JPH0723417B2 - Method for producing completely random styrene-butadiene copolymer rubber - Google Patents

Method for producing completely random styrene-butadiene copolymer rubber

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JPH0723417B2
JPH0723417B2 JP4139653A JP13965392A JPH0723417B2 JP H0723417 B2 JPH0723417 B2 JP H0723417B2 JP 4139653 A JP4139653 A JP 4139653A JP 13965392 A JP13965392 A JP 13965392A JP H0723417 B2 JPH0723417 B2 JP H0723417B2
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styrene
copolymer rubber
butadiene
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butadiene copolymer
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靖郎 服部
英夫 森田
義弘 猪木
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、新規な完全ランダムス
チレン‐ブタジエン共重合ゴム、すなわち分子中にスチ
レンが単離状態ないしは短鎖ブロック状態で均一に分布
した構造を有するスチレン‐ブタジエン共重合ゴムの製
造方法に関するものである。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a novel completely random styrene-butadiene copolymer rubber, that is, a styrene-butadiene copolymer rubber having a structure in which styrene is uniformly distributed in an isolated state or a short chain block state in the molecule. The present invention relates to a manufacturing method of.

【0002】[0002]

【従来の技術】リチウム系触媒を用いて溶液重合により
得られるスチレン‐ブタジエン共重合ゴムは、良好な反
発弾性、耐摩耗性、発熱性を有するため、単独であるい
は合成ゴムや天然ゴムとブレンドしてタイヤ部品、自動
車窓枠、その他の成形品用の材料として広く用いられて
いるが、重合条件下におけるスチレンとブタジエンの重
合速度の差のため重合体の分子鎖中にスチレンが連続的
に結合した、いわゆるブロックスチレンを生じ、共重合
体としてのバランスのとれた物性が十分に発揮されない
という問題がある。
BACKGROUND OF THE INVENTION Styrene-butadiene copolymer rubber obtained by solution polymerization using a lithium-based catalyst has good impact resilience, abrasion resistance, and exothermic properties, and therefore it can be used alone or blended with synthetic rubber or natural rubber. It is widely used as a material for tire parts, automobile window frames, and other molded products, but due to the difference in the polymerization rate of styrene and butadiene under polymerization conditions, styrene is continuously bonded in the polymer molecular chain. In addition, there is a problem that so-called block styrene is produced, and the well-balanced physical properties of the copolymer are not sufficiently exhibited.

【0003】そして、このような問題を解決するため
に、できるだけスチレンが分子鎖中に分布したランダム
スチレン‐ブタジエン共重合ゴムを得ようとする多くの
試みがなされており、例えば、重合反応系に極性有機化
合物やナトリウム、カリウムのような金属の有機塩又は
錯化合物を共存させる方法、重合の進行に合わせて単量
体を重合反応系に追添する方法、重合体と不活性希釈剤
を相分離させながら重合を進める方法などがこれまでに
提案されている。
In order to solve such a problem, many attempts have been made to obtain a random styrene-butadiene copolymer rubber in which styrene is distributed in the molecular chain as much as possible. For example, in a polymerization reaction system. A method in which a polar organic compound or an organic salt or complex compound of a metal such as sodium or potassium is allowed to coexist, a method in which a monomer is added to a polymerization reaction system according to the progress of polymerization, and the polymer and an inert diluent are mixed. The method of advancing polymerization while separating it has been proposed so far.

【0004】しかしながら、これらの方法によるとブロ
ックスチレンはある程度低減されるが、完全ランダム共
重合体としてはまだ不十分なものである上に、一般にブ
タジエンのビニル結合が増大し、反発弾性、耐摩耗性な
どの物性が低下するという欠点を伴う。
However, according to these methods, although block styrene is reduced to some extent, it is still insufficient as a completely random copolymer, and in general, vinyl bonds of butadiene are increased, resulting in impact resilience and abrasion resistance. It is accompanied by the drawback that the physical properties such as properties deteriorate.

【0005】比較的最近になってスチレン‐ブタジエン
共重合ゴムのスチレンの連鎖分布の測定がNMRスペク
トルにより可能となり、この分析法による短鎖ブロック
スチレンと長鎖ブロックスチレンの概念の導入がなさ
れ、擬ランダムスチレン‐ブタジエン共重合ゴム及びそ
の製造法に関する提案がなされるようになった(特開昭
49−67986号公報、特開昭53−69288号公
報)。しかし、NMRによる分析方法は定性的にある程
度スチレンの連鎖分布は測定しうるもののカーブリゾル
バーで解析することもあって定量的には不十分でり、単
離スチレンまで分析するには至らず、したがって、これ
によって完全ランダムスチレン‐ブタジエン共重合ゴム
を得ることはできない。
Relatively recently, it was possible to measure the chain distribution of styrene in a styrene-butadiene copolymer rubber by means of an NMR spectrum, and the concept of short-chain block styrene and long-chain block styrene was introduced by this analysis method. Proposals have been made regarding random styrene-butadiene copolymer rubbers and methods for producing the same (JP-A-49-67986 and JP-A-53-69288). However, although the analysis method by NMR can qualitatively measure the chain distribution of styrene to some extent, it may be analyzed by a curve resolver, which is not sufficient for quantitative analysis, and it is not possible to analyze isolated styrene. However, it is not possible to obtain a completely random styrene-butadiene copolymer rubber.

