JPH0220505A - ポリマーの重水素化 - Google Patents
ポリマーの重水素化Info
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- JPH0220505A JPH0220505A JP63255720A JP25572088A JPH0220505A JP H0220505 A JPH0220505 A JP H0220505A JP 63255720 A JP63255720 A JP 63255720A JP 25572088 A JP25572088 A JP 25572088A JP H0220505 A JPH0220505 A JP H0220505A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08C—TREATMENT OR CHEMICAL MODIFICATION OF RUBBERS
- C08C19/00—Chemical modification of rubber
- C08C19/02—Hydrogenation
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、酸化安定性が強化された新規の重水素化弾性
ポリマーおよびコポリマー組成物、およびそれらの製造
方法に係るものである。
ポリマーおよびコポリマー組成物、およびそれらの製造
方法に係るものである。
採油ポーリングおよび自動車工業用エラストマーの要求
物性が、空気、石油およびその他の腐蝕性媒体の存在に
おいて高温作業性に耐えられるように拡がっていること
に対応するために、高度飽和ニトリルエラストマー(H
5N)を製造するためのアクリロニトリル−ブタジェン
ゴム(NBR)の水素添加のための多くの方法か開発さ
れている。
物性が、空気、石油およびその他の腐蝕性媒体の存在に
おいて高温作業性に耐えられるように拡がっていること
に対応するために、高度飽和ニトリルエラストマー(H
5N)を製造するためのアクリロニトリル−ブタジェン
ゴム(NBR)の水素添加のための多くの方法か開発さ
れている。
通常のNBRに比べてH2Nによって与えられるより大
きな化学安定性および高温および低温へのより良い抵抗
性が、充分に証拠づけられており、多くのエラストマー
例えばサーバン(THERBAN)バイエル社、ゼトポ
ール(ZETPOL)日本ゼオン社およびトルナック(
TORNAC)ポリザー社等が商業的に生産されている
。
きな化学安定性および高温および低温へのより良い抵抗
性が、充分に証拠づけられており、多くのエラストマー
例えばサーバン(THERBAN)バイエル社、ゼトポ
ール(ZETPOL)日本ゼオン社およびトルナック(
TORNAC)ポリザー社等が商業的に生産されている
。
NBR、スチレン−ブタジェンコポリマー(SBR)、
スチレンーブタシエンースチレンブロツクコボリマー(
SBS)、およびアクリロニトリル−スチレン−ブタジ
エンコポリマー(ABS)の各種組成物の選択的水素添
加の特殊方法か、米国特許第4,337,329号[久
保その他(にubo etal、) ] 、および第4
.464.515号[レンヘルその他(Rempel
etal、)]および英国特許第1,558,491
[オツベルトその他(Oppelt etal、)]に
よって例証されている。
スチレンーブタシエンースチレンブロツクコボリマー(
SBS)、およびアクリロニトリル−スチレン−ブタジ
エンコポリマー(ABS)の各種組成物の選択的水素添
加の特殊方法か、米国特許第4,337,329号[久
保その他(にubo etal、) ] 、および第4
.464.515号[レンヘルその他(Rempel
etal、)]および英国特許第1,558,491
[オツベルトその他(Oppelt etal、)]に
よって例証されている。
最近の高度技術における発展は、また高温での酸化安定
性のある潤滑剤への要求を創り出してし入る。このよう
な材料の開発にとられている1つの接近法は、「重水素
同位元素効果」に基づl/xでおり、即ちC−H結合に
比べてC−D結合の解離エネルギーが大きいことに基づ
いた方法である。重水素化潤滑剤に関する研究の結果が
、海軍研究所(Naval 1lesearch 1.
aboratory、 NRL )のNRL報告書87
79号(1983年12月30日刊行)の「高温度重水
素化潤滑剤:添加剤、メカニズムおよび方法」 (“旧
gh−Temperature Deuterated
Lubricants:八dditives、 Me
chanisms、 andMethods”)論文
によって発表された。ペンタエリストールテトラヘキサ
ノエートのようなエステル潤滑剤は、少なくとも水素原
子の約80パーセントを重水素で置換されることで、著
しく酸化安定性が改良されることが見出された。
性のある潤滑剤への要求を創り出してし入る。このよう
な材料の開発にとられている1つの接近法は、「重水素
同位元素効果」に基づl/xでおり、即ちC−H結合に
比べてC−D結合の解離エネルギーが大きいことに基づ
いた方法である。重水素化潤滑剤に関する研究の結果が
、海軍研究所(Naval 1lesearch 1.
