KR20150122138A - 타이어용 부재, 수소 첨가 공액 디엔계 중합체 및, 중합체 조성물 - Google Patents

타이어용 부재, 수소 첨가 공액 디엔계 중합체 및, 중합체 조성물 Download PDF

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Abstract

저(低)연비성이 양호하고, 종래보다 더 고강도이고 내마모성이 우수한 타이어용 부재를 제공한다. 타이어용 부재는, 수소 첨가 공액 디엔계 중합체와 가교제를 포함하는 조성물을 가교 처리하여 얻어지는 타이어용 부재로서, 상기 수소 첨가 공액 디엔계 중합체가, 부타디엔에 유래하는 구조 단위를 갖고, 편(片)말단 또는 양(兩)말단에 관능기를 갖는 공액 디엔계 중합체의 수소 첨가물이며, 상기 관능기가, 아미노기, 이미노기, 피리딜기, 포스피노기, 티올기 및 하이드로카빌옥시실릴기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 기이다.

Description

타이어용 부재, 수소 첨가 공액 디엔계 중합체 및, 중합체 조성물{TIRE MEMBER, HYDROGENATED CONJUGATED DIENE POLYMER AND POLYMER COMPOSITION}
본 발명은, 타이어용 부재, 수소 첨가 공액 디엔계 중합체 및, 중합체 조성물에 관한 것이다.
공기가 들어간 타이어에 있어서는, 저연비성의 향상이 요구되고 있고, 이러한 요구에 부응하기 위해, 말단 변성 디엔계 고무가 개발되고 있다(하기 특허문헌 1 참조). 말단 변성 디엔계 고무는, 미변성의 일반적인 디엔계 고무와 비교하여, 카본 블랙이나 실리카 등의 보강제로서의 필러와의 상성이 좋은 점에서, 발열을 억제하여 저연비성을 향상시킬 수 있다.
한편, 저연비성뿐만 아니라 타이어의 수명을 연장하는 것도 환경 부하의 저감에 기여하기 때문에, 고강도이고 내마모성이 우수한 재료가 요구되고 있다.
일본공개특허공보 소61-103904호
본 발명은, 이상을 감안하여 이루어진 것이며, 저연비성이 양호하고, 종래보다 더 고강도이고 내마모성이 우수한 타이어용 부재를 제공하는 것을 하나의 목적으로 한다.
본 발명자들은, 상기와 같은 종래 기술의 과제를 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 부타디엔을 함유하는 모노머를 중합하여 얻어지는 중합체의 수소 첨가물인 수소 첨가 공액 디엔계 중합체를 이용함으로써, 상기 과제를 해결 가능한 것을 발견하여, 본 발명을 해결하기에 이르렀다. 구체적으로는, 본 발명에 의해 이하의 타이어용 부재, 수소 첨가 공액 디엔계 중합체 및, 중합체 조성물이 제공된다.
[1] 수소 첨가 공액 디엔계 중합체와 가교제를 포함하는 조성물을 가교 처리하여 얻어지는 타이어용 부재로서, 상기 수소 첨가 공액 디엔계 중합체가, 부타디엔에 유래하는 구조 단위를 갖고, 편(片)말단 또는 양(兩)말단에 관능기를 갖는 공액 디엔계 중합체의 수소 첨가물이며, 상기 관능기가, 아미노기, 이미노기, 피리딜기, 포스피노기, 티올기 및 하이드로카빌옥시실릴기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 기인 타이어용 부재.
[2] 부타디엔에 유래하는 구조 단위를 갖고, 중합체쇄의 편말단 또는 양말단에 관능기를 갖는 공액 디엔계 중합체의 수소 첨가물이며, 상기 관능기가, 아미노기, 이미노기, 피리딜기, 포스피노기, 티올기 및 하이드로카빌옥시실릴기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 기인 수소 첨가 공액 디엔계 중합체.
[3] 상기 [2]의 수소 첨가 공액 디엔계 중합체 및, 가교제를 함유하는 타이어용 부재 형성용 중합체 조성물.
본 발명에 의하면, 부타디엔에 유래하는 구조 단위를 갖는 특정의 수소 첨가 공액 디엔계 중합체를 사용함으로써, 저연비성, 고강도이고 또한, 저마모인 타이어 부재를 얻는 것이 가능한 가황 고무를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명의 실시에 관련하는 사항에 대해서 상세하게 설명한다.
<공액 디엔계 중합체>
본 발명의 수소 첨가 공액 디엔계 중합체의 제조에 사용되는, 수소 첨가 전의 공액 디엔계 중합체는, 1,3-부타디엔의 단독 중합체라도 좋고, 1,3-부타디엔과 1,3-부타디엔 이외의 공액 디엔 화합물과의 랜덤 공중합체라도 좋고, 1,3-부타디엔과 방향족 비닐 화합물과의 랜덤 공중합체라도 좋고, 1,3-부타디엔과 1,3-부타디엔 이외의 공액 디엔 화합물과 방향족 비닐 화합물의 랜덤 공중합체라도 좋다. 당해 공액 디엔계 중합체로서는, 그 중에서도, 음이온 중합에 있어서의 리빙성이 높은 점에 있어서, 1,3-부타디엔과 방향족 비닐 화합물을 포함하는 모노머를 중합하여 얻어지는 중합체인 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서, 수소 첨가 전의 공액 디엔계 중합체가 랜덤 공중합이라는 것은, 방향족 비닐 화합물에 유래하는 구조 단위가 8개 이상 연속한 연쇄가, 수소 첨가 전의 공액 디엔계 중합체가 갖는 방향족 비닐 화합물 유래의 구조 단위의 전체에 대하여 10질량％ 이하인 것을 의미한다. 1,3-부타디엔 이외의 공액 디엔 화합물은, 1,3-부타디엔 및 방향족 비닐 화합물과 공중합 가능하면 특별히 한정되지 않는다. 또한, 본 발명에 있어서, 1,3-부타디엔과 임의 성분으로서 1,3-부타디엔 이외의 공액 디엔 화합물을 합친 개념으로서, 공액 디엔계 화합물이라고 한다.
여기에서, 방향족 비닐 화합물에 유래하는 구조 단위가 8개 이상 연속한 연쇄의 함유량은, 수소 첨가 전 또는 수소 첨가된 공액 디엔계 중합체를, 중(重)클로로포름을 용매로서 측정한 1H-NMR 스펙트럼으로, 이하의 (a)∼(c)의 각 화학 시프트 범위의 적분값의 합계에 대한, (a)의 범위의 적분값의 비율로 계산할 수 있다. 예를 들면, 방향족 비닐이 스티렌인 경우, (a)∼(c)의 각 범위의 적분값의 합계에 대한 (a)의 범위의 적분값의 비율을 구하고, 그 값을 2.5배 함으로써 스티렌의 비율을 계산할 수 있다. 이에 따라, 방향족 비닐 화합물에 유래하는 구조 단위의 연쇄 상태를 파악할 수 있다.
(a) 방향족 비닐 화합물 연쇄 8 이상: 6.00≤S<6.68
(b) 방향족 비닐 화합물 연쇄 2∼7: 6.68≤S<6.89
(c) 방향족 비닐 화합물 단(短)연쇄: 6.89≤S≤8.00
공액 디엔계 화합물과 방향족 비닐 화합물과의 공중합체에 있어서, 방향족 비닐 화합물의 사용량은, 가교 처리하여 얻어지는 중합체의 저히스테리시스 로스 특성과 웨트 스키드 저항성과의 균형을 양호하게 하는 관점에서, 중합에 사용하는 모노머의 전체량에 대하여, 10∼50질량％인 것이 바람직하고, 15∼40질량％인 것이 보다 바람직하다. 방향족 비닐 화합물 함량을 상기 범위 내로 함으로써, 생산성과 강도의 양립이 가능해진다.
공액 디엔계 화합물, 또는 공액 디엔계 화합물과 방향족 비닐 화합물과의 중합에 이용하는 공액 디엔계 화합물로서는, 필수 성분인 1,3-부타디엔의 외에, 1,3-부타디엔 이외의 공액 디엔 화합물로서 예를 들면 이소프렌, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 1,3-펜타디엔, 1,3-헥사디엔, 1,3-헵타디엔, 2-페닐-1,3-부타디엔, 3-메틸-1,3-펜타디엔, 2-클로로-1,3-부타디엔 등을 들 수 있다. 또한, 공액 디엔계 화합물로서는, 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다.
또한, 방향족 비닐 화합물로서는, 예를 들면 스티렌, 2-메틸스티렌, 3-메틸스티렌, 4-메틸스티렌, α-메틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌, 2,4-디이소프로필스티렌, 4-t-부틸스티렌, 5-t-부틸-2-메틸스티렌, 비닐에틸벤젠, 디비닐벤젠, 트리비닐벤젠, 디비닐나프탈렌, t-부톡시스티렌, 비닐벤질디메틸아민, (4-비닐벤질)디메틸아미노에틸에테르, N,N-디메틸아미노에틸스티렌, N,N-디메틸아미노메틸스티렌, 2-에틸스티렌, 3-에틸스티렌, 4-에틸스티렌, 2-t-부틸스티렌, 3-t-부틸스티렌, 4-t-부틸스티렌, 비닐자일렌, 비닐나프탈렌, 비닐피리딘, 디페닐에틸렌, 1-(4-N,N-디메틸아미노페닐)-1-페닐에틸렌 등의 3급 아미노기 함유 디페닐에틸렌 등을 들 수 있다. 방향족 비닐 화합물로서는, 이들 중에서도 스티렌, α-메틸스티렌이 특히 바람직하다. 방향족 비닐 화합물로서는, 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
또한, 상기에서 예시한 공액 디엔계 화합물 및 방향족 비닐 화합물은, 활성 말단을 갖는 공액 디엔계 중합체를 얻는 것이 가능한 점에 있어서, 모두 동일한 작용을 갖는 것이다. 따라서, 후술의 실시예에 기재되어 있지 않은 것이라도, 본 발명에 있어서 사용하는 것이 가능하다.