【0006】また、リチウム系触媒を用いる溶液重合に
より得られた分子量分布Mw/Mnが3〜8、ムーニー
粘度30〜150、全結合スチレン10〜40重量%、
ブロックスチレン10重量%以下の拡大された分子量分
布と組成分布を有するスチレン‐ブタジエン共重合ゴム
も知られているが(特開昭55−40712号公報)、
このものは全結合スチレン中における長鎖ブロックスチ
レンの割合が高く、完全ランダムスチレン‐ブタジエン
共重合ゴムとはほど遠いものである。
The molecular weight distribution Mw / Mn obtained by solution polymerization using a lithium-based catalyst is 3 to 8, the Mooney viscosity is 30 to 150, and the total bound styrene is 10 to 40% by weight.
A styrene-butadiene copolymer rubber having an expanded molecular weight distribution and a composition distribution of 10% by weight or less of block styrene is also known (JP-A-55-40712),
This product has a high proportion of long-chain block styrene in the total bound styrene and is far from the completely random styrene-butadiene copolymer rubber.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のスチ
レン‐ブタジエン共重合ゴムにおける欠点、特に長鎖ブ
ロックスチレンの存在に起因する物性の劣化を改善する
ことを目的としてなされたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made for the purpose of improving the drawbacks of conventional styrene-butadiene copolymer rubbers, particularly the deterioration of physical properties due to the presence of long-chain block styrene.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、スチレン
‐ブタジエン共重合ゴムの製造方法について鋭意研究を
重ねた結果、触媒として有機リチウム化合物とルイス塩
基から成る触媒系を用い、かつ激しくかきまぜながらス
チレンとブタジエンを溶液重合させた場合に、意外にも
単離スチレン含量が多く長鎖ブロックスチレン含量の少
ない、新規な完全ランダムスチレン‐ブタジエン共重合
ゴムが得られることを見い出し、この知見に基づいて本
発明をなすに至った。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies on the method for producing a styrene-butadiene copolymer rubber, the present inventors have used a catalyst system composed of an organolithium compound and a Lewis base as a catalyst and stirred vigorously. On the other hand, it was found that a novel completely random styrene-butadiene copolymer rubber having a large amount of isolated styrene and a small amount of long-chain block styrene can be obtained when solution polymerization of styrene and butadiene is carried out. The present invention has been completed.

【0009】すなわち、本発明は有機リチウム化合物
と、エーテル化合物、チオエーテル化合物、第三級アミ
ン及びホスフィン化合物の中から選ばれたルイス塩基の
少なくとも1種から成る触媒及び不活性希釈剤の存在
下、スチレンとブタジエンを共重合するに際し、原料単
量体と触媒と不活性希釈剤とを含有する原料混合物を、
80℃以上の温度に制御され、かつ導入口付近における
かくはん効率5×10−2以上で激しくかきまぜられて
いる重合帯域に連続的に導入して重合を行わせることを
特徴とする、ムーニー粘度30〜150、全結合スチレ
ン10〜40重量%、ブタジエン部の1,2‐ビニル結
合60%以下、重量平均分子量と数平均分子量の比Mw
/Mnで示される分子量分布1.2〜3.5、オゾン分
解物のゲルパーミエーションクロマトグラフによって分
析される単離スチレンが全結合スチレンの50重量%以
上、長鎖ブロックスチレンが全結合スチレンの5重量%
以下であることを特徴とする溶液重合完全ランダムスチ
レン‐ブタジエン共重合ゴムの製造方法である。
That is, in the present invention, in the presence of an organolithium compound, a catalyst comprising at least one Lewis base selected from ether compounds, thioether compounds, tertiary amines and phosphine compounds, and an inert diluent, When copolymerizing styrene and butadiene, a raw material mixture containing a raw material monomer, a catalyst and an inert diluent,
A Mooney viscosity of 30 which is controlled at a temperature of 80 ° C. or higher and is continuously introduced into a polymerization zone which is vigorously stirred at a stirring efficiency of 5 × 10 −2 or more in the vicinity of the introduction port to carry out polymerization. To 150, total bound styrene 10 to 40% by weight, butadiene portion 1,2-vinyl bond 60% or less, ratio Mw of weight average molecular weight and number average molecular weight
/ Mn has a molecular weight distribution of 1.2 to 3.5, the isolated styrene analyzed by gel permeation chromatograph of the ozone decomposition product is 50% by weight or more of the total bound styrene, and the long-chain block styrene is the total bound styrene. 5% by weight
A method for producing a solution-polymerized completely random styrene-butadiene copolymer rubber characterized by the following:

