KR20170032319A - 음이온성 중합을 위한 아미노실릴-치환된 디아릴에텐 화합물 - Google Patents

음이온성 중합을 위한 아미노실릴-치환된 디아릴에텐 화합물 Download PDF

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크리스티안 되링
스벤 틸레
다니엘 하이덴라이히
나딘 슈에벨
크리스티안 야코비
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Abstract

본 발명은 변형 모노머 및 중합 개시제에 대한 전구체로서 유용한 신규한 화합물에 관한 것이다. 본 발명은 또한 중합 개시제 및 생성된 폴리머를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 본 발명의 폴리머 및 추가 성분 예컨대 신전유, 충전제, 가황제 등을 포함하는 폴리머 조성물에 관한 것이며, 그리고 상응하는 가황 폴리머 조성물 및 상기 가황 폴리머 조성물로부터 제조된, 가황된 부품을 포함하는 물품에 관한 것이다.
Figure pct00032

화학식 1,
Figure pct00033

화학식 2

Description

음이온성 중합을 위한 아미노실릴-치환된 디아릴에텐 화합물{AMINOSILYL-SUBSTITUTED DIARYLETHENE COMPOUNDS FOR ANIONIC POLYMERISATION}
본 발명은 쇄 말단 변형제로서, 그리고 상기 음이온성 중합에서의 사용을 위한 중합 개시제에 대한 전구체로서, 음이온성 중합에서의 변형 모노머로서 모두 사용될 수 있는 신규한 아미노실릴-치환된 디아릴에텐 화합물에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 상기 신규 화합물을 변형 모노머 및/또는 개시 전구체로서 제조하는, 변형 (쇄 말단- 또는 골격-변형된) 폴리머를 포함하는 폴리머, 및 이로부터 제조된 폴리머 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 추가로, 가황 조성물의 제조에서의 이러한 조성물의 사용, 및 동등물로부터 제조된 물품에 관한 것이다. 폴리머 조성물은 비교적 낮은 이력 손실, 우수한 그립 및 높은 마모 내성을 갖는, 가황되고 이에 따라 가교결합된 엘라스토머 조성물의 제조에 유용하다. 그와 같은 조성물은 다른 바람직한 물리적 및 화학적 특성, 예를 들면 우수한 습식 그립, 아이스 그립, 인장 강도 및 탁월한 가공성의 우수한 균형와 조합된 낮은 열 빌드-업, 낮은 롤링 내성 및 높은 마모 내성을 갖는 타이어 트레드를 포함하는 많은 물품에서 유용하다.
증가하는 오일 가격 및 자동차 이산화탄소 배출량의 감소를 요구하는 국가적 법령은 타이어 및 고무 제조사로 하여금 “연료-효율적”이고, 이에 따라 연료-절약성 타이어를 생산하도록 한다. 연료-효율적인 타이어를 수득하기 위한 하나의 일반적 접근은 감소된 이력 손실을 갖는 타이어 제형을 생산한다. 가황 엘라스토머 폴리머 중 이력의 주요 공급원은, 자유 폴리머 쇄 말단, 즉 폴리머 쇄의 최종 가교-결합 및 말단 사이의 엘라스토머 폴리머 쇄의 절편에 기인한다. 폴리머의 이러한 자유 말단은 효율적 탄성 회수가능한 공정에 참여하지 않으며, 결과적으로, 폴리머의 이러한 절편에 전송된 에너지가 손실된다. 소실된 에너지는 역학적 변형 하에서 현저한 이력현상을 유도한다. 가황 엘라스토머 폴리머 중 이력의 또 다른 공급원은, 가황 엘라스토머 폴리머 조성물 중 충전제 입자의 불충분한 분포에 기인한다. 가교-결합된 엘라스토머 폴리머 조성물의 이력 손실은 이의 60°C에서의 tan δ 값과 연관된다 (참고: ISO 4664-1:2005; Rubber, Vulcanized or thermoplastic; Determination of dynamic properties - part 1: General guidance). 일반적으로, 60°C에서 상대적으로 작은 tan δ 값을 갖는 가황된 엘라스토머 폴리머 조성물은 보다 낮은 이력 손실을 가짐으로서 바람직하다. 최종 타이어 산물에서, 이는 보다 낮은 롤링 내성 및 보다 양호한 연료 절약으로 해석된다.
일반적으로, 보나 낮은 롤링 내성 타이어는 변질된 습식 그립 특성의 손실을 감수하여 제조될 수 있는 것으로 이해된다. 예를 들어, 랜덤 용액 스티렌-부타디엔 고무 (랜덤 SSBR), 폴리스티렌 단위 농도가 총 폴리부타디엔 단위 함량에 대하여 감소되고, 1,2-폴리부타디엔 단위 농도가 일정할 경우, SSBR 유리 전이 온도는 감소되고, 그리고 결과로, tan δ (60°C) 및 tan δ (0°C) 둘 모두는 일반적으로 타이어의 개선된 롤링 내성 및 변질된 습식 그립 성능에 상응하여 감소된다. 유사하게, 랜덤 SSBR에서, 1,2-폴리부타디엔 단위 농도가 총 폴리부타디엔 단위 함량에 대하여 감소되고, 폴리스티렌 단위 농도가 일정할 경우, SSBR 유리 전이 온도는 감소되고, 그리고 결과로, tan δ (60°C) 및 tan δ (0°C) 둘 모두는 일반적으로 타이어의 개선된 롤링 내성 및 변질된 습식 그립 성능에 상응하여 감소된다. 따라서, 고무 가황물 성능을 올바르게 평가할 경우, tan δ (60°C)와 관련된 롤링 내성 및 tan δ (0°C)와 관련된 습식 그립 둘 모두는 타이어 열 빌드-업과 함께 모니터링되어야 한다.
Hirao et al., Prog. Polym. Sci. 30 (2005) 111-182,는 다중-작용화된 폴리머, 성상-분지형 폴리머 및 수지상 분지형 폴리머의 작제를 기술한다.
타이어에서 높은 습식 그립, 낮은 롤링 내성 및 높은 내마모성에 상응하는 낮은 이력 손실 및 높은 내마모성을 포함하는, 실리카 및 카본 블랙을 함유하는 가황물의 역학적 특성을 추가로 최적화하기 위하여 사용될 수 있는, 변형된 폴리머를 포함하는 폴리머에 대한 필요성이 존재한다. 추가로, 열적 노출 동안, 그리고 기계적 응력 하에서, 가황물 열 빌드-업을 추가로 감소시키기 위한 필요성이 존재한다. 상기 필요성은 하기 발명에 의해 충족된다.
본 발명의 요약
제1 양태에서, 본 발명은 하기 화학식 1의 화합물을 제공한다:
Figure pct00001
화학식 1
식 중,
각각의 R은, 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 임의로 치환된 유기기로부터 독립적으로 선택되고, 여기서 R은 화학식 1의 2개 벤젠 환 중 1개와 연결되어 아미노실릴 기의 Si 원자와 함께 환을 형성할 수 있고;
R' 은 임의로 치환된 메틸렌 기이고;
각각의 R1 은, 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 임의로 치환된 유기기로부터 독립적으로 선택되고;
각각의 R2 는, 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 임의로 치환된 유기기로부터 독립적으로 선택되고, 여기서 R2 기는 서로 연결되어 Si - 결합된 질소 원자와 함께 환을 형성할 수 있고;
R3 및 R4 는 각각 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸 및 비닐로부터 선택되고;
각각의 R5 는, 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 임의로 치환된 탄화수소 기, C1-C6 알콕시 기, C1-C6 알킬티오 기, 및 C1-C6 알킬 기로부터 독립적으로 선택된 2개의 치환체를 갖는 아민기, 및 C1-C6 알킬 기로부터 독립적으로 선택된 3개의 치환체를 갖는 실릴 기, 및 페닐 기로부터 독립적으로 선택되고;
a ≥ 1; b ≥ 0; a + b ≤ 10;
m은 0 또는 1이고;
n은 0 내지 12이고;
상기 아미노실릴의 규소 원자가 R’기 또는 단일 결합을 통하여 벤젠 환에 2회 결합할 경우, x는 0, 1 또는 2이거나; y는 1, 2 또는 3이거나; z는 0, 1 또는 2이거나; x + y + z는 3이거나; 또는 x + y + z는 2 이고;
단, m이 1일 경우, n은 1 내지 12이고, 그리고 m이 0일 경우, n은 0이고, x는 1 또는 2이며;
아미노실릴 기(들)이 상기 2개 벤젠 환 중 임의의 것에 결합할 수 있고, 복수의 아미노실릴 기들은 서로 상이할 수 있고, 그리고 상기 R5 기(들)은 상기 2개 벤젠 환 중 임의의 것에 결합할 수 있다. “유기 기” 또는 “탄화수소 기”에 대해 명시된 탄소 원자의 수는 임의의 치환체들을 포함하지 않는다.
화학식 1의 화합물은 중합 개시제에 대한 전구체로서, 그리고 음이온성 중합에서의 변형 모노머로서 모두 사용될 수 있다.
제2 양태에서, 본 발명은 하기 화학식 2의 중합 개시제를 제공한다:
Figure pct00002
화학식 2
식 중,
각각의 R은, 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 임의로 치환된 유기기로부터 독립적으로 선택되고, 여기서 R은 화학식 1의 2개 벤젠 환 중 1개와 연결되어 아미노실릴 기의 Si 원자와 함께 환을 형성할 수 있고;
R' 은 임의로 치환된 메틸렌 기이고;
각각의 R1 은, 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 임의로 치환된 유기기로부터 독립적으로 선택되고;
각각의 R2 는, 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 임의로 치환된 유기기로부터 독립적으로 선택되고, 여기서 R2 기는 서로 연결되어 Si - 결합된 질소 원자와 함께 환을 형성할 수 있고;
R3 및 R4 는 각각 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸 및 비닐로부터 선택되고;
각각의 R5 는, 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 임의로 치환된 탄화수소 기, C1-C6 알콕시 기, C1-C6 알킬티오 기, 및 C1-C6 알킬 기로부터 독립적으로 선택된 2개의 치환체를 갖는 아민기, 및 C1-C6 알킬 기로부터 독립적으로 선택된 3개의 치환체를 갖는 실릴 기, 및 페닐 기로부터 독립적으로 선택되고;
R6 는 C1 - C6 알킬, 페닐 및 벤질로 구성된 군으로부터 선택되고;
M은 리튬, 나트륨 및 칼륨으로부터 선택된 알칼리 금속이고;
a ≥ 1; b ≥ 0; a + b ≤ 10;
m은 0 또는 1이고;
n은 0 내지 12이고;
상기 아미노실릴의 규소 원자가 R’ 기 또는 단일 결합을 통하여 벤젠 환에 2회 결합할 경우, x는 0, 1 또는 2이거나; y는 1, 2 또는 3이거나; z는 0, 1 또는 2이거나; x + y + z는 3이거나; 또는 x + y + z는 2 이고;
단, m이 1일 경우, n은 1 내지 12이고, 그리고 m이 0일 경우, n은 0이고, x는 1 또는 2이며;
아미노실릴 기(들)이 상기 2개 벤젠 환 중 임의의 것에 결합할 수 있고, 복수의 아미노실릴 기들은 서로 상이할 수 있고, 그리고 상기 R5 기(들)은 상기 2개 벤젠 환 중 임의의 것에 결합할 수 있다. “유기 기” 또는 “탄화수소 기”에 대해 표지된 탄소 원자의 수는 임의의 치환체들을 포함하지 않는다.
제3 양태에서, 본 발명은 본 발명의 제2 양태에서 정의된 화학식 2의 중합 개시제를 제조하는 방법을 제공하고, 이는 (i) 본 발명의 제1 양태에서 정의된 화학식 1의 화합물을 (ii) 하기 화학식 3의 적어도 하나의 화합물과 반응시키는 단계를 포함한다:
R6M
화학식 3
(식 중, R6 및 M은 본 발명의 제2 양태에서 화합물 2에 대해 정의된 바와 같다).
제4 양태에서, 본 발명은 하기의 반응 산물인, 변형된 폴리머를 포함하는 폴리머를 제공한다:
i) 화학식 2의 중합 개시제, 및
ii) 콘주게이트된 디엔으로부터 선택된 하나 이상의 중합가능한 모노머 및 임의로, 방향족 비닐 화합물로부터 선택된 하나 이상의 중합가능한 모노머, 또는
i') 하기 화학식 2의 것 이외의 중합 개시제,
ii') 콘주게이트된 디엔으로부터 선택된 하나 이상의 중합가능한 모노머 및 임의로, 방향족 비닐 화합물로부터 선택된 하나 이상의 중합가능한 모노머, 및
iii') 골격-변형 제제 및/또는 쇄 말단-변형 제제로서 사용된, 화학식 1의 화합물.
제5 양태에서, 본 발명은 변형된 폴리머를 포함하는 본 발명의 폴리머의 제조 방법을 제공하며, 이는 하기를 반응시키는 단계를 포함한다:
i) 화학식 2의 중합 개시제, 및
ii) 콘주게이트된 디엔으로부터 선택된 하나 이상의 중합가능한 모노머 및 임의로, 방향족 비닐 화합물로부터 선택된 하나 이상의 중합가능한 모노머, 또는
i') 하기 화학식 2의 것 이외의 중합 개시제,
ii') 콘주게이트된 디엔으로부터 선택된 하나 이상의 중합가능한 모노머 및 임의로, 방향족 비닐 화합물로부터 선택된 하나 이상의 중합가능한 모노머, 및
iii') 골격-변형 제제 및/또는 쇄 말단-변형 제제로서 사용된, 화학식 1의 화합물.
제6 양태에서, 본 발명은 변형된 폴리머를 포함하는 본 발명의 폴리머를 포함하는 제1 폴리머 조성물을 제공하며, 하나 이상의 추가 성분은 하기로부터 선택된다: (i) 폴리머를 제조하기 위해 사용된 중합 공정의 결과 첨가되거나 형성되는 성분 및 (ii) 중합 공정에서 용매 제거 후 잔여되는 성분. 중합 공정에 첨가되는 성분에는 특히, 오일(신전유), 안정제 및 추가 폴리머가 포함된다.
제7 양태에서, 본 발명은 변형된 폴리머, 및 하나 이상의 충전제를 포함하는 본 발명의 폴리머를 포함하는 제2 폴리머 조성물을 제공한다. 제2 폴리머 조성물은 본 발명의 폴리머의 기계적 혼합의 결과이며, 이는 중합 공정으로부터 용매 제거 후 수득된 변형된 폴리머, 및 하나 이상의 충전제 및 추가의 임의의 성분을 포함한다.
제1 및 제2 폴리머 조성물은 임의로 적어도 하나의 가황제를 추가로 포함할 수 있다.
제8 양태에서, 본 발명은 적어도 하나의 가황제를 포함하는 제1 및 제2 폴리머 조성물을 가황함에 의해 수득된 가황 폴리머 조성물을 제공한다.
제9 양태에서, 본 발명은 제7 양태의 가황 폴리머 조성물의 제조 방법을 제공하며, 이는 적어도 하나의 가황제를 포함하는 제1 또는 제2 폴리머 조성물을 가황하는 단계를 포함한다.
제10 양태에서, 본 발명은 본 발명의 가황 폴리머 조성물로부터 형성된 적어도 하나의 성분을 포함하는 물품을 제공한다. 물품은, 예를 들면 타이어, 타이어 트레드, 타이어 측벽, 자동차 부품, 신발 자재, 골프공, 벨트, 개스킷, 씰 또는 호스일 수 있다.
본 발명에 따라, 본 발명의 화학식 2의 중합 개시제가 하기와 같은 폴리머를 제공할 수 있다는 것이 발견되었다: 예컨대 실리카-충전된 폴리머 조성물 내에 사용될 경우의 낮은 무니 (CML1-4) 점도, 즉 폴리머 무니 점도와 비교하여 상기 실리카-충전된 폴리머 조성물에 대한 무니 점도의 작은 증가만을 갖는 저온 및 고온에서의 tan δ 개선의 이로운 균형과 조합하여, 감소된 열 빌드-업, 60°C에서의 개선된 tan δ (롤링 내성) 및 개선된 마모 내성을 나타내는 SSBR. 이는 양호한 가공 특성을 유발한다. 더구나, 화학식 1의 화합물이, 이것이 변형 모노머 및 쇄 말단 변형제로서 작용할 경우, 콘주게이트된 디엔 및/또는 방향족 비닐 모노머의 음이온성 중합에서의 코모노머로서, 본원에 기술된 중합 개시제에 대한 전구체로서 사용될 수 있다는 것이 발견되었다.
1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 유기 기 (화학식 1 및 2에서의 R, R1 및 R2 를 나타냄)는 하나 이상의 헤테로원자 (N, O, 및 S로부터 선택됨)을 임의로 함유하고, 탄소 원자를 통하여 결합된 탄화수소 기가다. 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 예시적 유기 기 및 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 예시적 탄화수소 기는 C1-C12 지방족 기 및 C3-C12 방향족 기를 포함한다. 지방족 기는 선형, 분지형, 또는 환형일 수 있고, 포화되거나 불포화된, 예컨대 알킬 기 또는 알케닐 기일 수 있다. 방향족 기는 동소환식 방향족 또는 헤테로환식 방향족일 수 있다. 선형 지방족 기는 선형 C1-C12 지방족 기일 수 있고, 하기에 의하여 예시된다: 메틸, 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, n-노닐, n-데실, n-운데실, 및 n-도데실, 비닐, 프로페닐 및 부테닐. 분지형 지방족 기는 분지형 C3-C12 지방족 기일 수 있고, 하기에 의하여 예시된다: i-프로필, tert-부틸, sec-부틸, 이소펜틸, 네오펜틸 및 이소헥실, 이소프로페닐 및 이소프레닐. 환형 지방족 기는 환형 C3-C12 지방족 기일 수 있고, 하기에 의하여 예시된다: 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 사이클로헵틸, 및 사이클로옥틸, 사이클로펜테닐, 사이클로헥세닐, 및 사이클로헵테닐. 동소환식 방향족 기는 C6-C12 동소환식 방향족 기일 수 있고, 하기에 의하여 예시된다: 페닐 및 나프틸. 헤테로환 방향족 기는 C3-C12 헤테로환 방향족 기일 수 있고, 하기에 의하여 예시된다: 티아졸릴, 이소티아졸릴, 옥사졸릴, 이속사졸릴, 푸라닐, 티오페닐, 피라지닐, 피리다지닐, 피리미디닐, N-C1-C7-알킬화된 또는 N-트리(C1-C7 하이드로카르빌)실릴-보호된 피롤릴, 피리디닐, 벤즈옥사졸릴, 벤조티아졸릴, 벤조푸라닐, 신놀리닐, 프탈라지닐, 퀴녹살린일, N-C1-C7-알킬화된 또는 N-트리(C1-C7 하이드로카르빌)실릴-보호된 인돌릴, 퀴놀린일, 이소퀴놀린일 및 펜아지닐.