중합시에 있어서는, 공액 디엔 화합물 및 방향족 비닐 화합물 이외의 다른 모노머를 사용할 수 있다. 다른 모노머로서는, 예를 들면 아크릴로니트릴, (메타)아크릴산 메틸, (메타)아크릴산 에틸, (메타)아크릴산 하이드록시에틸 등을 들 수 있다. 다른 모노머의 사용량은, 중합에 사용하는 모노머의 전체량에 대하여, 40질량％ 이하인 것이 바람직하고, 30질량％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 20질량％ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에 있어서의 공액 디엔계 중합체는, 모노머로서, 상기 공액 디엔 화합물과, 필요에 따라서 상기 방향족 비닐 화합물이나 상기 다른 모노머를 이용한 중합을 행함으로써 제조할 수 있다. 여기에서, 중합법으로서는, 용액 중합법, 기상 중합법, 벌크 중합법 중 어느 것을 이용해도 좋지만, 용액 중합법이 특히 바람직하다. 또한, 중합 형식으로서는, 회분식 및 연속식 중 어느 것을 이용해도 좋다.
용액 중합법을 이용하는 경우, 구체적인 중합 방법의 일례로서는, 유기 용매 중에 있어서, 공액 디엔 화합물을 포함하는 모노머를, 중합 개시제 및 필요에 따라서 이용되는 랜더마이저의 존재하, 음이온 중합을 행하는 방법을 들 수 있다.
중합 개시제로서는, 알칼리 금속 화합물 및 알칼리 토금속 화합물 중 적어도 어느 것을 이용할 수 있다. 알칼리 금속 화합물 및 알칼리 토금속 화합물로서는, 중합 개시제로서 통상 이용하는 것을 사용할 수 있고, 예를 들면 메틸리튬, 에틸리튬, n-프로필리튬, n-부틸리튬, sec-부틸리튬, t-부틸리튬 등의 알킬리튬, 1,4-디리티오부탄, 페닐리튬, 스틸벤리튬, 나프틸리튬, 1,3-비스(1-리티오-1,3-디메틸펜틸)벤젠, 1,3-페닐렌비스(3-메틸-1-페닐펜틸리덴)디리튬, 나프틸나트륨, 나프틸칼륨, 디-n-부틸마그네슘, 디-n-헥실마그네슘, 에톡시칼륨, 스테아르산 칼슘 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 리튬 화합물이 바람직하다.
또한, 중합 반응은, 상기의 알칼리 금속 화합물 및 알칼리 토금속 화합물 중 적어도 어느 것과, 실리카와 상호 작용하는 관능기를 갖는 화합물 (B1)을 혼합하여 얻어지는 화합물 (R)의 존재하에서 행해도 좋다. 당해 화합물 (R)의 존재하에서 중합을 행함으로써, 공액 디엔계 중합체의 중합 개시 말단에, 실리카와 상호 작용하는 관능기를 도입할 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서 「상호 작용」이란, 분자 간에서 공유 결합을 형성하거나, 또는 공유 결합보다도 약한 분자간 힘(예를 들면, 이온-쌍극자 상호 작용, 쌍극자-쌍극자 상호 작용, 수소 결합, 판데르 발스 힘 등과 같은 분자 간에 작용하는 전자기학적인 힘)을 형성하는 것을 의미한다. 또한, 「실리카와 상호 작용하는 관능기」는, 질소 원자, 황 원자, 인 원자, 산소 원자 등의 실리카와 상호 작용하는 원자를 적어도 1개 갖는 기를 나타낸다.
상기 화합물 (R)로서는, 그 중에서도 알킬리튬 등의 리튬 화합물과, 제2급 아민 화합물 등의 질소 함유 화합물과의 반응 생성물인 것이 바람직하다. 당해 질소 함유 화합물의 구체예로서는, 예를 들면 디메틸아민, 디에틸아민, 디프로필아민, 디부틸아민, 도데카메틸렌이민, N,N'-디메틸-N'-트리메틸실릴-1,6-디아미노헥산, 피페리딘, 피롤리딘, 헥사메틸렌이민, 헵타메틸렌이민, 디사이클로헥실아민, N-메틸벤질아민, 디-(2-에틸헥실)아민, 디알릴아민, 모르폴린, N-(트리메틸실릴)피페라진, N-(tert-부틸디메틸실릴)피페라진, 1,3-디트리메틸실릴-1,3,5-트리아지난 등을 들 수 있다. 또한, 화합물 (R)의 존재하에서 중합을 행하는 경우, 알칼리 금속 화합물 또는 알칼리 토금속 화합물과, 화합물 (B1)을 미리 혼합함으로써 화합물 (R)을 조제하고, 그 조제한 화합물 (R)을 중합계 중에 첨가하여 중합을 행해도 좋다. 혹은, 중합계 중에, 알칼리 금속 화합물 또는 알칼리 토금속 화합물과, 화합물 (B1)을 첨가하고, 중합계 중에서 양자를 혼합함으로써 화합물 (R)을 조제하여 중합을 행해도 좋다.
랜더마이저는, 비닐 결합(1,2-결합 및 3,4-결합)의 함유율(비닐 함량)의 조정 등을 목적으로 하여 이용할 수 있다. 랜더마이저의 예로서는, 디메톡시벤젠, 테트라하이드로푸란, 디메톡시에탄, 디에틸렌글리콜디부틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 2,2-디(테트라하이드로푸릴)프로판, 2-(2-에톡시에톡시)-2-메틸프로판, 트리에틸아민, 피리딘, N-메틸모르폴린, 테트라메틸에틸렌디아민 등을 들 수 있다. 이들은, 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
중합에 사용하는 유기 용매로서는, 반응에 불활성인 유기 용매이면 좋고, 예를 들면 지방족 탄화수소, 지환식 탄화수소, 방향족 탄화수소 등을 이용할 수 있다. 그 중에서도, 탄소수 3∼8의 탄화수소가 바람직하고, 그의 구체예로서는, 예를 들면 프로판, n-부탄, 이소부탄, n-펜탄, 이소펜탄, n-헥산, 사이클로헥산, 프로펜, 1-부텐, 이소부텐, 트랜스-2-부텐, 시스-2-부텐, 1-펜틴, 2-펜틴, 1-헥센, 2-헥센, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 에틸벤젠, 헵탄, 사이클로펜탄, 메틸사이클로펜탄, 메틸사이클로헥산, 1-펜텐, 2-펜텐, 사이클로헥센 등을 들 수 있다. 또한, 유기 용매로서는, 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
용액 중합을 이용하는 경우, 반응 용매 중의 모노머 농도는, 생산성과 중합 컨트롤의 용이성의 균형을 유지하는 관점에서, 5∼50질량％인 것이 바람직하고, 10∼30질량％인 것이 보다 바람직하다. 중합 반응의 온도는, -20∼150℃인 것이 바람직하고, 0∼120℃인 것이 보다 바람직하고, 20∼100℃인 것이 특히 바람직하다. 또한, 중합 반응은, 모노머를 실질적으로 액상으로 유지하는 데에 충분한 압력하에서 행하는 것이 바람직하다. 이러한 압력은, 중합 반응에 대하여 불활성인 가스에 의해, 반응기 내를 가압하는 등의 방법에 의해 얻을 수 있다.
이와 같이 하여, 활성 말단을 갖는 공액 디엔계 중합체를 얻을 수 있다. 당해 공액 디엔계 중합체의 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량(Mw)은, 바람직하게는 1.0×105∼2.0×106이다. Mw가 1.0×105보다도 작으면, 중합체 조성물을 이용하여 얻어지는 가교 중합체에 있어서 저연비 성능 및 내마모성이 저하되기 쉬운 경향이 있고, 2.0×106보다도 크면, 중합체 조성물의 가공성이 저하되기 쉬운 경향이 있다. 보다 바람직하게는, 1.2×105∼1.5×106이며, 더욱 바람직하게는, 1.5×105∼1.0×106이다.
또한, 부타디엔에 유래하는 구조 단위에 있어서의, 1,2-비닐 함량은, 5∼70질량％인 것이 바람직하고, 10∼60질량％인 것이 보다 바람직하고, 25∼60질량％인 것이 더욱 바람직하다. 1,2-비닐 함량이 5질량％ 미만이면, 그립 특성이 지나치게 낮아지는 경향이 있고, 70질량％를 초과하면, 내마모성이 악화되기 쉬워지는 경향이 있다. 또한, 비닐 함량은 1H-NMR에 의해 측정한 값이다.
본 중합 공정에 의해 얻어지는 공액 디엔계 중합체는, 그의 편말단 또는 양말단에 폴리이소프렌 블록을 갖고 있어도 좋다. 폴리이소프렌 블록을 가짐으로써, 높은 물 첨가율의 중합체를 효율 좋게 가황하는 것이 가능해진다. 폴리이소프렌 블록에 있어서의, 1,4-결합/3,4-결합의 비율은, 60/40∼98/2의 범위인 것이 바람직하다. 1,4-결합/3,4-결합의 비율이 상기 범위에 있음으로써, 가교 고무의 유연성과 가교 효율의 양립이 가능해진다.