【0010】本発明の完全ランダムスチレン‐ブタジエ
ン共重合ゴムにおいては、Lローターを使用し、100
℃の条件下で測定したムーニー粘度が30〜150の範
囲にあることが必要である。このムーニー粘度が30以
下では、完全ランダム化に基づく優れた物性が発現しな
いし、また150以上であってはその最終用途に至るま
での各種副資材との混合性あるいは成形性等の加工性が
低下する。また、共重合ゴム中のスチレン含量に相当す
る全結合スチレンは10〜40重量%、好ましくは15
〜30重量%の範囲にあることが必要である。これが1
0重量%未満では完全ランダム化による効果が十分発現
しないし、40重量%を超える結合スチレンは、共重合
ゴムとしてその物性上不必要なものである上に、この結
合スチレンでは完全ランダム共重合体自体を得ることも
困難になる。
In the completely random styrene-butadiene copolymer rubber of the present invention, an L rotor is used and 100
It is necessary that the Mooney viscosity measured under the condition of ° C is in the range of 30 to 150. When the Mooney viscosity is 30 or less, excellent physical properties based on complete randomization do not appear, and when it is 150 or more, the processability such as mixing property with various auxiliary materials or moldability until the final use is obtained. descend. The total bound styrene corresponding to the styrene content in the copolymer rubber is 10 to 40% by weight, preferably 15%.
It is necessary to be in the range of ˜30% by weight. This is 1
If it is less than 0% by weight, the effect due to complete randomization is not sufficiently exhibited, and if it exceeds 40% by weight, bound styrene is unnecessary as a copolymer rubber in terms of its physical properties, and this bound styrene is a completely random copolymer. It's also difficult to get it.

【0011】さらに本発明の完全ランダム共重合ゴムに
はスチレン、ブタジエンの外に共重合体成分として少量
の他の共重合可能な単量体成分、例えばイソプレン、ジ
メチルブタジエン、ペンタジエン、メチルスチレン、エ
チルスチレン、ジビニルベンゼン、ジイソプロペニルベ
ンゼンなどを含ませることもできる。
Further, in the completely random copolymer rubber of the present invention, in addition to styrene and butadiene, a small amount of other copolymerizable monomer components such as isoprene, dimethylbutadiene, pentadiene, methylstyrene and ethyl as a copolymer component. Styrene, divinylbenzene, diisopropenylbenzene and the like can be included.

【0012】本発明の完全ランダムスチレン‐ブタジエ
ン共重合ゴムのブタジエン部のミクロ構造は1,2ビニ
ル結合に関して60%以下、好ましくは40%以下、さ
らに好ましくは20%以下にする必要がある。これより
もビニル結合が多くなると、反発弾性、耐摩耗性等の著
しい低下をもたらす。また、重量平均分子量と数平均分
子量との比をもって表示される分子量分布Mw/Mnは
1.2〜3.5、好ましくは1.5〜3.0の範囲にあ
ることが必要である。この範囲よりも狭い分子量分布で
は加工性が著しく劣ったものとなるし、一方この範囲よ
りも拡大された分子量分布では反発弾性、発熱性等の共
重合ゴムの特性の一部が失われる。この分布の形状は分
子量分布が上述の範囲内にあればモノモーダルであって
もバイモーダル以上の多モーダルであってもよい。好ま
しいのは重合後に四塩化ケイ素、四塩化スズ、四塩化炭
素ないしクロロホルム等の多官能性カップリング剤を用
いて重合末端リビングの一部をカップリングすることに
よって得られたバイモーダルな分子量分布を有する共重
合ゴムである。
The microstructure of the butadiene portion of the completely random styrene-butadiene copolymer rubber of the present invention must be 60% or less, preferably 40% or less, more preferably 20% or less with respect to 1,2-vinyl bonds. If the number of vinyl bonds is larger than this, impact resilience, abrasion resistance and the like are significantly reduced. Further, the molecular weight distribution Mw / Mn represented by the ratio of the weight average molecular weight and the number average molecular weight needs to be in the range of 1.2 to 3.5, preferably 1.5 to 3.0. If the molecular weight distribution is narrower than this range, the processability is remarkably inferior. On the other hand, if the molecular weight distribution is wider than this range, some properties of the copolymer rubber such as impact resilience and exothermicity are lost. The shape of this distribution may be monomodal or bimodal or more multimodal as long as the molecular weight distribution is within the above range. It is preferable to obtain a bimodal molecular weight distribution obtained by coupling a part of the polymerization end living with a polyfunctional coupling agent such as silicon tetrachloride, tin tetrachloride, carbon tetrachloride or chloroform after the polymerization. It is a copolymer rubber having.