aboratory、 NRL )のNRL報告書87
79号(1983年12月30日刊行)の「高温度重水
素化潤滑剤:添加剤、メカニズムおよび方法」 (“旧
gh−Temperature Deuterated
Lubricants:八dditives、 Me
chanisms、 andMethods”)論文
によって発表された。ペンタエリストールテトラヘキサ
ノエートのようなエステル潤滑剤は、少なくとも水素原
子の約80パーセントを重水素で置換されることで、著
しく酸化安定性が改良されることが見出された。
現在、ポリ(1,3−ジエン)および1.3−共役ジエ
ンとビニルモノマーの弾性コポリマーに重水素を付加し
て前記HSNの重水素飽和同族体を生成することか、未
処理または水素添加ポリマーに比へて酸化抵抗性を著し
く増大することになることが見出されている。本発明に
よるポリマーにおいては、この酸化抵抗性の著しい増大
が二重結合への重水素の添加で達成されている。
ンとビニルモノマーの弾性コポリマーに重水素を付加し
て前記HSNの重水素飽和同族体を生成することか、未
処理または水素添加ポリマーに比へて酸化抵抗性を著し
く増大することになることが見出されている。本発明に
よるポリマーにおいては、この酸化抵抗性の著しい増大
が二重結合への重水素の添加で達成されている。
エチレン系不飽和ゴムポリマーは、比較的小さな不飽和
度を有している。上記に関連して最も高度に不飽和のエ
チレン系不飽和ゴムまたはエラストマーの最高に不飽和
度の高いポリマーは、各[−ell2−ell・CI
−CI+□−] (1,4−付加による骨格二重結合
)または[CH2−CH−CH−CH2−]繰返しユニ
ット(1,2−付加からの側鎖二重結合)等の繰返しユ
ニットに対する1個の不飽和結合を含むポリブタジェン
である。重水素化では、2個の重水素原子が繰返しユニ
ット中に存在する6個の水素原子に加わって重水素化ポ
リマーを与え、この重水素化ポリマーでは水素と重水素
原子の合計数の僅か25原子パーセントが重水素である
。このことは、エステルをベースにした潤滑剤中の少な
くとも約80%の水素が重水素で置換されて、はじめて
酸化安定性が著しく増大するという以前の発見と、対照
をなしている。
度を有している。上記に関連して最も高度に不飽和のエ
チレン系不飽和ゴムまたはエラストマーの最高に不飽和
度の高いポリマーは、各[−ell2−ell・CI
−CI+□−] (1,4−付加による骨格二重結合
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ット(1,2−付加からの側鎖二重結合)等の繰返しユ
ニットに対する1個の不飽和結合を含むポリブタジェン
である。重水素化では、2個の重水素原子が繰返しユニ
ット中に存在する6個の水素原子に加わって重水素化ポ
リマーを与え、この重水素化ポリマーでは水素と重水素
原子の合計数の僅か25原子パーセントが重水素である
。このことは、エステルをベースにした潤滑剤中の少な
くとも約80%の水素が重水素で置換されて、はじめて
酸化安定性が著しく増大するという以前の発見と、対照
をなしている。
以下に詳細に述べられる実験結果は、62パーセントブ
タジエンを含むNBR型ゴムに対して水素化した組成物
置トに重水素化物の酸化抵抗性が実質的に改良されてい
ることを示しており、これは僅か4.3重量パーセント
の重水素に対応するものである。本発明が対応している
エラストマーの内で最も不飽和度の高いポリブタジェン
においては、オレフィン結合の飽和が6.9重量パーセ
ント重水素を付加結合している。
タジエンを含むNBR型ゴムに対して水素化した組成物
置トに重水素化物の酸化抵抗性が実質的に改良されてい
ることを示しており、これは僅か4.3重量パーセント
の重水素に対応するものである。本発明が対応している
エラストマーの内で最も不飽和度の高いポリブタジェン
においては、オレフィン結合の飽和が6.9重量パーセ
ント重水素を付加結合している。
本発明による重水素化ポリマーおよびコポリマーの特別
に有利な点は、これらの重水素化ポリマーおよびコポリ
マーを既存の水素添加装置を用いて下記に示すように改
良された酸化抵抗性を有するエラストマーを得るように
製造することができることである。
に有利な点は、これらの重水素化ポリマーおよびコポリ
マーを既存の水素添加装置を用いて下記に示すように改
良された酸化抵抗性を有するエラストマーを得るように
製造することができることである。
改良された酸化抵抗性を有する合成ゴムを供給する観点
から、本発明はその特徴の1つにおいて、ビニルモノマ
ーと1.3−共役ジエンの弾性付加コポリマーを選択的
に重水素化して、ポリマー構造中に組み込まれているジ
エンユニット中のエチレン系二重結合の約50パーセン
ト乃至約100パーセントを飽和させることができる。
から、本発明はその特徴の1つにおいて、ビニルモノマ
ーと1.3−共役ジエンの弾性付加コポリマーを選択的
に重水素化して、ポリマー構造中に組み込まれているジ
エンユニット中のエチレン系二重結合の約50パーセン
ト乃至約100パーセントを飽和させることができる。
より好ましい具体例では、ブタジェンとアクリロニトリ
ルおよびまたはスチレンとのコポリマーが選択的に重水
素化されて、重水素化NBR1SBR,SBSまたはA
BS−型エラストマーを与えることができる。
ルおよびまたはスチレンとのコポリマーが選択的に重水