<변성 공정>
상기 중합의 공정에 의해 얻어지는 공액 디엔계 중합체의 활성 말단과, 실리카와 상호 작용하는 관능기를 갖는 화합물 (B2)를 반응시키는 공정에 의해, 공액 디엔계 중합체의 중합 종료 말단에, 실리카와 상호 작용하는 관능기를 도입할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서 말단이란, 분자쇄의 가장자리에 존재하는, 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 모노머에 유래하는 구조 이외의 부분을 의미한다.
상기 변성 반응(이하, 말단 변성 반응이라고도 함)에 이용하는 공액 디엔계 중합체는, 활성 말단을 갖고 있는 한, 중합 개시 말단이 미변성의 것이라도 좋고, 변성된 것이라도 좋다. 또한, 화합물 (B2)로서는, 실리카와 상호 작용하는 관능기를 갖고, 또한 중합 활성 말단과 반응할 수 있는 화합물이면 특별히 한정하지 않는다. 화합물 (B2)의 바람직한 구체예로서는, 예를 들면 (Ⅰ) 하기식 (1)로 나타나는 화합물 (B2-1);
Figure pct00001
(식 (1) 중, A1은, 질소 원자, 인 원자 및 황 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원자를 갖고, 활성 수소를 갖지 않고, 또한 R5에 대하여 질소 원자, 인 원자 또는 황 원자로 결합하는 1가의 관능기이고;
R3 및 R4는 하이드로카빌기이며, R5는 하이드로카빌렌기이며, n은 0∼2의 정수이고;
단, R3 및 R4가 복수 존재하는 경우, 복수의 R3 및 R4는, 각각 동일해도 상이해도 좋음).
(Ⅱ) 분자 중에, 환상 에테르기, (티오)카보닐기 및 이소(티오)시아네이트기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 관능기 (x1)과, 질소 원자, 인 원자, 산소 원자 및 황 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원자(단, 질소 원자, 인 원자 및 황 원자는, 적어도 어느 것이 3치환의 하이드로카빌실릴기로 보호되어 있어도 좋음)를 갖고, 또한 활성 수소를 갖고 있지 않은, 상기 관능기 (x1)과는 상이한 기 (x2)를 각각 1개 이상 갖는 화합물 (B2-2);
(Ⅲ) 분자 중에, 이소(티오)시아네이트기를 2개 이상 갖는 화합물 (B2-3);
등을 들 수 있다. 화합물 (B2)로서는, 이들을 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, (티오)카보닐기는, 카보닐기 및 티오카보닐기를 나타내고, 이소(티오)시아네이트기는, 이소시아네이트기 및 이소티오시아네이트기를 나타낸다.
상기식 (1)에 있어서, R3 및 R4의 하이드로카빌기로서는, 탄소수 1∼20의 직쇄상 또는 분기상의 알킬기, 탄소수 3∼20의 사이클로알킬기 또는 탄소수 6∼20의 아릴기인 것이 바람직하다.
R5는, 탄소수 1∼20의 직쇄상 또는 분기상의 알칸디일기, 탄소수 3∼20의 사이클로알킬렌기 또는 탄소수 6∼20의 아릴렌기인 것이 바람직하다.
n은, 공액 디엔계 중합체와의 반응성을 높이는 관점에서, 0 또는 1이 바람직하다.
A1은, 질소 원자, 인 원자 및 황 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원자(이하, 특정 원자라고도 함)를 갖고, 이들 특정 원자로 R5에 결합한다. 특정 원자는 활성 수소에 결합하고 있지 않고, 예를 들면 3치환의 하이드로카빌실릴기 등으로 보호되어 있어도 좋다. 또한, 여기에서 말하는 「활성 수소」란, 탄소 원자 이외의 원자에 결합한 수소 원자를 말하며, 바람직하게는 폴리메틸렌의 탄소-수소 결합보다도 결합 에너지가 낮은 것을 가리킨다.
A1은, 그 중에서도, 오늄염 생성제에 의해 오늄이온이 될 수 있는 기인 것이 바람직하다. 화합물 (B2)가 이러한 기 (A1)을 가짐으로써, 변성 공액 디엔계 중합체에 대하여 우수한 형상 보존유지(保持)성을 부여할 수 있다.
A1의 구체예로서는, 예를 들면 1급 아미노기의 2개의 수소 원자가 2개의 보호기에 의해 치환되어 이루어지는 질소 함유기, 2급 아미노기의 하나의 수소 원자가 1개의 보호기에 의해 치환되어 이루어지는 질소 함유기, 3급 아미노기, 이미노기, 피리딜기, 1급 포스피노기의 2개의 수소 원자가 2개의 보호기에 의해 치환되어 이루어지는 인 함유기, 2급 포스피노기의 1개의 수소 원자가 1개의 보호기에 의해 치환되어 이루어지는 인 함유기, 3급 포스피노기 및, 티올기의 1개의 수소 원자가 1개의 보호기에 의해 치환되어 이루어지는 황 함유기 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 실리카와의 친화성이 양호한 관점에서, 질소 원자를 갖는 기인 것이 바람직하다. 또한, 「보호기」란, A1을 중합 활성 말단에 대하여 불활성인 관능기로 변환해 두는 관능기이며, 예를 들면 3치환의 하이드로카빌실릴기 등을 들 수 있다.
상기 화합물 (B2-1)의 구체예로서는, 1급 아민의 2개의 수소 원자가 2개의 보호기에 의해 치환되어 이루어지는 질소 함유기, 2급 아민의 1개의 수소 원자가 1개의 보호기에 의해 치환되어 이루어지는 질소 함유기, 또는 3급 아미노기와, 알콕시실릴기를 갖는 화합물로서, 예를 들면, N,N-비스(트리메틸실릴)아미노프로필트리메톡시실란, N,N-비스(트리메틸실릴)아미노프로필메틸디에톡시실란, N,N',N'-트리스(트리메틸실릴)-N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-(4-트리메틸실릴-1-피페라지노)프로필메틸디메톡시실란 등을 들 수 있다.
이미노기 또는 피리딜기와, 알콕시실릴기를 갖는 화합물로서는, N-(1,3-디메틸부틸리덴)-3-(트리에톡시실릴)-1-프로판아민, N-(1-메틸프로필리덴)-3-(트리에톡시실릴)-1-프로판아민, N-(4-N,N-디메틸아미노벤질리덴)-3-(트리에톡시실릴)-1-프로판아민, N-(사이클로헥실리덴)-3-(트리에톡시실릴)-1-프로판아민 및 이들 트리에톡시실릴 화합물에 대응하는 트리메톡시실릴 화합물, 메틸디에톡시실릴 화합물, 에틸디메톡시실릴 화합물, N-(3-트리메톡시실릴프로필)-4,5-디하이드로이미다졸, N-(3-트리에톡시실릴프로필)-4,5-디하이드로이미다졸, N-(3-트리메톡시실릴프로필)-4,5-이미다졸, N-(3-트리에톡시실릴프로필)-4,5-이미다졸, 3-헥사메틸렌이미노프로필트리메톡시실란, 3-헥사메틸렌이미노프로필메틸디메톡시실란, 그리고 상기 화합물 중의 알킬기, 알칸디일기를, 각각 탄소수 1∼6의 알킬기, 탄소수 1∼6의 알칸디일기로 치환한 화합물 등을 들 수 있다.
1급 포스피노기의 2개의 수소 원자가 2개의 보호기에 의해 치환되어 이루어지는 인 함유기, 2급 포스피노기의 1개의 수소 원자가 1개의 보호기에 의해 치환되어 이루어지는 인 함유기, 3급 포스피노기, 또는 티올기의 1개의 수소 원자가 1개의 보호기에 의해 치환되어 이루어지는 황 함유기와, 알콕시실릴기를 갖는 화합물로서는, P,P-비스(트리메틸실릴)포스피노프로필메틸디메톡시실란, P,P-비스(트리메틸실릴)포스피노프로필트리메톡시실란, 3-디메틸포스피노프로필트리메톡시실란, 3-디메틸포스피노프로필메틸디메톡시실란, 3-디페닐포스피노프로필트리메톡시실란, 3-디페닐포스피노프로필트리에톡시실란, 3-디페닐포스피노프로필메틸디메톡시실란, S-트리메틸실릴메르캅토프로필메틸디메톡시실란, S-트리메틸실릴메르캅토프로필트리메톡시실란, S-트리메틸실릴메르캅토프로필트리에톡시실란, S-트리메틸실릴메르캅토프로필메틸디에톡시실란 및, 상기 화합물 중의 알킬기, 알칸디일기를, 각각 탄소수 1∼6의 알킬기, 탄소수 1∼6의 알칸디일기로 치환한 화합물 등을 들 수 있다. 그 외, 이소(티오)시아네이트기를 갖는 화합물로서, 3-이소시아네이트프로필트리메톡시실란, 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란 등을 들 수 있다.