【0013】本発明の完全ランダムスチレン‐ブタジエ
ン共重合ゴムのスチレン結合状態、スチレンの連鎖分布
は共重合ゴムの低温オゾン分解物のゲルパーミエーショ
ンクロマトグラフによって知ることができる。従来、ス
チレンの連鎖分布の解析にはH‐NMRによる方法
13C‐NMRによる方法あるいはメタセシス分解物の
GC分析による方法が知られていたが、いずれの方法も
単離のスチレンを定量的に測定することや比較的長いス
チレン連鎖についての知見を得るには十分でなかった。
本発明においては最近田中らによって開発された方法が
用いられ、スチレンの連鎖分布はブタジエン単位の二重
結合をすべてオゾン開裂して得た分解物のゲルパーミエ
ーションクロマトグラフ(GPC)によって分析される
(高分子学会予稿集29巻9号2055頁)。本発明の
共重合ゴムでは、この方法によって分析された単離スチ
レンが全結合スチレンの50重量%以上であり、長鎖ブ
ロックスチレンが全結合スチレンの5重量%以下、好ま
しくは2.5重量%以下であることが必要である。単離
スチレンが50重量%未満であっても、長鎖ブロックス
チレンが5重量%を超える場合であっても本発明の完全
ランダムスチレン‐ブタジエン共重合ゴムの優れた特性
であるスチレン結合の少ない割に高い反発弾性、耐摩耗
性を示すという特徴は発揮されない。
The styrene bond state and styrene chain distribution of the completely random styrene-butadiene copolymer rubber of the present invention can be known by gel permeation chromatograph of a low temperature ozone decomposition product of the copolymer rubber. Conventionally, 1 H-NMR method was used to analyze the chain distribution of styrene.
A method using 13 C-NMR or a method using GC analysis of a metathesis degradation product has been known, but both methods are useful for quantitatively measuring isolated styrene and for obtaining information on a relatively long styrene chain. It wasn't enough.
In the present invention, the method recently developed by Tanaka et al. Is used, and the chain distribution of styrene is analyzed by gel permeation chromatograph (GPC) obtained by decomposing all double bonds of butadiene unit by ozone cleavage. (Proceedings of the Society of Polymer Science, Vol. 29, No. 9, p. 2055). In the copolymer rubber of the present invention, the isolated styrene analyzed by this method is 50% by weight or more of the total bound styrene, and the long chain block styrene is 5% by weight or less of the total bound styrene, preferably 2.5% by weight. It must be: Whether the isolated styrene is less than 50% by weight or the long-chain block styrene is more than 5% by weight, the excellent properties of the completely random styrene-butadiene copolymer rubber of the present invention are excellent. It does not exhibit the features of high impact resilience and wear resistance.

【0014】ここで単離スチレンとは、重合体分子鎖中
に存在するスチレン単位が1個から成る連鎖を構成する
スチレンであり、また長鎖ブロックスチレンとはスチレ
ン単位が8個以上連結して成る連鎖を構成するスチレン
である。
The term "isolated styrene" as used herein means styrene which constitutes a chain composed of one styrene unit present in the polymer molecular chain, and the long-chain block styrene has eight or more styrene units linked together. It is styrene that constitutes the chain.

【0015】使用する有機リチウム化合物としては、例
えばメチルリチウム、エチルリチウム、n‐(sec‐
又はtert)‐ブチルリチウム、アシルリチウム、フ
ェニルリチウム又はシクロヘキシルリチウムなどが挙げ
られる。また、ルイス塩基としてはエーテル化合物、チ
オエーテル化合物、第三級アミン化合物、ホスフィン化
合物が挙げられ、本発明においてはこれらを目的に応じ
1種又は2種以上用いて重合を実施する。
Examples of the organolithium compound used include methyllithium, ethyllithium, n- (sec-
Or tert) -butyllithium, acyllithium, phenyllithium, cyclohexyllithium and the like. Examples of Lewis bases include ether compounds, thioether compounds, tertiary amine compounds, and phosphine compounds. In the present invention, one or more of these are used for polymerization.

