JPH0632852A - タイヤトレッド化合物を作製して使用するために傑出した特性を有するエラストマー - Google Patents

タイヤトレッド化合物を作製して使用するために傑出した特性を有するエラストマー

Info

Publication number
JPH0632852A
JPH0632852A JP5104259A JP10425993A JPH0632852A JP H0632852 A JPH0632852 A JP H0632852A JP 5104259 A JP5104259 A JP 5104259A JP 10425993 A JP10425993 A JP 10425993A JP H0632852 A JPH0632852 A JP H0632852A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
segment
styrene
range
butadiene
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5104259A
Other languages
English (en)
Inventor
Adel F Halasa
ファルハン ハラサ アデル
Wen-Liang Hsu
シュー ワン−リアーング
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Goodyear Tire and Rubber Co
Original Assignee
Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Goodyear Tire and Rubber Co filed Critical Goodyear Tire and Rubber Co
Publication of JPH0632852A publication Critical patent/JPH0632852A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F297/00Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer
    • C08F297/02Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer using a catalyst of the anionic type
    • C08F297/04Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer using a catalyst of the anionic type polymerising vinyl aromatic monomers and conjugated dienes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • B60C1/0016Compositions of the tread
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Tires In General (AREA)
  • Tyre Moulding (AREA)
  • Graft Or Block Polymers (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 極めて良好な収縮特性を示し、好ましい回転
抵抗及びトレッド耐久性を維持しているタイヤトレッド
にラバーポリマーを含有させる。 【構成】 本発明によるタイヤトレッドは(a)及び
(b)よりなり、(a)第1のセグメントは実質的に
1,3−ブタジエンモノマーとスチレンモノマーに由来
する繰返し単位から成り、約6%乃至約15%の範囲内
のビニール成分を含有し、約25,000乃至約35
0,000の範囲内の数平均分子量を持っており及び
(b)最終セグメントは1,3−ブタジエンとスチレン
に由来する繰返し単位から成り、その繰返し単位は実質
的にランダム配列であり、約20%乃至約95%のビニ
ール成分を持ち、約25,000乃至約350,000
の範囲内の数平均分子量を持っている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】乾燥したおよび濡れた表面におい
て良好な収縮特性を示すタイヤはきわめて望ましい。し
かしながら、伝統的に回転抵抗およびトレッド摩耗とに
妥協すること無しにタイヤの牽引特性を改善することは
きわめて難しかった。良好な燃料経済性は事実上常に重
要な検討事項であるので、低い回転抵抗は重要である。
良好なトレッド摩耗はタイヤの寿命を決定する最も重要
な因子であるので、良好なトレッド摩耗もまた重要な検
討事項である。
【0002】
【従来の技術】タイヤの収縮、トレッド摩耗および回転
抵抗はタイヤトレッドを作製するときに使用されたエラ
ストマーの動的粘弾性特性に大部分依存している。タイ
ヤの回転抵抗を減少するためには、高いリバウンドを持
つラバーがタイヤトレッドを作製するときに伝統的に使
用されてきた。他方、タイヤの濡れスキッド抵抗を向上
するためには、大きなエネルギーロスを受けるラバーが
タイヤのトレッドの中に一般に使用されてきた。これら
の両方の粘弾性的には矛盾した特性をバランスさせるた
めに、多くのタイプの合成ラバーおよび天然産ラバーの
混合物がタイヤトレッドには通常使用されてきた。例え
ば、多くのスチレン−ブタジエンラバーおよびポリブタ
ジエンラバーの混合物が一般に自動車用タイヤトレッド
のためのラバー素材として使用された。しかしながら、
そのようなブレンドはあらゆる目的を完全に満足するも
のではなかった。
【0003】カーボンブラックは一般にタイヤおよび大
抵のその他のラバー製品を作製するために使用されるラ
バー組成物に含有されている。最適化した特性に達する
ラバー全体を通じて、カーボンブラックを可能な限りの
最良の分散に達することは望ましい。カーボンブラック
とラバー間の相互作用を改善することもきわめて望まし
い。ラバー化合物のカーボンブラックへの親和力を改善
することによって、物理特性を改善することができるの
である。
【0004】米国特許5,070,148は良好な濡れ
スキッド抵抗、低い回転抵抗、良好なトレッド摩耗特性
および良好な摩滅抵抗を示すタイヤトレッドの中で使用
することのできるセグメント化したエラストマーを開示
