JPS5914482B2 - 改質されたポリブタジエンの製造方法 - Google Patents

改質されたポリブタジエンの製造方法

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JPS5914482B2
JPS5914482B2 JP52139035A JP13903577A JPS5914482B2 JP S5914482 B2 JPS5914482 B2 JP S5914482B2 JP 52139035 A JP52139035 A JP 52139035A JP 13903577 A JP13903577 A JP 13903577A JP S5914482 B2 JPS5914482 B2 JP S5914482B2
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JP
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polybutadiene
toluene
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mercaptans
mercaptan
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JP52139035A
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ギユンタ−・マルベデ
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08CTREATMENT OR CHEMICAL MODIFICATION OF RUBBERS
    • C08C19/00Chemical modification of rubber
    • C08C19/20Incorporating sulfur atoms into the molecule

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 メルカプタンがブタジエン重合体と付加反応できること
は知られている。
これらの付加反応がポリブタジエンの1・4−二重結合
とより1・2−二重結合との方で急速に生じろことも知
られてい30る。制御不能な架橋反応や広範囲の変性の
結果による分子量分布や不完全な反応に基づく嗅覚刺戟
等のような、相当な困難がこれ等の反応に生じるために
、この型のメルカプタンで改質された重合体35は商業
的規模でこれまで使用されていなかつた。
一方、極性改質された(polar−modified
)クポリブタジエンは例えばシリカ含有ゴム混合物中で
の使用など、かなり商業的利点を有している。
純粋な炭化水素エラストマー、例えばポリブタジエン、
ポリイソブレン又はSBRは高活性シリカとの非常に劣
悪な融和性を示し、そしてそれは不適当な性質を有する
加硫物を与える。処理剤を使用することによりこれらの
問題を解決するという試みがなされている。例えばメル
カプトシランを処理剤として添加すると、ポリブタジエ
ンのシリカとの融和性を改良するが、これらの非常に高
価な化合物をゴムを基にして10重量%以上の量で使用
しなければならない。その結果、これらの欠点は経済的
な点又は技術的観点からみても満足のいくようには解決
されていない。6〜12%の1・2−[ワd結合金量を有
する狭い分子量分布のポリブタジエンに対する2−メル
カプトエタノールの付加反応はドイツ公告明細書第18
16394中に記されており、メルカプトアミンの付加
はドイツ公告明細書第1910177号に記されている
両者の場合、付加反応はポリブタジエンの1・4−[ワ
d結合の方で生じるように意図されている。これらの2
つの文献中に記されている反応は不完全であるため、未
反応のメルカプタンにより生じる嗅覚刺激により業的規
模での処理が非常に複雑となる。さらに我々の研究では
、6〜20%の1・2−[ワd結合金量を有するポリブタ
ジエンの使用及びメルカプタンの添加は望ましくない交
叉結合を与える高い危険性を有していることが示された
。工業的条件下ではゲル生成は避けられない。この型の
生成物は非常に減じられた弾性を示し、そしてゴム技術
で普通使用されている方法により処理できなかつた。例
えば80%以上というような高含量の1・2ー[ワd結合
を有するポリブタジエンは、メルカプタン例えば2−メ
ルカプトエタノール及びチオグリコール酸と非常に急速
にそして完全に付加反応を行なう。
残念なことに、これらの付加生成物は比較的高いガラス
転移温度(TG)を有しており、従つて合成ゴムとして
の使用には適していない。本発明の目的は、良好な加工
性及び充分低いガラス転移温度を有する極性改質された