상기 화합물 (B2-2)는, 상기 기 (x2)가, 활성 수소에 결합하고 있지 않은 질소 원자를 포함하는 기인 것이 바람직하고, 그의 구체예로서는, 환상 에테르기를 갖는 화합물로서, 예를 들면 테트라글리시딜-1,3-비스아미노메틸사이클로헥산 등의 에폭시아민 화합물 등을;
(티오)카보닐기를 갖는 화합물로서, 예를 들면 4-N,N-디메틸아미노벤조페논 등의 4-아미노아세토페논;
1,7-비스(메틸에틸아미노)-4-헵탄온 등의 비스(디하이드로카빌아미노알킬)케톤;
2-디메틸아미노에틸아크릴레이트 등의 디하이드로카빌아미노알킬(메타)아크릴레이트;
1,3-디메틸-2-이미다졸리디논 등의 하이드로카빌이미다졸리디논;
1-페닐-2-피롤리돈 등의 N-하이드로카빌피롤리돈;
N-메틸-ε-카프로락탐 등의 N-하이드로카빌카프로락탐;
N,N-디에틸포름아미드 등의 N-디하이드로카빌포름아미드;
N,N-디메틸아세트아미드 등의 N,N-디하이드로카빌아세트아미드;
N,N-디메틸아크릴아미드 등의 (메타)아크릴아미드;
등을;
이소(티오)시아네이트기를 갖는 화합물로서, 예를 들면 3-이소시아네이트프로필트리메톡시실란 등을;
들 수 있다.
상기 화합물 (B2-3)으로서는, 예를 들면 2,4-톨릴렌디이소시아네이트, 2,6-톨릴렌디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, 나프탈렌디이소시아네이트, 트리페닐메탄트리이소시아네이트, p-페닐렌디이소시아네이트, 트리스(이소시아네이트페닐)티오포스페이트, 자일렌디이소시아네이트, 벤젠-1,2,4-트리이소시아네이트, 나프탈렌-1,2,5,7-테트라이소시아네이트, 1,4-페닐렌디이소티오시아네이트 등을 들 수 있다.
화합물 (B2)로서는, 실리카와의 친화성이 강한 점에 있어서, 특히 화합물 (B2-1)을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 화합물 (B2-1)을 이용하는 경우, 변성 공액 디엔계 중합체의 무니 점도(Mooney viscosity)를 조정하는 목적으로, 화합물 (B2-1)과 함께, 4염화 규소, 에폭시 함유 화합물(예를 들면, 테트라글리시딜-1,3-비스아미노메틸사이클로헥산 등) 등을 이용해도 좋다. 상기에서 예시한 화합물 (B2)는, 중합 종료 말단이 변성된 변성 공액 디엔계 중합체를 얻는 것이 가능한 점에 있어서, 모두 동일한 작용을 갖는 것이다. 따라서, 후술의 실시예에 기재되어 있지 않은 것이라도, 본 발명에 있어서 사용하는 것이 가능하다. 또한, 상기식 (1)로 나타나는 화합물과 변성 공액 디엔계 중합체와의 반응에 의해 하기식 (1-1)로 나타나는 구조가 중합체 말단에 도입된다:
Figure pct00002
(일반식 (1-1) 중, R6은 수소 원자 또는 하이드로카빌기이며, 복수 존재하는 R6은 동일해도 상이해도 좋고;
A4, R3, R5 및 n은 상기식 (1)의 A1, R3, R5 및 n과 동일한 의미임).
상기의 말단 변성 반응은, 예를 들면 용액 반응으로서 행할 수 있다. 이 용액 반응은, 상기 중합 공정에 있어서의 중합 반응의 종료 후의 미반응 모노머를 포함하는 용액을 이용하여 행해도 좋고, 당해 용액에 포함되는 공액 디엔계 중합체를 단리하고, 사이클로헥산 등의 적당한 용매에 용해한 후에 행해도 좋다. 또한, 말단 변성 반응은, 회분식 및 연속식 중 어느 것을 이용하여 행해도 좋다. 이때, 화합물 (B2)의 첨가 방법은 특별히 제한되지 않고, 일괄하여 첨가하는 방법, 분할하여 첨가하는 방법, 연속적으로 첨가하는 방법 등을 들 수 있다.
말단 변성 반응에 사용하는 화합물 (B2)의 양은, 반응에 사용하는 화합물의 종류에 따라서 적절하게 설정하면 좋지만, 중합 개시제가 갖는 중합 반응에 관여하는 금속 원자에 대하여, 바람직하게는 0.1몰당량 이상, 보다 바람직하게는 0.3몰당량 이상이다. 0.1몰당량 이상으로 함으로써, 변성 반응을 충분히 진행시킬 수 있어, 실리카의 분산성을 적합하게 개량할 수 있다.
말단 변성 반응의 온도는, 통상, 상기 중합 반응의 온도와 동일하고, -20∼150℃인 것이 바람직하고, 0∼120℃인 것이 보다 바람직하고, 20∼100℃인 것이 특히 바람직하다. 변성 반응의 온도가 낮으면, 변성 공액 디엔계 중합체의 점도가 상승하는 경향이 있다. 한편, 변성 반응의 온도가 높으면, 중합 활성 말단이 실활하기 쉬워진다. 변성 반응의 반응 시간은, 바람직하게는 1분∼5시간이며, 보다 바람직하게는 2분∼1시간이다.
<수소 첨가 반응>
본 발명의 수소 첨가 공액 디엔계 중합체는, 상기에서 얻어진 공액 디엔계 중합체를 수소 첨가하여 얻어진다. 수소 첨가 반응의 방법 및 조건은, 소망하는 수소 첨가율의 중합체가 얻어지는 것이면, 모든 방법 및 조건을 이용하는 것이 가능하다. 그들의 수소 첨가 방법의 예로서는, 티탄의 유기 금속 화합물을 주성분으로 하는 촉매를 수소 첨가 촉매로서 사용하는 방법, 철, 니켈, 코발트의 유기 화합물과 알킬알루미늄 등의 유기 금속 화합물로 이루어지는 촉매를 사용하는 방법, 루테늄, 로듐 등의 유기 금속 화합물의 유기 착체를 사용하는 방법, 팔라듐, 백금, 루테늄, 코발트, 니켈 등의 금속을, 카본, 실리카, 알루미나 등의 담체에 담지한 촉매를 사용하는 방법 등이 있다. 각종의 방법 중에서는, 티탄의 유기 금속 화합물 단독, 또는 그것과 리튬, 마그네슘, 알루미늄의 유기 금속 화합물로 이루어지는 균일 촉매(일본특허공고공보 소63-4841호, 일본특허공고공보 평1-37970호)를 이용하여, 저압, 저온의 온화한 조건으로 수소 첨가하는 방법은 공업적으로 바람직하고, 또한 부타디엔의 이중 결합으로의 수소 첨가 선택성도 높아 본 발명의 목적에 적합하다.
수소 첨가는 촉매에 불활성이고, 공액 디엔계 중합체가 가용인 용매 중에서 실시된다. 바람직한 용매로서는, n-펜탄, n-헥산, n-옥탄과 같은 지방족 탄화수소, 사이클로헥산, 사이클로헵탄과 같은 지환족 탄화수소, 벤젠, 톨루엔과 같은 방향족 탄화수소, 디에틸에테르, 테트라하이드로푸란과 같은 에테르류의 단독 또는 그들을 주성분으로 하는 혼합물이다.
수소 첨가 반응은, 일반적으로는 중합체를 수소 또는 불활성 분위기하, 소정의 온도로 보존유지하고, 교반하 또는 부(不)교반하에서 수소 첨가 촉매를 첨가하고, 이어서 수소 가스를 도입하여 소정압으로 가압함으로써 실시된다. 불활성 분위기란, 예를 들면 헬륨, 네온, 아르곤 등의 수소 첨가 반응의 어떠한 관여체와도 반응하지 않는 분위기를 의미한다. 공기나 산소는 촉매를 산화하거나 하여 촉매의 실활을 초래하기 때문에 바람직하지 않다. 또한 질소는 수소 첨가 반응시에 촉매독으로서 작용하여, 수소 첨가 활성을 저하시키기 때문에 바람직하지 않다. 특히, 수소 첨가 반응기 내는 수소 가스 단독의 분위기인 것이 적합하다.
수소 첨가 공액 디엔계 중합체를 얻는 수소 첨가 반응 프로세스는, 배치 프로세스, 연속 프로세스, 그들의 조합 중 어느 것이라도 이용할 수 있다. 또한, 수소 첨가 촉매로서 티타노센디아릴계 화합물을 이용하는 경우는, 이것을 단독으로 그대로 반응 용액에 첨가해도 좋고, 불활성 유기 용매의 용액으로서 첨가해도 좋다. 촉매를 용액으로서 이용하는 경우에 사용하는 불활성 유기 용매는, 수소 첨가 반응의 어떠한 관여체와도 반응하지 않는 상기 각종 용매를 이용할 수 있다. 바람직하게는 수소 첨가 반응에 이용하는 용매와 동일한 용매이다. 또한, 촉매의 첨가량은, 수소 첨가 전의 중합체 100g당 0.02∼20밀리몰이다.
본 발명을 구성하는 수소 첨가 공액 디엔계 중합체를 얻는 바람직한 방법은, 수소 첨가 전의 공액 디엔계 중합체를 유기 리튬 촉매를 이용하여 용액 중합하고, 얻어진 중합체 용액을 그대로 다음의 수소 첨가 반응에 이용하는 것이며, 공업적으로 유용하다. 본 발명을 구성하는 수소 첨가 공액 디엔계 중합체는, 상기에서 얻어진 용액으로부터 용매를 제거하여, 중합체를 단리하여 얻어진다.