している。この米国特許5,070,148の中で開示
されたセグメント化したエラストマーは以下の(a)お
よび(b)からなり立ている、(a) マイクロ構造を
有するイソプレン由来の繰返し単位からなる第1のセグ
メント、しかもそのマイクロ構造のなかでは約75%な
いし約98%の1,4−結合があり、約2%ないし25
%の3,4−結合が存在し、さらにそのなかでは第1の
セグメントは約25,000ないし約350,000の
範囲の数平均分子量をもち、(b) 30ないし95重
量%の1,3−ブタジエンおよび5ないし70重量%の
スチレン由来の繰返し単位からなる第2セグメント、そ
のなかで(1)第2のセグメント中でのスチレンの重量
%の1.7倍および(2)第2のセグメント中では1,
2−ブタジエン結合の百分率の合計が約50%ないし約
92%の範囲内であり、第2のセグメントが約50,0
00ないし350,000の範囲内の数平均分子量を持
っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この発明の高性能ラバ
ーポリマーはタイヤトレッドを製作するさいに使用され
るラバー化合物に含ませるための優れた特性を有してい
る。この発明のラバーポリマーはトレッド摩耗あるいは
回転抵抗を犠牲にすることなく、タイヤの濡れスキッド
抵抗およびを収縮特性を改善するために使用される。タ
イヤ特性のきわめて好ましい組合せが達成できたが、こ
のことは従来の技術を使用していては達成できなかった
のである。これらの改善はこの発明のラバーポリマーに
付随している独特の形態に帰すことができると信じられ
ている。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明の高い性能のラ
バーは2工程の重合方法によって製造される。その方法
の最初の工程では、1,3−ブタジエンモノマーおよび
スチレンがリチュウム開始剤を使って重合される。この
工程は極性調節剤が実質的に存在しない中で行なわれ
る。反応性の相違と極性調節剤の無いことのために、得
られた第1のセグメントは重合がバッチ方法で行われる
ならばブロック間に漸減傾向が存在するようなブロック
状になる。例えば1,3−ブタジエンはスチレンの重合
速度よりも約24倍も早い重合速度を有している。した
がって、大部分が1,3−ブタジエンに由来する繰返し
単位からなる第1のブロックが先ず生成し、優先的にス
チレンに由来する繰返し単位をからなる第2のブロック
がその後に生成する。しかしながら、重合がスチレンと
1,3−ブタジエンモノマー両者が反応ゾーン(重合反
応釜)に連続的に供給されるような連続方法で行われる
場合には、スチレンおよびブタジエンに由来する繰返し
単位が基本的にはその順序がランダムになる。重合の最
初の工程で使用されるモノマーの量は約25,000な
いし約350,000の範囲内の数平均分子量を有する
第1のセグメントを生ずるのに十分である。
【0007】重合の第1の工程で製造されたリビングポ
リジエンセグメントはその後にこの発明の第2の工程で
1,3−ブタジエンおよびスチレンの共重合を開始する
ために使用される。重合のこの工程にとっては約40℃
ないし約150℃の範囲内の温度で少なくとも1種の極
性調節剤の存在下で行うことは重要である。極性調節剤
は通常ラバーポリマーの最終セグメント中の繰返し単位
に実質的にランダム配列することに十分な程度で使用さ
れる。使用するモノマーの量は約25,000ないし約
350,000の範囲内にある数平均分子量を持つ最終
セグメントには十分である。
【0008】首題発明はもっと特異的にタイヤトレッド
を製作するさいに使用するための特性の優れた結合を有
するラバーポリマーを開示しており、そのタイヤトレッ
ドは(a)および(b)から成っており、(a)実質的
に1,3−ブタジエンおよびスチレンモノマーに由来す
る繰返し単位からなる第1のセグメント、その中では第
1のセグメントが6%ないし約15%の範囲内のビニー
ル成分をもち、さらに第1のセグメントは約25,00
0ないし約350,000の範囲内の数平均分子量をも
ち、(b)1,3−ブタジエンおよびスチレンに由来す
る繰返し単位からなる最終セグメント、そのなかで最終
セグメント中の繰返し単位は実質的にはランダム配列で
あり、最終セグメトは約20%ないし約95%のビニー
ル成分をもち、最終セグメントは約25,000ないし
約350,000の範囲内の数平均分子量をもち、しか
も(1)第2のセグメント中のスチレンの重量%の1.
7倍及び(2)第2のセグメント中の1,2−結合の百
分率の合計が約50%ないし約92%の範囲内にある。
【0009】本発明はタイヤトレッドを作製するさいに
使用するための特性の優れた結合を有するラバーポリマ
ーを製造するための方法も開示している。そのタイヤト
レッドは(a)および(b)から成っており、(a)
1,3−ブタジエンモノマーおよびスチレンモノマーを
極性調節剤を実質的に使わずにリチュウム開始剤を使っ
て約40℃ないし約150℃の範囲内の温度で共重合
し、約25,000ないし約350,000の範囲内に
ある数平均分子量をもつリビングスチレンブタジエンセ
グメントを製造し、(b)リビングスチレン−ブタジエ
ンセグメントを利用して、1,3−ブタジエンおよびス
チレンの共重合を開始し、そこでは共重合が約40℃な
いし約150℃の範囲内の温度で少なくとも1種の極性
調節剤の存在下で行われ、1,3−ブタジエン及びスチ
レンに由来する繰返し単位から成る最終セグメントを製
造し、その最終セグメントは約25,000ないし約3
50,000の範囲内にある数平均分子量を持ち、最終
セグメトは約6%ないし約15%の範囲内にあるビニー
ル成分をもち、しかも(1)第2のセグメント中のスチ
レンの重量%の1.7倍および(2)第2のセグメント
中の1,2−結合の百分率の合計が約50%ないし約9
2%の範囲内にある。
【0010】この発明の方法の最初の工程では、1,3
−ブタジエンモノマーおよびスチレンモノマーが共重合
し、その分子量は約25,000から約350,000
の範囲内にある。重合はリチュウム触媒を使用して不活
性有機媒体中で行われる。この重合工程は極性調節剤を
使用せずに行われる。希望するマイクロ構造に達するた
めには多量の極性調節剤を使用せずにこの重合工程を実
行することが大切である。例えば、1,3−ブタジエン
から由来する繰返し単位は約6%ないし約15%の範囲
のビニール成分、好ましくは約8%ないし約10%の範
