MX2007013309A

MX2007013309A - Nanocompuestos de ionomero de goma de butilo.

Info

Publication number: MX2007013309A
Application number: MX2007013309A
Authority: MX
Inventors: Rui Resendes; Dana Adkinson
Original assignee: Lanxess Inc
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2007-10-25
Publication date: 2008-10-28
Also published as: CA2604409A1; KR20080059030A; RU2461590C2; SG144021A1; CN101205340B; EP1942136A1; JP5530591B2; RU2007139273A; BRPI0704469A; US20080207815A1; ATE543866T1; EP1942136B1; ES2379391T3; MY146117A; US7915333B2; RU2461590C9; KR101443375B1; JP2008156606A; TW200837128A; SA07280568B1

Abstract

La invención se refiere a nanocompuestos y proceso para preparar nanocompuestos que comprenden ionómeros de goma de butilo que tienen al menos el 3,5% en moles de unidades repetidas derivadas de un monómero de multiolefina, tal como isopreno. Más particularmente la invención se refiere a nanocompuestos de ionómero de goma de butilo que comprende cargas de alta proporción de aspecto. En un aspecto preferido de la invención, los nanocompuestos comprenden ionómeros que se generan in situ durante la formación del nanocompuesto conduciendo al intercalado del ionómero con el nanocompuesto. Los nanocompuestos de acuerdo con la presente invención presentan propiedades de impermeabilidad y tracción mejoradas comparadas con los nanocompuestos de la técnica anterior preparados usando goma de butilo bromado convencional.

Description

NANOCOMPUESTOS DE IONÓ ERO DE GOMA DE BUTILO Campo de la invención La invención se refiere a nanocompuestos y a procesos para preparar nanocompuestos que comprenden ionómeros de goma de butilo que tienen unidades repetidas derivadas de un monómero multiolefina , tal como isopreno. Más particularmente, la invención se refiere a nanocompuestos de ionómero de goma de butilo que comprende cargas de alta proporción de aspecto. En un aspecto preferido de la invención, los nanocompuestos comprenden ionómeros que se generan in situ durante la formación del nanocompuesto . Antecedentes Poli ( isobutileno-co-isopreno) , o IIR, es un elastómero sintético conocido habitualmente como goma de butilo que se ha preparado desde los años 40 mediante copolimerización catiónica aleatoria de isobutileno con pequeñas cantidades de isopreno (1-2 % en moles) . Como resultado de su estructura molecular, IIR posé una impermeabilidad al aire superior, un alto módulo de pérdida, estabilidad oxidativa y resistencia a fatiga prolongada. Se entiende que la goma de butilo es un copolimero de una isoolefina y una o más multiolefinas , preferiblemente conjugadas como comonómeros. El butilo comercial comprende una parte principal de isoolefina y una cantidad minoritaria, no más del 2,5% en moles de una multiolefina conjugada. La goma de butilo o polímero de butilo generalmente se prepara en un proceso en suspensión usando cloruro de metilo como vehículo y un catalizador de Friedel-Crafts como parte del iniciador de polimerización. Este proceso se describe adicionalmente en la patente de Estados Unidos N° 2.356.128 y en Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry, volumen A 23, 1993, páginas 288-295. Los documentos CA 2.418.884 y 2.458.741 describen la preparación de compuestos curables con peróxido basados en butilo que tienen un contenido alto de multiolefina. Específicamente, el documento CA 2.418.884 describe la preparación continua de IIR con niveles de isopreno que varían del 3 al 8 % en moles. La halogenacion de esta goma de butilo con alto contenido de multiolefina produce una funcionalidad haluro alicíclico reactivo dentro del elastómero. Con estos niveles elevados de isopreno ahora disponibles, es posible en principio generar análogos BIIR que contienen funcionalidades bromuro alílico que varían del 3 al 8% en moles. Los procesos de halogenacion de goma de butilo convencionales se describen por ejemplo en Ullmann' s Encyclopedia for Industrial Chemistry (Quinta Edición, Completamente Revisada, Volumen A231 Editores Elvers, et al.) y/o "Rubber Technology" (Tercera Edición) de Maurice Morton, Capitulo 10 (Van Nostrand Reinhold Company © 1987), en particular en las pág. 297-300. La presencia de funcionalidades haluro alilico permite