素化されて、重水素化NBR1SBR,SBSまたはA
BS−型エラストマーを与えることができる。
別の特徴では、本発明は選択的に重水素化されたブタジ
ェンおよびイソプレンのホモポリマーに係わっており、
ここではエチレン系二重結合の約50乃至約100パー
セントが重水素によって飽和されている。
ェンおよびイソプレンのホモポリマーに係わっており、
ここではエチレン系二重結合の約50乃至約100パー
セントが重水素によって飽和されている。
更に別の特徴では、本発明は重水素がポリブタジェン、
ポリイソプレン、アクリロニトリル−ブタジェンコポリ
マー スチレン−ブタジェンコポリマー、スチレン−ブ
タジエンコポリマーおよびアクリロニトリル−スチレン
−ブタジエンコポリマーからなる群から選ばれた弾性重
合体材料のオレフィン系二重結合に選択的に付加されて
いる弾性ポリマーを製造する方法である。重水素は、弾
性重合体材料のオレフィン系二重結合の約50乃至約1
00パーセントが飽和されるまで加えられる。
ポリイソプレン、アクリロニトリル−ブタジェンコポリ
マー スチレン−ブタジェンコポリマー、スチレン−ブ
タジエンコポリマーおよびアクリロニトリル−スチレン
−ブタジエンコポリマーからなる群から選ばれた弾性重
合体材料のオレフィン系二重結合に選択的に付加されて
いる弾性ポリマーを製造する方法である。重水素は、弾
性重合体材料のオレフィン系二重結合の約50乃至約1
00パーセントが飽和されるまで加えられる。
本発明による重水素化組成物は、共役ジエンの天然また
は合成ホモポリマーまたはコポリマーの重水素化によっ
て製造することができる。これらのポリマーまたはコポ
リマーは、骨格中にエチレン系不飽和結合を含んでおり
または組み込まれたジエンユニットから誘導される側鎖
を含んでいる。重水素の経済的な使用法と、エチレン系
二重結合の実質的に全部が重水素で飽和される製品の製
造に関しては、好ましくは均質反応で重水素化を実施す
べきであり、ここでは通常の水素原子触媒と重水素化さ
れるポリマーが溶媒に溶解されて、典型的にはオートク
レーブ中で、重水素ガスにより加圧反応する。−・般的
には、不均質触媒系は、製品の耐候性が極大になる10
0パーセント飽和度を達成することができない。
は合成ホモポリマーまたはコポリマーの重水素化によっ
て製造することができる。これらのポリマーまたはコポ
リマーは、骨格中にエチレン系不飽和結合を含んでおり
または組み込まれたジエンユニットから誘導される側鎖
を含んでいる。重水素の経済的な使用法と、エチレン系
二重結合の実質的に全部が重水素で飽和される製品の製
造に関しては、好ましくは均質反応で重水素化を実施す
べきであり、ここでは通常の水素原子触媒と重水素化さ
れるポリマーが溶媒に溶解されて、典型的にはオートク
レーブ中で、重水素ガスにより加圧反応する。−・般的
には、不均質触媒系は、製品の耐候性が極大になる10
0パーセント飽和度を達成することができない。
本発明に従ってエラストマーを製造するために重水素化
される不飽和ポリマーは、共役ジエンの弾性ホモポリマ
ーまたは適当な共役ジエンと適当なビニルモノマーの弾
性コポリマーである。このようなコポリマーは、ランダ
ム、交互またはブロックコポリマーであることができる
。適当な共役ジエンは、C4〜C6共役ジエン、例えば
ブタジェンおよびイソプレンを含んでいる。適当なビニ
ルモノマーは、アクリロニトリルおよびメタクリロニト
リル、スチレンおよびメチルスチレン、アクリル酸およ
メタクリル酸およびそれらの低級アルキルエステル、お
よびビニルエステル例えば酢酸ビニル等である。
される不飽和ポリマーは、共役ジエンの弾性ホモポリマ
ーまたは適当な共役ジエンと適当なビニルモノマーの弾
性コポリマーである。このようなコポリマーは、ランダ
ム、交互またはブロックコポリマーであることができる
。適当な共役ジエンは、C4〜C6共役ジエン、例えば
ブタジェンおよびイソプレンを含んでいる。適当なビニ
ルモノマーは、アクリロニトリルおよびメタクリロニト
リル、スチレンおよびメチルスチレン、アクリル酸およ
メタクリル酸およびそれらの低級アルキルエステル、お
よびビニルエステル例えば酢酸ビニル等である。
抗酸化性ゴムのような実用的応用面で使用するためには
、本発明によるポリマーは5合成ゴム技術においてよく
知られている適当な方法を用いてコンパウンド化、強化
および加硫されることができる。特にNBRゴムに関連
するこのような方法の有用な検討か、「ニトリル エラ
ストマー」(“旧trilc Elastomers”
)という題目でバンダービルト ラバー ハンドブッ
ク(VanderbiltRubber Handbo
ok)の169−187頁に記載されており、それらの
例証がニトリルゴムの加工方法および応用方法に関する
教示としてここでも参考とされている。
、本発明によるポリマーは5合成ゴム技術においてよく
知られている適当な方法を用いてコンパウンド化、強化
および加硫されることができる。特にNBRゴムに関連
するこのような方法の有用な検討か、「ニトリル エラ
ストマー」(“旧trilc Elastomers”
)という題目でバンダービルト ラバー ハンドブッ
ク(VanderbiltRubber Handbo
ok)の169−187頁に記載されており、それらの
例証がニトリルゴムの加工方法および応用方法に関する
教示としてここでも参考とされている。
エチレン系不飽和ゴムまたはニラストアーは、一般にガ