囲のビニール成分をもつ低いビニールマイクロ構造を持
っている。
【0011】溶媒として使用される不活性有機媒体は典
型的には室温で液体である炭化水素であり、これらは1
種またはそれ以上の芳香族あるいは脂肪族あるいは脂環
式の化合物である。これらの溶媒は通常は1分子あたり
4ないし10の炭素原子含んでおり、重合条件下では液
体である。勿論、選択した溶媒が不活性あることが大切
である。ここで使用した用語「不活性」は溶媒が重合反
応を妨害しない、あるいは重合反応によって得られるポ
リマーと反応しないことを意味している。妥当な有機溶
媒の代表的な例はペンタン、イソオクタン、シクロヘキ
サン、ノーマルヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレ
ン、エチルベンゼンなど、さらに単独であるいは混合物
の形で含んでいる。シクロヘキサンおよびノーマルヘキ
サンのような飽和脂肪族溶媒が最も好ましい。
【0012】使用できるリチューム触媒は典型的には有
機リチウム化合物である。アルキルリチュウム化合物お
よびアリールリチュウム化合物のような有機モノリチュ
ウム化合物が通常は使用される。使用できる有機のモノ
リチュウム化合物の代表的な例はエチルアルミニウム、
イソプロピルアルミニウム、n−ブチルリチュウム、第
2級ブチルリチュウム、ノーマルシクロヘキシル、第3
級オクチルリチュウム、フェニールリチュウム、2−ナ
フチルリチュウム、4−ブチルフェニルリチュウム、4
−フェニールブチルリチュウム、シクロヘキシルリチュ
ウムなどを含んでいる。ノーマルブチルリチュウムおよ
び第2級ブチルリチュウムがきわめて好ましいリチュウ
ム触媒である。
【0013】使用されるリチュウム触媒の量は各々の有
機リチュウム化合物によって変動し、合成される第1の
セグメントに希望する分子量によっても変動する。原則
として、約0.01phm(モノマー100重量部につ
いての部)ないし1phmのリチュウム触媒が使用され
る。大抵の場合、0.01phmないし0.1phmの
リチュウム触媒が使用されるが、0.025ないし0.
07phmのリチュウム触媒が好ましく使用される。
【0014】通常は、約5重量%から約35重量%の
1,3−ブタジエンモノマーとスチレンモノマーを重合
媒体中に投入する(有機溶媒とモノマーを含む重合媒体
の全重量を基準とする)。大抵の場合には、約10重量
%ないし約30重量%モノマーを含むことがこの重合媒
体にとって好ましい。典型的には、約20重量%ないし
約25%モノマーを含むことがこの重合媒体にとってさ
らに好ましい。
【0015】1,3−ブタジエンモノマー及びスチレン
モノマーは約40℃乃至約150℃の範囲内の温度で共
重合される。第1のセグメント用の希望したマイクロ構
造に達するためには、約50℃ないし約120℃の範囲
内に重合温度があることが好ましく、温度が約100℃
ないし約80℃の範囲内にあることが最も好ましい。製
造された第1のポリマーのセグメントのマイクロ構造は
やや重合温度に依存している。例えば低温は1,2−マ
イクロ構造を多量にする原因になる。スチレンおよび
1,3−ブタジエンは種々の速度で重合する。この結果
は反応性の速度に基いてセグメントに連続的に追加する
ことになって現われてる。如何なる場合でも、ジエンモ
ノマーはスチレンよりもはるかに早い反応性の速度を持
っているので、ラバーポリマーの第1のセグメントは基
本的には1,3−ブタジエンモノマーに由来する繰返し
単位から成っている。スチレンは1,3−ブタジエンよ
りはるかに遅い速度で重合するので、第1のセグメント
と基本的にスチレンモノマーに由来する繰返し単位から
成る最終セグメント間にはブロックが存在することにな
る。
【0016】1,3−ブタジエンおよびスチレンの組み
合わせが第1のセグメントを製作するのに使用される。
通常は約5ないし約40重量%のスチレンおよび約60
ないし約95重量%の1,3−ブタジエンが第1のセグ
メントを製作するのに使用される。第1のセグメントに
は約10ないし約30重量%のスチレンおよび約70な
いし約90重量%の1,3−ブタジエンを含有すること
が好ましい。
【0017】この方法の最初の工程では重合は基本的に
は全てのモノマーが消費されるまで継続させる。別の言
い方では、重合は再終点まで行わせる。リチュウム触媒
は共役二重ジエンモノマーを重合させるために使用され
るので、リビングポリブタジエンセグメントが製造され
る。スチレンが最初の重合工程に含まれているので、そ
の末端にスチレンブロックを有するリビングポリブタジ
エンセグメントが製造される。このリビングセグメント
は約25,000ないし約350,000の範囲内にあ
る数平均分子量を持っている。このリビングセグメント
は好ましくは約50,000ないし約200,000内
の範囲にある数平均分子量を持っており、もっと好まし
くは約70,000ないし約150,000の範囲内に
ある数平均分子量を持っている。
【0018】第1のセグメントはそのなかに約6%ない
し約15%の範囲のブタジエン繰返し単位に関してビニ
ール成分を持っている。第1のセグメントは好ましくは
そのなかに約8%ないし約10%の範囲のブタジエン繰
返し単位に関してビニール成分を持っている。
【0019】この発明の方法中の第2の工程は1,3−
ブタジエンモノマーおよびスチレンモノマーの共重合を
開始するリビングポリジエンセグメントを利用すること
を含んでいる。この共重合は少なくとも1種の極性調節
剤の存在下で行われる。
【0020】エーテルおよびルイス塩基として作用する
第3級アミンが使用可能な代表的な極性調節剤の例であ
る。典型的な極性調節剤の特異的な例はジエチルエーテ
ル、ジ−n−プロピルエーテル、ジイソプロピルエーテ
ル、ジ−n−ブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジ
オキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチ
レングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコー
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、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ト
リメチルアミン、トリエチルアミン、N,N,N’,
N’−テトラメチルエチレンジアミン、N−メチルモル