【0016】このような化合物としては例えばジメチル
エーテル、ジエチルエーテル、ジフェニルエーテル、テ
トラヒドロフラン、ジオキサン、1,2‐ジメトキシエ
タン、1,2‐ジブトキシエタン、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、
ジアルキルアリールスルフィド、ヘキサメチレンホスフ
ォアミドなどが挙げられる。これら使用するルイス塩基
の種類と量によってスチレン連鎖分布は多少変化し、本
発明の共重合ゴムを得るのに特に好ましいルイス塩基は
エチレングリコールジアルキルエーテル類又は第三級ジ
アミン類である。その使用量は重合温度、かきまぜ条件
等の他の因子にもよるがルイス塩基がエチレングリコー
ルジアルキルエーテル類又は第三級ジアミン類である場
合は有機リチウム化合物に対して0.3ないし20倍モ
ル、好ましくは0.5ないし5.0倍モルである。
Examples of such compounds include dimethyl ether, diethyl ether, diphenyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-dibutoxyethane, triethylamine,
N, N, N ', N'-tetramethylethylenediamine,
Examples thereof include dialkylaryl sulfide and hexamethylenephosphoamide. The styrene chain distribution varies somewhat depending on the type and amount of the Lewis base used, and particularly preferred Lewis bases for obtaining the copolymer rubber of the present invention are ethylene glycol dialkyl ethers or tertiary diamines. The amount to be used depends on other factors such as polymerization temperature and stirring conditions, but when the Lewis base is ethylene glycol dialkyl ethers or tertiary diamines, it is 0.3 to 20 times mol relative to the organolithium compound, The molar amount is preferably 0.5 to 5.0 times.

【0017】本発明において用いられる不活性希釈剤と
しては、用いる触媒を失活させるものでないかぎり特に
制限されないが、例えばブタン、ペンタン、ヘキサン、
ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、エチルシクロヘ
キサンなどが用いられる。特に好ましいのはヘキサン、
シクロヘキサンである。また、用いるスチレン、ブタジ
エン、不活性希釈剤中には有機リチウム化合物に対して
モル比で1以下のジエン類、例えばプロパジエン、1,
2‐ブタジエン、1,2‐ペンタジエン、1,2‐オク
タジエン等が含ませることもできる。
The inert diluent used in the present invention is not particularly limited as long as it does not deactivate the catalyst used, but for example, butane, pentane, hexane,
Heptane, octane, cyclohexane, ethylcyclohexane, etc. are used. Particularly preferred is hexane,
It is cyclohexane. Further, in the styrene, butadiene, and inert diluent used, dienes having a molar ratio of 1 or less with respect to the organolithium compound, for example, propadiene, 1,
2-Butadiene, 1,2-pentadiene, 1,2-octadiene and the like may be included.

【0018】本発明においてその重合帯域の温度は80
℃以上、好ましくは90℃以上であることを必要とす
る。この温度以下では物性上好ましくない長鎖ブロック
スチレンが増加し、本発明の完全ランダムスチレン‐ブ
タジエン共重合ゴムを得ることができず、生産性の面も
劣る。また、重合帯域、特に導入口に近い重合帯域は高
いかくはん効率を有することが必要である。かきまぜの
効率については学問的にも未だ解決されていない問題が
多くその表示は難しいが、本発明における高いかくはん
効率は次のように定義される。すなわち、導入口付近に
おけるかきまぜの線速度(m/sec)をその重合帯域
の重合体溶液の粘度(ポイズ)で除した値で表わされ、
この値が5×10−2以上である。これ以下のかきまぜ
では物性上好ましくない長鎖ブロックスチレンが増加す
る。
In the present invention, the temperature of the polymerization zone is 80.
It is necessary that the temperature is not lower than 0 ° C, preferably not lower than 90 ° C. Below this temperature, the long-chain block styrene, which is unfavorable in terms of physical properties, increases, the completely random styrene-butadiene copolymer rubber of the present invention cannot be obtained, and the productivity is also poor. Further, the polymerization zone, particularly the polymerization zone close to the inlet, needs to have high stirring efficiency. The efficiency of stirring is difficult to display because there are many problems that have not yet been solved academically, but the high stirring efficiency in the present invention is defined as follows. That is, it is represented by a value obtained by dividing the linear velocity of stirring (m / sec) near the inlet by the viscosity (poise) of the polymer solution in the polymerization zone,
This value is 5 × 10 −2 or more. Stirring below this amount increases long-chain block styrene, which is unfavorable in terms of physical properties.

【0019】本発明の完全ランダムスチレン‐ブタジエ
ン共重合ゴムを得るための、特に好ましい方法は重合帯
域を2以上に分割し、単量体の重合帯域への導入も分割
することであり、この場合に、分割された導入すべき単
量体の組成を全て同一にすると極めて完全でかつ均一な
スチレン‐ブタジエン共重合ゴムが得られる。
A particularly preferred method for obtaining the completely random styrene-butadiene copolymer rubber of the present invention is to divide the polymerization zone into two or more sections and also to introduce the monomer into the polymerization zone, in which case In addition, if all the divided monomers to be introduced have the same composition, a very complete and uniform styrene-butadiene copolymer rubber can be obtained.