본원에서 정의된 유기 기 및 탄화수소 기는 임의로, 상동하거나 상이할 수 있는 하나 이상의 치환체에 의하여 치환될 수 있다. 유기 기 및 탄화수소 기에 대한 예시적인 선택적인 치환체는 하기이다: C1-C12 알킬 기, C6-C12 아릴 기, C4-C12 헤테로아릴 기, C1-C6 알콕시 기, C1-C6 알킬티오 기, 디(C1-C6 알킬)아미노 기, 디페닐아미노 기, 디(C1-C6 알킬)포스피노 기, 디페닐 포스핀 기, C6-C12 아릴옥시 기, C6-C12 아릴티오 기, 트리(C1-C6 알킬)실릴 기, 트리(C6-C12 아릴)실릴 기 및 트리(혼합된 C1-C6 알킬 및 C6-C12 아릴)실릴 기.
아미노실릴-치환된 디아릴에텐
본 발명의 제1 양태의 화합물은 본원에서 정의된 화학식 1의 아미노실릴-치환된 디아릴에텐이다. 2개 벤젠 환 중 임의의 하나에 콘주게이트된 하나 이상의 특정 아미노실릴 기에 의하여, 그리고 2개 벤젠 환과 결합된 올레핀 결합에 의하여 특성화된다.
본 발명의 제1 양태의 화합물과 화학식 3의 유기금속 화합물 R6M을 반응시킴에 의하여, 본 발명의 제2 양태에 따른 화학식 2의 화합물 (중합 개시제)를 생산하는 것이 가능하다.
일 구현예에서, 각 R은 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, C7-C10 알킬아릴 및 C6-C10 아릴로부터 독립적으로 선택되고, 바람직하게는 C1-C4 알킬, C7 알킬아릴 및 C6 아릴로부터 독립적으로 선택된다.
일 구현예에서, n 및 m 각각은 0이며, 아미노실릴 기의 Si 원자는 벤젠 환에 직접적으로 결합된다. 또 다른 구현예에서, R' 은 메틸렌이고, m 은 0이고, 그리고 n 은 3이며, 즉 아미노실릴 기의 Si 원자는 n-프로필 기 (-CH2CH2CH2-)를 통하여 벤젠 환에 결합된다.
일 구현예에서, 각 R1 은 C1-C10 알킬, C7-C10 알킬아릴 및 C6-C10 아릴로부터 독립적으로 선택되고, 바람직하게는 C1-C6 알킬 및 C6-C10 아릴로부터 독립적으로 선택된다.
일 구현예에서, 각 R2 은 C1-C10 알킬, C7-C10 알킬아릴 및 C6-C10 아릴로부터 독립적으로 선택되고, 바람직하게는 C1-C8 알킬 및 C7-C8 알킬아릴로부터 독립적으로 선택된다.
일 구현예에서, R3 및 R4 은 각각 수소, 메틸 및 비닐로부터 독립적으로 선택되고, 그리고 더 바람직하게는 둘 모두 수소이다.
일 구현예에서, 각 R5 는 선형 또는 분지형 C1-C5 알킬, C7-C12 알킬아릴 및 C6-C12 아릴로부터 독립적으로 선택되고, 바람직하게는 C1-C5 알킬, C7 알킬아릴 및 C6 아릴로부터 독립적으로 선택되고 , 더 바람직하게는 C1-C5 알킬로부터 독립적으로 선택된다.
화학식 1의 아미노실릴-치환된 디아릴에텐 화합물은 벤젠 환 중 하나 상의 적어도 하나의 아미노실릴 기를 함유한다 (a ≥ 1, y ≥ 1). 바람직한 구현예에서, a는 1이다. 또 다른 바람직한 구현예에서, 화학식 1의 화합물은 R5 기 (b = 0)를 함유하지 않는다. 아미노실릴 치환체 및 벤젠 환에 결합하는 기는 12개 탄소 원자 (R' 은 메틸렌이고, m은 0이고, 그리고 n은 1-12임)를 갖는, 알킬 쇄 또는 단일 결합 (m = n = 0)일 수 있고, 바람직하게는 단일 결합 또는 n-프로필 쇄 (즉, m = n = 0, 또는 R' = 메틸렌이고, m은 0이고, n은 3임)일 수 있다. n 이 적어도 1일 경우, 아미노실릴 치환체는 벤젠 환의 방향족계로부터 전자적으로 디커플링되고 (이는 화학식 2의 화합물 중 형성된 음이온의 안정성을 증진할 수 있음), 중합 동력학 상에서의 아미노실릴 기의 영향을 감소시킬 수 있다. m = n = 0일 경우, 아미노실릴 기는 적어도 하나의 실록시 기를 수반한다 (x는 1 또는 2임). 이 경우, 바람직한 것은 a = 1, b = 0, x = 1 또는 2, y = 1 또는 2, 그리고 z = 0 또는 1이고, 더욱 바람직한 것은 a = 1 또는 2, b = 0, x = 1, y = 1, 그리고 z = 1이다.
화학식 1의 화합물의 바람직한 구현예에서, 각 R은 C1-C5 알킬 및 C6 아릴로부터 독립적으로 선택되고, 각 R1 은 C1-C4 알킬 및 C6 아릴로부터 독립적으로 선택되고, 각 R2 는 C1-C8 알킬 및 C7-C10 알킬아릴로부터 독립적으로 선택되고, R3 및 R4 각각은 수소이고, 각 R5 는 C1-C4 알킬로부터 독립적으로 선택되고, R' 은 메틸렌이고, a = 1 또는 2, b = 0 또는 1, m = 0, n = 0, 1, 2 또는 3, x = 1 또는 2, y = 1 또는 2, 그리고 z = 0 또는 1이다.
화학식 1의 바람직한 화합물은 하기에 의하여 예시된다:
Figure pct00003
Figure pct00004
중합 개시제
본 발명의 제2 양태의 중합 개시제는 하기 정의된 화학식 2의 화합물이다. 본 발명의 중합 개시제는 2개의 벤젠 환의 하나 또는 둘 모두에 결합된 하나 이상의 특정 아미노실릴 기에 의하여 특성화되고, 금속 원자 M을 포함한다. 알칼리 금속 M은 일반적으로 금속 양이온을 형성할 것이고, 그리고 반대-전자 (전자 쌍)는 상기 2개 벤젠 환에서 탈국지화될 수 있다.
화학식 2의 개시제에서, R, R', R1, R2, R3, R4, R5, a, b, m, n, x, y 및 z 및 이의 바람직한 구현예는 상기 화학식 1의 화합물에 대해 정의된다.
R6 은 C1-C6 알킬, 페닐 및 벤질로부터 선택되고, 바람직하게는 메틸, n-부틸, sec-부틸, tert-부틸 및 페닐로부터 선택되고, 더 바람직하게는 n-부틸로부터 선택된다. M 은 리튬, 나트륨 및 칼륨으로부터 선택되고, 바람직하게는 리튬이다.
화학식 2의 개시제의 바람직한 구현예에서, 각 R은 C1-C5 알킬 및 C6 아릴로부터 독립적으로 선택되고, 각 R1 은 C1-C4 알킬 및 C6 아릴로부터 독립적으로 선택되고, 각 R2 는 C1-C8 알킬 및 C7-C10 알킬아릴로부터 독립적으로 선택되고, R3 및 R4 각각은 수소이고, 각 R5 는 C1-C4 알킬로부터 독립적으로 선택되고, R6 은 메틸, 에틸, tert-부틸, n-부틸, sec-부틸, 페닐 및 벤질로부터 선택되고, M은 리튬이고, a = 1 또는 2, b = 0 또는 1, m = 0이고, R' 은 메틸렌이고, n = 1, 2 또는 3, x = 0 또는 1, y = 1 또는 2, 그리고 z = 0 또는 1이다.
화학식 2의 바람직한 개시제는 상기 나타난 화학식 1의 화합물의 명백한 예시 (화학 구조)를 갖는 n-부틸 리튬의 반응 산물에 의하여 예시된다.
중합 개시제의 제조 방법
본 발명의 화학식 2의 중합 개시제는, 2개 벤젠 환과 콘주게이트된 올레핀 결합을 함유하는, 화학식 1의 상응하는 화합물 유래의, 본 발명의 제3 양태로서 생산된다.
화학식 2의 중합 개시제의 제조 방법은, 화학식 1의 화합물을 적어도 하나의 화학식 3의 화합물과 반응시키는 단계를 포함한다. 반응은 일반적으로 유기 용매 또는 2개 이상의 유기기 용매의 혼합물 내에서 수행되고, 이는 차후 중합 공정 내 사용될 경우, 화학식 2의 중합 개시제와 탈활성화되지 않는다. 적합한 유기 용매는, 하기를 포함한다: 지방족 및 방향족 탄화수소 용매 예컨대 프로판, 부탄, 펜탄, 헥산, 사이클로헥산, 메틸사이클로헥산, 헵탄, 부텐, 프로펜, 펜텐, 헥산, 옥탄, 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠 및 자일렌. 반응은, 하기와 같은 루이스 염기의 추가 존재 하에서 임의로 수행될 수 있다: 트리에틸아민, 1,4-디아자바이사이클로[2.2.2]옥탄 (DABCO), N,N’-디메틸피페라진, 테트라메틸에틸렌디아민 (TMEDA), 디에틸에테르, 디옥산, 에틸렌글리콜 디메틸에테르 (글라임), 디글라임, 및 크라운 에테르 예컨대 12-크라운-4, 15 크라운-5 및 18-크라운-6.
반응은, 일반적으로, 0.5 내지 4 (0.5:1 내지 4:1), 바람직하게는 0.8 내지 1.5, 더욱 바람직하게는 0.9 내지 1.1 (몰 당량)의, 화학식 3의 화합물 대 화학식 1의 화합물의 비율로 수행된다. 상기 반응은 일반적으로 2초 내지 3일, 바람직하게는 5초 내지 2일, 더욱더 바람직하게는 10초 내지 10시간의 기간 동안, -10°C 내지 130℃, 바람직하게는 0℃ 내지 100℃ 및 더욱더 바람직하게는 20℃ 내지 50°C 범위의 온도에서 수행된다.
중합 개시제의 보관 안정성(유통 기한)을 증가시키기 위해, 중합 개시제 혼합물을 함유하고 금속 M을 포함하는 생성된 반응 혼합물을 콘주게이트된 디엔 및 방향족 비닐 화합물로부터 선택된, 바람직하게는 스티렌, 부타디엔, 및 이소프렌으로부터 선택된, 하나 이상의 중합가능한 모노머의 제한된 양과 접촉시키는 것이 가능하다. 이러한 목적을 위해, 알칼리 금속 당량 당 최대 1000 당량, 바람직하게는 최대 200 당량, 가장 바람직하게는 최대 75 당량의 중합가능한 모노머의 양이 적당하게 사용된다.
폴리머
변형된 폴리머를 포함하는, 본 발명의 제4 양태의 폴리머는 하기의 반응 산물이다:
i) 화학식 2의 중합 개시제, 및
ii) 콘주게이트된 디엔으로부터 선택된 하나 이상의 중합가능한 모노머 및 임의로, 방향족 비닐 화합물로부터 선택된 하나 이상의 중합가능한 모노머, 또는
i') 하기 화학식 2의 것 이외의 중합 개시제,
ii') 콘주게이트된 디엔으로부터 선택된 하나 이상의 중합가능한 모노머 및 임의로, 방향족 비닐 화합물로부터 선택된 하나 이상의 중합가능한 모노머, 및
iii') 골격-변형 제제 및/또는 쇄 말단-변형 제제로서 사용된, 화학식 1의 화합물.
화학식 2의 것을 제외한 중합 개시제는, 음이온성 중합에 대한 임의의 종래 공지된 개시제, 예컨대 n-부틸리튬일 수 있다.
일반적으로, 본 발명의 폴리머를 생산하기 위하여, 본 발명의 2개 이상의 중합 개시제 중 하나 또는 혼합물 또는 화학식 1의 화합물이 사용될 수 있다.
화학식 2의 중합 개시제는 목적 폴리머를 제조하기 위하여 요구되는 모노머의 총량의 분획과 반응할 수 있고, 이후 이를 중합 공정을 완료하기 위한 잔여량의 모노머와 추가로 반응시키기 이전에, 일정 량의 시간, 예를 들어 수초 내지 수주 동안 저장될 수 있다. 일 구현예에서, 모노머의 총량의 분획은 중합 개시제의 양을 기준으로 1 내지 40 모노머 당량이다.
본 발명의 폴리머는 말단 (쇄 말단-) 및/또는 골격-변형된, 변형된 폴리머일 수 있다. 골격-변형된 폴리머를 제공하기 위하여, 중합은 중합이 진행됨에 따라 연속적 또는 간헐적으로 첨가되는, 하나 이상의 골격-변형 제제, 예컨대 화학식 1의 화합물의 존재 하에 수행된다. 쇄 말단 변형된 폴리머를 제공하기 위하여, 하기 기술되고, 화학식 1의 화합물을 포함하는, 하나 이상의 쇄 말단 변형제는 중합 반응 후에 첨가된다.
트리알킬실릴, 트리알킬아릴실릴 및 트리아릴실릴을 포함하는 말단 트리하이드로카르빌실릴 기; 트리알킬스탄닐, 트리알킬아릴스탄닐 및 트리아릴스탄닐을 포함하는 트리하이드로카르빌스탄닐 기; 디알킬실렌데일, 디알킬아릴실렌디일 및 디아릴실렌디일를 포함하는, 디하이드로카르빌실렌디일 기; 또는 디알킬스탄넨디일, 디알킬아릴스탄넨디일 및 디아릴스탄넨디일을 포함하는 디하이드로카르빌스탄넨디일 기를 갖는 쇄 말단-변형제를 사용한 쇄 말단 변형의 공정으로부터 유발된 모이어티는, 보호기로서 기능하는 것으로 알려져 있으며, 이는 폴리머 쇄의 비의도된 차후의 반응을 방지한다. 그와 같은 보호 기는 반응성 하이드록실 기(-OH)을 함유하는 화합물, 예컨대 물, 알코올, 음이온 산 또는 유기 산(예를 들면 염산, 황산 또는 카복실산)에 대한 노출에 의해 제거될 수 있다. 그와 같은 조건은 전형적으로 가황 동안 존재한다. 쇄 말단-변형제의 말단 기가 설파이드-연결되는 경우에, 반응성 하이드록실 기에 대한 노출 및 탈보호는 폴리머 쇄의 말단 기로서 비보호된 티올 기(-SH)의 형성을 야기할 것이다. 변형된 폴리머에 대한 워크업(예를 들면 스팀 스트립핑) 조건에 따라, 비보호된 변형된 폴리머 및 보호된 변형된 폴리머가 모두 존재할 수 있다.
폴리머의 특정 말단 기, 예컨대 비보호된 티올 기는 충전제, 예컨대 실리카 및/또는 카본블랙에 대해 반응성이며, 이는 폴리머 조성물 내에서 충전제의 보다 균질한 분포를 야기할 수 있는 것으로 여겨진다.
쇄 말단-변형된 폴리머로서의 반응 산물은 전형적으로 폴리머의 0.0001 내지 3.00 mmol/그램 바람직하게는 0.0005 내지 1.8 mmol/그램, 더 바람직하게는 0.0010 내지 1.0 mmol/그램, 더욱더 바람직하게는 0.0020 내지 0.2 mmol/그램의 총량으로 실라놀 기 및 알콕시실릴 기를 함유한다.
쇄 말단-변형된 폴리머로서의 반응 산물은 바람직하게는 폴리머의 0.0001 내지 0.80 mmol/그램, 바람직하게는 0.0005 내지 0.50 mmol/그램, 더 바람직하게는 0.0010 내지 0.30 mmol/그램, 더욱더 바람직하게는 폴리머의 0.0020 내지 0.20 mmol/그램의 총량으로 설파이드 기를 (티올 기 및/또는 설파이드-연결된 보호 기의 형태로) 함유한다.
대부분의 적용에 있어서, 본 발명의 폴리머는 바람직하게는 콘주게이트된 디올레핀으로부터 유도된 호모폴리머, 2개 이상의 콘주게이트된 디올레핀으로부터 유도되거나, 또는 콘주게이트된 디올레핀 및 방향족 비닐 모노머로부터 유도된 코폴리머, 또는 1 또는 2 유형의 콘주게이트된 디올레핀과 1 또는 2 유형의 방향족 비닐 화합물의 터폴리머이다. 특히 유용한 폴리머의 예에는 부타디엔 또는 이소프렌의 호모폴리머 및 부타디엔, 이소프렌 및 스티렌의 랜덤 또는 블록 코폴리머 및 터폴리머, 특히 부타디엔과 이소프렌의 랜덤 코폴리머 및 부타디엔과 스티렌의 랜덤 또는 블록 코폴리머가 포함된다.
폴리머에 사용되는 방향족 비닐 모노머의 양에 관한 특정한 제한은 없으나, 대부분의 적용에서 방향족 비닐 모노머는 폴리머 총 중량을 기반으로 1 내지 60%, 바람직하게는 2 내지 55%, 더 바람직하게는 5 내지 50중량%를 차지한다. 2중량% 미만의 양은 롤링 내성, 습식 스키드 및 내마모성의 악화된 균형 및 감소된 인장 강도로 이어질 수 있는 반면, 60중량% 초과량은 증가된 이력 손실로 이어질 수 있다. 폴리머는 방향족 비닐 모노머의 블록 또는 랜덤 코폴리머일 수 있고, 바람직하게는 방향족 비닐 모노머 단위의 40중량% 이상이 단독으로 연결되며, 10중량% 이하가 연속으로 연결된 8 이상의 방향족 비닐 모노머의 폴리머 "블록"이다(연속으로 연결된 방향족 비닐 단위의 길이는 Tanaka 등에 의해 개발된 오존분해-겔 투과 크로마토그래피 방법에 의해 측정될 수 있다). (Polymer, Vol. 22, pp. 1721-1723 (1981)). 상기 범위를 벗어난 코폴리머는 증가된 이력 손실을 나타내는 경향이 있다.
폴리머의 콘주게이트된 디올레핀 부분의 1,2-결합 및/또는 3,4-결합의 함량(이하에서 "비닐 결합 함량"으로 불림)에 대한 구체적인 제한은 없지만, 대부분의 적용에 있어서 비닐 결합 함량은 바람직하게는 90중량% 미만, 특히 바람직하게는 80중량% 미만이다(폴리머의 총 중량에 기반하여). 폴리머 중 비닐 함량이 90중량%를 초과하는 경우, 수득한 생성물은 악화된 인장 강도 및 내마모성 그리고 비교적 큰 이력 손실을 나타낼 수 있다.
