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
グリシドキシ系化合物としては、例えば、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン等が挙げられる。
ニトロ系化合物としては、例えば、3-ニトロプロピルトリメトキシシラン、3-ニトロプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
クロロ系化合物としては、例えば、3-クロロプロピルトリメトキシシラン、3-クロロプロピルトリエトキシシラン、2-クロロエチルトリメトキシシラン、2-クロロエチルトリエトキシシラン等が挙げられる。
これらのシランカップリング剤は、1種を用いてもよく、2種以上を併用してもよい。中でも、補強効果が大きい観点から、スルフィド系化合物及びメルカプト系化合物等の硫黄を含有するシランカップリング剤が好ましく、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、3-メルカプトプロピルトリメトキシシランがより好ましい。
<Silane coupling agent>
When the rubber composition of the present invention contains silica as the filler (B), it preferably contains a silane coupling agent. Silane coupling agents include sulfide-based compounds, mercapto-based compounds, vinyl-based compounds, amino-based compounds, glycidoxy-based compounds, nitro-based compounds, chloro-based compounds, and the like.
Examples of sulfide compounds include bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfide, bis(2-triethoxysilylethyl)tetrasulfide, bis(3-trimethoxysilylpropyl)tetrasulfide, bis(2-trimethoxy silylethyl) tetrasulfide, bis(3-triethoxysilylpropyl) trisulfide, bis(3-trimethoxysilylpropyl) trisulfide, bis(3-triethoxysilylpropyl) disulfide, bis(3-trimethoxysilylpropyl) Disulfide, 3-trimethoxysilylpropyl-N,N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropyl-N,N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 2-trimethoxysilylethyl-N,N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 3-trimethoxysilylpropylbenzothiazole tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropylbenzothiazole tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropyl methacrylate monosulfide, 3-trimethoxysilylpropyl methacrylate monosulfide and the like.
Mercapto-based compounds include, for example, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 2-mercaptoethyltrimethoxysilane, 2-mercaptoethyltriethoxysilane and the like.
Vinyl compounds include, for example, vinyltriethoxysilane and vinyltrimethoxysilane.
Examples of amino compounds include 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-(2-aminoethyl)aminopropyltriethoxysilane, 3-(2-aminoethyl)aminopropyltrimethoxysilane. Silane etc. are mentioned.
Examples of glycidoxy-based compounds include γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, and the like. mentioned.
Nitro compounds include, for example, 3-nitropropyltrimethoxysilane and 3-nitropropyltriethoxysilane.
Examples of chloro-based compounds include 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-chloropropyltriethoxysilane, 2-chloroethyltrimethoxysilane, and 2-chloroethyltriethoxysilane.
These silane coupling agents may be used alone or in combination of two or more. Among them, silane coupling agents containing sulfur such as sulfide-based compounds and mercapto-based compounds are preferable from the viewpoint of a large reinforcing effect. Sulfide, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane is more preferred.
シリカ100質量部に対する前記シランカップリング剤の含有量は、好ましくは0.1~30質量部、より好ましくは0.5~20質量部、更に好ましくは1~15質量部である。シランカップリング剤の含有量が前記範囲内であると、分散性、補強性、耐摩耗性が向上する。 The content of the silane coupling agent with respect to 100 parts by mass of silica is preferably 0.1 to 30 parts by mass, more preferably 0.5 to 20 parts by mass, still more preferably 1 to 15 parts by mass. When the content of the silane coupling agent is within the above range, dispersibility, reinforcing properties, and abrasion resistance are improved.
<その他の成分>
本発明のゴム組成物は、本発明の効果を阻害しない範囲で、加工性、流動性等の改良を目的とし、必要に応じてシリコンオイル、アロマオイル、TDAE(Treated Distilled Aromatic Extracts)、MES(Mild Extracted Solvates)、RAE(Residual Aromatic Extracts)、パラフィンオイル、ナフテンオイル等のプロセスオイル、脂肪族炭化水素樹脂、脂環族炭化水素樹脂、C9系樹脂、ロジン系樹脂、クマロン・インデン系樹脂、フェノール系樹脂等の樹脂成分、低分子量ポリブタジエン、低分子量ポリイソプレン、低分子量スチレンブタジエン共重合体、低分子量スチレンイソプレン共重合体等の液状重合体、未変性重合体を軟化剤として含有していてもよい。なお、前記共重合体はブロック又はランダム等のいずれの重合形態であってもよい。液状重合体の重量平均分子量(Mw)は500~10万であることが加工性の観点から好ましい。本発明のゴム組成物が前記プロセスオイル、樹脂成分又は液状重合体、未変性重合体を軟化剤として含有する場合、その含有量は、ゴム成分(A)100質量部に対して50質量部より少ないことが好ましい。
<Other ingredients>
The rubber composition of the present invention is intended to improve processability, fluidity, etc., within a range that does not impair the effects of the present invention, and if necessary, silicone oil, aromatic oil, TDAE (Treated Distilled Aromatic Extracts), MES ( Mild Extracted Solvates), RAE (Residual Aromatic Extracts), process oils such as paraffin oil and naphthenic oil, aliphatic hydrocarbon resins, alicyclic hydrocarbon resins, C9 resins, rosin resins, coumarone/indene resins, phenol Resin components such as system resins, liquid polymers such as low-molecular-weight polybutadiene, low-molecular-weight polyisoprene, low-molecular-weight styrene-butadiene copolymers, low-molecular-weight styrene-isoprene copolymers, and unmodified polymers as softeners. good. The copolymer may be in any form of polymerization such as block or random. The weight average molecular weight (Mw) of the liquid polymer is preferably 500 to 100,000 from the viewpoint of workability. When the rubber composition of the present invention contains the process oil, resin component, liquid polymer, or unmodified polymer as a softening agent, the content is from 50 parts by mass to 100 parts by mass of the rubber component (A). Less is preferred.