ホリン、N−エチルモルホリン、N−フェニルモルホリ
ンなどを含んでいる。
【0021】調節剤は1,2,3−トリアルコキシベン
ゼン或は1,2,4−トリアルコキシベンゼンであるこ
ともできる。使用可能な1,2,3−トリアルコキシベ
ンゼンの代表的な例は1,2,3−トリメトキシベンゼ
ン、1,2,3−トリエトキシベンゼン、1,2,3−
トリブトキシベンゼン、1,2,3−トリヘキソキシベ
ンゼン、4,5,6−トリメチル−1,2,3−トリメ
トキシベンゼン、4,5,6−トリ−n−ペンチル−
1,2,3−トリエトキシベンゼン、5−メチル−1,
2,3−トリメトキシベンゼン、5−プロピル−1,
2,3−トリメトキシベンゼンを含む。使用可能な1,
2,4−トリアルコキシベンゼンの代表的な例は1,
2,4−トリメトキシベンゼン、1,2,4−トリエト
キシベンゼン、1,2,4−トリブトキシベンゼン、
1,2,4−トリペントキシベンゼン、3,5,6−ト
リメチル−1,2,4−トリメトキシベンゼン、5−プ
ロピル−1,2,4−トリメトキシベンゼン、3,5−
ジメチル−1,2,4−トリメトキシベンゼンを含有す
る。ジピペリジノエタン、ジピロリジノエタン、テトラ
メチルエチレンジアミン、ジエチレングリコール、ジメ
チルエーテルおよびテトラヒドロフランは極めて好まし
い調節剤の代表である。米国特許4,022,959は
極性調節剤としてエーテルと第3級アミンの使用を詳細
に記載している。
【0022】米国特許4,696,986では調節剤と
して1,2,3−トリアルコキシベンゼンおよび1,
2,4−トリアルコキシベンゼンが詳細に記載されてい
る。米国特許4,022,959および米国特許4,6
96,986の教えるところはそのまま引用文献によっ
てこの発明のなかに組み込まれている。共役ジエンモノ
マーに由来する繰返し単位のマイクロ構造は重合温度お
よび存在する極性調節剤の量の関数である。1,3−ブ
タジエンの重合の例では、高い温度は低いビニール含有
量になる(1,2−マイクロ構造の低い割合)ことが公
知である。したがって、重合温度、調節剤の量および選
択した特異な調節剤を合成されるポリマーセグメントの
最終的な希望するマイクロ構造が決定することを意識す
ること。
【0023】この発明の方法の第2の工程で最終のポリ
マーセグメントが合成される。これは典型的には第1の
工程で作製されたリビングポリジエンセグメントを含有
する媒体に極性調節剤、1,3−ブタジエンおよびスチ
レンモノマーを添加することによって行われる。先ずリ
ビングポリジエンセグメントを含有する媒体に調節剤を
添加し、その後にスチレンおよび1,3−ブタジエンを
添加することによって行われる。必要ならば、モノマー
とポリマーの合計量を約5ないし約35重量%(モノマ
ー、ポリマーおよび溶媒を含む重合媒体の全重量にたい
して)の範囲内に維持するために、追加の溶媒を添加し
ても良い。モノマーとポリマーの合計量を約10ないし
約30重量%の範囲内に、好ましくは合計を約20ない
し約25重量%(反応媒体の全重量にたいして)の範囲
内に維持するために、十分な量の溶媒を添加することが
望ましい。
【0024】最終のセグメントの中での繰返し単位は勿
論、1,3−ブタジエンおよびスチレンに由来してい
る。最終セグメントは典型的にはスチレンに由来してい
る約5重量%ないしは約40重量%の繰返し単位および
1,3−ブタジエンに由来している約60重量%ないし
約95重量%の繰返し単位から成っている。通常は最終
セグメントにはスチレンに由来している約10重量%な
いしは30重量%の繰返し単位および1,3−ブタジエ
ンに由来している70重量%ないし90重量%の繰返し
単位を含有していることが好ましい。最終セグメントに
はスチレンに由来している約20重量%ないしは25重
量%の繰返し単位および1,3−ブタジエンに由来して
いる75重量%ないし80重量%の繰返し単位を含有し
ていることが最も好ましい。
【0025】第2のセグメントでは、スチレンおよびブ
タジエンに由来する繰返し単位の分布は実質的にはラン
ダムである。ここで使用した用語「ランダム」は明確な
パターンを欠いた意味である。原則として、スチレンに
由来する繰返し単位の全量の1%より少ない量が4ある
いはそれ以上のスチレン繰返し単位を含むブロック中に
ある。言換えれば、スチレンに由来する繰返し単位の9
9%以上は3より少ないスチレン繰返し単位を含むブロ
ック中にある。スチレンに由来する大多数の繰返し単位
は勿論1スチレン繰返し単位を含むブロック中にある。
1スチレン繰返し単位を含むそのようなブロックは1,
3−ブタジエンに由来する繰返し単位によって両側から
挟まれている。
【0026】第1のセグメントの合成に使用された同じ
温度でブタジエンとスチレンの共重合を行うことができ
る。しかしながら、この共重合は約40℃ないし約15
0℃の範囲内の温度で実行できる。この共重合は好まし
くは約50℃ないし約120℃の範囲内の温度で実行で
き、最も好ましくは60℃ないし100℃の範囲内の温
度で実行できる。
【0027】第2の重合工程は通常はモノマーが消費さ
れるまで継続させる。換言すれば、重合は再終点まで行
わせる。約25,000ないし約350,000の範囲
内にある最終セグメントの数平均分子量に達するため
に、十分な量のモノマーが使用される。第2のセグメン
トは約50,000ないし約200,000の範囲内に
ある数平均分子量を持つことが好ましく、70,000
ないし150,000の範囲内にある数平均分子量を持
つことが最も好ましい。
【0028】第2のセグメントはそのなかにあるブタジ
エン繰返し単位に関して約20%ないし約95%の範囲
内のビニール成分を持っている。第2のセグメントは好
ましくはそのなかにあるブタジエン繰返し単位に関して
40%なし80%の範囲内のビニール成分を持ってい
る。(1)第2のセグメント中でのスチレンの重量%の
1.7倍および(2)第2のセグメント中での1,2−
ブタジエン結合の百分率の合計が約50%ないし約92
%の範囲内にあるような方法で第2のセグメントが合成
されることが重要である。例えば、第2のセグメントが
10%の結合したスチレンを含有しているならば、45
%ないし83%の範囲内の1,2−マイクロ構造(ビニ
ール成分)を持つことが必要である。第2のセグメント
が40%の結合したスチレンを含有しているならば、第
2のセグメント中の1,2−ブタジエン結合の百分率は
必然的に55%あるいはそれ以下になるであろう。
(1)第2のセグメント中でのスチレンの重量%の1.