본 발명의 수소 첨가 공액 디엔계 중합체의 수소 첨가율은, 부타디엔에 유래하는 구조 단위의 수소 첨가율이 70％ 이상인 것이 바람직하다. 수소 첨가율을 70％ 이상으로 함으로써, 보다 고강도인 수소 첨가 공중합체를 얻을 수 있다. 이와 같은 이유에서, 수소 첨가율은 80％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 90％ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 수소 첨가율은 1H-NMR로 측정할 수 있다.
본 발명에 따른 타이어용 부재 형성용 중합체 조성물은, 상기의 수소 첨가 공액 디엔계 중합체 및, 가교제를 함유한다. 본 중합체 조성물 중에 있어서의 상기 수소 첨가 공액 디엔계 중합체의 함유 비율은, 중합체 조성물의 전체량에 대하여, 20질량％ 이상인 것이 바람직하고, 30질량％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 40질량％ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 가교제로서는, 황, 할로겐화 황, 유기 과산화물, 퀴논디옥심류, 유기 다가 아민 화합물, 메틸올기를 갖는 알킬페놀 수지 등을 들 수 있고, 통상, 황이 사용된다. 황의 배합량은, 중합체 조성물에 포함되는 중합체 성분의 합계량 100질량부에 대하여, 바람직하게는 0.1∼5질량부, 보다 바람직하게는 0.5∼3질량부이다.
당해 중합체 조성물은, 상기 수소 첨가 공액 디엔계 중합체에 첨가하여, 다른 고무 성분을 배합하고 있어도 좋다. 이러한 고무 성분의 종류로서는, 특별히 한정되지 않지만, 부타디엔고무(BR. 예를 들면, 시스-1,4 결합 90％ 이상의 하이시스 BR, 신디오택틱-1,2-폴리부타디엔(SPB) 함유 BR 등), 스티렌부타디엔고무(SBR), 천연 고무(NR), 이소프렌고무(IR), 스티렌이소프렌 공중합체 고무, 부타디엔이소프렌 공중합체 고무 등을 들 수 있고, 보다 바람직하게는 BR, SBR이다.
상기 중합체 조성물에 있어서 필러로서는, 카본 블랙, 실리카, 클레이, 탄산칼슘 등의 각종의 보강성 충전제를 이용할 수 있다. 바람직하게는, 카본 블랙, 실리카, 또는, 카본 블랙과 실리카의 병용이다. 상기 중합체 조성물 중에 있어서의 실리카 및 카본 블랙의 합계량은, 중합체 조성물에 포함되는 중합체 성분의 전체량 100질량부에 대하여, 바람직하게는 20∼130질량부, 보다 바람직하게는 25∼110질량부이다.
상기 중합체 조성물에는, 상기한 성분 외에, 노화 방지제, 아연화, 스테아르산, 연화제, 황, 가황 촉진제 등, 타이어용 고무 조성물에 있어서 일반적으로 사용되는 각종 첨가제를 배합할 수 있다.
이상으로 이루어지는 수소 첨가 공액 디엔계 중합체는, 고강도이기 때문에, 타이어의 트레드, 사이드 월용의 재료로서 적합하게 이용할 수 있다.
당해 타이어의 제조는, 상법에 따라 행할 수 있다. 즉, 상기 타이어용 부재 형성용 중합체 조성물은, 롤이나 믹서 등의 혼합기로 혼합되어, 시트 형상으로 한 것을, 상법에 따라 카커스의 외측에 배치하여 가황 성형함으로써, 사이드 월 고무로서 형성되어, 공기 함유 타이어가 얻어진다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예에 기초하여 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 실시예, 비교예 중의 「부」 및 「％」는, 특별히 언급하지 않는 한 질량 기준이다. 또한, 각종 물성값의 측정 방법을 이하에 나타낸다.
[결합 스티렌 함량(％)]: 500㎒의 1H-NMR에 의해 구했다.
[비닐 함량(％)]: 500㎒의 1H-NMR에 의해 구했다.
[유리 전이 온도(℃)]: ASTM D3418에 준거하여 측정했다.
[변성 전 분자량]: 겔 투과 크로마토그래피(GPC)(HLC-8120GPC(상품명(토소사 제조)))을 사용하여 얻어진 GPC 곡선의 최대 피크의 정점에 상당하는 보존유지 시간으로부터, 폴리스티렌 환산으로 구했다.
(GPC의 조건)
칼럼; 상품명 「GMHXL」(토소사 제조) 2개
칼럼 온도; 40℃
이동상; 테트라하이드로푸란
유속; 1.0ml/분
샘플 농도; 10㎎/20ml
[무니 점도(ML1＋4, 100℃)]: JIS K6300-1에 준거하고, L로터를 사용하여, 예열 1분, 로터 작동 시간 4분, 온도 100℃의 조건으로 구했다.
[수소 첨가율(％)]: 500㎒의 1H-NMR에 의해 구했다.
[스티렌 장쇄 비율(질량％)]: 중합체 중의 전체 스티렌 구조 단위에 대한, 스티렌 구조 단위가 8개 이상 연속한 연쇄의 비율인 스티렌 장쇄 비율 θst를 다음과 같이 구했다. 중클로로포름을 용매로서 측정한 500㎒의 1H-NMR 스펙트럼으로부터, 이하의 (a)∼(c)의 각 화학 시프트 범위의 적분값의 합계 Σ(a, b, c)에 대한 (a)의 범위의 적분값 Σ(a)의 비율을 구하고, 그 값을 2.5배로 하여, 이것을 스티렌 장쇄의 함유 비율 θst로 했다(하기 수식 (1)).
(a) 방향족 비닐 화합물 연쇄 8 이상: 6.00≤S<6.68
(b) 방향족 비닐 화합물 연쇄 2∼7: 6.68≤S<6.89
(c) 방향족 비닐 화합물 단연쇄: 6.89≤S≤8.00
θst[wt％]＝(Σ(a)/(a, b, c))×2.5…(1)
<수소 첨가 공액 디엔 블록 공중합체의 제조 방법의 실시예, 비교예>
<수소 첨가 촉매의 제조>
이하의 방법에 의해, 수소 첨가 촉매(촉매 A 및 B)를 제조했다.
〔제조예 1〕촉매 A
교반기, 적하 깔때기를 구비한 1L 용량의 3개구 플라스크를 건조 질소로 치환하고, 무수 테트라하이드로푸란 200ml 및 테트라하이드로푸르푸릴알코올 0.2몰을 첨가했다. 그 후, n-부틸리튬(이하 「n-BuLi」라고도 함)/사이클로헥산 용액(0.2몰)을 3개구 플라스크 중에 15℃에서 적하하고 반응을 행하여, 테트라하이드로푸르푸릴옥시리튬의 테트라하이드로푸란 용액을 얻었다.
다음으로, 교반기, 적하 깔때기를 구비한 1L 용량의 3개구 플라스크를 건조 질소로 치환하고, 비스(η5-사이클로펜타디에닐)티타늄디클로라이드 49.8g(0.2몰) 및 무수 테트라하이드로푸란 250ml를 첨가했다. 그리고, 상기 기재의 방법에 의해 얻어진 테트라하이드로푸르푸릴옥시리튬의 테트라하이드로푸란 용액을 실온 교반하에서 약 1시간으로 적하했다. 약 2시간 후, 적갈색액을 여과하고, 불용부를 디클로로메탄으로 세정했다.
그 후, 여과액 및 세정액을 합쳐 감압하에서 용매를 제거함으로써, 촉매 A[비스(η5-사이클로펜타디에닐)티타늄(테트라하이드로푸르푸릴옥시)클로라이드](「[클로로비스(2,4-사이클로펜타디에닐)티탄(IV)테트라하이드로푸르푸릴알콕사이드]」라고도 함)를 얻었다. 또한, 수율은 95％였다.
〔제조예 2〕촉매 B
교반기, 적하 깔때기를 구비한 1L 용량의 3개구 플라스크를 건조 질소로 치환하고, 무수 테트라하이드로푸란 200ml 및 푸르푸릴알코올 0.2몰을 첨가했다. 그 후, n-BuLi/사이클로헥산 용액(0.2몰)을 3개구 플라스크 중에 15℃에서 적하하고 반응을 행하여, 푸르푸릴옥시리튬의 테트라하이드로푸란 용액을 얻었다.
다음으로, 교반기, 적하 깔때기를 구비한 1L 용량의 3개구 플라스크를 건조 질소로 치환하고, 비스(η5-사이클로펜타디에닐)티타늄디클로라이드 49.8g(0.2몰) 및 무수 테트라하이드로푸란 250ml를 첨가했다. 그리고, 상기 기재의 방법에 의해 얻어진 푸르푸릴옥시리튬의 테트라하이드로푸란 용액을 실온 교반하에서 약 1시간으로 적하했다. 약 2시간 후, 적갈색액을 여과하고, 불용부를 디클로로메탄으로 세정했다.
그 후, 여과액 및 세정액을 합쳐 감압하에서 용매를 제거함으로써, 촉매 B[비스(η5-사이클로펜타디에닐)티타늄(푸르푸릴옥시)클로라이드](「[클로로비스(2,4-사이클로펜타디에닐)티탄(IV)푸르푸릴알콕사이드]」라고도 함)를 얻었다. 또한, 수율은 97％였다.
실시예 1〔공액 디엔계 고무 C의 합성 및, 그의 평가〕
질소 치환된 내용적 10리터의 오토 클레이브 반응기에, 사이클로헥산 5000g, 테트라하이드로푸란 75.0g, 스티렌 250g, 1,3-부타디엔 730g을 넣었다. 반응기 내용물의 온도를 10℃로 조정한 후, n-부틸리튬(11.60mmol)을 포함하는 사이클로헥산 용액을 첨가하여 중합을 개시했다. 중합은 단열 조건으로 실시하고, 최고 온도는 85℃에 달했다.