本発明のゴム組成物は、本発明の効果を阻害しない範囲で、耐候性、耐熱性、耐酸化性等の向上を目的として、必要に応じて老化防止剤、酸化防止剤、ワックス、滑剤、光安定剤、スコーチ防止剤、加工助剤、顔料や色素等の着色剤、難燃剤、帯電防止剤、艶消し剤、ブロッキング防止剤、紫外線吸収剤、離型剤、発泡剤、抗菌剤、防カビ剤、香料等の添加剤を1種又は2種以上含有していてもよい。
老化防止剤としては、例えば、アミン-ケトン系化合物、イミダゾール系化合物、アミン系化合物、フェノール系化合物、硫黄系化合物及びリン系化合物等が挙げられる。
酸化防止剤としては、例えば、ヒンダードフェノール系化合物、リン系化合物、ラクトン系化合物、ヒドロキシル系化合物等が挙げられる。
The rubber composition of the present invention may optionally contain an antioxidant, an antioxidant, a wax, a lubricant, and the like for the purpose of improving weather resistance, heat resistance, oxidation resistance, etc., to the extent that the effects of the present invention are not impaired. Light stabilizers, anti-scorch agents, processing aids, coloring agents such as pigments and dyes, flame retardants, antistatic agents, matting agents, antiblocking agents, ultraviolet absorbers, release agents, foaming agents, antibacterial agents, antibacterial agents One or two or more additives such as fungicides and fragrances may be contained.
Anti-aging agents include, for example, amine-ketone compounds, imidazole compounds, amine compounds, phenol compounds, sulfur compounds and phosphorus compounds.
Examples of antioxidants include hindered phenol compounds, phosphorus compounds, lactone compounds, hydroxyl compounds and the like.
本発明のゴム組成物は、前記加硫剤を用いて加硫する他に、架橋剤を添加して架橋して用いることもできる。架橋剤としては、例えば、酸素、有機過酸化物、フェノール樹脂及びアミノ樹脂、キノン及びキノンジオキシム誘導体、ハロゲン化合物、アルデヒド化合物、アルコール化合物、エポキシ化合物、金属ハロゲン化物及び有機金属ハロゲン化物、シラン化合物等が挙げられる。これらは1種を用いてもよく、2種以上を併用してもよい。架橋剤の含有量は、ゴム成分(A)100質量部に対して0.1~10質量部が好ましい。 The rubber composition of the present invention may be vulcanized using the vulcanizing agent, or may be crosslinked by adding a crosslinking agent. Cross-linking agents include, for example, oxygen, organic peroxides, phenol resins and amino resins, quinones and quinonedioxime derivatives, halogen compounds, aldehyde compounds, alcohol compounds, epoxy compounds, metal halides and organic metal halides, and silane compounds. etc. These may be used alone or in combination of two or more. The content of the cross-linking agent is preferably 0.1 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of the rubber component (A).
本発明のゴム組成物の製造方法は特に限定されず、前記各成分を均一に混合すればよい。均一に混合する方法としては、例えば、ニーダールーダー、ブラベンダー、バンバリーミキサー、インターナルミキサー等の接線式もしくは噛合式の密閉式混練機、単軸押出機、二軸押出機、ミキシングロール、ローラー等が挙げられ、通常70~270℃の温度範囲で行うことができる。 The method for producing the rubber composition of the present invention is not particularly limited, and the above components may be uniformly mixed. Examples of uniform mixing methods include tangential or intermeshing internal kneaders such as Kneaderruder, Brabender, Banbury mixer, and internal mixer, single-screw extruders, twin-screw extruders, mixing rolls, rollers, and the like. and can be carried out in a temperature range of 70 to 270°C.
本発明のゴム組成物は、加硫することにより加硫ゴムとして利用することもできる。加硫の条件、方法に特に制限はないが、加硫金型を用いて加硫温度120~200℃及び加硫圧力0.5~2.0MPaGの加圧加熱条件で行うことが好ましい。 The rubber composition of the present invention can also be used as a vulcanized rubber by vulcanization. Although there are no particular restrictions on the vulcanization conditions and method, it is preferable to use a vulcanization mold and pressurize and heat at a vulcanization temperature of 120 to 200° C. and a vulcanization pressure of 0.5 to 2.0 MPaG.