모노머
본 발명의 폴리머 제조에 사용된 모노머는 콘주게이트된 디엔으로부터 선택된 하나 이상의 중합가능한 모노머 및 임의로 방향족 비닐 화합물로부터 선택된 하나 이상의 중합가능한 모노머이다. 추가로 및 임의로, 하나 이상의 다른 코모노머가 사용될 수 있다.
적합한 콘주게이트된 디엔에는 콘주게이트된 디엔, 예컨대 1,3-부타디엔, 2-알킬-1,3-부타디엔, 이소프렌 (2-메틸-1,3-부타디엔), 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 1,3-펜타디엔, 2,4-헥사디엔, 1,3-헥사디엔, 1,3-헵타디엔, 1,3-옥타디엔, 2-메틸-2,4-펜타디엔, 사이클로펜타디엔, 2,4-헥사디엔 및 1,3-사이클로옥타디엔 그리고 그것의 2 이상의 조합이 포함된다. 1,3-부타디엔 및 이소프렌이 바람직한 콘주게이트된 디엔이며, 1,3-부타디엔이 특히 바람직한 것이다.
적합한 방향족 비닐 화합물에는 스티렌, C1-4 알킬-치환된 스티렌, 예컨대 2-메틸스티렌, 3-메틸스티렌, 4-메틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌, 2,4,6-트리메틸스티렌, α-메틸스티렌 및 스틸벤, 2,4-디이소프로필스티렌, 4-tert-부틸스티렌, 비닐 벤질 디메틸아민, (4-비닐벤질)디메틸 아미노에틸 에테르, N,N-디메틸아미노에틸 스티렌, tert-부톡시스티렌 및 비닐피리딘 및 화학식 1의 화합물 및 2개 이상의 방향족 비닐 화합물의 조합이 포함된다. 스티렌이 특히 바람직한 방향족 비닐 화합물이다.
상기-언급된 접합된 디엔 및 방향족 비닐 화합물에 부가하여, 올레핀 및 비콘주게이트된 디올레핀, 예컨대 C2-C20 α-올레핀 및 접합되지 않은 C4-C20 디올레핀, 특히 노르보르나디엔, 에틸리덴노르보르넨, 1,4-헥사디엔, 1,5-헥사디엔, 1,7-옥타디엔, 4-비닐사이클로헥센 및 1,2-디비닐벤젠, 1,3-디비닐벤젠 및 1,4-디비닐벤젠을 포함하는 디비닐벤젠으로부터 선택된 하나 이상의 코모노머를 사용할 수 있다. 디비닐벤젠은 특히 분지화 제제로 작용할 것이다. 더욱이, 화학식 1의 하나 이상의 화합물은 폴리머의 골격 변형의 목적을 위하여 코모노머로서 사용될 수 있다.
일 구현예에서, 1,2-디비닐벤젠, 1,3-디비닐벤젠 및 1,4-디비닐벤젠을 포함하는 디비닐벤젠의 양은 1몰% 이하이다(폴리머를 제조하기 위해 사용된 모노머의 총 몰량에 기반하여). 또 다른 구현예에서, 화학식 1의 화합물의 양은 5 몰% 미만, 바람직하게는 1 몰% 미만이다.
쇄 말단 변형제
하나 이상의 쇄 말단 변형제는, 본 발명의 폴리머 내의 폴리머 쇄의 말단 단부와 반응시킴에 의하여 추가로 폴리머 특성을 조절하기 위하여, 본원의 중합 반응물 내에 사용될 수 있다. 일반적으로, 실란-설파이드 오메가 쇄 말단 변형제, 예컨대 각각 그 전체가 참고로 본원에 편입된 WO 2007/047943, WO 2009/148932, US 6,229,036, US 2013/0131263 및 EP 2 085 419에 개시된 것들이 이러한 목적을 위해 사용될 수 있다. 본 발명에서의 사용에 적합한 기타 쇄 말단 변형제는 WO 2014/040640에 개시된 것들, 및 WO 2014/040639에 기술된 실란 설파이드 변형제이다. 더욱이, 본 발명에 따라, 화학식 1의 하나 이상의 화합물을 쇄 말단 변형제로서 사용하는 것이 또한 가능하다.
쇄 말단-변형제는 중합 동안 간헐적으로(규칙적이거나 불규칙적 간격으로) 또는 연속적으로 첨가될 수 있지만, 바람직하게는 80퍼센트 초과의 중합 전환율로, 더 바람직하게는 90퍼센트 초과의 전환율로 첨가될 수 있다. 바람직하게는, 상당량의 폴리머 쇄 말단은 쇄 말단 변형제와의 반응 전에 완료되지 않는다; 즉, 리빙 폴리머 쇄 말단이 존재하며 변형제와 반응할 수 있다.
랜더마이저 제제
본 분야에 종래에 알려진 랜더마이저 화합물 (극성 배위자 화합물로도 알려짐)은, 폴리머의 콘주게이트된 디엔 부분의 미세구조 (즉, 비닐 결합의 함량)을 조정하기 위하여, 또는 폴리머 쇄 내의 비닐 결합 및 임의의 방향족 비닐 모노머의 조성 분포를 조정하기 위하여, 모노머 혼합물 또는 중합 반응에 임의로 첨가될 수 있다. 2 이상의 랜더마이저 화합물의 조합이 사용될 수 있다. 본 발명에서 유용한 랜더마이저 화합물은 일반적으로 루이스 염기 화합물에 의하여 예시된다. 본 발명에서의 사용을 위한 적합한 루이스 염기는, 예를 들면, 하기이다: 에테르 화합물 예컨대 디에틸 에테르, 디-n-부틸 에테르, 에틸렌 글리콜 디에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 디부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 디메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 디에틸 에테르, 프로필렌 글리콜 디부틸 에테르, (C1-C8 알킬)테트라하이드로푸릴에테르 (메틸테트라하이드로푸릴에테르, 에틸테트라하이드로푸릴에테르, 프로필테트라하이드로푸릴에테르, 부틸테트라하이드로푸릴에테르, 헥실테트라하이드로푸릴에테르 및 옥틸테트라하이드로푸릴에테르 포함), 테트라하이드로푸란, 2,2-(비스테트라하이드로푸르푸릴)프로판, 비스테트라하이드로푸르푸릴포르말, 테트라하이드로푸르푸릴 알코올의 메틸 에테르, 테트라하이드로푸르푸릴 알코올의 에틸 에테르, 테트라하이드로푸르푸릴 알코올의 부틸 에테르, a-메톡시테트라하이드로푸란, 디메톡시벤젠 및 디메톡시에탄, 및 3차 아민 예컨대 트리에틸아민, 피리딘, N,N,N',N'-테트라메틸 에틸렌디아민, 디피페리디노에탄, N,N-디에틸에탄올아민의 메틸 에테르, N,N-디에틸에탄올아민의 에틸 에테르, N,N-디에틸에탄올아민 및 디메틸 N,N-테트라하이드로푸르푸릴 아민. Na 및 K 알코올레이트를 첨가하여 반응 속도를 증가시킬 수 있다. 바람직한 랜더마이저 화합물의 예는 본원에 그 전체가 참고로 편입된 WO 2009/148932에서 확인된다. 랜더마이저 화합물은 전형적으로 0.012:1 내지 10:1, 바람직하게는 0.1:1 내지 8:1, 더 바람직하게는 0.25:1 내지 약 6:1의 랜더마이저 화합물 대 개시제 화합물의 몰비로 첨가될 것이다.
커플링제
폴리머 분자량 및 폴리머 특성을 추가로 조절하기 위하여, 커플링제 (“결합 제제”)는 본 발명의 공정에서 임의의 성분으로 사용될 수 있다. 커플링제는, 동일한 분자량의 비-커플링된 필수적으로 선형인 폴리머 거대분자와 비교하여, 폴리머 용액 점도를 감소시키고/시키거나 엘라스토머 폴리머의 자유 쇄 말단의 수를 감소시킴에 의하여 이력(hysteresis) 손실을 감소시킬 것이다. 커플링제, 예컨대 주석 테트라클로라이드는 폴리머 쇄 말단을 작용화하고 예를 들어, 충전제 또는 폴리머의 불포화 부분으로, 엘라스토머 조성물의 성분과 반응할 수 있다. 예시적 커플링제는 하기에 기술된다: 미국 3,281,383, 미국 3,244,664 및 미국 3,692,874 (예컨대, 테트라클로로실란); 미국 3,978,103, 미국 4,048,206, 4,474,908 및 미국 6,777,569 (차단된 머캅토실란); 미국 3,078,254 (다중-할로겐-치환된 탄화수소, 예컨대 1,3,5-트리(브로모 메틸) 벤젠); 미국 4,616,069 (주석 화합물 및 유기 아미노 및 아민 화합물); 및 미국 2005/0124740. 일반적으로, 쇄 말단 변형제는 커플링제의 첨가 이전, 도중, 또는 이후에 첨가되고, 변형 반응은 바람직하게는 커플링제의 첨가 이후 수행된다. 사용된 커플링제의 총량은 커플링된 폴리머의 무니 점도에 영향을 미칠 것이고, 이는 전형적으로 폴리머의 엘라스토머 폴리머의 100그램 당 0.001 내지 4.5 밀리당량, 예를 들어, 폴리머의 100그램 당 0.01 내지 약 1.5 밀리당량 범위이다.
폴리머 제조 방법
본 발명의 제5 양태에 따른 폴리머 조성물의 제조 방법은 하기를 반응시키는 단계를 포함한다:
i) 화학식 2의 중합 개시제, 및
ii) 콘주게이트된 디엔으로부터 선택된 하나 이상의 중합가능한 모노머 및 임의로, 방향족 비닐 화합물로부터 선택된 하나 이상의 중합가능한 모노머, 또는
i') 하기 화학식 2의 것 이외의 중합 개시제,
ii') 콘주게이트된 디엔으로부터 선택된 하나 이상의 중합가능한 모노머 및 임의로, 방향족 비닐 화합물로부터 선택된 하나 이상의 중합가능한 모노머, 및
iii') 골격-변형 제제 및/또는 쇄 말단-변형 제제로서 사용된, 화학식 1의 화합물.
화학식 2의 것 이외의 중합 개시제는 음이온성 중합에 대한 임의의 종래 공지된 개시제, 예컨대 n-부틸리튬일 수 있다.
바람직한 구현예에서, 변형된 폴리머의 제조 방법은 하기 단계를 포함한다:
먼저 화학식 2의 중합 개시제를, 콘주게이트된 디엔으로부터 선택된 하나 이상의 중합가능한 모노머 및 임의로 방향족 비닐 화합물로부터 선택된 하나 이상의 중합가능한 모노머로 반응시켜 음이온성 리빙 폴리머 쇄를 형성하는 단계, 및
상기 음이온성 리빙폴리머를 상기 기술된 쇄 말단 변형제와 반응시켜 쇄 말단 변형된 폴리머를 형성하는 단계.
폴리머의 제조 방법은 통상적으로 용액 중합으로서 중합 용매 중에(여기서 형성된 폴리머는 반응 혼합물 중에 실질적으로 가용성임) 또는 현탁제/슬러리 중합으로서(여기서 형성된 상기 폴리머는 반응 매질 중에 실질적으로 불용성임) 수행된다. 적합한 중합 용매에는 무극성 지방족 및 무극성 방향족 용매, 바람직하게는 헥산, 헵탄, 부탄, 펜탄, 이소파르, 사이클로헥산, 톨루엔 및 벤젠이 포함된다. 용액 중합은 보통 더 낮은 압력에서, 바람직하게는 10 MPa 미만에서, 바람직하게는 0 내지 120℃의 온도 범위에서 수행된다. 중합은 일반적으로 배치, 연속적 또는 세미-연속적 중합 조건 하에 수행된다.
각각 개시제의 반응성을 증가시키고, 방향족 비닐 화합물을 무작위 배열하고, 폴리머에 도입된 1,2-폴리부타디엔 또는 1,2-폴리이소프렌 또는 3,4-폴리이소프렌 단위를 무작위로 배열하기 위한, 중합 개시제 화합물, 극성 배위자 화합물 및 촉진제; 각각의 화합물의 양; 모노머(들); 및 적합한 공정 조건을 포함하는 중합 기술에 대한 일반적으로 적용 가능한 정보는 본원에 전체가 참고로 편입된 WO 2009/148932에 기재된다.
폴리머 조성물
본 발명의 제6 양태에 따른 제1 폴리머 조성물은 본 발명의 폴리머를 포함하고, 이는 변형된 폴리머, 및 (i) 폴리머를 제조하기 위해 사용된 중합 공정의 결과 첨가되거나 형성되는 성분 및 (ii) 중합 공정에서 용매 제거 후 잔여되는 성분으로부터 선택된 하나 이상의 추가 성분을 포함한다. 일반적으로, "제1 폴리머 조성물"은 폴리머 조성물의 제조 방법의 무용매 결과이며, 이는 오일(신전유), 안정제 및 추가(본 발명이 아닌) 폴리머로부터 선택된 성분을 추가로 포함한다. 적합한 오일은 본원에서 정의된 바와 같다. 추가 폴리머가 별도로, 예를 들면 상이한 중합 반응기에서, 용액 중에 제조될 수 있고, 폴리머에 대한 폴리머 제조 공정의 완료 전에 반응기에 첨가될 수 있다.
제1 조성물에서, 존재하는 폴리머는 바람직하게는 중합 반응에서 수득된 폴리머의 적어도 15 중량%, 더 바람직하게는 적어도 30 중량% 및 더욱더 바람직하게는 적어도 45 중량%를 차지한다. 잔여량의 폴리머는 상기 언급된 추가 폴리머로 이루어진다. 적합한 폴리머의 예는 WO 2009/148932에서 확인되며, 바람직하게는 스티렌-부타디엔 코폴리머, 천연 고무, 폴리이소프렌 및 폴리부타디엔이 포함된다. 이러한 추가 폴리머가 20 내지 150, 바람직하게는 30 내지 100 범위의 무니 점도(ML 1+4, 100℃, ASTM D 1646(2004)에 따라 측정됨)를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 제7 양태에 따른 제2 폴리머 조성물은 변형된 폴리머 및 하나 이상의 충전제를 포함하는 본 발명의 폴리머를 포함한다. 제2 폴리머 조성물은 전형적으로 본 발명의 폴리머 및 하나 이상의 충전제가 수반되는 기계적 혼합 공정의 결과이다. 이는 전형적으로, 폴리머 또는 제1 폴리머 조성물과 기계적으로 혼합되고, 이에 첨가되는 성분을 포함한다.
제1 및 제2 폴리머 조성물은 임의로, 아래에 추가로 정의된 바와 같은 적어도 하나의 가황제를 추가로 포함할 수 있다.
충전제를 포함하는 제2 폴리머 조성물은, 임의로 오일, 안정제, 및 추가 폴리머로부터 선택된 하나 이상의 성분, 및 하나 이상의 충전제를 포함하는 제1 폴리머 조성물을 140 내지 180℃에서 혼련기에서 혼련함으로써 제조될 수 있다.
대안적으로, 제2 폴리머 조성물은, 제1 폴리머 조성물 및 하나 이상의 충전제를 140 내지 180℃에서 혼련기에서 혼련하여 "제1 단계" 제2 조성물을 형성함으로써 제조될 수 있다. "제1 단계" 제2 조성물의 형성에는 하나 이상의 혼합 단계, 바람직하게는 2 내지 7 혼합 단계가 관여될 수 있다. 냉각 후, 가황제, 예컨대 황, 가황 촉진제, 임의로 산화 아연 등이 "제1 단계" 제2 조성물에 첨가되며, 수득한 "제2 단계" 제2 조성물은 내부 혼합기 (밴버리 혼합기 또는 인터메쉬 로터) 또는 개방 롤 밀을 이용해서 배합되어 목적 형상을 형성한다.
오일
액체 폴리머를 포함하는 하나 이상의 오일은, 점도 또는 무니 값을 감소시키거나 제1 폴리머 조성물의 가공성 및 (가황된) 제2 폴리머 조성물의 다양한 성능 특성을 개선시키기 위하여, 비가교결합된 폴리머와 조합하여 사용될 수 있다.
오일 및 액체 폴리머는, 본 발명의 교시에 따라, 폴리머 제조 공정의 말기 전에 그리고 제1 또는 제2 폴리머 조성물의 제조 공정의 별도 성분으로서 폴리머에 첨가될 수 있다. 오일의 대표적인 예 및 분류는 이들 각각이 본원에 그 전체가 참고로 편입된 WO 2009/148932 및 US 2005/0159513을 참조한다. 액체 폴리머에 대하여, US 8030406 B2 및 US7868081 B2에서의 예시를 참조한다. 예시적 오일은, 예를 들어 하기를 포함한다: 종래 공지된 신전유 예컨대 방향족, 나프텐계 및 파라핀성 신전유, 예를 들면 MES (경도 추출 용매화물), TDAE (처리된 증류액 방향족 추출물), 고무-대-액체 (RTL) 오일, 바이오매쓰-대-액체 (BTL) 오일, 가황유, 연장제 수지 또는 액체 폴리머 (예컨대 액체 BR) (500 내지 20000 g/mol의 중앙값 분자량을 가짐 (BS ISO 11344:2004에 따른 GPC를 통하여 측정시)). 또한, 식물성 오일을 포함하는 천연 오일이 신전유로 사용될 수 있다. 대표적인 오일에는 또한 이들 오일의 작용화된 변이체, 특히 에폭시화된 또는 하이드록실화된 오일이 포함된다. 오일은 가변 농도의 다환식 방향족 화합물, 파라핀계, 나프텐계 및 방향족 화합물을 함유할 수 있고 상이한 유리전이 온도를 가질 수 있다.
폴리머 조성물은 0 내지 70 phr, 바람직하게는 0.1 내지 60 phr 및 더욱 바람직하게는 0.1 내지 50 phr의 총량으로 하나 이상의 오일을 함유할 수 있다. 액체 폴리머가 본 발명의 폴리머 조성물에서 신전유로서 사용될 경우, 이들은 폴리머 기질의 조성을 산출할 때 고려되지 않는다.