중합 전화율이 99％에 달한 시점에서, 부타디엔 20g을 추가하고, 추가로 5분 중합시켜, 중합체를 포함하는 반응액을 얻었다. 그리고, N,N-비스(트리메틸실릴)아미노프로필메틸디에톡시실란 8.5g을 첨가하여, 상기 중합체의 활성점에 30분간 반응시켰다.
이어서, 반응액을 80℃ 이상으로 하여 계 내에 수소를 도입했다.
이어서, 상기 촉매 B 0.73g, 디에틸알루미늄클로라이드 1.16g 및, n-부틸리튬 0.27g을 첨가하여, 수소압 1.0㎫를 유지하도록 하여 반응시켰다. 소정의 수소 적산 유량에 도달 후, 반응액을 상온, 상압으로 되돌려 반응 용기로부터 발출하여, 중합체 용액을 얻었다.
이어서, pH 조정제인 암모니아에 의해 pH 8.5(유리 전극법에 의한, 80℃에 있어서의 pH, 이하 동일함)로 조정한 수용액(온도: 80℃)을 탈용매조에 넣고, 추가로 상기 중합체 용액을 첨가하여(중합체 용액 100질량부에 대하여, 상기 수용액 200질량부의 비율), 탈용매조의 액상의 온도: 95℃에서, 2시간 스팀 스트립핑(스팀 온도: 190℃)에 의해 탈용매를 행하고, 110℃로 온도조절된 열롤에 의해 건조를 행함으로써, 공액 디엔계 고무 C를 얻었다.
공액 디엔계 고무 C의 중합 처방을 표 1에, 얻어진 공액 디엔계 고무 C의 성질을 표 2에 나타낸다. 또한, 공액 디엔계 고무 C를 이용하여, 표 3에 나타내는 배합 처방에 의해 조제한 고무 조성물을 가황하여, 물성 평가를 행했다. 그 결과를 표 4에 나타낸다.
실시예 2〔공액 디엔계 고무 D의 합성 및, 그의 평가〕
질소 치환된 내용적 10리터의 오토 클레이브 반응기에, 사이클로헥산 5000g, 테트라하이드로푸란 75.0g, 이소프렌 100g을 넣었다. 반응기 내용물의 온도를 10℃로 조정한 후, n-부틸리튬(11.60mmol)을 포함하는 사이클로헥산 용액을 첨가하여 중합을 개시했다. 중합은 단열 조건으로 실시하고, 최고 온도는 25℃에 달했다.
이어서 스티렌 250g, 1,3-부타디엔 630g을 추가하여 중합시켰다. 중합은 단열 조건으로 실시하고, 최고 온도는 80℃에 달했다.
중합 전화율이 99％에 달한 시점에서, 부타디엔 20g을 추가하고, 추가로 5분 중합시켜, 중합체를 포함하는 반응액을 얻었다. 그리고, N,N-비스(트리메틸실릴)아미노프로필메틸디에톡시실란 8.5g을 첨가하여, 상기 중합체의 활성점에 30분간 반응시켰다.
이어서, 반응액을 80℃ 이상으로 하여 계 내에 수소를 도입했다.
이어서, 상기 촉매 B 0.73g, 디에틸알루미늄클로라이드 1.16g 및, n-부틸리튬 0.27g을 첨가하여, 수소압 1.0㎫를 유지하도록 하여 반응시켰다. 소정의 수소 적산 유량에 도달 후, 반응액을 상온, 상압으로 되돌려 반응 용기로부터 발출하여, 중합체 용액을 얻었다.
이어서, pH 조정제인 암모니아에 의해 pH 8.5(유리 전극법에 의한, 80℃에 있어서의 pH, 이하 동일함)로 조정한 수용액(온도: 80℃)을 탈용매조에 넣고, 추가로 상기 중합체 용액을 첨가하여(중합체 용액 100질량부에 대하여, 상기 수용액 200질량부의 비율), 탈용매조의 액상의 온도: 95℃에서, 2시간 스팀 스트립핑(스팀 온도: 190℃)에 의해 탈용매를 행하고, 110℃로 온도조절된 열롤에 의해 건조를 행함으로써, 공액 디엔계 고무 D를 얻었다.
공액 디엔계 고무 D의 중합 처방을 표 1에, 얻어진 공액 디엔계 고무 D의 성질을 표 2에 나타낸다. 또한, 공액 디엔계 고무 D를 이용하여, 표 3에 나타내는 배합 처방에 의해 조제한 고무 조성물을 가황하여, 물성 평가를 행했다. 그 결과를 표 4에 나타낸다.
실시예 3〔공액 디엔계 고무 E의 합성 및, 그의 평가〕
질소 치환된 내용적 10리터의 오토 클레이브 반응기에, 사이클로헥산 5000g, 테트라하이드로푸란 0.6g, 이소프렌 100g을 넣었다. 반응기 내용물의 온도를 10℃로 조정한 후, n-부틸리튬(11.60mmol)을 포함하는 사이클로헥산 용액을 첨가하여 중합을 개시했다. 중합은 단열 조건으로 실시하고, 최고 온도는 25℃에 달했다.
이어서 테트라하이드로푸란 74.4g을 첨가한 후, 스티렌 250g, 1,3-부타디엔 630g을 추가하여 중합시켰다. 중합은 단열 조건으로 실시하고, 최고 온도는 80℃에 달했다.
중합 전화율이 99％에 달한 시점에서, 부타디엔 20g을 추가하고, 추가로 5분 중합시켜, 중합체를 포함하는 반응액을 얻었다. 그리고, N,N-비스(트리메틸실릴)아미노프로필메틸디에톡시실란 8.5g을 첨가하여, 상기 중합체의 활성점에 30분간 반응시켰다.
이어서, 반응액을 80℃ 이상으로 하여 계 내에 수소를 도입했다.
이어서, 상기 촉매 B 0.73g, 디에틸알루미늄클로라이드 0.33g 및, 테트라클로로실란 0.18g을 첨가하여, 수소압 1.0㎫를 유지하도록 하여 반응시켰다. 소정의 수소 적산 유량에 도달 후, 반응액을 상온, 상압으로 되돌려 반응 용기로부터 발출하여, 중합체 용액을 얻었다.
이어서, pH 조정제인 암모니아에 의해 pH 8.5(유리 전극법에 의한, 80℃에 있어서의 pH, 이하 동일함)로 조정한 수용액(온도: 80℃)을 탈용매조에 넣고, 추가로 상기 중합체 용액을 첨가하여(중합체 용액 100질량부에 대하여, 상기 수용액 200질량부의 비율), 탈용매조의 액상의 온도: 95℃에서, 2시간 스팀 스트립핑(스팀 온도: 190℃)에 의해 탈용매를 행하고, 110℃로 온도조절된 열롤에 의해 건조를 행함으로써, 공액 디엔계 고무 E를 얻었다.
공액 디엔계 고무 E의 중합 처방을 표 1에, 얻어진 공액 디엔계 고무 E의 성질을 표 2에 나타낸다. 또한, 공액 디엔계 고무 E를 이용하여, 표 3에 나타내는 배합 처방에 의해 조제한 고무 조성물을 가황하여, 물성 평가를 행했다. 그 결과를 표 4에 나타낸다.
실시예 4〔공액 디엔계 고무 X의 합성 및, 그의 평가〕
질소 치환된 내용적 10리터의 오토 클레이브 반응기에, 사이클로헥산 5000g, 테트라하이드로푸란 75.0g, 스티렌 250g, 1,3-부타디엔 730g을 넣었다. 반응기 내용물의 온도를 10℃로 조정한 후, n-부틸리튬(11.60mmol)을 포함하는 사이클로헥산 용액을 첨가하여 중합을 개시했다. 중합은 단열 조건으로 실시하고, 최고 온도는 85℃에 달했다.
중합 전화율이 99％에 달한 시점에서, 부타디엔 20g을 추가하고, 추가로 5분 중합시켜, 중합체를 포함하는 반응액을 얻었다. 그리고, N,N-비스(트리메틸실릴)아미노프로필메틸디에톡시실란 8.5g을 첨가하여, 상기 중합체의 활성점에 30분간 반응시켰다.
이어서, 반응액을 80℃ 이상으로 하여 계 내에 수소를 도입했다.
이어서, 상기 촉매 A 0.73g, 디에틸알루미늄클로라이드 1.16g 및, n-부틸리튬 0.27g을 첨가하여, 수소압 1.0㎫를 유지하도록 하여 반응시켰다. 소정의 수소 적산 유량에 도달 후, 반응액을 상온, 상압으로 되돌려 반응 용기로부터 발출하여, 중합체 용액을 얻었다.
이어서, pH 조정제인 암모니아에 의해 pH 8.5(유리 전극법에 의한, 80℃에 있어서의 pH, 이하 동일함)로 조정한 수용액(온도: 80℃)을 탈용매조에 넣고, 추가로 상기 중합체 용액을 첨가하여(중합체 용액 100질량부에 대하여, 상기 수용액 200질량부의 비율), 탈용매조의 액상의 온도: 95℃에서, 2시간 스팀 스트립핑(스팀 온도: 190℃)에 의해 탈용매를 행하고, 110℃로 온도조절된 열롤에 의해 건조를 행함으로써, 공액 디엔계 고무 X를 얻었다.