[タイヤ]
本発明のタイヤは、本発明のゴム組成物を少なくとも一部に用いる。そのため、硬度が高く、優れた操縦安定性を備える。
[tire]
The tire of the present invention uses the rubber composition of the present invention at least in part. Therefore, it has high hardness and excellent steering stability.
次に実施例により、本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。 EXAMPLES Next, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
以下の各例において、1,3,7-オクタトリエンおよびイソプレンの転化率、重合体の収率、重量平均分子量(Mw)および分子量分布(Mw/Mn)、並びに1,3,7-オクタトリエンの結合単位及び比(3,4-結合単位/1,2-結合単位)については、以下の測定方法に従って求めた。 In each of the following examples, conversion of 1,3,7-octatriene and isoprene, polymer yield, weight average molecular weight (Mw) and molecular weight distribution (Mw/Mn), and 1,3,7-octatriene The bonding unit and ratio (3,4-bonding unit/1,2-bonding unit) of were obtained according to the following measurement method.
(1)転化率の測定方法
重合反応終了後に得た重合停止液5.00gに対してエチレングリコールジメチルエーテル1.00gを加え、この混合液を以下の測定条件でガスクロマトグラフィーにより分析した。
なお、「重合反応の開始0時間における1,3,7-オクタトリエンとエチレングリコールジメチルエーテルの面積比(S1)」と「重合反応終了後の未反応1,3,7-オクタトリエンとエチレングリコールジメチルエーテルの面積比(S2)」から、下記数式1に基づいて1,3,7-オクタトリエンの転化率(%)を算出した。
また、「重合反応の開始0時間としての反応前のイソプレンとエチレングリコールジメチルエーテルの面積比(S3)」と「反応後の未反応イソプレンとエチレングリコールジメチルエーテルの面積比(S4)」から下記数式2に基づいてイソプレンの転化率(%)を算出した。
<ガスクロマトグラフィー測定条件>
装置:株式会社島津製作所製「GC-14B」
カラム:Restek Corporation製「Rxi-5ms」(内径0.25mm、長さ30m、膜厚0.25μm)
キャリアガス:ヘリウム(140.0kPaG)を流量1.50mL/分で流通させた。
サンプル注入量:薬液0.1μLをスプリット比50/1で注入した。
検出器:FID
検出器温度:280℃
気化室温度:280℃
昇温条件:40℃で10分保持した後、20℃/分で250℃まで昇温した後、5分保持した。
(1) Method for Measuring Conversion Rate To 5.00 g of the polymerization termination solution obtained after the completion of the polymerization reaction, 1.00 g of ethylene glycol dimethyl ether was added, and this mixture was analyzed by gas chromatography under the following measurement conditions.
It should be noted that "the area ratio (S1) of 1,3,7-octatriene and ethylene glycol dimethyl ether at the start of the polymerization reaction at 0 hours" and "unreacted 1,3,7-octatriene and ethylene glycol dimethyl ether after the polymerization reaction The conversion rate (%) of 1,3,7-octatriene was calculated based on the following formula 1 from the area ratio (S2) of ".
Further, from the "area ratio of isoprene to ethylene glycol dimethyl ether before reaction (S3) at time 0 after the start of the polymerization reaction" and "area ratio of unreacted isoprene to ethylene glycol dimethyl ether after reaction (S4)", the following formula 2 is obtained. Based on this, the conversion rate (%) of isoprene was calculated.
<Gas chromatography measurement conditions>
Apparatus: "GC-14B" manufactured by Shimadzu Corporation
Column: “Rxi-5ms” manufactured by Restek Corporation (inner diameter 0.25 mm, length 30 m, film thickness 0.25 μm)
Carrier gas: Helium (140.0 kPaG) was passed at a flow rate of 1.50 mL/min.
Sample injection volume: 0.1 μL of the drug solution was injected at a split ratio of 50/1.
Detector: FID
Detector temperature: 280°C
Vaporization chamber temperature: 280°C
Temperature rising conditions: After holding at 40° C. for 10 minutes, the temperature was raised to 250° C. at 20° C./min and held for 5 minutes.
(2)重合体の収率の測定方法
原料モノマーの仕込み量を基準とし、下記数式3に基づいて、得られた重合体の収率を求めた。
(2)重量平均分子量(Mw)および分子量分布(Mw/Mn)の測定方法
得られた重合体0.10gにテトラヒドロフラン60.0gを加えて均一な溶液を調製し、この溶液を以下の測定条件でゲルパーミエーションクロマトグラフィー分析し、標準ポリスチレン換算で重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)を求め、分子量分布(Mw/Mn)を算出した。
<ゲルパーミエーションクロマトグラフィー測定条件>
装置:東ソー株式会社製「HLC-8320GPC EcoSEC」
カラム:東ソー株式会社製「TSKgel SuperMultipore HZ-M」(内径4.6mm、長さ150mm)を2本直列に接続して使用した。
溶離液:テトラヒドロフランを流量0.35mL/分で流通させた。
サンプル注入量:10μL
検出器:RI
検出器温度:40℃
(2) Measurement method of weight average molecular weight (Mw) and molecular weight distribution (Mw/Mn) To 0.10 g of the obtained polymer was added 60.0 g of tetrahydrofuran to prepare a uniform solution, and this solution was subjected to the following measurement conditions. was analyzed by gel permeation chromatography, the weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) were determined in terms of standard polystyrene, and the molecular weight distribution (Mw/Mn) was calculated.