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明によって得られる完全ランダムス
チレン‐ブタジエン共重合ゴムは極めて優れた引張強
度、反発弾性、耐摩耗性、発熱性を示すもので、この特
徴を生かし単独又は他の合成ゴムないし天然ゴムとブレ
ンドし、公知の種々の配合及び加硫を経てタイヤトレッ
ド、カーカス、サイドウォール等のタイヤ用途あるいは
押出製品、自動車窓枠、工業用品等の用途に使用するこ
とができる。さらに各種プラスチックとグラフト又はブ
レンドしての耐衝撃性等の改良にも供することができ
る。
The completely random styrene-butadiene copolymer rubber obtained according to the present invention exhibits extremely excellent tensile strength, impact resilience, abrasion resistance and exothermicity. It can be blended with natural rubber, and can be used for tire applications such as tire treads, carcasses, and sidewalls, or extruded products, automobile window frames, industrial products, etc. after various known blending and vulcanization. Further, it can be used for improving impact resistance by grafting or blending with various plastics.

【0021】[0021]

【実施例】次に実施例によって本発明の効果を説明する
が、これらは本発明を限定するものではない。
EXAMPLES The effects of the present invention will be described below with reference to examples, but these do not limit the present invention.

【0022】なお、各例中の単離スチレン(重量%)及
び長鎖ブロックスチレン(重量%)は以下に示す方法で
測定したものである。
The isolated styrene (% by weight) and the long-chain block styrene (% by weight) in each example are measured by the following method.

【0023】1) あらかじめ安定剤を抽出したゴム
0.2gを100mlの塩化メチレンンに溶解し、洗気
びんに入れる。
1) 0.2 g of the rubber from which the stabilizer has been extracted is dissolved in 100 ml of methylene chloride and placed in an air-washing bottle.

【0024】2) 酸素を市販のオゾン発生器に導入
し、1.5%オゾン/Oに調整して、酸素流量150
ml/minで、−30℃に冷却した洗気びん中に導入
し、オゾン化する。
2) Oxygen was introduced into a commercially available ozone generator, adjusted to 1.5% ozone / O 2 , and the oxygen flow rate was 150.
At a rate of ml / min, it is introduced into an air-washing bottle cooled to -30 ° C to be ozonized.

【0025】3) 洗気びん出口から出たガスを1.5
%ヨウ化カリウム水溶液が入った第2の洗気びん中に導
入する。
3) The gas discharged from the air bubble bottle outlet is set to 1.5
% Potassium iodide aqueous solution in a second flush bottle.

【0026】4) 当初無色であったヨウ化カリウム水
溶液が、わずかに黄変が認められた時点で、オゾン化を
終了する。
4) When the initially colorless aqueous potassium iodide solution is slightly yellowed, the ozonation is terminated.

【0027】5) かくはん機及び還流冷却器付フラス
コに、リチウムアルミニウムハイドライド1g、ジエチ
ルエーテル50mlを入れ、窒素気流中にて、−20℃
に保ちながら滴下漏斗に、オゾン化液(オゾン化したS
BRの塩化メチレン溶液)を入れ、少量づつ滴下する。
5) 1 g of lithium aluminum hydride and 50 ml of diethyl ether were placed in a flask equipped with a stirrer and a reflux condenser and placed in a nitrogen stream at -20 ° C.
Keep the ozonization liquid (Ozonized S
BR solution in methylene chloride) and add dropwise little by little.

【0028】6) 滴下終了後、かくはんを継続しなが
ら、ゆっくり昇温し、最終的に40〜50℃の温湯で約
30分間加熱還流する。
6) After the completion of dropping, while stirring is continued, the temperature is slowly raised, and finally, it is heated to reflux for about 30 minutes in hot water of 40 to 50 ° C.

【0029】7) 加熱還流後、かくはんを継続しなが
ら冷水にて冷却し、滴下漏斗にて純水約10mlをゆっ
くり1滴ずつ滴下して、加水分解する。
7) After heating under reflux, the mixture is cooled with cold water while continuing stirring, and about 10 ml of pure water is slowly added drop by drop with a dropping funnel to hydrolyze.

【0030】8) 炭酸カリウム約10gを投入、かく
はんを行い、塩析する。
8) Add about 10 g of potassium carbonate, stir, and salt out.

【0031】9) 塩析した試料をさらにろ過し、フラ
スコに移してロータリーエバポレータにて、減圧・加熱
濃縮して約2mlに濃縮する。
9) The salted-out sample is further filtered, transferred to a flask and concentrated under reduced pressure and heating with a rotary evaporator to about 2 ml.

【0032】10) 得られた試料をGPCで単離スチ
レン及び長鎖ブロックスチレンの分析を行う。GPCの
条件は、単離スチレンとスチレン連鎖約10以上が十分
分離できる条件ならいずれの方法でもよいが、溶媒とし
てクロロホルムを用い、流量1ml/minにて、カラ
ムとしてshodex KF‐803×1本、KF‐8
02×1本、KF‐801×2本(各8mmφ、30c
m長)室温でUV検出器を用いてスチレン連鎖の測定を
行うのが便利である。
10) The obtained sample is analyzed by GPC for isolated styrene and long-chain block styrene. GPC conditions may be any method as long as isolated styrene and about 10 or more styrene chains can be sufficiently separated, but chloroform is used as a solvent, a flow rate of 1 ml / min, and a column of shodex KF-803 × 1, KF-8
02 x 1, KF-801 x 2 (8 mmφ each, 30c
m length) It is convenient to measure the styrene chain using a UV detector at room temperature.