공액 디엔계 고무 X의 중합 처방을 표 1에, 얻어진 공액 디엔계 고무 X의 성질을 표 2에 나타낸다. 또한, 공액 디엔계 고무 X를 이용하여, 표 3에 나타내는 배합 처방에 의해 조제한 고무 조성물을 가황하여, 물성 평가를 행했다. 그 결과를 표 4에 나타낸다.
실시예 5〔공액 디엔계 고무 Z의 합성 및, 그의 평가〕
질소 치환된 내용적 10리터의 오토 클레이브 반응기에, 사이클로헥산 5000g, 테트라하이드로푸란 75.0g, 스티렌 250g, 1,3-부타디엔 730g을 넣었다. 반응기 내용물의 온도를 10℃로 조정한 후, n-부틸리튬(11.60mmol)을 포함하는 사이클로헥산 용액을 첨가하여 중합을 개시했다. 중합은 단열 조건으로 실시하고, 최고 온도는 85℃에 달했다.
중합 전화율이 99％에 달한 시점에서, 부타디엔 20g을 추가하고, 추가로 5분 중합시켜, 중합체를 포함하는 반응액을 얻었다. 그리고, N,N-비스(트리메틸실릴)아미노프로필메틸디에톡시실란 8.5g을 첨가하여, 상기 중합체의 활성점에 30분간 반응시켰다.
이어서, 반응액을 80℃ 이상으로 하여 계 내에 수소를 도입했다.
이어서, 상기 촉매 B 0.73g, 디에틸알루미늄클로라이드 1.16g 및, n-부틸리튬 0.27g을 첨가하여, 수소압 1.0㎫를 유지하도록 하여 반응시켰다. 소정의 수소 적산 유량에 도달 후, 반응액을 상온, 상압으로 되돌려 반응 용기로부터 발출하여, 중합체 용액을 얻었다.
이어서, pH 조정제인 암모니아에 의해 pH 8.5(유리 전극법에 의한, 80℃에 있어서의 pH, 이하 동일함)로 조정한 수용액(온도: 80℃)을 탈용매조에 넣고, 추가로 상기 중합체 용액을 첨가하여(중합체 용액 100질량부에 대하여, 상기 수용액 200질량부의 비율), 탈용매조의 액상의 온도: 95℃로, 2시간 스팀 스트립핑(스팀 온도: 190℃)에 의해 탈용매를 행하고, 110℃로 온도조절된 열롤에 의해 건조를 행함으로써, 공액 디엔계 고무 Z를 얻었다.
공액 디엔계 고무 Z의 중합 처방을 표 1에, 얻어진 공액 디엔계 고무 Z의 성질을 표 2에 나타낸다. 또한, 공액 디엔계 고무 Z를 이용하여, 표 3에 나타내는 배합 처방에 의해 조제한 고무 조성물을 가황하고, 물성 평가를 행했다. 그 결과를 표 4에 나타낸다.
비교예 1〔공액 디엔계 고무 S의 합성 및, 그의 평가〕
질소 치환된 내용적 5리터의 오토 클레이브 반응기에, 사이클로헥산 2,750g, 테트라하이드로푸란 50.0g, 스티렌 125g, 1,3-부타디엔 365g을 넣었다. 반응기 내용물의 온도를 10℃로 조정한 후, n-부틸리튬(5.80mmol)을 포함하는 사이클로헥산 용액을 첨가하여 중합을 개시했다. 중합은 단열 조건으로 실시하고, 최고 온도는 85℃에 달했다.
중합 전화율이 99％에 달한 시점에서, 부타디엔 10g을 추가하고, 추가로 5분 중합시켰다. 다음으로, 얻어진 폴리머 용액에 2,6-디-tert-부틸-p-크레졸 2.0g을 첨가했다. 이어서, 수산화 나트륨으로 pH＝9로 조정한 열수를 이용하여 스팀 스트립핑을 행함으로써 탈용매를 행하고, 110℃로 온도조절된 열롤에 의해 고무를 건조하여, 공액 디엔계 고무 S를 얻었다.
공액 디엔계 고무 S의 중합 처방을 표 1에, 얻어진 공액 디엔계 고무 S의 성질을 표 2에 나타낸다. 또한, 변성 공액 디엔계 고무 S를 이용하여, 표 3에 나타내는 배합 처방에 의해 조제한 고무 조성물을 가황하여, 물성 평가를 행했다. 그 결과를 표 4에 나타낸다.
비교예 2〔공액 디엔계 고무 T의 합성 및, 그의 평가〕
질소 치환된 내용적 5리터의 오토 클레이브 반응기에, 사이클로헥산 5,000g, 테트라하이드로푸란 75.0g, 스티렌 30g을 넣었다. 반응기 내용물의 온도를 10℃로 조정한 후, n-부틸리튬(11.6mmol)을 포함하는 사이클로헥산 용액을 첨가하여 중합을 개시했다. 중합은 단열 조건으로 실시하고, 최고 온도는 15℃에 달했다.
이어서 스티렌 190g, 1,3-부타디엔 730g을 추가하여 중합시켰다. 중합은 단열 조건으로 실시하고, 최고 온도는 80℃에 달했다.
중합 전화율이 99％에 달한 시점에서, 스티렌 30g을 추가하고, 추가로 10분 중합시켰다. 이어서, 부타디엔 20g을 추가하고, 추가로 5분 중합시켜, 중합체를 포함하는 반응액을 얻었다.
이어서, 반응액을 80℃ 이상으로 하여 계 내에 수소를 도입했다.
이어서, 상기 촉매 B 0.73g, 디에틸알루미늄클로라이드 0.33g 및, 테트라클로로실란 0.18g을 첨가하여, 수소압 1.0㎫를 유지하도록 하여 반응시켰다. 소정의 수소 적산 유량에 도달 후, 반응액을 상온, 상압으로 되돌려 반응 용기로부터 발출하여, 중합체 용액을 얻었다.
이어서, pH 조정제인 암모니아에 의해 pH 8.5(유리 전극법에 의한, 80℃에 있어서의 pH, 이하 동일함)로 조정한 수용액(온도: 80℃)을 탈용매조에 넣고, 추가로 상기 중합체 용액을 첨가하여(중합체 용액 100질량부에 대하여, 상기 수용액 200질량부의 비율), 탈용매조의 액상의 온도: 95℃에서, 2시간 스팀 스트립핑(스팀 온도: 190℃)에 의해 탈용매를 행하고, 110℃로 온도조절된 열롤에 의해 건조를 행함으로써, 공액 디엔계 고무 T를 얻었다.
공액 디엔계 고무 T의 중합 처방을 표 1에, 얻어진 공액 디엔계 고무 T의 성질을 표 2에 나타낸다. 또한, 공액 디엔계 고무 T를 이용하여, 표 3에 나타내는 배합 처방에 의해 조제한 고무 조성물을 가황하여, 물성 평가를 행했다. 그 결과를 표 4에 나타낸다.
비교예 3〔공액 디엔계 고무 Y의 합성 및, 그의 평가〕
질소 치환된 내용적 10리터의 오토 클레이브 반응기에, 사이클로헥산 5000g, 테트라하이드로푸란 75.0g, 스티렌 250g, 1,3-부타디엔 730g을 넣었다. 반응기 내용물의 온도를 10℃로 조정한 후, n-부틸리튬(11.60mmol)을 포함하는 사이클로헥산 용액을 첨가하여 중합을 개시했다. 중합은 단열 조건으로 실시하고, 최고 온도는 85℃에 달했다.
중합 전화율이 99％에 달한 시점에서, 부타디엔 20g을 추가하고, 추가로 5분 중합시켜, 중합체를 포함하는 반응액을 얻었다.
이어서, 반응액을 80℃ 이상으로 하여 계 내에 수소를 도입했다.
이어서, 상기 촉매 B 0.73g, 디에틸알루미늄클로라이드 0.33g 및, 테트라클로로실란 0.18g을 첨가하여, 수소압 1.0㎫를 유지하도록 하여 반응시켰다. 소정의 수소 적산 유량에 도달 후, 반응액을 상온, 상압으로 되돌려 반응 용기로부터 발출하여, 중합체 용액을 얻었다.
이어서, pH 조정제인 암모니아에 의해 pH 8.5(유리 전극법에 의한, 80℃에 있어서의 pH, 이하 동일함)로 조정한 수용액(온도: 80℃)을 탈용매조에 넣고, 추가로 상기 중합체 용액을 첨가하여(중합체 용액 100질량부에 대하여, 상기 수용액 200질량부의 비율), 탈용매조의 액상의 온도: 95℃에서, 2시간 스팀 스트립핑(스팀 온도: 190℃)에 의해 탈용매를 행하고, 110℃로 온도조절된 열롤에 의해 건조를 행함으로써, 공액 디엔계 고무 Y를 얻었다.
공액 디엔계 고무 Y의 중합 처방을 표 1에, 얻어진 공액 디엔계 고무 Y의 성질을 표 2에 나타낸다. 또한, 공액 디엔계 고무 Y를 이용하여, 표 3에 나타내는 배합 처방에 의해 조제한 고무 조성물을 가황하여, 물성 평가를 행했다. 그 결과를 표 4에 나타낸다.