<Gel permeation chromatography measurement conditions>
Apparatus: "HLC-8320GPC EcoSEC" manufactured by Tosoh Corporation
Column: Two "TSKgel Super Multipore HZ-M" manufactured by Tosoh Corporation (inner diameter 4.6 mm, length 150 mm) were used by connecting them in series.
Eluent: Tetrahydrofuran was passed at a flow rate of 0.35 mL/min.
Sample injection volume: 10 μL
Detector: RI
Detector temperature: 40°C
(3)結合単位
得られた重合体150mgに重クロロホルム1.00gを加えて均一な溶液を調製し、この溶液を以下の測定条件で13C-NMR測定に供した。
<13C-NMR測定条件>
装置:日本電子株式会社製「JNM-LA500」
基準物質:テトラメチルシラン
測定温度:25℃
積算回数:15,000回
(3) Coupling Unit To 150 mg of the obtained polymer was added 1.00 g of deuterated chloroform to prepare a uniform solution, and this solution was subjected to 13 C-NMR measurement under the following measurement conditions.
< 13 C-NMR measurement conditions>
Device: "JNM-LA500" manufactured by JEOL Ltd.
Reference substance: Tetramethylsilane Measurement temperature: 25°C
Accumulated times: 15,000 times
前記13C-NMR測定の結果、1,3,7-オクタトリエンの「1,2-結合単位の7位炭素原子に帰属できるピーク」をδ138.1~138.6ppmに、「1,4-結合単位の7位炭素原子および3,4-結合単位の7位炭素原子に帰属できるピーク」をδ138.8~139.4ppmに、「3,4-結合単位の2位炭素原子に帰属できるピーク」をδ140.9~141.6ppmに観測した。なお、δ138.8~139.4ppmのピーク面積からδ140.9~141.6ppmのピーク面積を差し引いた値を1,4-結合単位の7位炭素原子相当のピーク面積(1,4-結合に帰属されるピーク面積)とした。
重合体に含まれる1,3,7-オクタトリエンに由来する1,2-結合単位、1,4-結合単位および3,4-結合単位の割合は、それぞれ下記数式4~6から求めた。
As a result of the 13 C-NMR measurement, the "peak attributable to the 7-position carbon atom of the 1,2-bond unit" of 1,3,7-octatriene was δ 138.1 to 138.6 ppm, and "1,4- The peak attributed to the 7-position carbon atom of the bonding unit and the 7-position carbon atom of the 3,4-bond unit” to δ 138.8 to 139.4 ppm, and the “peak attributed to the 2-position carbon atom of the 3,4-bond unit ” was observed at δ 140.9 to 141.6 ppm. The peak area corresponding to the 7-position carbon atom of the 1,4-bond unit (1,4-bond attributed peak area).
The proportions of 1,2-, 1,4-, and 3,4-bond units derived from 1,3,7-octatriene contained in the polymer were obtained from the following formulas 4 to 6, respectively.
また、後述する製造例9で得られた重合体(C-9)について、イソプレンの「1,2-結合単位の3位炭素原子に帰属できるピーク」をδ140.5~141.0ppmに、「1,4-結合単位の3位炭素原子に帰属できるピーク」をδ122.0~126.9ppmに、「3,4-結合単位の1位炭素原子に帰属できるピーク」をδ110.2~112.2ppmに観測した。
共重合体に含まれるイソプレンに由来する1,2-結合単位、1,4-結合単位および3,4-結合単位の割合は、それぞれ下記数式4~6から求めた。
Further, regarding the polymer (C-9) obtained in Production Example 9 described later, the "peak attributable to the 3-position carbon atom of the 1,2-bond unit" of isoprene was set to δ 140.5 to 141.0 ppm, and " The peak attributed to the 3-position carbon atom of the 1,4-bond unit” is δ122.0-126.9 ppm, and the “peak attribute to the 1-position carbon atom of the 3,4-bond unit” is δ110.2-112. Observed at 2 ppm.
The proportions of isoprene-derived 1,2-linkage units, 1,4-linkage units and 3,4-linkage units contained in the copolymer were obtained from the following formulas 4 to 6, respectively.
(4)1,3,7-オクタトリエンに由来する構造単位中に含まれる1,2-結合単位の含有量に対する3,4-結合単位の含有量の比(3,4-結合単位/1,2-結合単位)
前記(3)で求めた1,3,7-オクタトリエンに由来する構造単位中に含まれる1,2-結合単位の割合、及び3,4-結合単位の割合から、比(3,4-結合単位/1,2-結合単位)を算出した。
(4) the ratio of the content of 3,4-bonding units to the content of 1,2-bonding units contained in structural units derived from 1,3,7-octatriene (3,4-bonding units/1 , 2-bonding units)
From the ratio of 1,2-bonding units and the ratio of 3,4-bonding units contained in the structural units derived from 1,3,7-octatriene obtained in (3) above, the ratio (3,4- binding unit/1,2-binding unit) was calculated.