7倍および(2)第2のセグメント中の1,2−ブタジ
エン結合の百分率の合計が約70%ないし約90%の範
囲内にあることが好ましく、更に(1)第2のセグメン
ト中でのスチレンの重量%の1.7倍および(2)第2
のセグメント中の1,2−ブタジエン結合の百分率の合
計が約75%ないし約85%の範囲内にあることが最も
好ましい。
【0029】第1のセグメントの数平均分子量の最終セ
グメントの数平均分子量に対する比は典型的には約25
/75ないし約75/25の範囲内にある。この比がポ
リマーの形態を決定する役を演じ、しかも通常は約35
/65ないし約65/35の範囲内にある。この発明の
セグメント化したラバーポリマーのムーニーML(1+
4)粘性は一般的には約65より大きく、約100より
小さい。ラバーポリマーのムーニーML(1+4)粘性
にとっては70ないし85の範囲内にあることが好まし
く、ラバーポリマーのムーニーML(1+4)粘性にと
っては75ないし80の範囲内にあることが最も好まし
い。
【0030】共重合が終了した後に、セグメント化した
ラバーポリマーは有機溶媒によって回収することができ
る。セグメント化したラバーポリマーはデカンテーショ
ン、濾過、遠心分離などのような何らかの方法によって
有機溶媒および残留分から回収することができる。セグ
メント化したラバーポリマーを約1ないし約4の炭素原
子を含有する低級アルコールをポリマー溶液に添加する
ことによって有機溶媒から沈殿することが好ましい。ポ
リマーセメントからセグメント化したラバーポリマーを
沈殿するための妥当な低級アルコールはメタノール、エ
タノール、イソプロピルアルコール、ノーマルプロピル
アルコール、t−ブチルアルコールである。ポリマーセ
メントからセグメント化したポリマーを沈殿するために
妥当な低級アルコールを使用することはリチュウム末端
グループを不活性化することによってリビングポリマー
を「殺」すことにも成る。セグメント化したラバーポリ
マーが溶液から回収された後には、セグメント化したポ
リマー中の揮発性の有機化合物の濃度を低下させるため
に蒸気ストリッピングが使用可能である。
【0031】タイヤトレッド化合物を作製することに本
発明のセグメント化したラバーポリマーを利用すること
に付随した有益な利益がある。タイヤトレッド化合物は
これらのセグメント化したポリマーを利用してそのなか
に追加のラバーをブレンドする必要性もなく作製するこ
とができる。しかしながら、多くの場合にタイヤラバー
化合物に希望する性能特性を得させるために1種または
それ以上の追加のラバーにセグメント化したエラストマ
ーをブレンドすることは好ましい。例えば、セグメント
化したラバーは優れた回転抵抗、収縮およびトレッド摩
耗特性を示す乗用車用タイヤのためのトレッド化合物を
製作するために天然産のラバーをブレンドすることも出
来る。そのようなブレンドは通常は約5ないし約40重
量%の天然産のラバーおよび約60ないし約95重量%
のセグメント化したエラストマーを含有していることも
ある。きわめて例外的な収縮特性を示し、しかしある程
度トレッド摩耗を妥協した高性能タイヤはスチレン−ブ
タジエンラバー(SBR)の溶液あるいはエマルジョン
とセグメント化したエラストマーをブレンドすることに
よって製造することも出来る。トレッド摩耗が収縮より
も重要な場合には、高いシス−1,4−ポリブタジエン
をSBRに置換することも出来る。いずれの場合にも、
この発明のセグメント化したラバーはタイヤの収縮、ト
レッド摩耗および回転抵抗を改善するために使用するこ
とができる。
【0032】本発明は以下の実施例によって示されてお
り、これらの実施例は単に例示の目的であって、さらに
発明の範囲あるいはそれを実行する方法を限定すること
と考えてはならない。特に断わらない限り、全ての部お
よび百分率表現は重量換算である。
【0033】
【実施例】実施例1 この実験で製造されたセグメント化したポリマーは5ガ
ロン(19リットル)合成反応釜で製造された。合成の
最初の工程では,ヘキサン中にスチレン及び1,3−ブ
タジエンを含有する混合物5kgを合成反応釜に投入す
る。この混合物のモノマー溶液はスチレン対1,3−ブ
タジエンの比で18:82であり、モノマーの全濃度は
19.1%であった。モノマー混合物溶液は事前にn−
ブチルリチュウム溶液で不純物を補集しておく。重合は
n−ブチルリチュウムノ1.02モル溶液7.50ml
を添加することによって開始する。実質的に完全にモノ
マーが2.5時間要して転換するまで反応釜は約65℃
の温度に保たれている。
【0034】この方法の第2の工程では、N,N,
N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン(TMED
A)の6.63モル溶液4.61mlを反応の調節剤と
して添加し、その後にヘキサンに溶解したスチレン/
1,3−ブタジエン溶液5kgを添加する。スチレン/
ブタジエン溶液はn−ブチルリチュウムで補集され、ス
チレン対ブタジエンの比は18:82である。スチレン
/ブタジエン溶液は19.1%のモノマーを含有してい
る。重合はすべてのモノマーが約2時間かかって消費さ
れてまで65℃の温度で行われる。重合媒体をエタノー
ルで中断し、ポリマーを1phr(ラバー百部あたりに
ついての部)の酸化防止剤で安定化する。回収されたセ
グメント化したポリマーはその後に50℃に維持されて
いる真空乾燥器で乾燥する。
【0035】回収されたセグメント化されたエラストマ
ーは1.9kgであり、−75℃に広いガラス転移温度
を有している。NMR測定が示すように、回収されたエ
ラストマー中のスチレンは第1のSBRセグメント中で
はブロック状であり、第2のSBRセグメント中ではラ
ンダムであった。セグメント化したポリマーのマイクロ
構造を表1に示す。
【0036】
【表1】 実施例2−4 実施例1に記載した方法をこの実施例でも使用した。重
合は連続的に90℃で5.2リットルの2種の反応釜で
行なった。2,2−ジテトラヒドロフリルプロパン(D
TP)を調節剤に使用し、スチレン対1,3−ブタジエ
ンを12:88、22:78、30:70の比を含有す
る混合物を使用した。これらのセグメント化したポリマ
ーはn−ブチルリチュウムを使用して、90℃で第1の
反応釜の中でスチレン/ブタジエンモノマーの最初の半
分が完全に消費されるまで重合し、活性末端を含有する
得られた重合媒体を連続的に第2の反応釜に移し、そこ
で調節剤および残りの半分のスチレン/ブタジエンモノ
マーを添加する。重合は全てのモノマーが消費されるま