【0033】11) 全ピークの面積累計に対する単離
スチレンピークの面積比%を単離スチレン(重量%)と
し、全ピークの面積累計に対するスチレン連鎖8以上の
ピークの面積累計を長鎖ブロックスチレン(重量%)と
する。
11) The area ratio% of the isolated styrene peaks to the cumulative total area of all peaks is defined as the isolated styrene (wt%), and the cumulative area of peaks of styrene chains of 8 or more to the cumulative total area of all peaks is calculated as long chain block styrene ( % By weight).

【0034】実施例1〜3、比較例1〜3、比較例7か
きまぜ機を有する内容積10lの反応器に所定の温度ま
で熱した約5lのヘキサンで満たし、反応器の底部にあ
る導入口より所定の触媒とスチレン0.45kg/h
r、ブタジエン1.35kg/hr及びヘキサン7.2
kg/hrの導入速度で連続的に導入し、反応後、反応
器の頂部にある排出口より排出される重合体溶液に2,
4‐ジ‐tert‐ブチル‐p‐クレゾールを共重合体
100g当り0.5gとなるように加えて混合し、各種
スチレン連鎖分布を有するスチレン‐ブタジエン共重合
ゴムを得た。他の重合条件及び得られた共重合ゴムの分
析値を表1に示す。なお、この反応におけるかきまぜ条
件は、他の1/10のかきまぜで行った比較例3を除
き、本文中で定義したかくはん効率が5.0×10-2
なるよう制御した。
Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 to 3, Comparative Example 7 A reactor having an internal volume of 10 liters equipped with a stirrer was filled with about 5 liters of hexane heated to a predetermined temperature, and an inlet port was provided at the bottom of the reactor. More specified catalyst and styrene 0.45kg / h
r, butadiene 1.35 kg / hr and hexane 7.2
It was continuously introduced at an introduction rate of kg / hr, and after the reaction, the polymer solution discharged from the discharge port at the top of the reactor was
4-di-tert-butyl-p-cresol was added to 0.5 g per 100 g of the copolymer and mixed to obtain styrene-butadiene copolymer rubbers having various styrene chain distributions. Table 1 shows other polymerization conditions and analysis values of the obtained copolymer rubber. The stirring conditions in this reaction were controlled so that the stirring efficiency defined in the text was 5.0 × 10 -2 , except for Comparative Example 3 in which stirring was carried out at the other 1/10.

【0035】実施例4,5、比較例4,8 実施例1と同じ反応器を用い他の条件も同様にしたが、
スチレン、ブタジエン及びヘキサンの導入速度はそれぞ
れ0.33kg/hr、1.50kg/hr、7.2k
g/hrに変え、また導入口も底部のみならず、底部と
頂部のちょうど中間に位置する他の導入口に分割して導
入を行った。新たな導入口への導入量は全量の1/3重
量とした。他の重合条件及び得られた共重合ゴムの分析
値を表1に示す。
Examples 4 and 5 and Comparative Examples 4 and 8 The same reactor as in Example 1 was used, and other conditions were the same.
The introduction rates of styrene, butadiene and hexane are 0.33 kg / hr, 1.50 kg / hr and 7.2 k, respectively.
In addition to g / hr, the introduction port was introduced not only at the bottom portion but also at another introduction port located just in the middle between the bottom portion and the top portion. The amount introduced into the new inlet was 1/3 weight of the total amount. Table 1 shows other polymerization conditions and analysis values of the obtained copolymer rubber.

【0036】比較例5 比較例5は実施例1と同じ反応器を用い、同一のかきま
ぜ条件で行ったが、触媒、スチレン、ブタジエン、ヘキ
サンを連続的に導入せず、いわゆるバッチ重合で実施し
た。この反応において重合温度は瞬時的に上昇し一定に
保れず100℃まで上昇した。得られた重合体溶液は頂
部よりの窒素圧で底部より排出し、排出後は、実施例1
と同様にして共重合ゴムを得た。他の重合条件と得られ
た共重合ゴムの分析値を表1に示す。
Comparative Example 5 Comparative Example 5 was carried out by the so-called batch polymerization without continuously introducing the catalyst, styrene, butadiene and hexane, using the same reactor as in Example 1 and under the same stirring conditions. . In this reaction, the polymerization temperature instantly increased and could not be kept constant and increased to 100 ° C. The obtained polymer solution was discharged from the bottom by nitrogen pressure from the top, and after discharging, Example 1
A copolymer rubber was obtained in the same manner as in. Table 1 shows other polymerization conditions and analytical values of the obtained copolymer rubber.