(製造例1:重合体(C-1)(1,3,7-オクタトリエン単独重合体)の製造)
温度計、電気ヒーター、電磁誘導撹拌装置、薬液仕込み口、およびサンプリング口を備えた容量1LのSUS316(登録商標)製オートクレーブの内部をアルゴンで置換した後に溶媒としてシクロヘキサン232.0gを仕込んだ。続いて、1,3,7-オクタトリエン60.89g(0.563mol)を仕込んだ。その後、アルゴンで内圧を0.3MPaGにした後、250rpmで撹拌しながら30分かけて50℃に昇温した。アルゴン気流下でテトラヒドロフラン(THF)3.76g(52.12mmol)を仕込み、続いてsec-ブチルリチウムを1.26mmol/g含有するシクロヘキサン溶液8.27g(sec-ブチルリチウムとして10.42mmol)を仕込んだ後に、アルゴンで内圧を0.3MPaGにした。この時点を重合反応の開始0時間として、液温が50℃となるように制御しながら1時間反応させた。
その後、エタノールを2.5mmol/g含有するシクロヘキサン溶液4.586g(エタノールとして11.465mmol)を加えて重合反応を停止した。
次いで、得られた重合停止液全量を1Lのナスフラスコに移し、ロータリーエバポレーターを用いて100kPaA下で40℃に加熱しながら溶媒の殆どを留去した。さらに、減圧乾燥器に前記ナスフラスコを移し、0.1kPaA下で25℃に加熱しながら12時間乾燥させ、液状の重合体(C-1)を57.85g取得した。得られた重合体(C-1)について上述の測定方法を用いて評価した。結果を表1に示す。
(Production Example 1: Production of polymer (C-1) (1,3,7-octatriene homopolymer))
After purging the inside of a 1 L capacity SUS316 (registered trademark) autoclave equipped with a thermometer, an electric heater, an electromagnetic induction stirrer, a chemical feed port, and a sampling port, with argon, 232.0 g of cyclohexane was charged as a solvent. Subsequently, 60.89 g (0.563 mol) of 1,3,7-octatriene was charged. Then, after the internal pressure was adjusted to 0.3 MPaG with argon, the temperature was raised to 50° C. over 30 minutes while stirring at 250 rpm. Under an argon stream, 3.76 g (52.12 mmol) of tetrahydrofuran (THF) was charged, followed by 8.27 g of a cyclohexane solution containing 1.26 mmol/g of sec-butyllithium (10.42 mmol as sec-butyllithium). After that, the internal pressure was adjusted to 0.3 MPaG with argon. This point was defined as the 0th hour of the polymerization reaction, and the reaction was continued for 1 hour while controlling the liquid temperature to 50°C.
Thereafter, 4.586 g of a cyclohexane solution containing 2.5 mmol/g of ethanol (11.465 mmol as ethanol) was added to terminate the polymerization reaction.
Next, the entire amount of the obtained polymerization termination solution was transferred to a 1 L eggplant flask, and most of the solvent was distilled off while heating to 40° C. under 100 kPaA using a rotary evaporator. Further, the eggplant flask was transferred to a vacuum dryer and dried for 12 hours while heating at 25° C. under 0.1 kPaA to obtain 57.85 g of liquid polymer (C-1). The resulting polymer (C-1) was evaluated using the measurement method described above. Table 1 shows the results.
(製造例2~8:重合体(C-2)~(C-8)(1,3,7-オクタトリエン単独重合体)の製造)
製造例1において、各試薬およびその使用量並びに反応条件を表1に記載の通りに変更したこと以外は同様にして重合反応を行ない、重合体(C-2)~(C-8)を得た。得られた重合体(C-2)~(C-8)について上述の測定方法を用いて評価した。結果を表1に示す。なお、表1中、空欄は配合なしを表す。
(Production Examples 2 to 8: Production of polymers (C-2) to (C-8) (1,3,7-octatriene homopolymer))
A polymerization reaction was carried out in the same manner as in Production Example 1, except that each reagent, the amount used, and the reaction conditions were changed as shown in Table 1 to obtain polymers (C-2) to (C-8). rice field. The obtained polymers (C-2) to (C-8) were evaluated using the measurement method described above. Table 1 shows the results. In addition, in Table 1, a blank represents no compounding.