Figure pct00003
Figure pct00004
Figure pct00005
Figure pct00006
[고무 조성물의 혼련 및 특성 평가]
온도 제어 장치를 부속시킨 플라스트 밀(내용량 250cc)을 사용하고, 1단째의 혼련으로서, 충전율 72％, 회전수 60rpm의 조건으로, 공액 디엔계 고무, 실리카, 실란 커플링제, 스테아르산, 노화 방지제, 아연화를 혼련했다. 이어서, 2단째의 혼련으로서, 상기에서 얻은 배합물을 실온까지 냉각 후, 황, 가황 촉진제를 혼련했다. 이것을 성형하여, 160℃에서 소정 시간, 가황 프레스로 가황하여, 이하의 타이어 성능을 나타내는 특성 평가를 실시했다.
(ⅰ) 무니 점도: 가황 전의 고무 조성물을 측정용 시료로 하고, JIS K6300-1:2013에 준거하고, L로터를 사용하여, 예열 1분, 로터 작동 시간 4분, 온도 100℃의 조건으로 측정했다.
(ⅱ) 인장 강도: JISK6251:2010에 따라 300％ 모듈러스를 측정했다. 지수로 표시하여, 수치가 클수록, 인장 강도가 크고, 양호하다.
(ⅲ) 0℃ tanδ: 가황 고무를 측정용 시료로 하고, 동적 스펙트로미터(미국 레오메트릭스사 제조)를 사용하여, 인장 동적 변형 0.14％, 각 속도 100라디안 매초, 0℃의 조건으로 측정했다. 지수로 표시하여, 수치가 클수록 웨트 스키드 저항성이 크고 양호하다.
(ⅳ) 70℃ tanδ: 가황 고무를 측정용 시료로 하고, 동적 스펙트로미터(미국 레오메트릭스사 제조)를 사용하여, 인장 동적 변형 0.7％, 각 속도 100라디안 매초, 70℃의 조건으로 측정했다. 지수로 표시하여, 수치가 클수록 저히스테리시스 로스 특성이 작고 양호하다.
(ⅴ) 내마모성: 가황 고무를 측정용 시료로 하고, DIN 마모 시험기(도요세이키사 제조)를 사용하여, JIS K 6264-2:2005에 준거하여, 하중 10N으로 25℃에서 측정했다. 지수로 표시하여, 수치가 클수록 내마모성이 양호하다.
표 4로부터 명백한 바와 같이, 수소 첨가 공액 디엔계 고무 C, D, E, X, Z를 사용한 중합체 조성물은, 웨트 스키드 저항성과 저히스테리시스 로스 특성의 균형을 손상시키는 일 없이, 인장 강도나 내마모성이 개량되어 있는 것을 알 수 있다.
본 발명은, 타이어에 적합하게 이용할 수 있다.

Claims (30)

  1. 수소 첨가 공액 디엔계 중합체와 가교제를 포함하는 조성물을 가교 처리하여 얻어지는 타이어용 부재로서,
    상기 수소 첨가 공액 디엔계 중합체가, 부타디엔에 유래하는 구조 단위를 갖고, 편(片)말단 또는 양(兩)말단에 관능기를 갖는 공액 디엔계 중합체의 수소 첨가물이며, 상기 관능기가, 아미노기, 이미노기, 피리딜기, 포스피노기, 티올기 및 하이드로카빌옥시실릴기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 기인 타이어용 부재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수소 첨가 공액 디엔계 중합체의 상기 부타디엔에 유래하는 구조 단위의 수소 첨가율이 70％ 이상인 타이어용 부재.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 수소 첨가 공액 디엔계 중합체가, 상기 관능기를 포함하는 구조로서 하기 일반식 (1-1)로 나타나는 구조를 말단에 갖는 타이어용 부재:
    Figure pct00007

    (일반식 (1-1) 중, A4는, N, P 및 S로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 원자를 갖고, 상기 군으로부터 선택된 1종 이상의 원자의 일부 또는 전부가 하이드로카빌실릴기로 보호되어 있어도 좋고, R5와 결합하는 원자가 N, P 또는 S인 관능기이고;
    R3은 하이드로카빌기이며, n은 0∼2이고;
    R5는 하이드로카빌렌기이고;
    R6은 수소 원자 또는 하이드로카빌기이고;
    식 중, 복수 존재하는 R3 및 R6은, 각각, 동일해도 상이해도 좋음).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수소 첨가 공액 디엔계 중합체가, 방향족 비닐 화합물에 유래하는 구조 단위를 갖는 타이어용 부재.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 방향족 비닐 화합물이, 스티렌 및 α-메틸스티렌으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물인 타이어용 부재.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 수소 첨가 공액 디엔계 중합체는, 상기 방향족 비닐 화합물에 유래하는 구조 단위가 8개 이상 연속한 연쇄가, 상기 방향족 비닐 화합물에 유래하는 구조 단위의 전체에 대하여 10질량％ 이하인 타이어용 부재.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수소 첨가 공액 디엔계 중합체가, 부타디엔 이외의 공액 디엔계 화합물에 유래하는 구조 단위를 갖는 타이어용 부재.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 부타디엔 이외의 공액 디엔계 화합물이 이소프렌인 타이어용 부재.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수소 첨가 공액 디엔계 중합체의 상기 부타디엔에 유래하는 구조 단위의 수소 첨가율이 80％ 이상인 타이어용 부재.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수소 첨가 공액 디엔계 중합체가, 부타디엔을 50∼90질량부, 방향족 비닐 화합물을 10∼50질량부 및, 부타디엔 이외의 공액 디엔계 화합물을 0∼40질량부 함유하는 모노머를 중합하여 얻어지는 중합체의 수소 첨가물인 타이어용 부재.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부타디엔을 함유하는 모노머를 중합하여 얻어지는 중합체 중의, 부타디엔 유래의 구조 단위 중의 1,2-비닐 함량이 5∼70질량％인 타이어용 부재.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수소 첨가 공액 디엔계 중합체가 폴리이소프렌 블록을 갖는 타이어용 부재.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 폴리이소프렌 블록의 1,4-결합/3,4-결합의 비가, 60/40∼98/2인 타이어용 부재.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조성물이, 실리카 및 카본 블랙으로부터 선택되는 1종 이상을 함유하는 타이어용 부재.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 타이어용 부재가 트레드인 타이어용 부재.
  16. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 타이어용 부재가 사이드 월인 타이어용 부재.
  17. 부타디엔에 유래하는 구조 단위를 갖고, 중합체쇄의 편말단 또는 양말단에 관능기를 갖는 공액 디엔계 중합체의 수소 첨가물이며, 상기 관능기가, 아미노기, 이미노기, 피리딜기, 포스피노기, 티올기 및 하이드로카빌옥시실릴기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개의 기인 수소 첨가 공액 디엔계 중합체.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 부타디엔에 유래하는 구조 단위의 수소 첨가율이 70％ 이상인 수소 첨가 공액 디엔계 중합체.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서,
    상기 관능기를 포함하는 구조로서 하기 일반식 (1-1)로 나타나는 구조를 중합체쇄의 말단에 갖는 수소 첨가 공액 디엔계 중합체:
    Figure pct00008

    (일반식 (1-1) 중, A4는, N, P 및 S로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 원자를 갖고, 상기 군으로부터 선택된 1종 이상의 원자의 일부 또는 전부가 하이드로카빌실릴기로 보호되어 있어도 좋고, R5와 결합하는 원자가 N, P 또는 S인 관능기이고;
    R3은 하이드로카빌기이며, n은 0∼2이고;
    R5는 하이드로카빌렌기이고;
    R6은 수소 원자 또는 하이드로카빌기이고;
    식 중, 복수 존재하는 R3 및 R6은, 각각, 동일해도 상이해도 좋음).
  20. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    방향족 비닐 화합물에 유래하는 구조 단위를 갖는 수소 첨가 공액 디엔계 중합체.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 방향족 비닐 화합물이, 스티렌 및 α-메틸스티렌으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물인 수소 첨가 공액 디엔계 중합체.
  22. 제20항 또는 제21항에 있어서,
    상기 방향족 비닐 화합물에 유래하는 구조 단위가 8개 이상 연속한 연쇄가, 상기 방향족 비닐 화합물에 유래하는 구조 단위의 전체에 대하여 10질량％ 이하인 수소 첨가 공액 디엔계 중합체.
  23. 제17항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    부타디엔 이외의 공액 디엔계 화합물에 유래하는 구조 단위를 갖는 수소 첨가 공액 디엔계 중합체.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 부타디엔 이외의 공액 디엔계 화합물이 이소프렌인 수소 첨가 공액 디엔계 중합체.
  25. 제17항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부타디엔에 유래하는 구조 단위의 수소 첨가율이 80％ 이상인 수소 첨가 공액 디엔계 중합체.
  26. 제17항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
    부타디엔을 50∼90질량부, 방향족 비닐 화합물을 10∼50질량부 및, 부타디엔 이외의 공액 디엔계 화합물을 0∼40질량부 함유하는 모노머를 중합하여 얻어지는 중합체의 수소 첨가물인 수소 첨가 공액 디엔계 중합체.
  27. 제17항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부타디엔을 함유하는 모노머를 중합하여 얻어지는 중합체 중의, 부타디엔 유래의 구조 단위 중의 1,2-비닐 함량이 5∼70질량％인 수소 첨가 공액 디엔계 중합체.
  28. 제17항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    폴리이소프렌 블록을 갖는 수소 첨가 공액 디엔계 중합체.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 폴리이소프렌 블록의 1,4-결합/3,4-결합의 비가, 60/40∼98/2인 수소 첨가 공액 디엔계 중합체.
  30. 제17항 내지 제29항 중 어느 한 항에 기재된 수소 첨가 공액 디엔계 중합체 및, 가교제를 함유하는 타이어용 부재 형성용 중합체 조성물.
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