【0037】比較例6 比較例6は実施例1で用いた類似の内容積を有する反応
器直径/反応器長さが1/16の管型リアクターを用
い、表1に示す条件下に実施した。得られた共重合ゴム
の分析値も表1に示す。
Comparative Example 6 Comparative Example 6 was carried out under the conditions shown in Table 1 using a tubular reactor having a similar internal volume as used in Example 1 and having a reactor diameter / reactor length of 1/16. . The analytical values of the obtained copolymer rubber are also shown in Table 1.

【0038】[0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】以上の実施例1〜5、比較例1〜8から明
らかなように本発明の製造方法によって得られた共重合
ゴムはいわゆる完全ランダムスチレン‐ブタジエン共重
合ゴムであって、従来法では得られない新規なスチレン
の連鎖分布を有する共重合ゴムである。
As is clear from Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 8 above, the copolymer rubber obtained by the production method of the present invention is a so-called completely random styrene-butadiene copolymer rubber, and in the conventional method. It is a copolymer rubber having a novel styrene chain distribution that cannot be obtained.

【0040】参考例 実施例1〜5及び比較例1〜8の共重合ゴムを用い、表
2に示す配合に従って加硫ゴムを調製した。このように
して得た加硫ゴムの物性を表3に示す。
Reference Example Using the copolymer rubbers of Examples 1-5 and Comparative Examples 1-8, vulcanized rubbers were prepared according to the formulations shown in Table 2. Table 3 shows the physical properties of the vulcanized rubber thus obtained.

【0041】[0041]

【表2】 [Table 2]

【0042】[0042]

【表3】 [Table 3]

【0043】この表から明らかなように、本発明の共重
合ゴムはほぼ同一のムーニー粘度、結合スチレ、ブタジ
エン部の1,2結合の比較例の共重合ゴムに比して優れ
た引張強度、反発弾性、耐摩耗性、発熱性を示す。
As is clear from this table, the copolymer rubber of the present invention has substantially the same Mooney viscosity, excellent bonding strength, and excellent tensile strength as compared with the copolymer rubber of Comparative Example having 1,2 bonds in the butadiene portion. It exhibits impact resilience, wear resistance, and heat generation.

フロントページの続き (56)参考文献 特公 昭54−44315(JP,B2) 特公 昭49−38036(JP,B1) 特公 昭55−23568(JP,B2)Front Page Continuation (56) References Japanese Patent Publication No. 54-44315 (JP, B2) Japanese Patent Publication No. 49-38036 (JP, B1) Japanese Patent Publication No. 55-23568 (JP, B2)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 有機リチウム化合物と、エーテル化合
物、チオエーテル化合物、第三級アミン及びホスフィン
化合物の中から選ばれたルイス塩基の少なくとも1種か
ら成る触媒及び不活性希釈剤の存在下、スチレンとブタ
ジエンを共重合するに際し、原料単量体と触媒と不活性
希釈剤とを含有する原料混合物を、80℃以上の温度に
制御され、かつ導入口付近におけるかくはん効率5×1
−2以上で激しくかきまぜられている重合帯域に連続
的に導入して重合を行わせることを特徴とする、ムーニ
ー粘度30〜150、全結合スチレン10〜40重量
%、ブタジエン部の1,2‐ビニル結合60%以下、重
量平均分子量と数平均分子量の比Mw/Mnで示される
分子量分布1.2〜3.5、オゾン分解物のゲルパーミ
エーションクロマトグラフによって分析される単離スチ
レンが全結合スチレンの50重量%以上、長鎖ブロック
スチレンが全結合スチレンの5重量%以下である溶液重
合完全ランダムスチレン‐ブタジエン共重合ゴムの製造
方法。
1. Styrene and butadiene in the presence of an organolithium compound, a catalyst comprising at least one Lewis base selected from ether compounds, thioether compounds, tertiary amines and phosphine compounds, and an inert diluent. In the copolymerization, the raw material mixture containing the raw material monomer, the catalyst and the inert diluent is controlled at a temperature of 80 ° C. or higher and the stirring efficiency in the vicinity of the inlet is 5 × 1.
0 -2 polymerization zone which is stirred vigorously at least continuously introduced, characterized in that to perform polymerization, Mooney viscosity 30 to 150, total bound styrene 10 to 40 wt%, 1,2 butadiene portion -Vinyl bond 60% or less, molecular weight distribution 1.2 to 3.5 represented by the ratio Mw / Mn of weight average molecular weight to number average molecular weight, total isolated styrene analyzed by gel permeation chromatography of ozone decomposition products A method for producing a solution-polymerized completely random styrene-butadiene copolymer rubber in which 50% by weight or more of bound styrene and 5% by weight or less of long-chain block styrene are all bound styrene.
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