가공 보조제
가공 보조제가 제1 폴리머 조성물에 임의로 첨가될 수 있다. 이들은 보통 점도를 감소시키기 위해 첨가된다. 그 결과, 혼합 기간이 줄어들고/들거나 혼합 단계의 수가 감소되며, 결과적으로 더 적은 에너지가 소비되고/되거나 고무 화합물 압출 공정 과정에서 더 높은 처리량이 달성된다. 대표적인 가공 조제는 각각 본원에 그 전체가 참고로 편입된 [Rubber Handbook, SGF , The Swedish Institution of Rubber Technology 2000 and in Werner Kleemann, Kurt Weber, Elastverarbeitung-Kennwerte und Berechnungsmethoden, Deutscher Verlag
Figure pct00005
Grundstoffindustrie (Leipzig, 1990)]에 기재된다. 대표적인 가공 조제의 예에는 특히 하기가 포함된다:
(A) 올레산, 프리올렌, 프리스테렌 및 스테아르산을 포함하는 지방산;
(B) Aktiplast GT, PP, ST, T, T-60, 8, F; Deoflow S; Kettlitz Dispergator FL, FL Plus; Dispergum 18, C, E, K, L, N, T, R; Polyplastol 6, 15, 19, 21, 23; Struktol A50P, A60, EF44, EF66, EM16, EM50, WA48, WB16, WB42, WS180, WS280 및 ZEHDL을 포함하는 지방산 염;
(C) Aflux 12, 16, 42, 54, 25; Deoflow A, D; Deogum 80; Deosol H; Kettlitz Dispergator DS, KB, OX; Kettlitz-Mediaplast 40, 50, Pertac/GR; Kettlitz-Dispergator SI; Struktol FL 및 WB 212를 포함하는 분산제; 및
(D) Struktol W33 및 WB42를 포함하는 고활성 화이트 충전제에 대한 분산제.
충전제
본 발명의 제2 조성물은 강화제로 작용하는 하나 이상의 충전제를 포함한다. 적합한 충전제의 예에는 카본블랙(전기전도성 카본블랙 포함), 탄소 나노튜브(CNT)(불연속 CNT, 중공 탄소 섬유(HCF) 및 하나 이상의 작용성 기, 예컨대 하이드록실, 카복실 및 카보닐 기를 포함하는 변형된 CNT 포함) 그래파이트, 그래핀(불연속 그래핀 소판 포함), 실리카, 탄소-실리카 이중-상 충전제, 점토(박리된 나노클레이 및 유기클레이를 포함하는 층상 실리케이트), 칼슘 카보네이트, 마그네슘 카보네이트, 리그닌, 비결정성 충전제, 예컨대 유리 입자-기반 충전제, 전분-기반 충전제, 및 이들의 조합이 포함된다. 적합한 충전제의 추가 예는 본원에 전체가 참고로 편입된 WO 2009/148932에 기재된다.
적합한 카본블랙의 예에는 종래 로(furnace) 방법에 의해 제조된 것, 예를 들면 50-200 m2/g의 질소 흡착 비표면적 및 80-200ml/100 그램의 DBP 오일 흡수를 갖는 것, 예컨대 FEF, HAF, ISAF 또는 SAF 클래스의 카본블랙, 및 전기전도성 카본블랙이 포함된다. 일부 구현예에서, 고응집형 카본블랙이 사용된다. 카본블랙은 전형적으로 전체 폴리머 100중량부 당 2 내지 100중량부, 또는 5 내지 100중량부, 또는 10 내지 100중량부, 또는 10 내지 95중량부의 양으로 사용된다.
적합한 실리카 충전제의 예에는 습식 공정 실리카, 건식 공정 실리카 및 합성 실리케이트-형 실리카가 포함된다. 작은 입자 직경 및 높은 표면적을 갖는 실리카는 높은 보강 효과를 나타낸다. 작은 직경, 높은 응집-형 실리카(즉 큰 표면적 및 높은 오일 흡수성을 가짐)는 폴리머 조성물에서 탁월한 분산성을 나타내어 우수한 가공성을 야기한다. 일차 입자 직경의 관점에서 실리카의 평균 입자 직경은 5 내지 60 nm, 또는 10 내지 35 nm일 수 있다. 실리카 입자(BET 방법에 의해 측정됨)의 비표면적은 35 내지 300 m2/g일 수 있다. 실리카는 전형적으로 전체 폴리머 100중량부 당 10 내지 100중량부, 또는 30 내지 100중량부, 또는 30 내지 95중량부의 양으로 사용된다.
실리카 충전제는 카본블랙, 탄소 나노튜브, 탄소-실리카 이중-상-충전제, 그래핀, 그래파이트, 점토, 칼슘 카보네이트, 마그네슘 카보네이트 및 이들의 조합을 포함하는 다른 충전제와 조합 사용될 수 있다.
카본블랙 및 실리카는 함께 첨가될 수 있고, 이 경우에 카본블랙 및 실리카의 총량은 전체 폴리머 100중량부 당 30 내지 100중량부 또는 30 내지 95중량부이다.
탄소-실리카 이중-상 충전제는 카본블랙의 표면 상에 실리카 코팅에 의해 제조되는 소위 실리카-코팅된 카본블랙이며, 상표명 CRX2000, CRX2002 또는 CRX2006(Cabot Co.의 제품) 하에 상업적으로 이용가능하다. 탄소-실리카 이중-상 충전제는 실리카에 대해 상기에서 기재된 바와 동일한 양으로 첨가된다.
실란 커플링제
일부 구현예에서, 실란 커플링제(폴리머 및 충전제의 상용화를 위해 사용됨)는 본 발명의 폴리머, 및 실리카, 층상 실리케이트(예컨대 매가다이트) 및 탄소-실리카 이중-상 충전제를 포함하는 조성물에 첨가된다. 첨가된 실란 커플링제의 전형적인 양은 실리카 및/또는 탄소-실리카 이중-상 충전제의 총량 100중량부 당 약 1 내지 약 20중량부이며, 일부 구현예에서 약 5 내지 약 15중량부이다.
실란 커플링제는 하기에 따라 분류될 수 있다: Fritz
Figure pct00006
, Franz Sommer: Kautschuk Technologie, (Carl Hanser Verlag 2006):
(A) 하기를 포함하는 이작용화된 실란: Si230 ((EtO)3Si(CH2)3Cl), Si225 ((EtO)3SiCH=CH2), A189 ((EtO)3Si(CH2)3SH), [(EtO)3Si(CH2)3Sx(CH2)3Si(OEt)3] (여기서 x = 3.75 (Si69) 또는 2.35 (Si75)임), Si264 ((EtO)3Si-(CH2)3SCN) 및 Si363 ((EtO)Si((CH2-CH2-O)5(CH2)12CH3)2(CH2)3SH)) (Evonic Industries AG), 3-옥타노일티오-1-프로필트리에톡시실란 (NXT), 및
(B) 하기를 포함하는 일작용화된 실란: Si203 ((EtO)3-Si-C3H7) 및 Si208 ((EtO)3-Si-C8H17).
실란 커플링제의 추가로 적합한 예는 WO 2009/148932에 주어지며, 비스-(3-하이드록시-디메틸실릴-프로필)테트라설파이드, 비스-(3-하이드록시-디메틸실릴-프로필) 디설파이드, 비스-(2-하이드록시-디메틸실릴-에틸) 테트라설파이드, 비스-(2-하이드록시-디메틸실릴-에틸)디설파이드, 3-하이드록시-디메틸실릴-프로필-N,N-디메틸티오카바모일 테트라설파이드 및 3-하이드록시-디메틸실릴-프로필벤조티아졸 테트라설파이드가 포함된다.
가황제
고무 생성물의 제조에서 종래에 사용된 임의의 가황제가 본 발명에서 사용될 수 있고, 2 이상의 가황제 조합이 사용될 수 있다.
황, 황 공여체로 작용하는 황-함유 화합물, 황 촉진제 시스템 및 퍼옥사이드가 가장 흔한 가황제이다. 황 공여체로 작용하는 황-함유 화합물의 예에는 디티오디모폴린(DTDM), 테트라메틸티우람 디설파이드(TMTD), 테트라에틸티우람 디설파이드(TETD) 및 디펜타메틸렌티우람 테트라설파이드(DPTT)가 포함된다. 황 촉진제의 예에는 아민 유도체, 구아니딘 유도체, 알데하이드아민 축합 생성물, 티아졸, 티우람 설파이드, 디티오카바메이트 및 티오포스페이트가 포함된다. 퍼옥사이드의 예에는 디-tert.-부틸-퍼옥사이드, 디-(tert.-부틸-퍼옥시-트리메틸-사이클로헥산), 디-(tert.-부틸-퍼옥시-이소프로필-)벤젠, 디클로로-벤조일퍼옥사이드, 디큐밀퍼옥사이드, tert.-부틸-큐밀-퍼옥사이드, 디메틸-디(tert.-부틸-퍼옥시)헥산, 디메틸-디(tert.-부틸-퍼옥시)헥신 및 부틸-디(tert.-부틸-퍼옥시)발레레이트(Rubber Handbook, SGF , The Swedish Institution of Rubber Technolgy 2000)가 포함된다.
가황제에 관한 추가 예 및 추가 정보는 하기에서 발견될 수 있다: Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical technology 3 rd , Ed., (Wiley Interscience, N.Y. 1982), volume 20, pp. 365-468, (특히 "Vulcanizing Agents and Auxiliary Materials" pp. 390-402).
설펜 아미드-형, 구아니딘-형 또는 티우람-형의 가황 촉진제가 요구되는 바에 따라 가황제와 함께 사용될 수 있다. 다른 첨가물, 예컨대 아연 화이트, 가황 보조물, 노화 예방제, 가공 보조제 등이 임의로 첨가될 수 있다. 가황제는 전형적으로 전체 폴리머 100중량부 당 0.5 내지 10중량부, 또는 일부 구현예에서 1 내지 6중량부의 양으로 폴리머 조성물에 첨가된다. 가황 촉진제의 예 및 전체 폴리머에 대해 첨가된 이들의 양이 WO 2009/148932에 주어진다.
황 촉진제 시스템은 산화 아연를 함유하거나 함유하지 않을 수 있다. 산화 아연는 바람직하게는 황 촉진제 시스템의 성분으로 사용된다.
가황 폴리머 조성물
본 발명의 제8 양태에 따른 가황 폴리머 조성물은 적어도 하나의 가황제를 포함하는 제1 또는 제2 폴리머 조성물울 가황함에 의해 수득된다. 본 발명의 가황된 엘라스토머 폴리머 조성물이 낮은 롤링 내성, 낮은 역학적 열 빌드-업 및 우수한 습식 스키드 성능을 나타내므로, 이들은 타이어, 타이어 트레드, 측벽 및 타이어 본체뿐만 아니라 다른 공산품, 예컨대 벨트, 호스, 진동 댐퍼 및 신발 자재의 제조에서 이용하기 매우 적합하다.
가황된 폴리머 조성물은 하기 상에서 수행되는 반응성 폴리머-폴리머 가교 형성 공정의 결과이다: (i) 폴리머 및 적어도 하나의 가황제의 혼합물, (ii) 적어도 하나의 가황제를 포함하는 제1 폴리머 조성물, 또는 (iii) 적어도 하나의 가황제를 포함하는 제2 폴리머 조성물. 따라서, 상기 반응성 공정은, 필수적으로 비가교결합된 폴리머 또는 필수적으로 비가교결합된 폴리머 조성물, 특히 각각 적어도 하나의 가황제를 포함하는 제1 폴리머 조성물 또는 제2 폴리머 조성물을 가황된 (또는 가교결합된) 폴리머 조성물로 전환한다.
본 발명의의 가교-결합된 (가황된) 폴리머 조성물은 감소된 열 빌드-업, 60°C에서의 증가된 반동 회복력 및 마모 내성, 인장 강도, 모듈러스, 및 인열 중 하나 이상을 포함하는, 양호한 잔여 물리적 특성을 나타내며, 한편 (가황 전에) 비가교결합된 폴리머를 포함하는 조성물은 양호한 가공 특성을 유지한다. 우수한 마모 특성을 유지하면서, 상기 조성물은 보다 낮은 롤링 내성 및 보다 낮은 열 빌드-업을 갖는 타이어 트레드의 제조에 유용하다.
가황 폴리머에 대하여, 겔 함량은, 폴리머의 중량 기준으로, 바람직하게는 50 중량% 초과, 더욱 바람직하게는 75 중량% 초과, 더 더욱 바람직하게는 90 중량% 초과이다. 겔 함량은 주위 온도에서 24시간 동안 150 ml의 톨루엔 중 0.2 그램의 폴리머를 용해시킴으로써, 불용물을 분리함으로써, 상기 불용물을 건조시킴으로써, 그리고 상기 불용물의 양을 측정함으로써 측정될 수 있다.
본 발명은 또한 본 발명의 가황된 폴리머 조성물로부터 형성된 적어도 하나의 성분을 포함하는 물품을 제공한다. 물품은 타이어, 타이어 트레드, 타이어 측벽, 자동차 부품, 신발 자재, 골프공, 벨트, 개스킷, 씰 또는 호스일 수 있다.
비히클 타이어를 제조하기 위해, 하기의 추가 폴리머가 본 발명의 폴리머와의 조합에 이용하기 위해 특히 관심의 대상이 된다: 천연 고무; 20중량 퍼센트 미만의 1,2-폴리부타디엔을 포함하는 낮은 시스 폴리부타디엔(LCBR), 에멀젼 SBR (ESBR) 및 용액 SBR (SSBR) 고무를 (-50℃ 초과의 유리전이 온도를 가짐); 높은 시스-1,4-단위 함량(>90%)을 갖는, 폴리부타디엔 고무 (예컨대 니켈, 코발트, 티타늄, 바나듐, 가돌리늄 또는 네오디뮴를 기반으로 한 촉매를 사용함으로써 수득됨) 및 0 내지 75%의 비닐 함량을 갖는 폴리부타디엔 고무; 및 이들의 조합; 높은 트랜스-1,4-단위 함량(>75%)을 갖는 폴리부타디엔 고무 또는 예를 들면 5 및 45 중량% 스티렌을 함유하며 코폴리머의 폴리부타디엔 분획 중 높은 트랜스-1,4-폴리부타디엔 함량(>75%)을 갖는 SBR (각 유형의 폴리머, SBR 또는 BR 은 하기에 의하여 수득될 수 있음: 예컨대 각각 본원에 그 전체가 참고로 편입된 미국 특허 번호 6,693,160; 6,627,715; 6,489,415; 6,103,842; 5,753,579; 5,086,136; 및 3,629,213에 기재된 알칼리 토금속 화합물을 포함하는 하나 이상의 개시제 화합물로; 또는 코발트 기반의 촉매, 예컨대 각각 본원에 그 전체가 참고로 편입된 미국 특허 번호 6310152; 5,834,573; 5,753,761; 5,448,002 및 5,089,574 및 미국 특허 출원 공보 번호 2003/0065114에 기술된 것들을 사용함에 의하여; 또는 바나듐 기반의 촉매, 예컨대 각각 본원에 그 전체가 참고로 편입된 EP 1 367 069; JP 11301794 및 U.S. 3,951,936에 기술된 것을 사용함에 의하여; 또는 네오디뮴 기반의 촉매, 예컨대 각각 본원에 그 전체가 참고로 편입된 EP 0 964 008, EP 0 924 214 및 미국 특허 번호 6,184,168; 6,018,007; 4931376; 5,134,199 및 4,689,368에 기술된 것들을 사용함에 의하여).
본 발명의 조성물은 또한 고충격 폴리스티렌(HIPS) 및 부타디엔-변형된 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 코폴리머(ABS)를 제조하기 위해 사용될 수 있다(예를 들면, 본원에 참고로 편입된 WO 2009/148932를 참고하라).
정의
달리 구체적으로 표지되지 않는다면, 본원에 사용된 바와 같은 표현 “폴리머”는 비변형된 폴리머 및 변형된 (즉, 쇄 말단-변형된 및 골격-변형된) 폴리머 둘 모두를 포괄하도록 의도된다.
본원에서 정의된 바와 같은 알킬 기에는 그대로이든 또는 다른 기, 예컨대 알킬아릴과 연관되든, 직쇄 알킬 기, 예컨대 메틸(Me), 에틸(Et), n-프로필(Pr), n-부틸(Bu), n-펜틸, n-헥실 등, 분지형 알킬 기, 예컨대 이소프로필, tert-부틸 등, 및 환형 알킬 기, 예컨대 사이클로헥실이 모두 포함된다. 프로필은 n-프로필 및 이소프로필을 포괄한다. 부틸은 n-부틸, sec-부틸, 이소부틸 또는 tert-부틸을 포괄한다.
본원에서 정의된 바와 같은 아릴 기에는 페닐, 바이페닐 및 다른 벤제노이드 화합물이 포함된다. 아릴 기는 바람직하게는 하나의 방향족 환만을 함유하며 가장 바람직하게는 C6 방향족 환을 함유한다.
본원에서 정의된 바와 같은 알킬아릴 기는 하나 이상의 알킬 기에 결합된 하나 이상의 아릴 기의 조합, 예를 들면 알킬-아릴, 아릴-알킬, 알킬-아릴-알킬 및 아릴-알킬-아릴을 나타낸다. 알킬아릴 기는 바람직하게는 하나의 방향족 환만을 함유하며 가장 바람직하게는 C6 방향족 환을 함유한다.
복수의 화학적 잔기의 정의와 결합한, 표현 “[화학적 기의 목록]으로부터 독립적으로 선택된”은, 각 잔기가 화학 기의 목록으로부터 독립적으로 선택될 수 있다는 것을 의미하도록 의도된다. 예를 들어, 화합물 SiR4 에서, 각 R은 “메틸, 에틸, 프로필, 및 부틸”로부터 독립적으로 선택”되고, 이들 4개 그룹 모두는 상동하거나 (예컨대 테트라메틸 실란, Si(Me)4 에서와 같이), 또는 전체적으로 또는 부분적으로 상이할 수 있다 (예컨대 트리메틸(프로필) 실란에서와 같이).
실온(RT 또는 rt)은 20℃의 온도를 지칭한다.
기타 약어: DMPS = 디메틸페닐실릴, TBS = tert-부틸디메틸실릴, TEA = 트리에틸아민, THF = 테트라하이드로푸란, DCM = 디클로로메탄, MTBE = tert-부틸메틸에테르.
실시예
하기 예는 본 발명을 추가로 예시하기 위해 제공되며, 본 발명의 제한으로 해석되어서는 안 된다.
분자량 분석을 HEWLETT PACKARD HP 1100을 사용한 SEC/RI에 의하여 수행하였다. 용출물 THF를 일련하여 탈기하였다. 용매 유동 속도는 1.0 ml/min이었다. 100 μL의 폴리머 용액을 분석당 주사하였다. 분석을 40°C에서 수행하였다. 분자량을 초기에 폴리스티렌 보정을 기반으로 산출하고, 폴리스티렌으로서 표에 제공하였다. 실제 분자량 (SSBR 분자량)을 SEC/RI 및 SEC/MALLS 유래의 분자량 간 조기 비교로 유도된 인자로 나눔으로써 측정하였다. 상기 인자의 값은 폴리머 조성물 (스티렌 및 부타디엔 함량)에 따라 달라진다. 1.52의 인자를 21% 및 25% 스티렌을 갖는 SSBR에 대해 사용하였다. Mp (SSBR로서)를 TMEDA 몰비 산출에 대하여 사용하였다.
NMR 분광법을 5mm BBO 프로브 중 BRUKER Avance 400 상에서 수행하였다. 용매, 주파수, 및 온도를 특성화 데이터 중 제공하였다.