la reacción de alquilación nucleófila. Recientemente se ha demostrado que el tratamiento de goma de butilo bromada (BIIR) con nucleófilos basados en nitrógeno y/o fósforo, en estado sólido conduce a la generación de ionómeros basados en IIR con propiedades físicas y químicas interesantes (véase: Parent, J. S . ; Liskova, A.; Whitney, R. A; Resendes, R. Journal of Polymer' Science, Part A: Polymer Chemistry 43, 5671-5679, 2005; Parent, J.S.; Liskova, A.; Resendes, R. Polymer 45, 8091-8096, 2004; Parent, J.S.; Penciu, A.; Guillen-Castellanos, S.A.; Liskova, A.; Ehitney R.A. Macromolecules 37, 7477-7483, 2004) . La funcionalidad monómero se genera a partir de sitios de haluro alilico en el BIIR. Una mayor cantidad de monómero multiolefina en la goma de butilo usada para producir BIIR conduce potencialmente a más sitios haluro alilico tras la bromación y por lo tanto a una mayor cantidad de funcionalidad ionómero después de la sustitución nucleófila. Las propiedades físicas de los ionómeros generados a partir de BIIR que tienen un mayor contenido de multiolefina son superiores a aquellas de sus homólogos no ionoméricos y/o de bajo contenido de multiolefina . Los nanocompuestos poliméricos es un campo multidisciplinar en rápida expansión que representa una alternativa radical a los polímeros o mezclas poliméricas de carga convencional. Los nanocompuestos poliméricos se forman mediante la incorporación de cargas inorgánicas nanodimensionadas en una matriz polimérica. Los materiales híbridos reforzados con cargas de tipo placa de alta proporción de aspecto modificadas orgánicamente y/o puras representan la clase más ampliamente estudiada de nanocompuestos. Las interacciones interfaciales fuertes entre las capas dispersas y la matriz polimérica conducen a propiedades mecánicas y de barrera potenciadas respecto al compuesto convencional. Entre las muchas áreas de investigación de nanocompuestos poliméricos, la industria de neumáticos se ha interesado particularmente en cargas con una alta proporción de aspecto. Recientes estudios han demostrado que la adicción de cargas de alto aspecto en formulaciones de revestimiento interno de neumático han demostrado un aumento de la impermeabilidad de hasta el 40% (véase, por ejemplo, el documento US 7.019.063 B2) . Maximizar las cargas de alta proporción de aspecto a su mayor potencial requiere la morfología correcta, haciendo que la selección tanto del polímero como de la carga sea crítica. Debe conseguirse el intercalado de polímero en galerías de plaquitas, deslaminación y exfoliación de las plaquitas y el alineamiento anisotrópico de las placas en la matriz de goma. Para conseguir finalmente el intercalado y deslaminación, es ventajoso establecer un enlace químico entre la matriz polimérica y la superficie de la carga. Aunque puede especularse que las propiedades de carga de los ionómeros pueden ser útiles para establecer el enlace químico deseado, no está claro en que extensión esto dará como resultado una mejora de las propiedades físicas en artículos nanocompuestos . Aunque en la técnica anterior se ha usado BIIIR multiolefínico para generar ionómeros que se han incorporado después en nanocompuestos, estos nanocompuestos no estaban vulcanizados y no se beneficiaban del alto grado de funcionalidad ionomérica proporcionado por tener un alto contenido de multiolefina en el material de partida BIIR. Se necesita investigación experimental para determinar el efecto de vulcanización y contenido de ionómero sobre la resistencia a tracción, reactividad de curado y/o impermeabilidad de artículos nanocompuestos curados. Sumario de la Invención De acuerdo con un aspecto de la invención, se proporciona un nanocompuesto de polímero curado que comprende: un ionómero de goma de butilo que comprende unidades repetidas derivadas de al menos un monómero de isoolefina, al menos el 3,5% en moles de unidades repetidas derivadas de al menos un monómero de ultiolefina y al menos un nucleófilo basado en nitrógeno o fósforo; y, una carga de alta proporción de aspecto intercalada con el ionómero de goma de butilo. De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un proceso para preparar un nanocompuesto polimérico que comprende un