(製造例9:重合体(C-9)(1,3,7-オクタトリエン-イソプレン共重合体)の製造)
温度計、電気ヒーター、電磁誘導撹拌装置、薬液仕込み口、およびサンプリング口を備えた容量1LのSUS316(登録商標)製オートクレーブの内部をアルゴンで置換した後に溶媒としてシクロヘキサン232.0gを仕込んだ。続いて、アルゴンで内圧を0.3MPaGにした後、250rpmで撹拌しながら30分かけて50℃に昇温した。アルゴン気流下でテトラヒドロフラン(THF)1.43g(19.78mmol)を仕込み、続いてsec-ブチルリチウムを1.26mmol/g含有するシクロヘキサン溶液3.14g(sec-ブチルリチウムとして3.96mmol)を仕込んだ後に、アルゴンで内圧を0.3MPaGにした。
一方、1,3,7-オクタトリエン87.72g(0.811mol)およびイソプレン70.30g(1.03mol)を混合してから、sec-ブチルリチウムが内在するオートクレーブへ0.5時間かけて供給した。仕込み開始の時点を重合反応の開始0時間として、液温が50℃となるように制御しながら2時間反応させた。
その後、エタノールを2.5mmol/g含有するシクロヘキサン溶液1.740g(エタノールとして4.350mmol)を加えて重合反応を停止した。
次いで、得られた重合停止液全量を1Lのナスフラスコに移し、ロータリーエバポレーターを用いて100kPaA下で40℃に加熱しながら溶媒の殆どを留去した。さらに、減圧乾燥器に前記ナスフラスコを移し、0.1kPaA下で25℃に加熱しながら12時間乾燥させ、液状の共重合体(重合体(C-9))を146.96g取得した。得られた重合体(C-9)について上述の測定方法を用いて評価した。結果を表1に示す。
(Production Example 9: Production of polymer (C-9) (1,3,7-octatriene-isoprene copolymer))
After purging the inside of a 1 L capacity SUS316 (registered trademark) autoclave equipped with a thermometer, an electric heater, an electromagnetic induction stirrer, a chemical feed port, and a sampling port, with argon, 232.0 g of cyclohexane was charged as a solvent. Subsequently, after the internal pressure was adjusted to 0.3 MPaG with argon, the temperature was raised to 50° C. over 30 minutes while stirring at 250 rpm. Under an argon stream, 1.43 g (19.78 mmol) of tetrahydrofuran (THF) was charged, followed by 3.14 g of a cyclohexane solution containing 1.26 mmol/g of sec-butyllithium (3.96 mmol as sec-butyllithium). After that, the internal pressure was adjusted to 0.3 MPaG with argon.
On the other hand, 87.72 g (0.811 mol) of 1,3,7-octatriene and 70.30 g (1.03 mol) of isoprene were mixed and fed into the autoclave containing sec-butyllithium over 0.5 hours. bottom. The time point at which the charging was started was defined as 0 hour from the start of the polymerization reaction, and the reaction was carried out for 2 hours while controlling the liquid temperature to be 50°C.
Thereafter, 1.740 g of a cyclohexane solution containing 2.5 mmol/g of ethanol (4.350 mmol as ethanol) was added to terminate the polymerization reaction.
Next, the entire amount of the obtained polymerization termination solution was transferred to a 1 L eggplant flask, and most of the solvent was distilled off while heating to 40° C. under 100 kPaA using a rotary evaporator. Further, the eggplant flask was transferred to a vacuum dryer and dried for 12 hours while heating to 25° C. under 0.1 kPaA to obtain 146.96 g of a liquid copolymer (polymer (C-9)). The resulting polymer (C-9) was evaluated using the measurement method described above. Table 1 shows the results.
(比較製造例1及び2:重合体(I)及び(II)(1,3,7-オクタトリエン単独重合体)の製造)
製造例1において、各試薬およびその使用量並びに反応条件を表1に記載の通りに変更したこと以外は同様にして重合反応を行ない、重合体(I)及び(II)を得た。得られた重合体(I)及び(II)について上述の測定方法を用いて評価した。結果を表1に示す。
(Comparative Production Examples 1 and 2: Production of Polymers (I) and (II) (1,3,7-octatriene homopolymers))
Polymerization reactions were carried out in the same manner as in Production Example 1, except that each reagent, the amount used, and the reaction conditions were changed as shown in Table 1 to obtain polymers (I) and (II). The obtained polymers (I) and (II) were evaluated using the measurement method described above. Table 1 shows the results.
ルイス塩基(i-1)として、テトラヒドロフラン(THF)を使用して製造した製造例1~3、5~7、9では1,2-結合単位の含有量に対する3,4-結合単位の含有量の比が0.055~0.128の1,3,7-オクタトリエン単独重合体及び1,3,7-オクタトリエン-イソプレン共重合体を取得した。
ルイス塩基(i-2)として、N,N,N’,N’-テトラメチルエチレンジアミン(TMEDA)を使用して製造した製造例4及び8では1,2-結合単位の含有量に対する3,4-結合単位の含有量の比が0.313~0.365の1,3,7-オクタトリエン単独重合体を取得した。
ルイス塩基を使用しなかった比較製造例1及び2では3,4-結合単位を含まない1,3,7-オクタトリエン単独重合体を取得した。
In Production Examples 1 to 3, 5 to 7, and 9 produced using tetrahydrofuran (THF) as the Lewis base (i-1), the content of 3,4-linkage units relative to the content of 1,2-linkage units 1,3,7-octatriene homopolymers and 1,3,7-octatriene-isoprene copolymers having a ratio of 0.055 to 0.128 were obtained.