약화된 총 반사에서 측정된 FTIR-분광법을 비닐 함량 및 스티렌 함량을 측정하기 위하여 사용하였다.
유리 전이 온도를 하기 조건 하에서 DSC Q2000를 사용하여 측정하였다:
중량: ca. 10 - 12 mg
샘플 용기: Alu/S
온도 범위: (-140...80) °C
가열 속도: 20 K/min 각각 5 K/min
냉각 속도: 자유 냉각
퍼지 가스: 20 ml Ar/min
냉각 제제: 액체 질소
각 샘플을 적어도 1회 측정하였다. 측정은 2개 가열 수행을 함유한다. 제2 가열 수행을 유리 전이 온도를 측정하기 위하여 사용하였다.
ASTM D 5289-95에 따른 비-가황 유동학적 특성의 측정을, 경화 특성을 특성화기 위하여 비-로터 전단 유동측정기(MDR 2000 E)를 이용해서 제조하였다. 시험 조각을, 특히 경도 및 반동 회복력 시험에 대해 160°C에서 t95로 가황하였고, 시료를 160°C에서 t95+5min으로 가황하였다. 100% 및 300%의 변형에서의 인장 강도, 파단연신율, 및 모듈러스를 Zwick Z010 상에서 ASTM D 412에 따라 측정하였다. DIN 마모를 DIN 53516(1987-06-01)에 따라 측정하였다. 쇼어 A 경도 (ASTM D 2240) 및 반동 회복력 (ISO 4662)을 0°C, RT 및 60°C에서 측정하였다. 0°C 및 60°C에서의 tan δ로서의 역학 특성을, 2 Hz의 주파수로 -2%의 역학 장력 변형을 적용하여 Gabo Qualimeter Testanlagen GmbH(Germany)에서 제조된 역학적 분광기 "Eplexor 150N/500N"을 사용하여 측정하였다. 열 빌드-업을 Doli 'Goodrich'-자속계 상에서 ASTM D 623, 방법 A에 따라 측정하였다.
변형제 및 중간체의 제조 및 특징화 :
1-(4- 브로모페닐 )-1- 페닐에틸렌 (1)
Figure pct00007
브로모벤젠 (8.68 g, 55.3 mmol, 1.1 equiv)을 Et2O (80 ml) 중 활성화된 마그네슘 터닝 (1.59 g, 65.3 mmol, 1.3 equiv.)에 적가함에 의한, 그리냐드-용액의 제조. 어두운 반응 혼합물을 1.5시간 동안 환류 온도에서, 16시간동안 실온에서 교반하였다.
a)Et2O (20 ml) 중 브로모아세토페논 (10.0 g, 50.2 mmol, 1.0 equiv.)의 용액을 실온에서 적가했다. 이후 반응 혼합물을 3.5 시간 동안 환류하였다. 실온에서 물 (100 ml)를 희석 후 천천히 첨가하였다. HCl aq. (1 M, 50 ml). 상 분리하고, 유기 상을 물 (3 x 50 ml)로 세정했다. 유기 층을 황산 마그네슘 상에서 건조시키고, 건조제를 여과하고, 용매를 감압 하에 제거하였다. 비정제된 황색 오일 (16.1 g)을 추가 정제 없이 직접 사용하였다.
b)비정제 알코올을 톨루엔 (150 ml)에서 용해시시켰다. p-TosOH 수화물 (400 mg)을 첨가하고, 반응 혼합물을 3시간 동안 Dean Stark 트랩으로 환류하였다. 실온에서, 반응 혼합물을 물 (30 ml)로 세정하고, 유기 층을 황산 나트륨 상에서 건조시키고, 건조제를 여과하고, 용매를 감압 하에 제거하였다. 진공 하의 증류로 표제 화합물 1 (10.2 g, 39.4 mmol, 78%)을 황색 오일로서 제공하였다 (참고: C. A. van Walree, V. E. M. Kaats-Richters, S. J. Veen, B. Wieczorek, J. H. van der Wiel, B. C. van der Wiel, Eur . J. Org . Chem . 2004, 3046-3056).
C14H11Br, Mw = 259.15 g mol-1
bp = 150-156°C (1.6 mbar).
1 H NMR (400 MHz, 20°C, CDCl3): δ = 7.45-7.43 (m, 2 H), 7.34-7.29 (m, 5 H), 7.23-7.19 (m, 2 H), 5.46 (d, J = 1.0 Hz, 1 H), 5.44 (d, J = 1.0 Hz, 1 H) ppm.
13 C NMR (100 MHz, 20°C, CDCl3): δ = 148.99 (C), 140.90 (C), 140.39 (C), 131.29 (2 CH), 129.88 (2 CH), 128.26 (2 CH), 128.17 (2 CH), 127.93 (CH), 121.77 (C), 114.73 (CH2) ppm.
GC -MS (EI, 70 eV): m/z (%) = 258 (M+, 56), 178 (M+, 100), 89 (21), 51 (8).
( 디에틸아미노 )( 클로로 ) 디메틸실란 (2a)
Figure pct00008
무수 THF (5 ml) 중 디클로로디메틸실란 (5.00 g, 38.7 mmol, 1.0 equiv.) 및 트리에틸아민 (4.31 g, 42.6 mmol, 1.1 equiv.)의 용액을 실온에서 교반하였다. THF (3 ml) 중 디에틸 아민 (2.83 g, 38.7 mmol, 1.0 equiv.)의 용액을 적가하였다 (방대한 침전이 발생함). 반응 혼합물을 실온에서 16시간 동안 교반시켰다. 용매의 여과 및 제거는 진공 증류로 정제된 잔기를 제공하였다. 클로로아미노실란 2a (4.58 g, 27.6 mmol, 71%)을 무색 액체로서 얻었다.
C6H16ClNSi, Mw = 165.74 g mol-1
bp = 77-80°C (30 mbar).
1 H NMR (400 MHz, 20°C, C6D6): δ = 2.69 (q, J = 7.1 Hz, 4 H), 0.89 (t, J = 6.9 Hz, 6 H), 0.31 (s, 6 H) ppm.
13 C NMR (100 MHz, 20°C, C6D6): δ = 40.07 (2 CH2), 15.38 (2 CH3), 1.94 (2 CH3) ppm.
( 모르폴리노 )( 클로로 ) 디메틸실란 (2b)
Figure pct00009
무수 THF (30 ml) 중 디클로로디메틸실란 (15.0 g, 116 mmol, 1.0 equiv.) 및 트리에틸아민 (12.3 g, 122 mmol, 1.1 equiv.)의 용액을 실온에서 교반하였다. THF (15 ml) 중 모르폴린 (10.1 g, 116 mmol, 1.0 equiv.) 용액을 적가하였다 (방대한 침전이 발생함). 반응 혼합물을 실온에서 16시간 동안 교반시켰다. 용매의 여과 및 제거는 진공 증류로 정제된 잔기를 제공하였다. 클로로아미노실란 2b (8.8 g, 49 mmol, 42%)을 무색 액체로서 얻었다.
C6H14ClNSi, Mw = 179.72 g mol-1
bp = 53-55°C (4 mbar).
1 H NMR (400 MHz, 20°C, C6D6): δ = 3.39-3.37 (m, 4 H), 2.63-2.61 (m, 4 H), 0.19 (s, 6 H) ppm.
13 C NMR (100 MHz, 20°C, C6D6): δ = 67.85 (2 CH2), 45.24 (2 CH2), 0.91 (2 CH3) ppm.
( tert - 부틸디메틸실록시 )( 클로로 ) 디메틸실란 (2c)
Figure pct00010
THF (50 ml) 중 TBSOH (10.3 g, 77.5 mmol, 1.0 equiv.)의 용액을 실온에서 TEA (8.61 g, 85.3 mmol, 1.1 equiv.)로 처리하였다. 이후 디클로로디메틸실란 (10.0 g, 77.5 mmol, 1.0 equiv.)를 적가하고 반응 혼합물을 실온에서 16시간 동안 교반시켰다. 용매의 여과 및 제거는 진공 증류로 정제된 잔기를 제공하였다. 클로로실란 2c (11.5 g, 51.1 mmol, 66%)을 무색 액체로서 얻었다.
C8H26OClSi2, Mw = 224.88 g mol-1
bp = 76-77°C (40 mbar).
1 H NMR (400 MHz, 20°C, C6D6): δ = 0.90 (s, 9 H), 0.29 (s, 6 H), 0.07 (s, 6 H) ppm.
13 C NMR (100 MHz, 20°C, C6D6): δ = 25.67 (3 CH3), 18.12 (C), 4.08 (2 CH3), -3.09 (2 CH3) ppm.
GC -MS (EI, 70 eV): m/z (%) = 236 (M+, 0.1), 221 (M+ -CH3, 1), 179 (M+ -C4H9, 100), 137 (9), 93 (Me2SiCl+, 8).
1-( 클로로디메틸실릴 )-4- 메틸피페라진 (2d)
Figure pct00011
무수 MTBE (25 ml) 중 디클로로디메틸실란 (10.0 g, 77.5 mmol, 1.0 equiv.)의 용액을 실온에서 교반하였다. 독립적으로, 사이클로헥산 (20 ml) 중 메틸피페라진 (7.76 g, 77.5 mmol, 1.0 equiv.)의 용액을 nBuLi 용액 (24.6 g, 77.5 mmol, 1.0 equiv.)으로 적가하여 처리하였다. 수 분 후, 상기 현탁액을 MTBE 중의 실란 용액에 천천히 첨가하였다. 반응 혼합물을 사이클로헥산 (50 ml)으로 희석하고, 실온에서 17시간 동안 교반시켰다. 용매의 여과 및 제거는 진공 증류로 정제된 잔기를 제공하였다. 클로로아미노실란 2d (8.87 g, 46.0 mmol, 59%)을 무색 액체로서 얻었다.
C7H17ClN2Si, Mw = 192.76 g mol-1
bp = 92-97°C (25 mbar).
1 H NMR (400 MHz, 20°C, C6D6): δ = 2.84 (t, J = 4.9 Hz, 4 H), 2.09 (t, J = 4.6 Hz, 4 H), 2.10 (s, 3 H), 0.26 (s, 6 H) ppm.
13 C NMR (100 MHz, 20°C, C6D6): δ = 56.32 (2 CH2), 46.73 (CH3), 45.12 (2 CH2), 1.26 (2 CH3) ppm.
GC -MS (EI, 70 eV): m/z (%) = 192 (M+, 100), 177 (M+ -CH3, 17), 157 (45), 121 (63), 93 (Me2SiCl+, 64).
( 디부틸아미노 )( 클로로 ) 디메틸실란 (2e)
Figure pct00012
무수 THF (10 ml) 중 디클로로디메틸실란 (5.00 g, 38.7 mmol, 1.0 equiv.) 및 트리에틸아민 (4.31 g, 42.6 mmol, 1.1 equiv.)의 용액을 실온에서 교반하였다. THF (5 ml) 중 디부틸 아민 (5.00 g, 38.7 mmol, 1.0 equiv.)의 용액을 적가하였다 (방대한 침전이 발생함). 반응 혼합물을 실온에서 16시간 동안 교반시켰다. 용매의 여과 및 제거는 진공 증류로 정제된 잔기를 제공하였다. 클로로아미노실란 2e (6.76 g, 30.5 mmol, 79%)을 무색 액체로서 얻었다.
C10H24ClNSi, Mw = 221.85 g mol-1
bp = 93-95°C (20 mbar).
1 H NMR (400 MHz, 20°C, C6D6): δ = 2.73-2.62 (m, 4 H), 1.41-1.33 (m, 4 H), 1.15 (sext, J = 7.4 Hz, 4 H), 0.85 (t, J = 7.3 Hz, 6 H), 0.36 (s, 6 H) ppm.
13 C NMR (100 MHz, 20°C, C6D6): δ = 46.12 (2 CH2), 32.04 (2 CH2), 20.54 (2 CH2), 14.24 (2 CH3), 2.18 (2 CH3) ppm.
GC -MS (EI, 70 eV): m/z (%) = 221 (M+, 5), 178 (100), 136 (66), 93 (Me2SiCl+, 26).
(N- 피페리디노 )( 클로로 ) 디메틸실란 (2f)
Figure pct00013
무수 THF (10 ml) 중 디클로로디메틸실란 (5.00 g, 38.7 mmol, 1.0 equiv.) 및 트리에틸아민 (4.31 g, 42.6 mmol, 1.1 equiv.)의 용액을 실온에서 교반하였다. THF (10 ml) 중 피페리딘 (3.30 g, 38.7 mmol, 1.0 equiv.) 용액을 적가하였다 (방대한 침전이 발생함). 반응 혼합물을 실온에서 18시간 동안 교반시켰다. 용매의 여과 및 제거는 진공 증류로 정제된 잔기를 제공하였다. 클로로아미노실란 2f (2.26 g, 12.7 mmol, 33%)을 무색 액체로서 얻었다.
C7H16ClNSi, Mw = 177.75 g mol-1
bp = 105-107°C (20 mbar).
1 H NMR (400 MHz, 20°C, C6D6): δ = 2.74 (t, J = 5.2 Hz, 4 H), 1.41-1.36 (m, 2 H), 1.32-1.26 (m, 4 H), 0.29 (s, 6 H) ppm.
13 C NMR (100 MHz, 20°C, C6D6): δ = 46.17 (2 CH2), 27.37 (2 CH2), 25.46 (CH2), 1.40 (2 CH3) ppm.
GC -MS (EI, 70 eV): m/z (%) = 177 (M+, 29), 176 (M+ -H, 100), 162 (M+ -CH3, 17), 142 (17), 120 (11), 93 (Me2SiCl+, 26).
( 디에틸아미노 )( tert - 부틸디메틸실록시 )( 클로로 ) 디메틸실란 (2g)
Figure pct00014
무수 THF (100 ml) 중 트리클로로메틸실란 (5.00 g, 33.4 mmol, 1.0 equiv.) 및 트리에틸아민 (6.77 g, 66.9 mmol, 2.0 equiv.)의 용액을 실온에서 교반하였다. TBSOH (4.42 g, 33.4 mmol, 1.0 Eq)를 첨가하고, 혼합물을 1.5 시간 동안 교반하였다. 이후 디에틸아민 (2.45 g, 33.4 mmol, 1.0 equiv.)를 천천히 첨가하였고, 방대한 침전이 발생하였다. 반응 혼합물을 실온에서 3 d 동안 교반시켰다. 용매의 여과 및 제거는 진공 증류로 정제된 잔기를 제공하였다. 클로로아미노실란 2g (7.64 g, 27.1 mmol, 81%)을 무색 액체로서 얻었다.
C11H28ClNOSi2, Mw = 281.97 g mol-1
bp = 77-79°C (5 mbar).
1 H NMR (400 MHz, 20°C, C6D6): δ = 2.80 (q, J = 7.2 Hz, 4 H), 0.96 (t, J = 7.1 Hz, 6 H), 0.94 (s, 9 H), 0.37 (s, 3 H), 0.14 (s, 3 H), 0.13 (s, 3 H) ppm.
13 C NMR (100 MHz, 20°C, C6D6): δ = 39.15 (2 CH2), 25.74 (3 CH3), 18.28 (C), 15.34 (2 CH3), 1.74 (CH3), -3.13 (2 CH3) ppm.
GC -MS (EI, 70 eV): m/z (%) = 177 (M+, 29), 176 (M+ -H, 100), 162 (M+ -CH3, 17), 142 (17), 120 (11), 93 (Me2SiCl+, 26).
N,N - 디에틸 -1,1-디메틸-1-[4-(1- 페닐비닐 )페닐] 실란아민 (I-1a)
Figure pct00015
사이클로헥산 중 nBuLi-용액 (3.25 g, 10.1 mmol, 1.05 equiv.)을 -80°C에서 THF (45 ml) 중 브로모아렌 1 (2.50 g, 9.65 mmol, 1.00 equiv.)의 용액에 첨가하였다. 30분 후 상기 온도에서 혼합물을 실온까지 데워지도록 두었다. 용액을 10분 동안 실온에서 교반하였다. -80°C에서 클로로아미노실란 2a (2.20 g, 14.5 mmol, 1.50 equiv.)를 첨가하고, 차후 혼합물을 실온에서 30분 동안 교반하도록 하였다. 결과로, 밝은 황색으로의 색 변화가 발생하여 전체 전환을 표지하였다. 이후 디에틸아민 (318 mg, 4.34 mmol, 0.45 equiv.)을 첨가하고, 용매를 환원시켰다. 사이클로헥산 (50 ml)의 부가, 여과, 이후 용매의 제거는 진공에서 증류된 유성 잔기를 제공하였다. I-1a (1.70 g, 5.49 mmol, 57%)를 무색 오일로서 얻었다.
C20H27NSi, Mw = 309.53 g mol-1
bp = 160-165°C (6.6 x 10-3 mbar).
1 H NMR (400 MHz, 20°C, C6D6): δ = 7.56-7.54 (m, 2 H), 7.42-7.40 (m, 2 H), 7.35-7.32 (m, 2 H), 7.11-7.09 (m, 3 H), 5.44 (d, J = 1.4 Hz, 1 H), 5.40 (d, J = 1.3 Hz, 1 H), 2.79 (q, J = 7.0 Hz, 4 H), 0.99 (t, J = 7.0 Hz, 6 H), 0.32 (s, 6 H) ppm.
13 C NMR (100 MHz, 20°C, C6D6): δ = 150.82 (C), 142.47 (C), 141.99 (C), 140.23 (C), 134.17 (2 CH), 128.72 (2 CH), 128.49 (2 CH), 128.03 (2 CH), 127.95 (CH), 114.39 (CH2) 40.47 (2 CH2), 16.04 (2 CH3), -1.01 (2 CH3) ppm.
GC -MS (EI, 70 eV): m/z (%) = 309 (M+, 9), 294 (M+-CH3, 95), 237 (M+-NEt2, 100), 178 (7), 147 (7), 103 (4).
4-{ 디메틸[4-(1-페닐비닐)페닐]실릴 }모르폴린 (I-1b)
Figure pct00016
사이클로헥산 중 nBuLi-용액 (7.72 g, 24.3 mmol, 1.05 equiv.)을 -80°C에서 THF (70 ml) 중 브로모아렌 1 (6.00 g, 23.2 mmol, 1.00 equiv.)의 용액에 첨가하였다. 30분 후 상기 온도에서 혼합물을 실온까지 데워지도록 두었다. 용액을 10분 동안 실온에서 교반하였다. -80°C에서 클로로아미노실란 2b (5.83 g, 32.4 mmol, 1.40 equiv.)을 첨가하고, 차후 혼합물을 실온에서 30분 동안 교반하도록 하였다. 결과로, 밝은 황색으로의 색 변화가 발생하여 전체 전환을 표지하였다. 이후 모르폴린 (1.51 g, 17.4 mmol, 0.75 equiv.)을 첨가하고, 용매를 환원시켰다. 사이클로헥산 (50 ml)의 부가, 여과, 이후 용매의 제거는 진공에서 증류된 유성 잔기를 제공하였다. I-1b (5.78 g, 17.9 mmol, 77%)를 황색 오일로서 얻었다.