で90℃で行う。釜反応器の滞在時間は両反応器内での
完全な単量体転換が完了するために2時間にセットす
る。重合媒体はその後に連続的に中断剤(エタノール)
および酸化防止剤を含有する保存タンクに押し出す。得
られたポリマーセメントはその後に蒸気ストリッピング
をして、回収されたセグメント化したポリマーは真空乾
燥器内で50℃で乾燥する。これらのセグメント化した
エラストマーの両方のSBRセグメントの中のスチレン
分布はランダムであって、その理由はスチレンおよびブ
タジエンモノマーが連続的に反応釜に投入されてたから
である。これらの実験で合成された3種のセグメント化
されたポリマーも−71℃ないし−52℃の範囲にある
広いガラス転移温度を示した。セグメント化したポリマ
ーのマイクロ構造を表1に示した。比較例5 スチレン対ブタジエンの比が18:82であるスチレン
−ブタジエン共重合体が実施例1−4で合成されたセグ
メント化したエラストマーの特性と配合された特性を比
較するために比較対照ポリマーとして合成された。
【0037】この実験で製造された共重合体は標準的な
アニオン重合技術を使って5ガロン(19リットル)の
連続システム内で製造された。n−ブチルリチュウム調
節剤(TMEDA)およびスチレン対ブタジエンの比で
18:82である混合モノマー溶液を連続的に反応釜に
投入する。重合は90℃で、実質的に完全にモノマーが
3時間かかって転換するまで進行する。その後にポリマ
ーは実施例2−4に記載されたように同様に回収され
る。この実験中に回収されたスチレン−ブタジエンは−
75℃にガラス転移温度を示した。ポリマーはML−4
値90を有することが求められた。
【0038】回収されたセグメント化したポリマーと比
較対照スチレン−ブタジエン共重合体はその後にカーボ
ンブラック、イオウ、天然ラバーおよび促進剤を含んで
いる標準処方を使って配合された。ブレンド中では天然
ラバーはセグメント化したポリマーあるいは対照共重合
体に1:2の割合で含まれている。これらの硬化ずみブ
レンドの粘弾性特性が表2に報告されている。
【0039】
【表2】 本発明中の変法は記載されている発明の記載に照らして
可能である。したがって、記載されている特許請求の範
囲によって定義された完全な意図する本発明の範囲内に
あって、既に記載された特別の実施態様の中でその変更
は可能であると考えるべきである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ワン−リアーング シュー アメリカ合衆国 44321 オハイオ州 コ ープリー コネストガ トレイル 4482

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a) 1,3−ブタジエンおよびスチ
    レンモノマーに由来する繰返し単位から実質的になる第
    1のセグメント、その中では第1のセグメントが6%な
    いし15%の範囲内のビニール成分をもち、さらに第1
    のセグメントは25,000ないし350,000の範
    囲内の数平均分子量をもち、(b) 1,3−ブタジエ
    ンおよびスチレンに由来する繰返し単位からなる最終セ
    グメント、その中で最終セグメント中の繰返し単位は基
    本的にはランダム配列であり、最終セグメトは20%な
    いし95%のビニール成分をもち、さらに最終セグメン
    トは25,000ないし350,000の範囲内の数平
    均分子量をもち、しかも(1)第2のセグメント中のス
    チレンの重量%の1.7倍および(2)第2のセグメン
    ト中の1,2−結合の百分率の合計が50%ないし92
    %の範囲内にあり、以上の(a)および(b)からなる
    ことを特徴とするタイヤトレッドを作製するさいに使用
    するための特性の優れた結合を有するラバーポリマー。
  2. 【請求項2】 最終セグメントは60ないし95重量%
    の1,3−ブタジエンおよび5ないし40重量%のスチ
    レンに由来する繰り返し単位からなり、ラバーポリマー
    のムーニー(Mooney)ML(1+4)粘性が70
    ないし85の範囲にあり、第1のセグメントの数平均分
    子量が50,000ないし200,000の範囲内にあ
    り、最終セグメントの数平均分子量が50,000ない
    し200,000の範囲内にあることを特徴とする請求
    項1に記載されたラバーポリマー。
  3. 【請求項3】 最終セグメントは70ないし90重量%
    の1,3−ブタジエンおよび10ないし30重量%のス
    チレンに由来する繰返し単位からなり、そのなかで第1
    のセグメントの数平均分子量は70,000ないし15
    0,000の範囲にあり、ビニールセグメントの数平均
    分子量が70,000ないし150,000の範囲内に
    あり、そのラバーポリマーが75ないし80の範囲内に
    あるムーニー(Mooney)ML(1+4)の粘性を
    有することを特徴とする請求項1に記載されたラバーポ
    リマー。
  4. 【請求項4】 (1)第2のセグメント中のスチレンの
    重量%の1.7倍および(2)第2のセグメント中の
    1,2−結合の百分率の合計が70%から90%の範囲
    内であることを特徴とする請求項1、2あるいは3の1
    項に記載されたラバーポリマー。
  5. 【請求項5】 (1)第2のセグメント中のスチレンの
    重量%の1.7倍および(2)第2のセグメント中の
    1,2−結合の百分率の合計が75%から85%の範囲
    内であることを特徴とする請求項1、2あるいは3の1
    項に記載されたラバーポリマー。
  6. 【請求項6】 (a) 1,3−ブタジエンモノマーお
    よびスチレンモノマーを極性調節剤を実質的に使わずに
    リチュウム開始剤を使って40℃ないし150℃の範囲
    内の温度で共重合して、25,000ないし350,0
    00の範囲内にある数平均分子量をもつリビングスチレ
    ンブタジエンを製造し、(b) リビングスチレン−ブ
    タジエンセグメントを利用して1,3−ブタジエンおよ
    びスチレンの共重合を開始し、その中で共重合が40℃
    ないし150℃の範囲内の温度で少なくとも1種の極性
    調節剤の存在下で行われ、1,3−ブタジエンおよびス
    チレンに由来する繰返し単位から成る最終セグメントを
    製造し、その最終セグメントは25,000ないし35