ionómero de goma de butilo generado in situ, comprendiendo el proceso: proporcionar un polímero de goma de butilo bromado que comprende unidades repetidas derivadas de al menos un monómero de isoolefina, unidades repetidas derivadas de al menos un monómero de multiolefina y un contenido de bromuro alílico de al menos el 0,5% en moles; añadir un modificador que comprende un nucleófilo basado en nitrógeno o fósforo al polímero de goma de butilo bromado; añadir una carga de alta proporción de aspecto; mezclar el polímero de goma de butilo bromada, el modificador y la carga para formar un nanocompuesto no curado que comprende un ionómero de goma de butilo intercalado con la carga; y curar el nanocompuesto. De acuerdo con otro aspecto más de la invención, se proporciona un proceso para preparar un nanocompuesto polimérico que comprende un ionómero de goma de butilo, comprendiendo el proceso: proporcionar un ionómero de goma de butilo que comprende unidades repetidas derivadas de al menos un monómero de isoolefina, al menos el 3,5% en moles de unidades repetidas derivadas de al menos un monómero de multiolefina y al menos un nucleófilo basado en nitrógeno o fósforo; añadir una carga de alta proporción de aspecto, mezclar el ionómero de goma de butilo y la carga para formar un nanocompuesto no curado y curar el nanocompuesto. La presente invención proporciona ventajosamente nanocompuestos poliméricos que tienen una resistencia a tracción, reactividad a curado y/o impermeabilidad a gas mejoradas comparado con nanocompuestos de la técnica anterior. Los nanocompuestos de la presente invención son particularmente útiles por ejemplo en aplicaciones de revestimiento interno de neumáticos. Otras características de la invención se describirán con referencia a la siguiente descripción detallada y ejemplos experimentales . Descripción de tallada El ionómero de goma de butilo se prepara a partir de un polímero de goma de butilo halogenado. Los polímeros de goma de butilo generalmente proceden de al menos un monómero de isoolefina, un monómero multiolefina, y finalmente otros monómeros copolimerizables . El polímero de goma de butilo no se limita a una isoolefina especial. Sin embargo, se prefieren las isoolefinas dentro del intervalo de 4 a 16 átomos de carbono, preferiblemente 4-7 átomos de carbono, tal como isobuteno, 2-metil-l-buteno, 3-metil-l-buteno, 2-metil-2-buteno, 4-metil-1-penteno y mezclas de los mismos. El más preferido es isobuteno . El polímero de goma de butilo no se limita a una multiolefina especial. Puede usarse cada multiolefina copolimeri zable con la isoolefina conocida por el especialista en la técnica. Sin embargo, se usan las multiolefinas dentro del intervalo de 4-14 átomos de carbono tales como isopreno, butadieno, 2-metilbutadieno, 2,4-dimetilbutadieno, piperilina, 3-metil-l-pentadieno, 2,4-hexadieno, 2-neopentilbutadieno, 2-metil-l , 5-hexadieno, 2,5-dimetil-2 , 4-hexadieno, 2-metil-l, -pentadieno, 2-metil-l, 6- heptadieno, ciclopentadieno, metilciclopentadieno, ciclohexadieno, 1-vinil-ciclohexadieno y mezclas de los mismos, preferiblemente dienos conjugados. Más preferiblemente se usa isopreno. Como monómeros opcionales, puede usarse cualquier monómero polimer i zable con las isoolefinas y/o dienos conocidos por el especialista en la técnica. Se usan preferiblemente ot-metil estireno, p-metil estireno, cloroestireno, ciclopentadieno, metilciclopentadieno. Puede usarse indeno y otros derivados de estireno. Puede usarse también ß-pineno como co-monómero para la isoolefina. En una realización, el ionómero de goma de butilo se prepara in situ a partir de un polímero de goma de butilo que tiene del 1,5 al 2,2% en moles del monómero multiolefina . En otras realizaciones, el ionómero se separa in situ o a partir de un polímero de goma de butilo preparado anteriormente que tiene un mayor contenido de multiolefina, por ejemplo mayor del 2,5% en moles, preferiblemente mayor del 3,5% en moles, más preferiblemente mayor del 4,0% en moles. La preparación de un polímero de goma de butilo con alto contenido de multiolefina adecuado se describe en la solicitud en trámite junto con la presente CA 2.418.884 que se incorpora a este documento como referencia.