C20H25NOSi, Mw = 323.51 g mol-1
bp = 163-170°C (6 x 10-3 mbar).
1 H NMR (400 MHz, 20°C, C6D6): δ = 7.49-7.47 (m, 2 H), 7.41-7.39 (m, 2 H), 7.35-7.32 (m, 2 H), 7.12-7.10 (m, 3 H), 5.45 (d, J = 1.3 Hz, 1 H), 5.40 (d, J = 1.3 Hz, 1 H), 3.45-3.42 (m, 4 H), 2.71-2.69 (m, 4 H), 0.21 (s, 6 H) ppm.
13 C NMR (100 MHz, 20°C, C6D6): δ = 150.71 (C), 142.80 (C), 141.87 (C), 138.62 (C), 134.18 (2 CH), 128.68 (2 CH), 128.52 (2 CH), 128.09 (2 CH), 128.02 (CH), 114.56 (CH2) 68.56 (2 CH2), 46.05 (2 CH2), -2.31 (2 CH3) ppm.
GC -MS (EI, 70 eV): m/z (%) = 323 (M+, 65), 308 (M+-CH3, 41), 278 (7), 237 (M+-NC4H8O, 100), 206 (7), 178 (13), 145 (3), 118 (8).
1-( tert - 부틸디메틸실록시 )-1,1-디메틸-1-[4-(1- 페닐비닐 )페닐] 실란 (I-1c)
Figure pct00017
사이클로헥산 중 nBuLi-용액 (5.78 g, 18.2 mmol, 1.05 equiv.)을 -80°C에서 THF (50 ml) 중 브로모아렌 1 (4.50 g, 17.4 mmol, 1.00 equiv.)의 용액에 첨가하였다. 30분 후 상기 온도에서 혼합물을 실온까지 데워지도록 두었다. 용액을 10분 동안 실온에서 교반하였다. -80°C에서 클로로실록시실란 2c (5.47 g, 24.3 mmol, 1.40 equiv.)을 첨가하고, 차후 혼합물을 실온에서 30분 동안 교반하도록 하였다. 결과로, 밝은 황색으로의 색 변화가 발생하여 전체 전환을 표지하였다. 이후 TBSOH (1.61 g, 12.2 mmol, 0.70 equiv.)을 첨가하고, 용매를 환원시켰다. 사이클로헥산 (50 ml)의 부가, 여과, 이후 용매의 제거는 진공에서 증류된 유성 잔기를 제공하였다. I-1c (5.49 g, 14.9 mmol, 86%)를 황색 오일로서 얻었다.
C22H32OSi2, Mw = 368.67 g mol-1
bp = 145-150°C (6.8 x 10-3 mbar).
1 H NMR (400 MHz, 20°C, C6D6): δ = 7.57-7.55 (m, 2 H), 7.40-7.38 (m, 2 H), 7.33-7.30 (m, 2 H), 7.11-7.08 (m, 3 H), 5.42 (d, J = 1.3 Hz, 1 H), 5.39 (d, J = 1.3 Hz, 1 H), 0.94 (s, 9 H), 0.34 (s, 6 H), 0.07 (s, 6 H) ppm.
13 C NMR (100 MHz, 20°C, C6D6): δ = 150.72 (C), 142.91 (C), 141.92 (C), 139.65 (C), 133.36 (2 CH), 128.68 (2 CH), 128.51 (2 CH), 128.10 (2 CH), 128.00 (CH), 114.55 (CH2) 25.93 (3 CH3), 18.32 (C), 1.11 (2 CH3), -2.68 (2 CH3) ppm.
GC -MS (EI, 70 eV): m/z (%) = 368 (M+, 1), 353 (M+-CH3, 2), 311 (M+-C4H9, 100), 221 (49), 193 (18), 155 (9), 103 (8), 73 (12).
1-{ 디메틸[4-(1-페닐비닐)페닐]실릴 }-4- 메틸피페라진 (I-1d)
Figure pct00018
사이클로헥산 중 nBuLi-용액 (260 mg, 0.810 mmol, 1.05 equiv.)을 -80°C에서 THF (3 ml) 중 브로모아렌 1 (200 mg, 0.772 mmol, 1.00 equiv.)의 용액에 첨가하였다. 30분 후 상기 온도에서 혼합물을 실온까지 데워지도록 두었다. 용액을 10분 동안 실온에서 교반하였다. -80°C에서 클로로아미노실란 2d (179 mg, 0.926 mmol, 1.20 equiv.)을 첨가하고, 차후 혼합물을 실온에서 30분 동안 교반하도록 하였다. 결과로, 밝은 황색으로의 색 변화가 발생하여 전체 전환을 표지하였다. GC/MS-분석은 브로모아렌 1의 표제 화합물 I- 1d 로의 전환을 표지하였다. 순도: 74%.
C29H28N2Si, Mw = 336.55 g mol-1
GC -MS (EI, 70 eV): m/z (%) = 336 (M+, 63), 321 (M+-CH3, 6), 294 (8), 266 (19), 237 (M+-N2C5H11, 100), 156 (17), 99 (9).
N,N - 디부틸 -1,1-디메틸-1-[4-(1- 페닐비닐 )페닐] 실란아민 (I-1e)
Figure pct00019
사이클로헥산 중 nBuLi-용액 (260 mg, 0.810 mmol, 1.05 equiv.)을 -80°C에서 THF (3 ml) 중 브로모아렌 1 (200 mg, 0.772 mmol, 1.00 equiv.)의 용액에 첨가하였다. 30분 후 상기 온도에서 혼합물을 실온까지 데워지도록 두었다. 용액을 10분 동안 실온에서 교반하였다. -80°C에서 클로로아미노실란 2e (240 mg, 1.08 mmol, 1.40 equiv.)을 첨가하고, 차후 혼합물을 실온에서 30분 동안 교반하도록 하였다. 결과로, 밝은 황색으로의 색 변화가 발생하여 전체 전환을 표지하였다. 이후 디부틸아민 (50 mg, 0.39 mmol, 0.50 equiv.) 및 사이클로헥산 (5 ml)을 첨가하였다. GC/MS-분석은 브로모아렌 1의 표제 화합물 I- 1e 로의 전환을 표지하였다. 순도: 62%.
C24H35NSi, Mw = 365.63 g mol-1
GC -MS (EI, 70 eV): m/z (%) = 365 (M+, 4), 350 (M+-CH3, 3), 322 (M+-C3H7, 100), 280 (4), 237 (M+-NC8H18, 100), 178 (7), 118 (12).
N,N - 디에틸 -1-[( tert - 부틸디메틸 ) 실록시 ]-1- 메틸 -1-[4-(1- 페닐비닐 )페닐]- 실 란아민 (I-1f)
Figure pct00020
사이클로헥산 중 nBuLi-용액 (2.60 g, 8.10 mmol, 1.05 equiv.)을 -80°C에서 THF (25 ml) 중 브로모아렌 1 (2.00 g, 7.72 mmol, 1.00 equiv.)의 용액에 첨가하였다. 30분 후 상기 온도에서 혼합물을 실온까지 데워지도록 두었다. 용액을 10분 동안 실온에서 교반하였다. -80°C에서 클로로아미노실란 2g (3.05 g, 10.8 mmol, 1.40 equiv.)를 첨가하고, 차후 혼합물을 실온에서 30분 동안 교반하도록 하였다. 결과로, 밝은 황색으로의 색 변화가 발생하여 전체 전환을 표지하였다. 이후 디에틸아민 (452 mg, 6.18 mmol, 0.80 equiv.)을 첨가하고, 용매를 환원시켰다. 사이클로헥산 (25 ml)의 부가, 여과, 이후 전체 휘발성 물질 (@ 4 x 10-3 mbar 및 90°C)의 제거로 유성 잔기 I-1f (2.30 g, 5.40 mmol, 70%)를 90% 순도에서 무색 오일로서 얻었다.
C25H39NOSi2, Mw = 425.77 g mol-1
1 H NMR (400 MHz, 20°C, C6D6): δ = 7.73-7.71 (m, 2 H), 7.43-7.41 (m, 2 H), 7.33-7.31 (m, 2 H), 7.11-7.08 (m, 3 H), 5.43 (d, J = 1.2 Hz, 1 H), 5.37 (d, J = 1.2 Hz, 1 H), 2.88 (dq, J = 14.0 Hz, J = 7.0 Hz, 2 H), 2.84 (dq, J = 14.1 Hz, J = 6.9 Hz, 2 H), 1.01 (s, 9 H), 0.97 (t, J = 7.0 Hz, 6 H), 0.36 (s, 3 H) , 0.15 (s, 6 H) ppm.
13 C NMR (100 MHz, 20°C, C6D6): δ = 150.78 (C), 142.76 (C), 142.00 (C), 138.58 (C), 134.50 (2 CH), 128.73 (2 CH), 128.49 (2 CH), 127.97 (2 CH), 127.92 (CH), 114.53 (CH2) 39.85 (2 CH2), 26.06 (3 CH3), 18.54 (C), 15.90 (2 CH3), -0.75 (CH3), -2.61 (CH3), -2.62 (CH3) ppm.
GC -MS (EI, 70 eV): m/z (%) = 425 (M+, 7), 410 (M+-CH3, 100), 368 (15), 311 (23), 281 (3), 221 (21), 193 (46), 147 (24), 103 (11), 73 (13).
1-알릴-4-(1- 페닐비닐 )벤젠 (3)
Figure pct00021
알릴트리부틸틴 (1.25 g, 3.78 mmol, 1.40 equiv.)을 Br-DPE 1 (700 mg, 2.70 mmol, 1.00 equiv.), Pd(PPh3)4 (53 mg, 0.05 mmol, 1.7 mol%), PPh3 (14 mg, 0.05 mmol, 2 mol%) 및 LiCl (457 mg, 10.8 mmol, 4.00 equiv.)의 용액에 첨가하였다 (무수 DMF (7 ml) 중 실온에서). 혼합물을 90℃에서 아르곤 하에서 3시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각하고, 이후 사이클로헥산 (25 ml) 및 NaHCO3 (25 ml)의 포화 수성 용액을 첨가하였다. 층을 분리했다. 수성 상을 EA (20 ml)로 추출하고, 조합된 유기 상을 물 (3 x 15 ml)로 세정하였다. 유기 상을 Na2SO4 상에서 건조시키고, 건조제를 여과하고, 용매를 감압 하에 제거하였다. 비정제 황색 오일을 칼럼 크로마토그래피 (SiO2, CH/EA = 100:0 내지 95:5)로 정제하였다. 아렌 3 (570 mg, 2.60 mmol, 96%)을 무색 오일로서 얻었다.
C17H16, Mw = 220.31 g mol-1
R f =0.65 (사이클로헥산/EA = 10:1).
1 H NMR (400 MHz, 20°C, CDCl3): δ = 7.34-7.30 (m, 5 H), 7.28-7.26 (m, 2 H), 7.17-7.15 (m, 2 H), 5.99 (ddt, J = 16.9 Hz, J = 10.1 Hz, J = 6.8 Hz, 1 H), 5.44 (d, J = 1.2 Hz, 1 H), 5.43 (d, J = 1.2 Hz, 1 H), 5.10 (ddt, J = 16.9 Hz, J = 1.7 Hz, J = 1.6 Hz, 1 H), 5.09 (dtd, J = 10.0 Hz, J = 1.6 Hz, J = 1.2 Hz, 1 H), 3.40 (d, J = 6.7 Hz, 1 H) ppm.
13 C NMR (100 MHz, 20°C, CDCl3): δ = 149.79 (C), 141.57 (C), 139.64 (C), 139.27 (C), 137.29 (CH), 128.34 (2 CH), 128.30 (2 CH), 128.27 (2 CH), 128.11 (2 CH), 127.65 (CH), 115.92 (CH2), 113.88 (CH2), 39.93 (CH2) ppm.
FT-IR (ATR) 1/λ = 3078 (w), 3052 (w), 3024 (w), 2924 (m), 2850 (w), 1802 (w), 1609 (w), 1492 (m), 1444(m), 1327 (w), 992 (m), 895 (m), 776 (s), 699 (s) cm-1.
GC -MS (EI, 70 eV): m/z (%) = 220 (M+, 100), 205 (31), 178 (49), 141 (14), 117 (50), 103 (73), 91 (15), 77 (23).
클로로로디메틸{3-[4-(1-페닐비닐) 페닐]프로필} 실란 (4)
Figure pct00022
알릴-DPE 3 (사이클로헥산 중 2.0 g, 2.27 mmol, 25 중량%)의 용액을 THF (1.0 ml)로 희석하였다. 클로로디메틸실란 (225 mg, 2.38 mmol, 1.05 equiv.)의 첨가 후, 자일렌 (2.1-2.4 중량% Pt, 20 mg, 2.3 μmol, 0.1 mol%) 중 Karstedt 촉매의 용액을 첨가하고, 반응 혼합물을 실온에서 3시간 동안 교반하였다. GC/MS-분취량을 취하고, 우측 분자 질량을 나타냈다. 표제 화합물을 실란아민을 제조하기 위해 직접 사용하였다.
C19H23ClSi, Mw = 314.93 g mol-1
GC -MS (EI, 70 eV): m/z (%) = 314 (M+, 63), 286 (9), 193 (100), 165 (9), 141 (1), 115 (10), 93 (Me2SiCl+, 92), 65 (9).
N,N - 디에틸디메틸{3-[4-(1-페닐비닐)페닐] 프로필} 실란아민 (I-2a)
Figure pct00023
알릴-DPE 3 (사이클로헥산 중 2.0 g, 2.27 mmol, 25 중량%)의 용액을 THF (1.0 ml)로 희석하였다. 클로로디메틸실란 (225 mg, 2.38 mmol, 1.05 equiv.)의 첨가 후, 자일렌 (2.1-2.4 중량% Pt, 20 mg, 2.3 μmol, 0.1 mol%) 중 Karstedt 촉매의 용액을 첨가하고, 반응 혼합물을 실온에서 4시간 동안 교반하였다. 이후 디에틸아민 (498 mg, 6.81 mmol, 3.0 equiv.)을 첨가하고, 반응 혼합물을 추가 16시간 동안 교반하였다. 진공 하에서 (4 x 10-3 mbar, 90°C) 전체 휘발성 물질의 여과 및 제거 후, 실란아민 I-2a (577 mg, 1.64 mmol, 72%)를 갈색 오일로서 얻었다. 순도: 95% (NMR).
C23H33NSi, Mw = 351.61 g mol-1
1 H NMR (400 MHz, 20°C, C6D6): δ = 7.36-7.32 (m, 4 H), 7.14-7.06 (m, 5 H), 5.41 (d, J = 1.4 Hz, 1 H), 5.36 (d, J = 1.4 Hz, 1 H), 2.71 (q, J = 7.0 Hz, 4 H), 2.57 (t, J = 7.6 Hz, 2 H), 1.69-1.61 (m, 2 H), 0.93 (t, J = 7.6 Hz, 6 H), 0.61-0.56 (m, 2 H), 0.06 (s, 6 H) ppm.
13 C NMR (100 MHz, 20°C, C6D6): δ = 150.66 (C), 142.69 (C), 142.25 (C), 139.48 (C), 128.73 (4 CH), 128.67 (2 CH), 128.47 (2 CH), 127.90 (CH), 113.73 (CH2), 40.32 (2 CH2), 40.05 (CH2), 26.53 (CH2), 17.19 (CH2), 16.18 (2 CH3), -1.59 (2 CH3) ppm.
GC -MS (EI, 70 eV): m/z (%) = 351 (M+, 23), 336 (M+-CH3, 13), 279 (M+-NC2H10, 100), 250 (6), 220 (4), 175 (17), 130 (69), 102 (25), 59 (71).
N,N - 디부틸디메틸{3-[4-(1-페닐비닐)페닐] 프로필} 실란아민 (I-2b)
Figure pct00024
알릴-DPE 3 (사이클로헥산 중 2.0 g, 2.27 mmol, 25 중량%)의 용액을 THF (1.0 ml)로 희석하였다. 클로로디메틸실란 (225 mg, 2.38 mmol, 1.05 equiv.)의 첨가 후, 자일렌 (2.1-2.4 중량% Pt, 20 mg, 2.3 μmol, 0.1 mol%) 중 Karstedt 촉매의 용액을 첨가하고, 반응 혼합물을 실온에서 4시간 동안 교반하였다. 이후 디부틸아민 (616 mg, 4.77 mmol, 2.0 equiv.)을 첨가하고, 반응 혼합물을 추가 16시간 동안 교반하였다. 진공 하에서 (4 x 10-3 mbar, 90°C) 전체 휘발성 물질의 여과 및 제거 후, 실란아민 I-2b (734 mg, 1.80 mmol, 79%)를 갈색 오일로서 얻었다. 순도: 약 95% (NMR).
C27H41NSi, Mw = 407.71 g mol-1
1 H NMR (400 MHz, 20°C, C6D6): δ = 7.37-7.32 (m, 4 H), 7.11-7.07 (m, 5 H), 5.41 (d, J = 1.4 Hz, 1 H), 5.36 (d, J = 1.4 Hz, 1 H), 2.73-2.69 (m, 4 H), 2.59 (t, J = 7.6 Hz, 2 H), 1.72-1.64 (m, 2 H), 1.43-1.36 (m, 4 H), 1.21 (sext, J = 7.6 Hz, 4 H), 0.90 (t, J = 7.3 Hz, 6 H), 0.66-0.61 (m, 2 H), 0.10 (s, 6 H) ppm.
13 C NMR (100 MHz, 20°C, C6D6): δ = 150.66 (C), 142.67 (C), 142.25 (C), 139.48 (C), 128.75 (2 CH), 128.73 (2 CH), 128.67 (2 CH), 128.46 (2 CH), 127.90 (CH), 113.73 (CH2), 46.72 (2 CH2), 40.08 (CH2), 32.96 (2 CH2), 26.59 (CH2), 20.69 (2 CH2), 17.17 (CH2), 14.42 (2 CH3), -1.48 (2 CH3) ppm.
GC -MS (EI, 70 eV): m/z (%) = 407 (M+, 11), 364 (54), 279 (M+-NBu2, 100), 220 (6), 175 (31), 135 (17), 86 (28), 59 (61).