スケット、化学装置のライニング、タイヤおよび類似品
用に使用されるが、これら使用場面においてこれらのゴ
ム材料が化学的作用または老化、例えば酸化によって破
損しやすいものである。このようなエチレン系不飽和基
を有するポリマーのゴムを化学的作用および老化に対し
て抵抗性を持たせるには、水素添加によるのが宜しいこ
とはよく知られている。例えば、ラバー ワールド(R
ubber World)、190巻、2号、36−4
7頁にある「高度飽和ニトリル−新規の高温耐熱性、化
学抵抗性エラストマー」 (“旧ghly 5aturated n1tri
le −a new hightemperat
ure、cheIlical resistant e
lastomer” )と称する項目を参考例とするこ
とができる。最も予期しなかった事であるか、重水素化
ポリマーの酸化抵抗性が水素化ポリマーで得られる酸化
抵抗性よりも著しく増加していることであり、これは重
水素化潤滑剤に関する置部の海軍研究所研究によっては
連想できない程に顕著な酸化抵抗性増大であることか、
見出されている。
スケット、化学装置のライニング、タイヤおよび類似品
用に使用されるが、これら使用場面においてこれらのゴ
ム材料が化学的作用または老化、例えば酸化によって破
損しやすいものである。このようなエチレン系不飽和基
を有するポリマーのゴムを化学的作用および老化に対し
て抵抗性を持たせるには、水素添加によるのが宜しいこ
とはよく知られている。例えば、ラバー ワールド(R
ubber World)、190巻、2号、36−4
7頁にある「高度飽和ニトリル−新規の高温耐熱性、化
学抵抗性エラストマー」 (“旧ghly 5aturated n1tri
le −a new hightemperat
ure、cheIlical resistant e
lastomer” )と称する項目を参考例とするこ
とができる。最も予期しなかった事であるか、重水素化
ポリマーの酸化抵抗性が水素化ポリマーで得られる酸化
抵抗性よりも著しく増加していることであり、これは重
水素化潤滑剤に関する置部の海軍研究所研究によっては
連想できない程に顕著な酸化抵抗性増大であることか、
見出されている。
前述したように、水素添加に均質触媒システムを用いる
方法は、本発明による重水素化材料を製造するのに好適
に用いられるが、同じく水素添加に用いられる既知の不
均質触媒システムおよび方法もまた、このような不均質
触媒システムおよび方法か水素添加に有効であると示さ
れていそれら材料の重水素化に用いることができる。以
下の諸特許の開示は、本発明の範囲内と理解される重水
素化誘導体に対応する、エチレン系不飽和エラストマー
の水素化に関連している。
方法は、本発明による重水素化材料を製造するのに好適
に用いられるが、同じく水素添加に用いられる既知の不
均質触媒システムおよび方法もまた、このような不均質
触媒システムおよび方法か水素添加に有効であると示さ
れていそれら材料の重水素化に用いることができる。以
下の諸特許の開示は、本発明の範囲内と理解される重水
素化誘導体に対応する、エチレン系不飽和エラストマー
の水素化に関連している。
米国特許第3,700,637号[ツイフチ(Finc
h) ]は、ブブタジンまたはイソプレンとアクリロニ
トリルまたはメタクリロニトリルの実質的交互弾性コポ
リマーを、水素添加触媒として化学式(R2H)JhX
(ここで、Xはハロゲン(好ましくはCIまたはB
r)、EはPまたは八s、 Rは1乃至20のC原子お
よび単に芳香族不飽和性を有する有機グループである)
の均質ロジウムハライド錯体を用いる水素添加法を記載
している。
h) ]は、ブブタジンまたはイソプレンとアクリロニ
トリルまたはメタクリロニトリルの実質的交互弾性コポ
リマーを、水素添加触媒として化学式(R2H)JhX
(ここで、Xはハロゲン(好ましくはCIまたはB
r)、EはPまたは八s、 Rは1乃至20のC原子お
よび単に芳香族不飽和性を有する有機グループである)
の均質ロジウムハライド錯体を用いる水素添加法を記載
している。
米国特許第3,898.208号[クローズ(にrau
se) ]は、残留不飽和基を含む共役ジエンの非油溶
性ポリマー、例えばスチレン−ブタジェンコポリマー、
の膨溜滑剤中のポリマー分散ラテックスにトリス(トリ
ーフェニル)クロルロジウムのような均質水素添加触媒
存在下で水素を供給することによる水素添加方法を記載
している。
se) ]は、残留不飽和基を含む共役ジエンの非油溶
性ポリマー、例えばスチレン−ブタジェンコポリマー、
の膨溜滑剤中のポリマー分散ラテックスにトリス(トリ
ーフェニル)クロルロジウムのような均質水素添加触媒
存在下で水素を供給することによる水素添加方法を記載
している。
英国特許第1,558.491号(バイエル社)は、α
、β−不飽和カルポン酸またはその誘導体と共役二重結
合を有する不飽和炭化水素、例えばアクリロニトリル−
ブタジェンとのコポリマーの溶液中で水素添加する方法
を記述しており、ここでは触媒として1価または3価ロ
ジウムハライド錯体および助触媒として錯体の結合配位
子、例えば[(Cgt15) aP]3Rhcl触媒と
(c6H5) 3P助触媒を使用している。
、β−不飽和カルポン酸またはその誘導体と共役二重結
合を有する不飽和炭化水素、例えばアクリロニトリル−
ブタジェンとのコポリマーの溶液中で水素添加する方法
を記述しており、ここでは触媒として1価または3価ロ