El polímero de goma de butilo puede someterse después a un proceso de halogenación para producir un polímero de halobutilo. La bromación o cloración puede realizarse de acuerdo con el proceso conocido por los especialistas en la técnica, por ejemplo, los procedimientos descritos en Rubber Technology, 3a Ed., de Maurice Morton, Kluwer Academia Publishers, pág. 297-300 y documentos adicionales allí citados . Durante la halogenación, parte o todo el contenido de multiolefina del polímero de butilo se convierte en haluros alílicos. Los haluros alílicos en el polímero de halobutilo, por lo tanto, son unidades repetidas derivadas de los monómeros multiolefina originalmente presentes en el polímero de butilo. El contenido de haluro alílico total del polímero de halobutilo no puede exceder el contenido de multiolefina de partida del polímero de butilo precursor. Los sitios de haluro alílico del polímero de halobutilo pueden hacerse reaccionar después con al menos un nucleófilo que contiene nitrógeno o fósforo de acuerdo con la siguiente fórmula, en la que : A es nitrógeno o fósforo; y Ri, R2 y R3 se seleccionan entre el grupo compuesto por sustituyentes alquilo Ci-Cis lineales o ramificados, un sustituyente arilo que es monociclico o está compuesto por anillos C4-C8 condensados, y/o un heteroátomo seleccionado, por ejemplo, entre B, N, O, Si, P y S. En general, el nucleófilo apropiado contendrá al menos un centro neutro de nitrógeno o fósforo que posee un par solitario de electrones que es, tanto electrónica como esféricamente, accesible para su participación en reacciones de sustitución nucleófila. Los nucleófilos adecuados incluyen trimetilamina, trietilamina, triisopropilamina , tri-n-butilamina, trimetilfosfina, trietilfosfina, triisopropilfosfina, tri-n-butilfosfina, y trifenilfosfina . La cantidad de nucleófilo que reacciona con la goma de butilo puede estar en el intervalo de 0,3 a 5 equivalentes molares, más preferiblemente de 0,5 a 4 equivalentes molares, y aún más preferiblemente de 1 a 3 equivalentes molares basado en la cantidad molar total del haluro alilico presente en el polímero de halobutilo. El polímero de halobutilo y el nucleófilo puede hacerse reaccionar entonces durante aproximadamente 0,5 a 90 minutos. Cuando el nanocompuesto se produce in situ por reacción de haluros alílicos con nucleófilos basados en nitrógeno o fósforo en presencia de una carga de alta proporción de aspecto, el tiempo de reacción sorprendente y ventajosamente se reduce, por ejemplo dentro del intervalo de 0,5 a 5 minutos, preferiblemente de 1 a 3 minutos. En otros casos, la reacción tarda considerablemente más, por ejemplo de 15 a 90 minutos, preferiblemente de 20 a 60 minutos. La temperatura de reacción cuando el nanocompuesto se genera in situ también es mucho menor que en otros casos; por ejemplo, una temperatura en el intervalo de 25 a 80°C es suficiente para la formación de un nanocompuesto generado in situ, mientras que una temperatura de 80 a 200°C se necesita en otras circunstancias . Como el nucleófilo reacciona con la funcionalidad haluro alilico del polímero de halobutilo, el resto ionomérico resultante es una unidad repetida derivada de un haluro alilico. El contenido total de resto ionomérico en el ionómero de butilo no puede superar por lo tanto la cantidad de partida de haluro alilico en el polímero de halobutilo; sin embargo, pueden estar presentes haluros alílicos residuales y multiolefinas residuales. El ionómero resultante basado en halobutilo preferiblemente posee al menos el 0,5% en moles, preferiblemente al menos el 0,75 % en moles, más preferiblemente al menos el 1,0% en moles, aún más preferiblemente al menos el 1,5% en moles del resto ionómerico. Los haluros alilicos residuales pueden estar presentes en una cantidad del 0,1% en moles hasta una cantidad que no supera el contenido de haluro alilico