交叉結合されていないポリブタジエンの製造である。従
つて、本発明は30〜60%の、好ましくは40〜50
%の1・2−[ワd結合金有量及び0.8〜1.8d1/
7(トルエン中で25℃で測定)の粘度値〔η]を有す
るポリブタジエンを溶液中で一般式(1)及び()〔式
中、R1、R2及びR3は同一であつても又は異なつて
いてもよく、水素又は直鎖もしくは枝分れしたアルキル
もしくはアリール基を表わし、n1は1〜4の数であり
、そして肚は1〜5の数である〕 に相当するメルカプタンと反応させることによる、メル
カプタンで改質されたポリブタジエンの製造方法を提供
するものである。
上記の一般式(1)及び()に相当するメルカプト化合
物は一般にメルカプタン対ポリブタジエン中の1・2−
[ワd結合のモル比が0.1〜0.6の間、好ましくは0
.2〜0.4の間であるような量で使用される。
ポリブタジエン中の30〜60%という二重結合金量は
厳密なものではなく、単に商業的に適している量を表わ
しているものである。
二重結合金量が30%以下である場合交叉結合の危険が
ありそして不完全な反応が生じる可能性がある。二重結
合金量が60%以上の場合改質後に比較的高いガラス温
度を有する生成物が得られる。好適な式(1)のメルカ
プタンは、R1及びR2が水素、C,〜3−アルキル又
はフエニルを表わす化合物である。
アルキル基としてはメチル及びエチル基が特に好ましい
。2−メルカプトエタノール、2−メルカプトイソプロ
パノール、1−フエニル一2−メルカプトエタノール、
3−メルカプトプロパノール及び4−メルカプトブタノ
ールが例として挙げられる。
好適な式()のメルカプタンは、R3が水素又はC1〜
4−アルキル基、例えばメチル、エチル、プロピル、イ
ソプロピル、ブチル、イソブチル又はターシヤリーブチ
ルを表わす化合物である。
例としてチオグリコール酸及びチオグリコール酸エステ
ルが挙げられる。1・2−[ワd結合金量を有するブタジ
エン重合体の製造は熟練者によく知られており、それは
例えばn−ブチルリチウム及びある量の給体(DOnO
r8) (例えばグリコールジメチルエーテル又はN−
N/−テトラメチルエチレンジアミン)を使用すること
により行なわれる。
ポリブタジエンと一般式(1)及び()のメルカプタン
との反応は不活性溶媒、好適には炭化水素類、例えばヘ
キサン、シクロヘキサン又はトルエン中で実施され、重
合体濃度は好適には10〜30重量%の間である。
反応はラジカル機構により進行し、従つてラジカル生成
化合物、例えばアルキルヒドロパーオキシド、ジアルキ
ルパーオキシド、ジアシルパーオキシド又はアゾ化合物
、により開始されそして調節される。
好適にはアゾジイソプチロニトリルが開始剤として使用
される。反応は開始剤が分解する速度によるが一般に5
0℃〜150℃において行なわれる。
アゾジイソブチロニトリル(AIBN)を使用する場合
には、反応は好適には60〜90℃の範囲内の温度で行
なわれる。メルカプタンの完全な転化を得るのに必要な
反応時間は、適用される反応温度によるが、通常2〜1
0時間である。
反応の完了時に、一般的安定剤、例えば4−メチル−2
・6−ジーターシャリーブチルフエノール又は2・27
−ジヒドロキシ−3・3′−ジーターシヤリーブチル一
5・5′−ジメチルジフエニルメタンを重合体溶液に、
重合体を基にして0.1〜1重量%の量で加える。改質
されたポリブタジエンは非溶媒、例えばメタノール、エ
タノール又はイソプロパノールを用いての沈でんにより
単離される。商業的規模では、溶媒は水蒸気蒸留により
除去される。重合体は普通の方法で、例えば乾燥室中で
又はスクリユ一機械により乾燥される。
本発明に従う重合体はゴム工業で通常使用されている機
械、例えば混合ロール、内部ミキサー、及びカレンダー
、中で加工され、そして好ましくはシリカ含有混合物中
で使用される。
これらの混合物は例えば冬季用タイヤ及び「オフロード
」タイヤ用のトレツドの製造用に使用される。
さらに、本発明に従う極性改質されたブタジエン重合体
はシリカ含有のスチールコード・コンパウンド中でも使
用される。この場合、特殊な接着剤を添加する必要はな
い。下記の実施例は本発明を説明するものである。
%は重量%である。実施例 1 22kgのトルエン中に、40007のポリブタジエン
〔42%の1・2−[ワd結合を含有し、そして0.9の
粘度値〔η〕(トルエン中で25℃で測定)を有する〕
を含んでいる溶液を、空気の不存在下でスタラ一付き容
器の中に加えた。
次に4.407の2−メルカプトエタノールを撹拌しな
がら加え、その後75℃に加熱した。次に5007のト
ルエン中に87のアゾジイソブチロニトリル(AIBN
)を含んでいる溶液をこの混合物中に加えた。その後混
合物を75℃の反応温度で5時間撹拌した。室温に冷却