ジウムハライド錯体および助触媒として錯体の結合配位
子、例えば[(Cgt15) aP]3Rhcl触媒と
(c6H5) 3P助触媒を使用している。
米国特許第4,337,329号、第4,384.08
1号、および第4,452,951号[久保およびその
他(にubo et al、)]は、共役ジエンポリマ
ー、特にポリイソプレンおよび天然ゴム、ポリブタジェ
ン、NBRlおよびSBRの水素添加に不均質触媒シス
テムを用いることを記載している。
1号、および第4,452,951号[久保およびその
他(にubo et al、)]は、共役ジエンポリマ
ー、特にポリイソプレンおよび天然ゴム、ポリブタジェ
ン、NBRlおよびSBRの水素添加に不均質触媒シス
テムを用いることを記載している。
米国特許第4,464,515号および第4.503,
196号[レンベルおよびその他(Rcmpel et
at、)]は、共役ジエンと共重合できる千ツマ−の
コポリマー、例えばブタジェンとスチレンのブロックコ
ポリマー中のC=C結合を有するコポリマー溶液での選
択的水素添加に有用な触媒/助触媒システムを記載して
いる。
196号[レンベルおよびその他(Rcmpel et
at、)]は、共役ジエンと共重合できる千ツマ−の
コポリマー、例えばブタジェンとスチレンのブロックコ
ポリマー中のC=C結合を有するコポリマー溶液での選
択的水素添加に有用な触媒/助触媒システムを記載して
いる。
英国特許出願公告第2,070,023A [ジョンソ
ン マチイー アンド カムパニイ(Johnson
Matthey & Company) ]は、不飽和
有機材料、例えばABS−型コポリマーの水素添加用触
媒システムおよび水素添加方法を記載している。
ン マチイー アンド カムパニイ(Johnson
Matthey & Company) ]は、不飽和
有機材料、例えばABS−型コポリマーの水素添加用触
媒システムおよび水素添加方法を記載している。
米国特許第4,452,950号[ワイドマン(Wid
eman) ]および前記の第3,898,208号は
、ラテックス形状で不飽和ゴムを水素添加する方法を記
載している。ポリイソプレン、ポリブタジェン、SBR
,NBR,天然ゴム、ブタジェン−イソプレンコポリマ
ーまたはイソプレン−イソブチレンコポリマー等のゴム
が1選択的に水素添加されつる。
eman) ]および前記の第3,898,208号は
、ラテックス形状で不飽和ゴムを水素添加する方法を記
載している。ポリイソプレン、ポリブタジェン、SBR
,NBR,天然ゴム、ブタジェン−イソプレンコポリマ
ーまたはイソプレン−イソブチレンコポリマー等のゴム
が1選択的に水素添加されつる。
上述の米国特許第3,700,637号、第3.898
,208号、第4,337,329号、第4,384,
081号、第4,452,951号、第4,464,5
15号、第4.503.196号、および第4,452
,950号、英国特許第1,558,491号および英
国特許出願公告第2.070,023A号は、ビニル千
ツマ−と1.3−共役ジエンとの弾性付加コポリマーの
水素添加用各種方法の開示のための参考例として、ここ
では組み込まわている。
,208号、第4,337,329号、第4,384,
081号、第4,452,951号、第4,464,5
15号、第4.503.196号、および第4,452
,950号、英国特許第1,558,491号および英
国特許出願公告第2.070,023A号は、ビニル千
ツマ−と1.3−共役ジエンとの弾性付加コポリマーの
水素添加用各種方法の開示のための参考例として、ここ
では組み込まわている。
支五泄
(i)1X1丈ユニ
アクリロニトリル−ブタジェンコポリマー、バーブナン
(PERBUNAN)N 3810 [バイエル社(l
layer Co、) ]の50gが、不活性雰囲気(
N2またはAr)下で1500mjJのクロルベンゼン
中に溶解されて、引続いて2リッターガラス内張りオー
トクレーブに移された。このオートクレーブの準備完了
後、10分間攪拌しながら溶液中にN2ガスを通じた。
(PERBUNAN)N 3810 [バイエル社(l
layer Co、) ]の50gが、不活性雰囲気(
N2またはAr)下で1500mjJのクロルベンゼン
中に溶解されて、引続いて2リッターガラス内張りオー
トクレーブに移された。このオートクレーブの準備完了
後、10分間攪拌しながら溶液中にN2ガスを通じた。
オートクレーブが、5分間0.35M P aに加圧さ
れた。圧を抜いて、オートクレーブを短時間開けて、触
媒RhCl [P (Cat(s)+]+0.2gおよ
び助触媒P(tl:at(s)+2.0 gを加えた。
れた。圧を抜いて、オートクレーブを短時間開けて、触
媒RhCl [P (Cat(s)+]+0.2gおよ
び助触媒P(tl:at(s)+2.0 gを加えた。
オートクレーブを閉じて、再びN2を5分間溶液中を通
したオートクレーブがD2ガスで5分間1.38MPa
に加圧された。次に圧を抜いてから、再び3.45MP
aに加圧した。攪拌を開始して、混合物を150℃に加
熱し反応を進めさせた。
したオートクレーブがD2ガスで5分間1.38MPa
に加圧された。次に圧を抜いてから、再び3.45MP
aに加圧した。攪拌を開始して、混合物を150℃に加
熱し反応を進めさせた。
実験中にサンプルを取り出して、’l(NMRで炭素−
炭素二重結合の飽和度を分析した。不飽和炭素−炭素二