In Preparation Examples 4 and 8, which were prepared using N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine (TMEDA) as the Lewis base (i-2), 3,4 - A 1,3,7-octatriene homopolymer having a content ratio of linking units of 0.313 to 0.365 was obtained.
1,3,7-octatriene homopolymers containing no 3,4-linkage units were obtained in Comparative Preparation Examples 1 and 2 in which no Lewis base was used.
本実施例及び比較例において使用した各成分は以下のとおりである。
〔ゴム成分(A)〕
・天然ゴム :「STR20」タイ産天然ゴム
〔フィラー(B)〕
・カーボンブラック :「ダイヤブラックH」三菱化学株式会社製、平均粒径30nm
〔重合体(C)〕
・重合体(C-1)~(C-8):製造例1~8で得られた1,3,7-オクタトリエン単独重合体
・重合体(C-9):製造例9で得られた1,3,7-オクタトリエン-イソプレン共重合体
〔重合体(C)以外の重合体〕
・重合体(I)、(II):比較製造例1、2で得られた1,3,7-オクタトリエン単独重合体
〔その他の成分〕
・老化防止剤:「ノクラック6C」大内新興化学工業株式会社製
・加硫剤:硫黄(微粉硫黄200メッシュ)、鶴見化学工業株式会社製
・加硫促進剤:「サンセラーNS-G」三新化学工業株式会社製
・加硫促進助剤(1):亜鉛華、「酸化亜鉛」堺化学工業株式会社製
・加硫促進助剤(2):ステアリン酸、「ルナックS-20」花王株式会社製
Components used in Examples and Comparative Examples are as follows.
[Rubber component (A)]
・Natural rubber: “STR20” Thai natural rubber [filler (B)]
・ Carbon black: “Diablack H” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, average particle size 30 nm
[Polymer (C)]
Polymers (C-1) to (C-8): 1,3,7-octatriene homopolymers obtained in Production Examples 1 to 8 Polymer (C-9): Obtained in Production Example 9 1,3,7-octatriene-isoprene copolymer [polymer other than polymer (C)]
Polymers (I) and (II): 1,3,7-octatriene homopolymers obtained in Comparative Production Examples 1 and 2 [other components]
· Anti-aging agent: "Nocrac 6C" manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd. · Vulcanizing agent: Sulfur (fine powder sulfur 200 mesh), manufactured by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd. · Vulcanization accelerator: "Suncellar NS-G" Sanshin Chemical Industry Co., Ltd. vulcanization accelerator aid (1): zinc white, "zinc oxide" Sakai Chemical Industry Co., Ltd. vulcanization accelerator aid (2): stearic acid, "Lunac S-20" Kao Corporation Made
(実施例1)
表2に記載した配合割合(質量部)にしたがって、ゴム成分(A)、フィラー(B)、重合体(C)、老化防止剤及び加硫促進助剤を、それぞれブラベンダー製プラスチコーダーラボステーション W350Eに投入して樹脂温度が145℃となるように制御しながら20分間混練した後、ミキサー外に取り出して室温(25℃)まで冷却した。次いで、この混合物をミキシングロールに入れ、加硫剤及び加硫促進剤を加えて40℃で4分間混練することで約240gのゴム組成物を得た。得られたゴム組成物をプレス成形(145℃、14分)して加硫ゴムシート(厚み2mm)を作製し、下記の方法に基づき、硬度(操縦安定性)及びtanδ〔極大ピーク数(相溶性)〕を評価した。結果を表2に示す。なお、表2中、空欄は配合なしを表す。
(Example 1)
The rubber component (A), the filler (B), the polymer (C), the anti-aging agent and the vulcanization accelerator aid were added according to the blending ratio (parts by mass) shown in Table 2, respectively. After being put into W350E and kneaded for 20 minutes while controlling the resin temperature to 145° C., it was taken out of the mixer and cooled to room temperature (25° C.). Next, this mixture was placed in a mixing roll, a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator were added, and the mixture was kneaded at 40° C. for 4 minutes to obtain a rubber composition weighing about 240 g. The obtained rubber composition was press-molded (145° C., 14 minutes) to prepare a vulcanized rubber sheet (thickness: 2 mm). solubility)] was evaluated. Table 2 shows the results. In addition, in Table 2, a blank represents no compounding.
(実施例2~9及び比較例1,2)
表2に記載の種類及び配合量に変更したこと以外は実施例1と同様にしてゴム組成物を得た。得られたゴム組成物をプレス成形(145℃、14分)して加硫ゴムシート(厚み2mm)を作製し、下記の方法に基づき、硬度(操縦安定性)及びtanδ〔極大ピーク数(相溶性)〕を評価した。結果を表2に示す。
各評価の測定方法は以下のとおりである。
(Examples 2 to 9 and Comparative Examples 1 and 2)
A rubber composition was obtained in the same manner as in Example 1, except that the types and amounts were changed to those shown in Table 2. The obtained rubber composition was press-molded (145° C., 14 minutes) to prepare a vulcanized rubber sheet (thickness: 2 mm). solubility)] was evaluated. Table 2 shows the results.