した後に、1007のトルエン中に127の2・2′−
ジヒドロキシ−33−ジーターシヤリーブチル一5・5
′−ジメチルジフエニルメタンを含んでいる溶液を加え
た。溶媒は水蒸気蒸留により除いた。水分を含んでいる
重合体片を真空中で60℃以下の温度で乾燥した。乾燥
された重合体が4400tの量で得られ、それは99%
の収率に相当していた。硫黄 実測値:4.0% 硫黄 計算値:4.0% 転化率は100%に達していた。
粘度値〔η〕は0.97d1/7(トルエン中25℃)
であつた。
ML−4′100′C−50(ASTM9275Tに従
う)。
DefOH/E=850/33(DIN535l4に従
う)ガラス温度Tg=−42℃(示差温度分析)実施例
2種々の量のチオグリコール酸を実施例1に記されて
いる反応条件下で、0.88の粘度値〔η〕(トルエン
中25℃)及び50%の1・2−[ワd結合金有量を有す
るポリブタジエンと反応させた。
比較試験 種々の二重結合金量を有するポリブタジエンを、実施例
1に記されている反応条件下で2−メルカプトエタノー
ルと反応させた。
反応生成物をメタノールを用いて沈でんさせ、そして一
定重量となるまで真空中で60℃で乾燥した。
結果 実施例 3 実施例1と同様な方法で、1.03dj/クの粘度値〔
η〕(トルエン中、25℃)及び40%の12−[ワd結
合を有するポリブタジエンを、チオグリコール酸ブチル
エステルと反応させた。
反応生成物をメタノールを用いて沈でんさせ、そして一
定重量となるまで真空中で60℃で乾燥した。
結果 実施例 4 処理及び加硫 47のムー[メ[粘度ML−4及び4%の硫黄含量を有す
る本発明に従う重合体、及び比較用の40%の1・2−
[ワd結合金量のポリブタジエン及びシス一1・4−ポリ
ブタジエンを下記の調合物(重量部)中で試験した。
この調合物は高活性シリカが充てんされている混合物の
典型的なものである:混合物を普通の方法で研究室用混
合ロール上で製造し、次に150℃で加硫した。
最適加熱時間(30分)後に、下記の物理的値を有する
本発明に従つて製造された重合体(混合物A)が得られ
た:混合物Aは困難を伴なわずに処理できたが、混合物
B及びCは例えば大きくふくれたり、ロールから離れた
り、混合時間が非常に長いなどという相当な困難が生じ
た。
これらの試験で示されている如く、本発明に従つて製造
された加硫物は比較用重合体より優れていた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 0.8〜1.8dl/gの粘度〔η〕(トルエン中
    で25℃で測定)及び40〜50%の1・2−二重結合
    含有量を有するポリブタジエンを溶液中で、一般式(
    I )又は(II)▲数式、化学式、表等があります▼(
    I )▲数式、化学式、表等があります▼(II)〔式中、
    R_1、R_2及びR_3は同一であつても又は異なつ
    ていてもよく、水素又は直鎖もしくは枝分れしたアルキ
    ルもしくはアリール基を表わし、n_1は1〜4の数で
    あり、そしてn_2は1〜5の数である〕 に相当するメルカプタンと反応させることからなる、メ
    ルカプタンで改質された成形物用ポリブタジエンの製造
    方法。 2 メルカプタン対ポリブタジエン中の1・2−二重結
    合のモル比が0.1〜0.6である、特許請求の範囲第
    1項記載の方法。 3 反応温度が50〜150℃の範囲内である、特許請
    求の範囲第1項又は第2項に記載の方法。
JP52139035A 1976-11-23 1977-11-21 改質されたポリブタジエンの製造方法 Expired JPS5914482B2 (ja)

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DE19762653144 DE2653144C2 (de) 1976-11-23 1976-11-23 Verfahren zur Herstellung von modifiziertem Polybutadien
DE000P26531442 1976-11-23

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JPS5365387A JPS5365387A (en) 1978-06-10
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ES (1) ES464360A1 (ja)
FR (1) FR2371467A1 (ja)
GB (1) GB1575115A (ja)
IT (1) IT1091794B (ja)
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