重結合の完全な重水素化が、約5時間で実現した。最終
生成混合物を同量のアセトンで希釈して、イソプロパツ
ール(4000mj2)で分離した。生成物を傾斜取得
し、更にイソプロパツール(3X500rnIL)で洗
浄して減圧下50℃で乾燥した。
炭素二重結合の飽和度を分析した。不飽和炭素−炭素二
重結合の完全な重水素化が、約5時間で実現した。最終
生成混合物を同量のアセトンで希釈して、イソプロパツ
ール(4000mj2)で分離した。生成物を傾斜取得
し、更にイソプロパツール(3X500rnIL)で洗
浄して減圧下50℃で乾燥した。
最終生成物のl HNMRは、炭素−炭素二重結合が1
00%重水素添加されたことを示した。そして13(H
(l旧NMR,IRはポリマー中に存在するニトリル基
の重水素化が起っていないことを示していた。
00%重水素添加されたことを示した。そして13(H
(l旧NMR,IRはポリマー中に存在するニトリル基
の重水素化が起っていないことを示していた。
IRスペクトルはまた生成物中の重水素組み込みを示す
C−D伸縮へのシフトを示していた。
C−D伸縮へのシフトを示していた。
上述で示した条件よりも少量の触媒/助触媒およびより
低い反応温度を使用することができた。
低い反応温度を使用することができた。
可及的に完全な生成物の重水素化を確保するためには、
より厳しい条件が選択された。
より厳しい条件が選択された。
パーブナンN3810の別のサンプル50gが、同じ製
造法を使用して、D2の代わりにN2を使7て水素添加
された。再び、スペクトル測定によって、炭素−炭素二
重結合の100パーセント水素橋加が達成されて、ニト
リル基の還元が起らなかったことが確認された。
造法を使用して、D2の代わりにN2を使7て水素添加
された。再び、スペクトル測定によって、炭素−炭素二
重結合の100パーセント水素橋加が達成されて、ニト
リル基の還元が起らなかったことが確認された。
下記第1表は、炭素−炭素二重結合を含む各種ポリマー
/コポリマーが重水素原子パーセント条件で重水素化さ
れ、その結果得られた生成物中の重水素重量パーセント
を示している。重水素水準は反応時間および反応条件を
変えることで変化することができるが、未処理ポリマー
に比べて物性上の測定し得る改良値を得るには、少なく
とも理論量の約50パーセント水準まで重水素化が行な
われる必要がある。
/コポリマーが重水素原子パーセント条件で重水素化さ
れ、その結果得られた生成物中の重水素重量パーセント
を示している。重水素水準は反応時間および反応条件を
変えることで変化することができるが、未処理ポリマー
に比べて物性上の測定し得る改良値を得るには、少なく
とも理論量の約50パーセント水準まで重水素化が行な
われる必要がある。
第 1
ポリマー/コポリマー
バーブナンN3810
62%ブタジェン含存アクリロニトリル−ブタジェン
コポリマー アメルボール(AMERPOL) +502.8.Fグ
ツドリッチ(Goodri ch)−761;ブタジェ
ン含有スチレン−ブタジェン コポリマー クラトン(KRATON) 1101.シェル(She
ll)67%ブタジェン含有スチレン− ブタジェン−スチレン ブロック コポリマー 表 重水素化 D/H+ D パーセント % 7シ スーボリブタジエン 天然ゴム D重量% 4、3 5。8 5、5 6、9 4、8 ジエン/ビニルモノマーコポリマーにおいては、最終加
硫物の物性に最大の影響を与えるポリマー物性は、ビニ
ル千ツマ−の含量である。−数的な基準としては、ポリ
マー昨位の少なくとも40パーセントがジエンでなけれ
ばならず、これによフて加硫物が物理性状でエラストマ
ーとなりゴムとして有用となる。
コポリマー アメルボール(AMERPOL) +502.8.Fグ
ツドリッチ(Goodri ch)−761;ブタジェ
ン含有スチレン−ブタジェン コポリマー クラトン(KRATON) 1101.シェル(She
ll)67%ブタジェン含有スチレン− ブタジェン−スチレン ブロック コポリマー 表 重水素化 D/H+ D パーセント % 7シ スーボリブタジエン 天然ゴム D重量% 4、3 5。8 5、5 6、9 4、8 ジエン/ビニルモノマーコポリマーにおいては、最終加
硫物の物性に最大の影響を与えるポリマー物性は、ビニ
ル千ツマ−の含量である。−数的な基準としては、ポリ
マー昨位の少なくとも40パーセントがジエンでなけれ
ばならず、これによフて加硫物が物理性状でエラストマ
ーとなりゴムとして有用となる。
(ii) コンパウンディング(混練り)および理゛
重水素化NBRと水素化NBRサンプルが上述のように
製造され、次に第2表で示したベース処方を用いて6×
12ゴム練り機で混練りされた。
製造され、次に第2表で示したベース処方を用いて6×
12ゴム練り機で混練りされた。
材料の分子鎖が完全飽和しているので、これらサンプル
はラジカルメカニズムで架橋結合された。
はラジカルメカニズムで架橋結合された。
第2表に示したようにパーオキサイド−助剤を用いて、
架橋結合が達成された。
架橋結合が達成された。
第 2 表
ポリマー 100.ON
550カーボン 50・0酸化
マグネシウムa′to.。
550カーボン 50・0酸化
マグネシウムa′to.。
酸化亜鉛 5.0ステ
アリン酸 1.0置換ジフ
エニルアミン” 2.672−マー
キャブトトリルイミダゾールcl 2.01:2ボ
リブタシs− ン(6596)” 10.