original del polímero de halobutilo usado para producir el ionómero de butilo. La multiolefina residual puede estar presente en una cantidad del 0,1% en moles hasta una cantidad que no supere el contenido de multiolefina original del polímero de butilo usado para producir el polímero de halobutilo. Típicamente el contenido de multiolefina residual del ionómero es al menos el 0,4% en moles, preferiblemente al menos el 0,6% en moles, más preferiblemente al menos el 1,0% en moles, aún más preferiblemente al menos el 2,0% en moles, aún más preferiblemente al menos el 3,0% en moles, incluso aún más preferiblemente al menos el 4,0% en moles. Las cargas de alta proporción de aspecto incluyen arcillas, talcos, micas, etc., con una proporción de aspecto de al menos 1:3. Las cargas pueden incluir materiales acirculares o no isométricos con una estructura de placa o de aguja. La proporción de aspecto se define como la proporción de diámetro medio de un círculo de la misma área que la cara de la placa al espesor medio de la placa. La proporción de aspecto para cargas con forma de aguja y de fibra es la proporción de longitud a diámetro. Preferiblemente, las cargas de mayor proporción de aspecto tienen una proporción de aspecto de al menos 1:5, más preferiblemente al menos 1:7, aún más preferiblemente de 1:7 a 1:200. Las cargas de acuerdo con la presente invención tienen un tamaño de partícula medio en el intervalo de 0,001 a 100 micrómetros, preferiblemente entre 0,005 y 50 micrómetros y más preferiblemente entre 0,01 y 10 micrómetros. Una carga adecuada tiene un área superficial BET medida de acuerdo con DIN (Deutsche Industrie Norm) 66131, de entre 5 y 200 metros cuadrados por gramo. Los ejemplos de algunas cargas preferidas y sus propiedades se proporcionan en la Tabla 1 en comparación con cargas de la técnica anterior típicas que tienen proporciones de aspecto menores de 1:3. Tabla 1. Carga Tamaño de Proporción Area partícula aspecto superficial medio (m2/g) (micrómetros) Hi-Sil 233IM 0, 019 1:1 135 Negro de Humo 0, 067 1 : 1 36 N660™ Polyfil 80™ 2,3 1 : : 7 8 Mistron 2,2 1 : : 5 13 Vapor™ Mistron CB™ 3,7 1 : : 5 13 Una realización preferida de una carga de alta proporción de aspecto comprende una nanoarcilla, preferiblemente una nanoarcilla modificada orgánicamente. La presente invención no se limita a una nanoarcilla especifica; sin embargo, las arcillas esmectita en polvo natural, tal como montmorillonita sódica o cálcica, o arcillas sintéticas tales como hidrotalcita y laponita se prefieren como materiales de partida. Las nanoarcillas montmorillonita modificadas orgánicamente son especialmente preferidas. Las arcillas se modifican preferiblemente por sustitución del metal de transición por un ión onio, como se sabe en la técnica para proporcionar funcionalidad tensioactiva a la arcilla que ayuda a la dispersión de la arcilla dentro del entorno polimérico generalmente hidrófobo. Los iones onio preferidos están basados en fósforo (por ejemplo iones fosfonio) y basados en nitrógeno (por ejemplo iones amonio) y contienen grupos funcionales que tienen de 2 a 20 átomos de carbono (por ejemplo NR4+"MMT) . Las arcillas se proporcionan preferiblemente en tamaño de partícula a escala nanométrica preferiblemente menor de 25 µ?? en volumen, más preferiblemente de 1 a 50 µ?? , más preferiblemente de 1 a 30 µ?t? , aún más preferiblemente de 2 a 20 µ?t? . Además de sílice, las nanoarcillas preferidas pueden contener también alguna fracción de alúmina. Las nanoarcillas pueden contener del 0, 1 al 10% en peso de alúmina, preferiblemente del 0,5 al 5% en peso, más preferiblemente del 1 al 3% en peso de alúmina. Los ejemplos de nanoarcillas modificadas orgánicamente disponibles en el mercado adecuadas para usar como cargas de alta proporción de aspecto de acuerdo con la presente invención son arcillas Cloisite® 10A, 20A, 6A, 15A, 30B, ó 