    0,000の範囲内にある数平均分子量を持ち、最終セ
    グメトは6%ないし15%の範囲内にあるビニル成分を
    もち、しかも(1)第2のセグメント中のスチレンの重
    量%の1.7倍および(2)第2のセグメント中の1,
    2−結合の百分率の合計が50%ないし92%の範囲内
    にあり、以上の(a)および(b)の工程によって特徴
    づけられるタイヤトレッドを作製するさいに使用するた
    めの特性の優れた結合を有するラバーポリマーの製造方
    法。
  7. 【請求項7】 工程(b)が60℃ないし100℃の範
    囲内の温度で行われることを特徴とする請求項6に記載
    された製造方法。
  8. 【請求項8】 工程(b)で共重合したモノマーが60
    ないし95重量%の1,3−ブタジエンおよび5ないし
    40重量%のスチレンから成ることを特徴とする請求項
    6あるいは7の1項に記載された製造方法。
  9. 【請求項9】 工程(b)で共重合したモノマーが約7
    0ないし約90重量%の1,3−ブタジエンおよび約1
    0ないし約30重量%のスチレンから成ることを特徴と
    する請求項6あるいは7の1項に記載された製造方法。
  10. 【請求項10】 第1のセグメントは1,3−ブタジエ
    ンに由来する繰返し単位からなり、そのなかでラバーポ
    リマーが75ないし80の範囲内にあるムーニー(Mo
    oney)ML(1+4)の粘性を有することを特徴と
    する請求項6、7、8あるいは9の1項に記載されたラ
    バーポリマー。
JP5104259A 1992-05-08 1993-04-30 タイヤトレッド化合物を作製して使用するために傑出した特性を有するエラストマー Pending JPH0632852A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/880,394 US5202387A (en) 1992-05-08 1992-05-08 Elastomer with outstanding characteristics for use in making tire tread compounds
US880/394 1992-05-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0632852A true JPH0632852A (ja) 1994-02-08

Family

ID=25376175

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5104259A Pending JPH0632852A (ja) 1992-05-08 1993-04-30 タイヤトレッド化合物を作製して使用するために傑出した特性を有するエラストマー

Country Status (12)

Country Link
US (1) US5202387A (ja)
JP (1) JPH0632852A (ja)
BE (1) BE1006407A3 (ja)
BR (1) BR9301750A (ja)
CA (1) CA2076075A1 (ja)
DE (1) DE4315300A1 (ja)
ES (1) ES2074398B1 (ja)
FR (1) FR2691466B1 (ja)
GB (1) GB2267285B (ja)
IT (1) IT1261467B (ja)
MX (1) MX9302630A (ja)
NL (1) NL9300752A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004510853A (ja) * 2000-09-29 2004-04-08 フアイヤーストーン・ポリマース・エルエルシー 高ビニル末端セグメントを有するポリマ−

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG165133A1 (en) * 1998-03-11 2010-10-28 Goodyear Tire & Rubber Emulsion styrene-butadiene rubber
US6271313B1 (en) * 1998-12-21 2001-08-07 The Goodyear Tire & Rubber Company Styrene-butadiene block copolymer
US6372863B1 (en) * 1999-08-12 2002-04-16 The Goodyear Tire & Rubber Company Synthesis of styrene-butadiene rubber
GB2392162B (en) * 1999-08-12 2004-04-07 Goodyear Tire & Rubber Synthesis of styrene-butadiene rubber
CN1185271C (zh) * 2000-06-30 2005-01-19 克拉通聚合物研究有限公司 含有聚苯乙烯和低乙烯基含量的聚二烯烃刚性嵌段的嵌段共聚物
US6512040B1 (en) * 2000-09-21 2003-01-28 The Goodyear Tire & Rubber Company Electropolymerization modified carbon black and articles including tires having at least one component containing such modified carbon black
US6703449B1 (en) 2002-12-20 2004-03-09 Kraton Polymers U.S. Llc Block copolymers containing both polystyrene and low vinyl content polydiene hard blocks
US7064171B1 (en) 2005-09-22 2006-06-20 The Goodyear Tire & Rubber Company Non-random styrene-butadiene rubber
CN102341452B (zh) 2008-12-31 2014-06-11 株式会社普利司通 包含具有多模态分子量分布的聚合物组分的橡胶组合物