The measurement method for each evaluation is as follows.
(5)硬度(操縦安定性)
実施例及び比較例で作製したゴム組成物のシートを用いて、JIS K6253(2012)に準拠して、タイプA硬度計により硬度を測定し、柔軟性の指標とした。なお、数値が50より小さい場合は、当該組成物をタイヤに用いた際にタイヤの変形が大きいため、操縦安定性が悪化する。
(5) Hardness (steering stability)
Using the rubber composition sheets produced in Examples and Comparative Examples, the hardness was measured with a type A hardness tester in accordance with JIS K6253 (2012), and used as an index of flexibility. If the numerical value is less than 50, the tire will deform greatly when the composition is used in the tire, resulting in poor steering stability.
(6)tanδ〔極大ピーク数(相溶性)〕
実施例及び比較例で作製したゴム組成物のシートから縦40mm×横7mmの試験片を切り出し、GABO社製動的粘弾性測定装置を用いて、測定温度-100~30℃、周波数10Hz、静的歪み0.5%、動的歪み0.1%の条件で、tanδを測定し、得られたtanδの極大ピーク数を求めた。
(6) tan δ [number of maximum peaks (compatibility)]
A test piece of 40 mm length × 7 mm width was cut out from the rubber composition sheet prepared in Examples and Comparative Examples, and measured using a dynamic viscoelasticity measuring device manufactured by GABO, measuring temperature -100 to 30 ° C., frequency 10 Hz, static The tan δ was measured under the conditions of a physical strain of 0.5% and a dynamic strain of 0.1%, and the maximum number of obtained tan δ peaks was obtained.
3,4-結合単位を含む1,3,7-オクタトリエンに由来する構造単位を含有する重合体(C)を含む実施例1~9のゴム組成物は、当該重合体(C)を含まない比較例1及び2のゴム組成物と比較して、成形品の硬度が高いことがわかる。また、tanδの極大ピークが単一であることから、ゴム成分(A)と重合体(C)とが分子レベルで相溶した状態であるといえる。 The rubber compositions of Examples 1 to 9 containing the polymer (C) containing structural units derived from 1,3,7-octatriene containing 3,4-linking units contained the polymer (C). It can be seen that the hardness of the molded article is higher than that of the rubber compositions of Comparative Examples 1 and 2, which did not contain the rubber composition. Moreover, since the maximum peak of tan δ is single, it can be said that the rubber component (A) and the polymer (C) are in a compatible state at the molecular level.
(7)tanδの値(転がり抵抗性能)
実施例5~8及び比較例1で作製したゴム組成物のシートから縦40mm×横7mmの試験片を切り出し、GABO社製動的粘弾性測定装置を用いて、測定温度60℃、周波数10Hz、静的歪み10%、動的歪み2%の条件で、tanδの値を測定した。
60℃のtanδとタイヤの転がり性能は高い相関を示すため、この値を転がり抵抗の指標とした。実施例5~8の数値は、比較例1の値を100とした際の相対値である。結果を表3に示す。なお、数値が小さいほどゴム組成物の転がり抵抗性能が良好である。
(7) Value of tan δ (rolling resistance performance)
A test piece of 40 mm length × 7 mm width was cut out from the rubber composition sheets prepared in Examples 5 to 8 and Comparative Example 1, and measured using a dynamic viscoelasticity measuring device manufactured by GABO at a measurement temperature of 60 ° C., a frequency of 10 Hz, The value of tan δ was measured under conditions of static strain of 10% and dynamic strain of 2%.
Since tan δ at 60° C. and rolling performance of the tire show a high correlation, this value was used as an index of rolling resistance. The numerical values of Examples 5 to 8 are relative values when the value of Comparative Example 1 is set to 100. Table 3 shows the results. Incidentally, the smaller the numerical value, the better the rolling resistance performance of the rubber composition.
重合体(C)のMwが50,000以上である実施例5~8のゴム組成物では、さらに転がり抵抗性能が向上することがわかる。 It can be seen that the rubber compositions of Examples 5 to 8, in which the polymer (C) has an Mw of 50,000 or more, are further improved in rolling resistance performance.
Claims (5)
前記フィラー(B)が、カーボンブラック及びシリカの少なくとも1種であり、
前記1,3,7-オクタトリエンに由来する構造単位が、3,4-結合単位を含むゴム組成物。 A rubber component (A) consisting of at least one of synthetic rubber and natural rubber (excluding 1,3,7-octatriene), a filler (B), and a structure derived from 1,3,7-octatriene a polymer (C) containing a unit (provided that the polymer (C) does not contain a structural unit derived from farnesene),
The filler (B) is at least one of carbon black and silica,
A rubber composition in which the structural unit derived from 1,3,7-octatriene includes a 3,4-linkage unit.
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