25A. Otros ejemplos de cargas de alta proporción de aspecto incluyen Polyfil 80™, Mistron Vapor™, y Mistron CB™. Las cargas de alta proporción de aspecto se añaden al nanocompuesto en una cantidad de 20 a 80 phr, más preferiblemente de 30 a 70 phr, aún más preferiblemente de 40 a 60 phr. El nanocompuesto puede formarse añadiendo la carga al BIIR antes de la reacción para formar el ionómero, creando de esta manera un nanocompuesto ionomérico in situ, o puede formarse añadiendo la carga a un ionómero preformado usando técnicas de composición convencionales. Los ingredientes del nanocompuesto pueden mezclarse juntos usando por ejemplo una mezcladora interna, una mezcladora Banbury, una mezcladora interna en miniatura, tal como una mezcladora Haake o Brabender, o una mezcladora de molino con dos rodillos. Una extrusora proporciona también una buena mezcla y permite tiempos de mezcla más cortos. Es posible realizar la mezcla en dos o más etapas, y la mezcla puede realizarse en diferentes aparatos, por ejemplo una etapa en una mezcladora interna y una etapa en una extrusora. Sin embargo, debe tenerse cuidado de que no ocurra pre-reticulación no deseada (conocido también como "socarrado", un precursor de formación de gel) durante la etapa de mezcla. Para más información sobre técnicas de formación de compuestos véase Encyclopedia of Polimer Science and Engineering, Vol. 4, pág . 66 et seq. (Compounding) . El nanocompuesto puede formarse en forma de artículo conformado y después curarse. El sistema de curado preferido está basado en azufre. Un sistema de curado basado en azufre típico comprende: (i) un óxido metálico, (ii) azufre elemental y (iii) al menos un acelerador basado en azufre. El uso de óxidos metálicos como componente en el sistema de curado se conoce bien en la técnica. Un óxido metálico adecuado es óxido de zinc, que se usa típicamente en la cantidad de aproximadamente el 1 a aproximadamente el 10, preferiblemente de aproximadamente 2 a aproximadamente 5 partes en peso por cien partes en peso de polímero de butilo en el nanocompuesto . El sulfuro elemental que comprende el componente (ii) del sistema de curado preferido se usa típicamente en cantidades de aproximadamente 0,2 a aproximadamente 10 partes en peso por cien partes en peso de polímero de butilo en la composición. Los aceleradores basados en azufre adecuados (componente (iii) del sistema de curado preferido) se usan típicamente en cantidades de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 3 partes en peso por cien partes en peso de polímero de butilo en la composición. Los ejemplos no limitantes de aceleradores basados en azufre útiles pueden seleccionarse entre los sulfuros de tiuram tal como disulfuro de tetrametil tiuram (TMTD) , los tiocarbamatos tales como ditiocarbamato de dimetil zinc (ZDC) y los compuestos de tiazilo y benzotiazilo tales como disulfuro de mercaptobenzotiazilo (MBTS) . Preferiblemente, el acelerador basado en azufre es disulfuro de mercaptobenzotiazilo. El artículo curado puede contener productos auxiliares adicionales para gomas, tales como aceleradores de reacción, aceleradores de vulcanización, auxiliares de aceleración de vulcanización, antioxidantes, agentes espumantes, agentes antienvejecimiento, estabilizadores térmicos, estabilizadores luminosos, estabilizadores de ozono, adyuvantes de procesado, plastificantes, adhesivos, agentes de soplado, colorantes, pigmentos, ceras, prolongadores , ácidos orgánicos, inhibidores, óxidos metálicos y activadores tales como trietanolamina , polietilenglicol, hexanotriol, etc., que se conocen en la industria del caucho. Los adyuvantes de gomas se usan en cantidades convencionales que dependen, entre otras cosas, del uso pretendido. El articulo curado puede tener cargas minerales y/o no minerales. Las cantidades convencionales son del 0,1 al 50% en peso basado en la goma.