US7884168B2 (en) * 2009-02-13 2011-02-08 The Goodyear Tire & Rubber Company Heterogeneous rubbery polymers having random, tapered, and block portions therein and methods of making same
WO2017165521A1 (en) 2016-03-24 2017-09-28 Kraton Polymers U.S. Llc Semi-crystalline block copolymers and compositions therefrom

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0054440B1 (en) * 1980-12-17 1985-08-28 Japan Synthetic Rubber Co., Ltd. Styrene-butadiene block copolymer
JPH0662727B2 (ja) * 1984-08-27 1994-08-17 日本合成ゴム株式会社 ゴム組成物
JPS62112640A (ja) * 1985-11-09 1987-05-23 Toyo Tire & Rubber Co Ltd タイヤトレツド用ゴム組成物
JPH0674366B2 (ja) * 1986-04-10 1994-09-21 住友化学工業株式会社 ゴム組成物
US5070148A (en) * 1990-01-16 1991-12-03 The Goodyear Tire & Rubber Company Segmented elastomer
US5239009A (en) * 1991-10-16 1993-08-24 The Goodyear Tire & Rubber Company High performance segmented elastomer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004510853A (ja) * 2000-09-29 2004-04-08 フアイヤーストーン・ポリマース・エルエルシー 高ビニル末端セグメントを有するポリマ−

Also Published As

Publication number Publication date
ITRM930278A0 (it) 1993-05-03
ES2074398B1 (es) 1996-04-01
CA2076075A1 (en) 1993-11-09
GB2267285A (en) 1993-12-01
BR9301750A (pt) 1993-11-16
GB9309438D0 (en) 1993-06-23
FR2691466A1 (fr) 1993-11-26
ES2074398A1 (es) 1995-09-01
MX9302630A (es) 1993-11-01
BE1006407A3 (fr) 1994-08-16
FR2691466B1 (fr) 1994-10-14
DE4315300A1 (de) 1993-11-11
NL9300752A (nl) 1993-12-01
GB2267285B (en) 1996-11-20
US5202387A (en) 1993-04-13
ITRM930278A1 (it) 1994-11-03
IT1261467B (it) 1996-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU649204B2 (en) High performance segmented elastomer
KR0182317B1 (ko) 스티렌 이소프렌 및 부타디엔의 고무상 3원 공중합체의 제조방법
EP0645407B1 (en) Isoprene-butadiene rubber
EP0313164B1 (en) Elastomeric compositions, process for the preparation thereof and tyres containing them
JP3924025B2 (ja) ポリブタジエンゴムの製造方法
AU667951B2 (en) Styrene-butadiene rubber for trucks tires
JP3765634B2 (ja) タイヤトレッド用コンパウンド
US4981911A (en) AB block copolymers based on butadiene, isoprene and styrene, process for their preparation and their use
JPH06298822A (ja) 高トランスブタジエンを基盤とするエラストマ−のブロック共重合体類の製法
JPH1053670A (ja) 3,4−ポリイソプレンゴムを含むタイヤトレッド
US5096973A (en) Abc block copolymers based on butadiene, isoprene and styrene, process for their production and their use
JPH06179730A (ja) スチレン−イソプレン−ブタジエンゴム
US4814386A (en) ABC block copolymers based on butadiene and isoprene, process for their preparation and use
EP0438967B1 (en) Segmented elastomer
US4553578A (en) Star-shaped polymers for improved tire treads
US5612436A (en) Isoprene-butadiene diblock rubber
JPH0632852A (ja) タイヤトレッド化合物を作製して使用するために傑出した特性を有するエラストマー
JP4486318B2 (ja) 高ビニル含量のゴムの合成
GB2346887A (en) Liquid isoprene-butadiene rubber
EP0754705B1 (en) Catalyst system for the synthesis of rubbery polymers
US7884168B2 (en) Heterogeneous rubbery polymers having random, tapered, and block portions therein and methods of making same