4-< 디메틸{3-[4-(1-페닐비닐)페닐]프로필}실릴 >모르폴린 (I-2c)
Figure pct00025
알릴-DPE 3 (사이클로헥산 중 2.0 g, 2.27 mmol, 25 중량%)의 용액을 THF (1.0 ml)로 희석하였다. 클로로디메틸실란 (225 mg, 2.38 mmol, 1.05 equiv.)의 첨가 후, 자일렌 (2.1-2.4 중량% Pt, 20 mg, 2.3 μmol, 0.1 mol%) 중 Karstedt 촉매의 용액을 첨가하고, 반응 혼합물을 실온에서 4시간 동안 교반하였다. 이후 모르폴린 (593 mg, 6.81 mmol, 3.0 equiv.)을 첨가하고, 반응 혼합물을 추가 16시간 동안 교반하였다. 진공 하에서 (4 x 10-3 mbar, 90°C) 전체 휘발성 물질의 여과 및 제거 후, 실란아민 I-2c (458 mg, 1.25 mmol, 55%)를 갈색 오일로서 얻었다. 순도: 95% (NMR).
C23H31NOSi, Mw = 365.59 g mol-1
1 H NMR (400 MHz, 20°C, C6D6): δ = 7.37-7.33 (m, 4 H), 7.13-7.06 (m, 5 H), 5.42 (d, J = 1.4 Hz, 1 H), 5.37 (d, J = 1.4 Hz, 1 H), 3.44-3.42 (m, 4 H), 2.62-2.60 (m, 4 H), 2.55 (t, J = 7.6 Hz, 2 H), 1.61-1.54 (m, 2 H), 0.51-0.47 (m, 2 H), -0.06 (s, 6 H) ppm.
13 C NMR (100 MHz, 20°C, C6D6): δ = 150.60 (C), 142.48 (C), 142.19 (C), 139.60 (C), 128.71 (4 CH), 128.49 (2 CH), 128.32 (2 CH), 127.94 (CH), 113.82 (CH2), 68.65 (2 CH2), 45.93 (2 CH2), 39.85 (CH2), 26.25 (CH2), 15.92 (CH2), -2.81 (2 CH3) ppm.
GC -MS (EI, 70 eV): m/z (%) = 365 (M+, 67), 350 (M+-CH3, 7), 320 (1), 279 (19), 250 (28), 220 (3), 178 (15), 144 (69), 102 (100), 59 (88).
(tert-부틸디메틸실록시) N , N - 디에틸메틸{3-[4-(1-페닐비닐)페닐] 프로필} 실란 아민 (I-2d)
Figure pct00026
알릴-DPE 3 (사이클로헥산 중 2.0 g, 2.27 mmol, 25 중량%)의 용액을 THF (1.0 ml)로 희석하였다. 디클로로디메틸실란 (264 mg, 2.29 mmol, 1.01 equiv.)의 첨가 후, 자일렌 (2.1-2.4 중량% Pt, 20 mg, 2.3 μmol, 0.1 mol%) 중 Karstedt 촉매의 용액을 첨가하고, 반응 혼합물을 실온에서 3시간 동안 교반하였다. 이후 TBSOH (300 mg, 2.27 mmol, 1.0 equiv.)를, 그 후 TEA (230 mg, 2.27 mmol, 1.0 equiv.)를 첨가하하였다. 반응 혼합물을 16 시간 동안 실온에서 교반했다. 이후 디에틸아민 (498 mg, 6.81 mmol, 3.0 equiv.)을 첨가하고, 반응 혼합물을 추가 4 시간 동안 교반하였다. 진공 하에서 (4 x 10-3 mbar, 90°C) 전체 휘발성 물질의 여과 및 제거 후, 실란아민 I-2d (1.24 g, 2.65 mmol, >100%)를 갈색 오일로서 얻었다.
순도: 약 80% (NMR) (대략적 산출 수율: 0.99 g, 2.12 mmol, 93%).
C28H45NOSi2, Mw = 467.83 g mol-1
1 H NMR (400 MHz, 20°C, C6D6): δ = 7.36-7.31 (m, 4 H), 7.13-7.08 (m, 5 H), 5.40 (d, J = 1.4 Hz, 1 H), 5.36 (d, J = 1.3 Hz, 1 H), 2.79 (q, J = 7.0 Hz, 4 H), 2.59 (t, J = 7.2 Hz, 2 H), 1.77-1.69 (m, 2 H), 0.97 (s, 9 H), 0.97 (t, J = 6.9 Hz, 6 H), 0.70-0.65 (m, 2 H), 0.11 (s, 3 H), 0.09 (s, 6 H) ppm.
13 C NMR (100 MHz, 20°C, C6D6): δ = 150.66 (C), 142.61 (C), 142.25 (C), 139.50 (C), 128.82 (4 CH), 128.68 (2 CH), 128.46 (2 CH), 127.90 (CH), 113.72 (CH2), 39.87 (CH2), 39.69 (2 CH2), 26.32 (CH2), 26.01 (3 CH3), 18.43 (C), 16.71 (CH2), 16.06 (2 CH3), -1.83 (CH3) , -2.68 (2 CH3) ppm.
GC -MS (EI, 70 eV): m/z (%) = 467 (M+, 44), 452 (M+-CH3, 36), 438 (9), 410 (15), 395 (61), 353 (11), 295 (19), 246 (81), 207 (38), 133 (100), 58 (60).
리튬처리된 전구체 (I-1a, b, c, f의 nBuLi로의 반응 및 양성자 공급원으로의 켄칭 후)
L-I-1a
C24H37NSi, Mw = 367.65 g mol-1
GC -MS (EI, 70 eV): m/z (%) = 367 (M+, 7), 352 (M+-CH3, 100), 295 (47), 259 (3), 224 (11), 167 (11), 140 (5), 111 (11), 85 (17), 57 (41).
L-I-1b
C24H35NOSi, Mw = 381.62 g mol-1
GC -MS (EI, 70 eV): m/z (%) = 381 (M+, 85), 366 (M+-CH3, 81), 336 (12), 295 (100), 252 (28), 224 (42), 193 (15), 165 (25), 135 (20), 91 (19), 59 (27).
L-I-1c
C26H42OSi2, Mw = 426.77 g mol-1
GC -MS (EI, 70 eV): m/z (%) = 411 (M+-CH3, 3), 369 (M+-C4H9, 100), 279 (9), 209 (32), 179 (7), 149 (42), 119 (11), 91 (100), 57 (5).
L-I-1f
C29H49NOSi2, Mw = 483.89 g mol-1
GC -MS (EI, 70 eV): m/z (%) = 483 (M+, 5), 468 (M+-CH3, 100), 426 (15), 369 (5), 267 (3), 193 (12), 147 (19), 91 (47), 58 (32).
폴리머 예시를 생산하기 위하여 사용된 개시제:
Figure pct00027
L1은 본 발명의 화학식 2에 따른 개시제이며, 이는 화학식 1에 따른 전구체 화합물로부터 제조되었고, 한편, L2-L4는 선행 기술 예시이다 (참고: WO2014/040640, US2003/0114592, US2003/0114611, WO2000/050479, WO2000050478 및 JP2012241112A ).
II.중합 절차
실시예 A
사이클로헥산 (4259.2 g), 부타디엔 (625.7 g) 및 스티렌 (171.6 g)을 공기가 없는 10 l 반응기에 충전하고, 교반된 혼합물을 40 °C까지 가열하였다. 이후 TMEDA (0.24 g)를 첨가하고, n-부틸리튬을 적가 충전하여 반응 혼합물의 색이 황색으로 변경될 때까지 불순물을 반응시켰다 (적정). 그 후, 폴리머의 표적 분자량에 상응한, 사이클로헥산 중 L1 (4.01 mmol, c = 0.193 mol/kg)의 제조 방식 양을 즉시 충전하여 중합을 개시하였다. 개시제의 충전의 개시 시간을 중합의 개시 시간으로서 사용하였다. 한편 80 분 동안 60°C의 최종 중합 온도까지 개시제를 충전함을 시작으로, 반응기 벽을 가열 또는 냉각함에 의해 온도를 상승시켰다. 이후 부타디엔 (3.3 g)을, 그 후 SnCl4 (0.28 mmol) 및 50 g 사이클로헥산을 실린더를 통하여 충전하였다. 반응을 15분 내에 완료하도록 하고, 그 후 부타디엔 (11.6 g)을 최종 첨가하였다. 5분 후, 쇄 말단 변형제 3-메톡시-3,8,8,9,9-펜타메틸-2-옥사-7-티아-3,8-디실라데칸 (5) (1.02 g)을 첨가하였다. 반응을 20분 후 메탄올 (4.01 g)의 충전으로 종료시켰다. 폴리머 용액을 Irganox 1520D (2.03 g)로 안정화시키고, 폴리머를 스팀 스트리핑으로 회수하고, <0.6 %의 잔여 휘발성물질의 함량이 수득될 때까지 건조시켰다. 샘플의 전체 데이터 세트가 표 1에 제공되어 있다.
참조 실시예 B
사이클로헥산 (3979.7 g), 부타디엔 (579.5 g) 및 스티렌 (158.5 g)을 공기가 없는 10 l 반응기에 충전하고, 교반된 혼합물을 40 °C까지 가열하였다. 이후 TMEDA (0.22 g)를 첨가하고, n-부틸리튬을 적가 충전하여 반응 혼합물의 색이 황색으로 변경될 때까지 불순물을 반응시켰다 (적정). 그 후, 폴리머의 표적 분자량에 상응한, 사이클로헥산 중 L2 (5.29 mmol, c = 0.201 mol/kg)의 제조 방식 양을 즉시 충전하여 중합을 개시하였다. 개시제의 충전의 개시 시간을 중합의 개시 시간으로서 사용하였다. 한편 80 분 동안 60°C의 최종 중합 온도까지 개시제를 충전함을 시작으로, 반응기 벽을 가열 또는 냉각함에 의해 온도를 상승시켰다. 이후 부타디엔 (3.1 g)을, 그 후 SnCl4 (0.26 mmol) 및 50 g 사이클로헥산을 실린더를 통하여 충전하였다. 반응을 15분 내에 완료하도록 하고, 그 후 부타디엔 (10.9 g)을 최종 첨가하였다. 5분 후, 쇄 말단 변형제 3-메톡시-3,8,8,9,9-펜타메틸-2-옥사-7-티아-3,8-디실라데칸 (5) (0.96 g)을 첨가하였다. 반응을 20분 후 메탄올 (3.75 g)의 충전으로 종료시켰다. 폴리머 용액을 Irganox 1520D (1.90 g)로 안정화시키고, 폴리머를 스팀 스트리핑으로 회수하고, <0.6 %의 잔여 휘발성물질의 함량이 수득될 때까지 건조시켰다. 샘플의 전체 데이터 세트가 표 1에 제공되어 있다.
참조 실시예 C
사이클로헥산 (4595 g), 부타디엔 (675.3 g) 및 스티렌 (184.4 g)을 공기가 없는 10 l 반응기에 충전하고, 교반된 혼합물을 40 °C까지 가열하였다. 이후 TMEDA (1.01 g)를 첨가하고, n-부틸리튬을 적가 충전하여 반응 혼합물의 색이 황색으로 변경될 때까지 불순물을 반응시켰다 (적정). 그 후, 폴리머의 표적 분자량에 상응한, 사이클로헥산 중 L3 (4.33 mmol, c = 0.191 mol/kg)의 제조 방식 양을 즉시 충전하여 중합을 개시하였다. 개시제의 충전의 개시 시간을 중합의 개시 시간으로서 사용하였다. 한편 80 분 동안 60°C의 최종 중합 온도까지 개시제를 충전함을 시작으로, 반응기 벽을 가열 또는 냉각함에 의해 온도를 상승시켰다. 이후 부타디엔 (3.41 g)을, 그 후 SnCl4 (0.304 mmol) 및 50 g 사이클로헥산을 실린더를 통하여 충전하였다. 반응을 15분 내에 완료하도록 하고, 그 후 부타디엔 (12.8 g)을 최종 첨가하였다. 5분 후, 쇄 말단 변형제 3-메톡시-3,8,8,9,9-펜타메틸-2-옥사-7-티아-3,8-디실라데칸 (5) (1.12 g)을 첨가하였다. 반응을 20분 후 메탄올 (4.33 g)의 충전으로 종료시켰다. 폴리머 용액을 Irganox 1520D (2.19 g)로 안정화시키고, 폴리머를 스팀 스트리핑으로 회수하고, <0.6 %의 잔여 휘발성물질의 함량이 수득될 때까지 건조시켰다. 샘플의 전체 데이터 세트가 표 1에 제공되어 있다.
참조 실시예 D
사이클로헥산 (2407 g), 부타디엔 (301.5 g) 및 스티렌 (82.1 g)을 공기가 없는 5 l 반응기에 충전하고, 교반된 혼합물을 40 °C까지 가열하였다. 이후 TMEDA (0.1 g)를 첨가하고, n-부틸리튬을 적가 충전하여 반응 혼합물의 색이 황색으로 변경될 때까지 불순물을 반응시켰다 (적정). 그 후, 폴리머의 표적 분자량에 상응한, 사이클로헥산 중 L4 (1.64 mmol, c = 0.084 mol/kg)의 제조 방식 양을 즉시 충전하여 중합을 개시하였다. 개시제의 충전의 개시 시간을 중합의 개시 시간으로서 사용하였다. 한편 80 분 동안 60°C의 최종 중합 온도까지 개시제를 충전함을 시작으로, 반응기 벽을 가열 또는 냉각함에 의해 온도를 상승시키고, 이후 부타디엔 (7.8 g)을 제2 첨가하였다. 5분 후, 쇄 말단 변형제 3-메톡시-3,8,8,9,9-펜타메틸-2-옥사-7-티아-3,8-디실라데칸 (5) (0.62 g)을 첨가하였다. 반응을 20분 후 메탄올 (0.05 g)의 충전으로 종료시켰다. 폴리머 용액을 Irganox 1520D (0.97 g)로 안정화시키고, 폴리머를 스팀 스트리핑으로 회수하고, <0.6 %의 잔여 휘발성물질의 함량이 수득될 때까지 건조시켰다. 샘플의 전체 데이터 세트가 표 1에 제공되어 있다.
비교 실시예1
사이클로헥산 (4653 g), 부타디엔 (678.3 g) 및 스티렌 (185.3 g)을 공기가 없는 10 l 반응기에 충전하고, 교반된 혼합물을 40 °C까지 가열하였다. 이후 TMEDA (9.47 mmol)를 첨가하고, n-부틸리튬을 적가 충전하여 반응 혼합물의 색이 황색으로 변경될 때까지 불순물을 반응시켰다 (적정). 그 후, 폴리머의 표적 분자량에 상응한, n-부틸리튬 (4.73 mmol)의 제조 방식 양을 즉시 충전하여 펌프를 통하여 중합을 개시하였다. n-부틸리튬의 주요량의 충전의 개시 시간을 중합의 개시 시간으로서 사용하였다. 한편 80 분 동안 60°C의 최종 중합 온도까지 n-부틸리튬의 주요량을 충전함을 시작으로, 반응기 벽을 가열 또는 냉각함에 의해 온도를 상승시켰다. 이후 부타디엔 (3.5 g)을, 그 후 SnCl4 (0.335 mmol) 및 20 g 사이클로헥산을 실린더를 통하여 충전하였다. 반응을 10분 내에 완료하도록 하고, 그 후 부타디엔 (12.6 g)을 최종 첨가하였다. 5분 후, 쇄 말단 변형제 3-메톡시-3,8,8,9,9-펜타메틸-2-옥사-7-티아-3.8-디실라데칸 (5) (1.21 g)을 첨가하고, 반응 혼합물을 추가로 20분간 교반하였다. 이후 반응을 메탄올 (4.73 g)의 충전으로 종료시켰다. 폴리머 용액을 Irganox 1520D (2.2 g)로 안정화시키고, 폴리머를 스팀 스트리핑으로 회수하고, <0.6 %의 잔여 휘발성물질의 함량이 수득될 때까지 건조시켰다. 샘플의 전체 데이터 세트가 표 1에 제공되어 있다.
표 1: 중합 세부사항.
실시예 A 참조 실시예 B 참조 실시예 C 참조 실시예 D 비교예 실시예 1
사이클로헥산 /g 4529 3979.7 4595 2407 4653
부타디엔 /g 640.6 593.5 691.5 309.3 694.5
스티렌 /g 171.6 158.5 184.4 82.1 185.3
TMEDA /mmol 2.08 1.89 8.69 0.83 9.47
개시제/ mmol (L1) 4.01 (L2) 5.29 (L3) 4.33 (L4) 1.64 (nBuLi) 4.73
SnCl4 /mmol 0.285 0.261 0.304 - 0.335
Cpd 5 /mmol 3.624 3.248 3.80 2.10 4.16
Mp / kg/mol 296 302 303 325 294
비닐 함량 /% 62.6 58.2 61.6 61.7 62.1
스티렌 함량 /% 20.7 27.0 20.2 21.1 21.7
ML 62.8 38.7 52.9 58.1 55.0
실리카 내 배합:
표 2: 화합물 정보.
실시예 A 참조 실시예 B 참조 실시예 C 비교예 실시예 1
ML1+4 100°C (비질량분석됨) 62.1 41.6 56.8 53.4
CML1+4 81.3 105.2 101.4 76.4
CML-ML 19.2 63.6 44.6 23.0
Mod300-Mod100 /MPa 10.1 10.0 9.4 8.1
인장 강도/Mpa 17.3 17.9 19.9 19.4
반동 rt /% 37.8 34.0 34.0 37.4
반동 60°C /% 63.4 60.8 57.0 59.4
경도 쇼어 A 0°C 64.3 64.9 71.3 64.7
경도 쇼어 A rt 60.9 61.1 66.7 62.3
경도 쇼어 A 60°C 57.9 56.9 63.3 57.9
HBU /°C 106.7 125.1 122.0 117.0
Tan δ -10°C 0.522 0.584 0.463 0.463
Tan δ 0°C 0.337 0.379 0.335 0.320
Tan δ 60°C 0.090 0.104 0.117 0.123
DIN 마모 [mm3] 126 132 143 129
논의:
본 발명의 개시제 (L1)을 사용하여 본 발명의 폴리머 A 및 화합물 A를 제조하였다. 화합물 A는, 전체 비교 화합물 중 가장 낮은 CML-ML 값을 나타내었으며, 이는 우수한 가공 행능과 상응한다. 이는 또한 가장 높은 폴리머-충전제 상호작용을 나타낸다 (Mod300-Mod100로 반영 시). 동일 미세구조를 갖는 본 분야의 폴리머의 기타 상태와 비교하여, 현저한 이력 특성이, 가장 낮은 HBU 및 tan δ (60°C), 뿐만 아니라 가장 높은 반동력 (60°C)로 예시되었다. 아이스 그립 (tan δ -10°C) 및 습식 그립 (tan δ 0°C)이 하기보다 양호하다: 비교 실시예 1 및 참조 실시예 C. 오직 비교 실시예 B 만이 보다 양호한 아이스 그립 및 습식 그립을 나타낸다.
본 발명의 폴리머의 마모 특성 또한 강한 이점을 갖는다.