0パーオキサイド16.5 a)マグライト K−ホワイタッカー(Magl it
eK−Whitt−aker) 、クラーク ダニエル
(Clark lkDaniels) b) エージライト・スーパーフレックス(Ageri
te Superflex ) G ( 7 5%有効
分)−バンダービルト( Vanderbilt)C)
バノックス( Vanox) M T I−バンダー
ビルトd) リコン(Ricon)1 53D−コoラ
ド化学スベシャリティース社( CoJorado C
hemicalSpecialties Inc.) e) バノックスDBPHー50ーパ゛ンダービルト
(iii) L(旧11似莢且上 空気老化が、ASTM D−573−81の「空気オ
ーブン中のゴム変質」 ( “Rubber−Deterioration
in an Air Oven ” )方法に
従って実施された。パーオキサイド加硫物が、2柿類の
温度、即ち150℃と160℃で老化試験をされた。重
水素化および水素化NBRの未老化および150℃と1
60℃での老化サンプルに対する物理試験結果が、第3
表および第4表に要約されている。
アリン酸 1.0置換ジフ
エニルアミン” 2.672−マー
キャブトトリルイミダゾールcl 2.01:2ボ
リブタシs− ン(6596)” 10.
0パーオキサイド16.5 a)マグライト K−ホワイタッカー(Magl it
eK−Whitt−aker) 、クラーク ダニエル
(Clark lkDaniels) b) エージライト・スーパーフレックス(Ageri
te Superflex ) G ( 7 5%有効
分)−バンダービルト( Vanderbilt)C)
バノックス( Vanox) M T I−バンダー
ビルトd) リコン(Ricon)1 53D−コoラ
ド化学スベシャリティース社( CoJorado C
hemicalSpecialties Inc.) e) バノックスDBPHー50ーパ゛ンダービルト
(iii) L(旧11似莢且上 空気老化が、ASTM D−573−81の「空気オ
ーブン中のゴム変質」 ( “Rubber−Deterioration
in an Air Oven ” )方法に
従って実施された。パーオキサイド加硫物が、2柿類の
温度、即ち150℃と160℃で老化試験をされた。重
水素化および水素化NBRの未老化および150℃と1
60℃での老化サンプルに対する物理試験結果が、第3
表および第4表に要約されている。
第
表(160℃)
一二組切狸1−
硬 度1
同変化5)
10敗モジュラス、MPa
同変化、%
弓1弓長り強さ、MPa
同変化1%
伸 度、%
同変化、%
−NBR
+5
14.0
+82
26、l
+25.5
−13.6
−NOR
+5
13.4
+81
28、O
+11.5
−26.6
−NBR
+8
16.0
+107
25.4
+22
−22.7
■−NBR
+7
15.7
+112
27.8
+10.7
−NBR
+8
16.7
+116
26.2
+26.0
−20.5
−NBR
+10
16.6
+124
25.4
+1
17〇
D−NORH−NBR
+10 +u
19.2 19.1
+149 4158
27)、8 27.3
+24 +7
−32.0 −48
−NBR
+10
20.2
+162
23.3
+12
−4:1
It−N8口
+12
20.0
+170
25.9
+3
注。
a)ショアー硬度試験A型タイプ2゜
b)元の硬度からの変化
5秒読み
パーオキサイド加硫物の150℃および160℃空気老
化試験復における伸度保持性は、第3表および第4表の
「パーセント変化」に対応して、それぞれ第1図および
第2図に示した。これらの第1図および第2図から判る
ように、重水素化NBRサンプルは150℃および16
0℃の両方において優れた高温抵抗性を示している。
化試験復における伸度保持性は、第3表および第4表の
「パーセント変化」に対応して、それぞれ第1図および
第2図に示した。これらの第1図および第2図から判る
ように、重水素化NBRサンプルは150℃および16
0℃の両方において優れた高温抵抗性を示している。
重水素化NBR(D−NBR)と水素化NBR(H−N
BR)の間の違いは、160℃でより大きく表われてい
る。例えば160℃では水素化NBRが約40時間後に
元の伸度の30%を失なっているが、重水素化NBRの
似たような伸度減少は老化120時間後にのみ初めて表
われている。老化216時間後に、重水素化NBRは極
限伸度の43%減となったが、水素化NBRでは55%
減であった。これらのデータは、重水素化NBRの酸化
安定性における本質的な増大が、水素化NBRよりも遥
かに優わていることを表わしている。全体的にみて、重
水素化NBRは、これらの促進老化試験条件に対し、少
なくとも水素化NBRより少なくとも2倍の耐久性を示
している。
BR)の間の違いは、160℃でより大きく表われてい
る。例えば160℃では水素化NBRが約40時間後に
元の伸度の30%を失なっているが、重水素化NBRの
似たような伸度減少は老化120時間後にのみ初めて表
われている。老化216時間後に、重水素化NBRは極
限伸度の43%減となったが、水素化NBRでは55%
減であった。これらのデータは、重水素化NBRの酸化
安定性における本質的な増大が、水素化NBRよりも遥
かに優わていることを表わしている。全体的にみて、重
水素化NBRは、これらの促進老化試験条件に対し、少
なくとも水素化NBRより少なくとも2倍の耐久性を示
している。
重水素化および水素化NBR両者とも、優れたオゾン抵
抗性を示した。もし標準試験時間が延長されるならば、
重水素化NBRはまた水素化NBRよりもオゾンに対し
てより超時間耐久できることになる。しかしながら、加
熱老化試験で観察される顕著な改良は、重水素化NBR
がこれまで使用されているよりも邊かに広範な熱抵抗性
能を有する新規な特殊エラストマーであることを示して
いる。
抗性を示した。もし標準試験時間が延長されるならば、
重水素化NBRはまた水素化NBRよりもオゾンに対し
てより超時間耐久できることになる。しかしながら、加
熱老化試験で観察される顕著な改良は、重水素化NBR
がこれまで使用されているよりも邊かに広範な熱抵抗性
能を有する新規な特殊エラストマーであることを示して
いる。
第1図は150℃での重水素化NBRと水素化NBRサ
ンプルの極限伸度パーセントを比較した棒グラフである
。 第2図は160℃での重水素化NBRと水素化NBRサ
ンプルの極限伸度パーセントを比較した棒グラフである
。 3′F−続7山−正書 (方式) %式% 2、発明の名称 36補正をする者 事件との関係 昭和63年特許願第255720号 ポリマーの重水素化
ンプルの極限伸度パーセントを比較した棒グラフである
。 第2図は160℃での重水素化NBRと水素化NBRサ
ンプルの極限伸度パーセントを比較した棒グラフである
。 3′F−続7山−正書 (方式) %式% 2、発明の名称 36補正をする者 事件との関係 昭和63年特許願第255720号 ポリマーの重水素化
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、ビニルモノマーと1,3−共役ジエンの弾性付加コ
ポリマーに於て、ポリマー骨格およびコポリマー中に組
み込まれているジエンユニットからの側鎖エチレン系二
重結合の約 50パーセント乃至約100パーセントを 飽和する様に前記コポリマーが選択的に重 水素化されていることを特徴とするコポリ マー。 2、更に前記ビニルモノマーが、アクリロニトリル、ス
チレンおよびそれらの混合物からなる群から選ばれるこ
とを特徴とする請求項1記載のコポリマー。 3、更に前記1,3−共役ジエンが、ブタジエン、イソ
プレン、および天然ゴムからなる群から選ばれることを
特徴とする請求項1記載のコポリマー。 4、更に前記コポリマー中の1,3−共役ジエンのパー
セントが、少なくとも約40モルパーセントであること
を特徴とする請求項1記載のコポリマー。 5、エチレン系二重結合の約50パーセント乃至約10
0パーセントが重水素添加により飽和されることを特徴
とする選択的重水素化ポリブタジエン。 6、エチレン系二重結合の約50パーセント乃至約10
0パーセントが重水素添加により飽和されることを特徴
とする選択的重水素化ポリイソプレン。 7、請求項4記載のコポリマーから作られることを特徴
とする加硫生成物。 8、ポリブタジエン、ポリイソプレン、アクリロニトリ
ル−ブタジエンコポリマー、スチレン−ブタジエンコポ
リマー、スチレン−ブタジエン−スチレンブロックコポ
リマー、およびアクリロニトリル−スチレン−ブタジエ
ンコポリマーからなる群から選ばれた弾性重合体材料の
エチレン系二重結合に重水素を選択付加する工程を含み
更に前記エチレン系二重結合の約50パーセント乃至約
100パーセントが飽和されることを特徴とする弾性ポ
リマーの製造方法。 9、更に選択的重水素付加が、前記弾性ポリマー材料を
触媒を含む適当な有機溶媒中の溶液中で加圧重水素ガス
の存在下で加熱することで実施されることを特徴とする
請求項8記載の製造方法。 10、更に前記触媒がRhCl[P(C_6H_5)_
3]_3およびP(C_6H_5)_3助触媒を含むこ
とを特徴とする請求項9記載の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US210,408 | 1988-06-23 | ||
US07/210,408 US4914160A (en) | 1988-06-23 | 1988-06-23 | Deuteration of unsaturated polymers and copolymers |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0220505A true JPH0220505A (ja) | 1990-01-24 |
Family
ID=22782789
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63255720A Pending JPH0220505A (ja) | 1988-06-23 | 1988-10-11 | ポリマーの重水素化 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4914160A (ja) |
EP (1) | EP0352388A1 (ja) |
JP (1) | JPH0220505A (ja) |
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JP2006131807A (ja) * | 2004-11-08 | 2006-05-25 | Nitta Ind Corp | 変性ラテックス、及び天然ポリイソプレノイド水素添加物又はその変性体含有製品 |
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JP2789084B2 (ja) * | 1995-11-24 | 1998-08-20 | 勝 中原 | 重水素化化合物の製造方法 |
US6269648B1 (en) | 1998-06-17 | 2001-08-07 | Medi-Physics, Inc. | Hyperpolarized gas containers, solenoids, transport and storage devices and associated transport and storage methods |
HUP0103605A3 (en) | 1998-06-17 | 2002-11-28 | Medi Physics Inc Princeton | Resilient containers for hyperpolarized gases |
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US6423387B1 (en) | 1998-06-17 | 2002-07-23 | Medi-Physics, Inc. | Resilient containers for hyperpolarized gases and associated methods |
US6286319B1 (en) | 1998-09-30 | 2001-09-11 | Medi-Physics, Inc. | Meted hyperpolarized noble gas dispensing methods and associated devices |
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NL246200A (ja) * | 1958-12-12 | |||
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US3823203A (en) * | 1971-03-29 | 1974-07-09 | Shell Oil Co | Vulcanizable selectively hydogenated block copolymer compositions |
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-
1988
- 1988-06-23 US US07/210,408 patent/US4914160A/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-09-27 EP EP88308938A patent/EP0352388A1/en not_active Withdrawn
- 1988-10-11 JP JP63255720A patent/JPH0220505A/ja active Pending
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4914160A (en) | 1990-04-03 |
EP0352388A1 (en) | 1990-01-31 |
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