Figure pct00028

Claims (29)

  1. 하기 화학식 1로 나타낸, 화합물:
    Figure pct00029

    화학식 1,
    식 중,
    각각의 R은, 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 임의로 치환된 유기기로부터 독립적으로 선택되고, R은 화학식 1의 2개 벤젠 환 중 1개와 연결되어 상기 아미노실릴 기의 상기 Si 원자와 함께 환을 형성할 수 있고;
    R' 은 임의로 치환된 메틸렌 기이고;
    각각의 R1 은, 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 임의로 치환된 유기기로부터 독립적으로 선택되고;
    각각의 R2 는, 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 임의로 치환된 유기기로부터 독립적으로 선택되고, 상기 R2 기는 서로 연결되어 상기 Si - 결합된 질소 원자와 함께 환을 형성할 수 있고;
    R3 및 R4 는 각각 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸 및 비닐로부터 선택되고;
    각각의 R5 는, 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 임의로 치환된 탄화수소 기, C1-C6 알콕시 기, C1-C6 알킬티오 기, 및 C1-C6 알킬 기로부터 독립적으로 선택된 2개의 치환체를 갖는 아민기, 및 C1-C6 알킬 기로부터 독립적으로 선택된 3개의 치환체를 갖는 실릴 기, 및 페닐 기로부터 독립적으로 선택되고;
    a는 1 이상이고; b는 0 이상이고; a + b는 10 이하이고;
    m은 0 또는 1이고;
    n은 0 내지 12이고;
    상기 아미노실릴의 상기 규소 원자가 R’기 또는 단일 결합을 통하여 상기 벤젠 환에 2회 결합할 경우, x는 0, 1 또는 2이거나; y는 1, 2 또는 3이거나; z는 0, 1 또는 2이거나; x + y + z는 3이거나; 또는 x + y + z는 2이고;
    단, m이 1일 경우, n은 1 내지 12이고, m이 0일 경우, n은 0이고, 그리고 x는 1 또는 2이며;
    상기 아미노실릴 기(들)이 상기 2개 벤젠 환 중 임의의 것에 결합할 수 있고, 복수의 아미노실릴 기들은 서로 상이할 수 있고, 그리고 상기 R5 기(들)은 상기 2개 벤젠 환 중 임의의 것에 결합할 수 있다.
  2. 하기 화학식 2로 나타낸, 중합 개시제:
    Figure pct00030

    화학식 2
    식 중,
    각각의 R은, 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 임의로 치환된 유기기로부터 독립적으로 선택되고, R은 화학식 1의 2개 벤젠 환 중 1개와 연결되어 상기 아미노실릴 기의 상기 Si 원자와 함께 환을 형성할 수 있고;
    R' 은 임의로 치환된 메틸렌 기이고;
    각각의 R1 은, 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 임의로 치환된 유기기로부터 독립적으로 선택되고;
    각각의 R2 는, 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 임의로 치환된 유기기로부터 독립적으로 선택되고, 상기 R2 기는 서로 연결되어 상기 Si - 결합된 질소 원자와 함께 환을 형성할 수 있고;
    R3 및 R4 는 각각 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸 및 비닐로부터 선택되고;
    각각의 R5 는, 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 임의로 치환된 탄화수소 기, C1-C6 알콕시 기, C1-C6 알킬티오 기, 및 C1-C6 알킬 기로부터 독립적으로 선택된 2개의 치환체를 갖는 아민기, 및 C1-C6 알킬 기로부터 독립적으로 선택된 3개의 치환체를 갖는 실릴 기, 및 페닐 기로부터 독립적으로 선택되고;
    R6 는 C1 - C6 알킬, 페닐 및 벤질로 구성된 군으로부터 선택되고;
    M은 리튬, 나트륨 및 칼륨으로부터 선택된 알칼리 금속이고;
    a는 1 이상이고; b는 0 이상이고; a + b는 10 이하이고;
    m은 0 또는 1이고;
    n은 0 내지 12이고;
    상기 아미노실릴의 상기 규소 원자가 R’기 또는 단일 결합을 통하여 상기 벤젠 환에 2회 결합할 경우, x는 0, 1 또는 2이거나; y는 1, 2 또는 3이거나; z는 0, 1 또는 2이거나; x + y + z는 3이거나; 또는 x + y + z는 2 이고;
    단, m이 1일 경우, n은 1 내지 12이고, m이 0일 경우, n은 0이고, 그리고 x는 1 또는 2이며;
    상기 아미노실릴 기(들)이 상기 2개 벤젠 환 중 임의의 것에 결합할 수 있고, 복수의 아미노실릴 기들은 서로 상이할 수 있고, 그리고 상기 R5 기(들)은 상기 2개 벤젠 환 중 임의의 것에 결합할 수 있다.
  3. 청구항 2에 정의된 화학식 2의 중합 개시제의 제조 방법으로서, (i) 화학식 1의 화합물을 하기와 반응시키는 단계를 포함하는, 방법:
    Figure pct00031

    화학식 1
    (ii) 하기 화학식 3의 적어도 하나의 화합물:
    R6M
    화학식 3
    상기 식 중에서, 화학식 1은 청구항 1에서와 같이 정의되고, R6 및 M은 청구항 2에서와 같이 정의된다.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 각 R은 C1-C12 지방족 기 및 C3-C12 방향족 기로부터 독립적으로 선택되고, 이들 각각은 임의로 치환되고, 바람직하게는 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, C7-C10 알킬아릴 및 C6-C10 아릴로부터 독립적으로 선택되고, 더 바람직하게는 C1-C4 알킬, C7 알킬아릴 및 C6 아릴로부터 독립적으로 선택될 수 있는, 화합물, 중합 개시제, 또는 방법.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 C1-C12 지방족 기는 선형, 분지형 또는 환형이고, 포화 또는 불포화될 수 있으며, 바람직하게는 하기로부터 선택되는, 화합물, 중합 개시제, 또는 방법: 메틸, 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, n-노닐, n-데실, n-운데실 및 n-도데실, 비닐, 프로페닐 및 부테닐, i-프로필, tert-부틸, sec-부틸, 이소펜틸, 네오펜틸 및 이소헥실, 이소프로페닐 및 이소프레닐, 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 사이클로헵틸 및 사이클로옥틸, 사이클로펜테닐, 사이클로헥세닐 및 사이클로헵테닐.
  6. 청구항 4에 있어서, 상기 C3-C12 방향족 기는 바람직하게는 하기로부터 선택된 동소환식 방향족 기 또는 헤테로환식 방향족 기인, 화합물, 중합 개시제, 또는 방법: 페닐, 나프틸, 티아졸릴, 이소티아졸릴, 옥사졸릴, 이속사졸릴, 푸라닐, 티오페닐, 피라지닐, 피리다지닐, 피리미디닐, N-C1-C7-알킬화된 또는 N-트리(C1-C7 하이드로카르빌)실릴-보호된 피롤릴, 피리디닐, 벤즈옥사졸릴, 벤조티아졸릴, 벤조푸라닐, 신놀리닐, 프탈라지닐, 퀴녹살린일, N-C1-C7-알킬화된 또는 N-트리(C1-C7 하이드로카르빌)실릴-보호된 인돌릴, 퀴놀린일, 이소퀴놀린일 및 펜아지닐.
  7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서, 각 R1 는 C1-C12 지방족 기 및 C3-C12 방향족 기로부터 독립적으로 선택되고, 이의 각각은 임의로 치환되고, 바람직하게는 C1-C10 알킬, C7-C10 알킬아릴 및 C6-C10 아릴로부터 독립적으로 선택되고, 더욱 바람직하게는 C1-C6 알킬 및 C6-C10 아릴로부터 독립적으로 선택될 수 있는, 화합물, 중합 개시제, 또는 방법.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 C1-C12 지방족 기는 선형, 분지형 또는 환형이고, 포화 또는 불포화될 수 있으며, 바람직하게는 하기로부터 선택되는, 화합물, 중합 개시제, 또는 방법: 메틸, 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, n-노닐, n-데실, n-운데실 및 n-도데실, 비닐, 프로페닐 및 부테닐, i-프로필, tert-부틸, sec-부틸, 이소펜틸, 네오펜틸 및 이소헥실, 이소프로페닐 및 이소프레닐, 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 사이클로헵틸 및 사이클로옥틸, 사이클로펜테닐, 사이클로헥세닐 및 사이클로헵테닐.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 C3-C12 방향족 기는 바람직하게는 하기로부터 선택된 동소환식 방향족 기 또는 헤테로환식 방향족 기인, 화합물, 중합 개시제, 또는 방법: 페닐, 나프틸, 티아졸릴, 이소티아졸릴, 옥사졸릴, 이속사졸릴, 푸라닐, 티오페닐, 피라지닐, 피리다지닐, 피리미디닐, N-C1-C7-알킬화된 또는 N-트리(C1-C7 하이드로카르빌)실릴-보호된 피롤릴, 피리디닐, 벤즈옥사졸릴, 벤조티아졸릴, 벤조푸라닐, 신놀리닐, 프탈라지닐, 퀴녹살린일, N-C1-C7-알킬화된 또는 N-트리(C1-C7 하이드로카르빌)실릴-보호된 인돌릴, 퀴놀린일, 이소퀴놀린일 및 펜아지닐.
  10. 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 있어서, 각 R2 는 C1-C12 지방족 기 및 C3-C12 방향족 기로부터 독립적으로 선택되고, 이의 각각은 임의로 치환될 수 있고, 상기 R2 기는 서로 연결되어 상기 Si-결합된 질소 원자와 함께 환을 형성하고, 바람직하게는 C1-C10 알킬, C7-C10 알킬아릴 및 C6-C10 아릴로부터 독립적으로 선택되고, 더욱 바람직하게는 C1-C8 알킬 및 C7-C8 알킬아릴로부터 독립적으로 선택될 수 있는, 화합물, 중합 개시제, 또는 방법.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 C1-C12 지방족 기는 선형, 분지형 또는 환형이고, 포화 또는 불포화될 수 있으며, 바람직하게는 하기로부터 선택되는, 화합물, 중합 개시제, 또는 방법: 메틸, 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, n-노닐, n-데실, n-운데실 및 n-도데실, 비닐, 프로페닐 및 부테닐, i-프로필, tert-부틸, sec-부틸, 이소펜틸, 네오펜틸 및 이소헥실, 이소프로페닐 및 이소프레닐, 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 사이클로헵틸 및 사이클로옥틸, 사이클로펜테닐, 사이클로헥세닐 및 사이클로헵테닐.
  12. 청구항 10에 있어서, 상기 C3-C12 방향족 기는 바람직하게는 하기로부터 선택된 동소환식 방향족 기 또는 헤테로환식 방향족 기인, 화합물, 중합 개시제, 또는 방법: 페닐, 나프틸, 티아졸릴, 이소티아졸릴, 옥사졸릴, 이속사졸릴, 푸라닐, 티오페닐, 피라지닐, 피리다지닐, 피리미디닐, N-C1-C7-알킬화된 또는 N-트리(C1-C7 하이드로카르빌)실릴-보호된 피롤릴, 피리디닐, 벤즈옥사졸릴, 벤조티아졸릴, 벤조푸라닐, 신놀리닐, 프탈라지닐, 퀴녹살린일, N-C1-C7-알킬화된 또는 N-트리(C1-C7 하이드로카르빌)실릴-보호된 인돌릴, 퀴놀린일, 이소퀴놀린일 및 펜아지닐.
  13. 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 있어서, 각 R5 는 C1-C12 지방족 기 및 C3-C12 방향족 기로부터 독립적으로 선택되고, 이의 각각은 임의로 치환되고, 바람직하게는 선형 또는 분지형 C1-C5 알킬, C7-C12 알킬아릴 및 C6-C12 아릴로부터 독립적으로 선택되고, 더욱 바람직하게는 C1-C5 알킬, C7 알킬아릴, 및 C6 아릴로부터 독립적으로 선택되고, 더 더욱 바람직하게는 C1-C5 알킬로부터 독립적으로 선택될 수 있는, 화합물, 중합 개시제, 또는 방법.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 C1-C12 지방족 기는 선형, 분지형 또는 환형이고, 포화 또는 불포화될 수 있으며, 바람직하게는 하기로부터 선택되는, 화합물, 중합 개시제, 또는 방법: 메틸, 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, n-노닐, n-데실, n-운데실 및 n-도데실, 비닐, 프로페닐 및 부테닐, i-프로필, tert-부틸, sec-부틸, 이소펜틸, 네오펜틸 및 이소헥실, 이소프로페닐 및 이소프레닐, 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 사이클로헵틸 및 사이클로옥틸, 사이클로펜테닐, 사이클로헥세닐 및 사이클로헵테닐.
  15. 청구항 13에 있어서, 상기 C3-C12 방향족 기는 바람직하게는 하기로부터 선택된 동소환식 방향족 기 또는 헤테로환식 방향족 기인, 화합물, 중합 개시제, 또는 방법: 페닐, 나프틸, 티아졸릴, 이소티아졸릴, 옥사졸릴, 이속사졸릴, 푸라닐, 티오페닐, 피라지닐, 피리다지닐, 피리미디닐, N-C1-C7-알킬화된 또는 N-트리(C1-C7 하이드로카르빌)실릴-보호된 피롤릴, 피리디닐, 벤즈옥사졸릴, 벤조티아졸릴, 벤조푸라닐, 신놀리닐, 프탈라지닐, 퀴녹살린일, N-C1-C7-알킬화된 또는 N-트리(C1-C7 하이드로카르빌)실릴-보호된 인돌릴, 퀴놀린일, 이소퀴놀린일 및 펜아지닐.
  16. 청구항 1 내지 15 중 어느 한 항에 있어서, 상기 임의의 치환체는 하기로부터 독립적으로 선택되는, 화합물, 중합 개시제, 또는 방법: C1-C12 알킬 기, C6-C12 아릴 기, C4-C12 헤테로아릴 기, C1-C6 알콕시 기, C1-C6 알킬티오 기, 디(C1-C6 알킬)아미노 기, 디페닐아미노 기, 디(C1-C6 알킬)포스피노 기, 디페닐 포스핀 기, C6-C12 아릴옥시 기, C6-C12 아릴티오 기, 트리(C1-C6 알킬)실릴 기, 트리(C6-C12 아릴)실릴 기 및 트리(혼합된 C1-C6 알킬 및 C6-C12 아릴)실릴 기.
  17. 청구항 1 내지 16 중 어느 한 항에 있어서, R3 및 R4 은 각각 수소, 메틸 및 비닐로부터 독립적으로 선택되고, 그리고 더 바람직하게는 둘 모두 수소인, 화합물, 중합 개시제, 또는 방법.
  18. 청구항 2 내지 17 중 어느 한 항에 있어서, R6 은 메틸, n-부틸, sec-부틸, tert-부틸, 벤질 및 페닐로부터 선택되고, 바람직하게는 n-부틸로부터 선택되는, 중합 개시제, 또는 방법.
  19. 청구항 2 내지 18 중 어느 한 항에 있어서, M은 리튬인, 중합 개시제, 또는 방법.
  20. 청구항 2 또는 3에 있어서, 각 R은 C1-C5 알킬 및 C6 아릴로부터 독립적으로 선택되고, 각 R1 은 C1-C4 알킬 및 C6 아릴로부터 독립적으로 선택되고, 각 R2 는 C1-C8 알킬 및 C7-C10 알킬아릴로부터 독립적으로 선택되고, R3 및 R4 각각은 수소이고, 각 R5 는 C1-C4 알킬로부터 독립적으로 선택되고, R6 은 메틸, 에틸, tert-부틸, n-부틸, sec-부틸, 페닐 및 벤질로부터 선택되고, M은 리튬이고, a는 1 또는 2이고, b는 0 또는 1이고, m은 0이고, R' 은 메틸렌이고, n은 1, 2 또는 3이고, x는 0 또는 1이고, y는 1 또는 2이고, 그리고 z는 0 또는 1인, 중합 개시제, 또는 방법.
  21. 하기의 반응 산물인, 폴리머:
    i) 청구항 2 내지 20 중 어느 한 항에 정의된 화학식 2의 중합 개시제, 및
    ii) 콘주게이트된 디엔으로부터 선택된 하나 이상의 중합가능한 모노머 및 임의로, 방향족 비닐 화합물로부터 선택된 하나 이상의 중합가능한 모노머, 또는
    i') 청구항 2에서 정의된, 화학식 2의 것 이외의 중합 개시제,
    ii') 콘주게이트된 디엔으로부터 선택된 하나 이상의 중합가능한 모노머 및 임의로, 방향족 비닐 화합물로부터 선택된 하나 이상의 중합가능한 모노머, 및
    iii') 청구항 1 및 4 내지 17 중 어느 한 항에서 정의된, 골격-변형 제제 및/또는 쇄 말단-변형 제제로서 사용된, 화학식 1의 화합물.
  22. 폴리머 제조 방법으로서, 하기를 반응시키는 단계를 포함하는, 방법:
    i) 청구항 2 내지 20 중 어느 한 항에 정의된 화학식 2의 중합 개시제, 및
    ii) 콘주게이트된 디엔으로부터 선택된 하나 이상의 중합가능한 모노머 및 임의로, 방향족 비닐 화합물로부터 선택된 하나 이상의 중합가능한 모노머, 또는
    i') 청구항 2에서 정의된, 화학식 2의 것 이외의 중합 개시제,
    ii') 콘주게이트된 디엔으로부터 선택된 하나 이상의 중합가능한 모노머 및 임의로, 방향족 비닐 화합물로부터 선택된 하나 이상의 중합가능한 모노머, 및
    iii') 청구항 1 및 4 내지 17 중 어느 한 항에서 정의된, 골격-변형 제제 및/또는 쇄 말단-변형 제제로서 사용된, 화학식 1의 화합물.
  23. 청구항 21에서 정의된 폴리머 및 하기로부터 선택된 하나 이상의 추가 성분을 포함하는, 폴리머 조성물: (i) 상기 폴리머를 제조하기 위해 사용된 중합 공정의 결과 첨가되거나 형성되는 성분 및 (ii) 상기 중합 공정에서 용매 제거 후 잔여되는 성분.
  24. 청구항 23에 있어서, 하나 이상의 신전유(extender oil)를 포함하는, 폴리머 조성물.
  25. 청구항 23 또는 24에 있어서, 하나 이상의 충전제를 추가로 포함하는, 폴리머 조성물.
  26. 청구항 23 내지 25 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 가황제를 추가로 포함하는, 폴리머 조성물.
  27. 가황 폴리머 조성물로서, 청구항 26에서 정의된 폴리머 조성물을 가황함에 의하여 수득되는, 가황 폴리머 조성물.
  28. 가황 폴리머 조성물의 제조 방법으로서, 청구항 26에서 정의된 폴리머 조성물을 가황하는 단계를 포함하는, 방법.
  29. 청구항 27에서 정의된 가황 폴리머 조성물로부터 형성된 적어도 하나의 성분을 포함하는, 물품.
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