Puede obtenerse información adicional sobre los procesos de vulcanización en Encyclopedia Of Polymer Science and Engineering, Vol . 17, s.666 et seq. (Vulcanization) . Los siguientes ejemplos se usaran para ilustrar realizaciones particulares de la invención. Ej emplos Equipo. Las propiedades de dureza y tensión deformación se determinaron usando un durómetro de tipo A-2 siguiendo los requisitos de ASTM D-2240. Los datos de tensión deformación se generaron a 23°C de acuerdo con los requisitos del método A del ASTM D-412. Se usaron pesas de troquel C cortadas a partir de hojas de tracción de 2 mm de espesor (formadas en una prensa a 103,4 MPa (15.000 psi) durante un total de 30 minutos a 166°C) . A menos que se especifique otra cosa, los ionómeros se prepararon in situ en una Banbury BR-82 (capacidad 1602 g) a 30°C y una velocidad de 77 rpm. Los espectros 1ti RMN se registraron con un espectrómetro Bruker DRX500 (500,13 MHz) en CDC13 con desplazamientos químicos referenciados a tetrametilsilano . Los resultados de permeabilidad se midieron de acuerdo con ASTM D-1434 usando un ensayador de permeabilidad interna, modelo 1000 a 50/60 Hz y que funciona a 240 V (fase única) usando láminas de ~ 0,5 mm (formadas en una prensa a 103,4 MPa (15.000 psi) durante 30 minutos a 166°C) a 65,5°C y 0,34 MPa (50 psig). Materiales. Todos los reactivos, a menos que se especifique otra cosa se usaron según se recibieron de Sigma-Aldrich (Oakville, Ontario) . BIIR (LANXESS BB2030, LANXESS Inc.) Sunpar 2280 (R.E. Carroll Inc), Pentalyn A. (Hercules), Vulkacit Mercapto MG/C (LANXESS Inc.), Vulkacit DM/C (LANXESS Inc.), Vulkacit ZBEC/C (LANXESS Inc.), Irganox 1010 (Ciba Specialty Chemicals Corp), Irganox 1076 (Ciba Specialty Chemicals Corp.), Negro de Humo N660 (Sid Richardson Carbón and Gas Companies), Mistorn Vapor (Luzenac) , Mistron CB (Luzenac) , Cloisite 15A (Southern Clay Products), Hi-Sil 233 (PPG Industries, Ind.) y Polyfil 80 (J.M.Huber Corporation) se usaron según se recibieron de sus suministradores respectivos . Ejemplo 1, Preparación de Goma de Butilo que Contiene el 7,5% en moles de isopreno. El siguiente ejemplo ilustra nuestra capacidad para producir, mediante un proceso continuo, una nueva clase de IIR que posee un contenido de isopreno de hasta el 8,0% en moles y una viscosidad Mooney (ML 1+8 a 125°C) entre 35 y 40 MU . La composición de suministro de monómero estaba compuesta por el 4,40% en peso de isopreno (IP o IC5) y el 25,7% en peso de isobuteno (IB o IC4) . Esta mezcla de suministro se introdujo en el reactor de polimerización continua a una velocidad de 5900 kg/hora. Además, se introdujo DVB en el reactor a una velocidad de 5,4 a 6 kg/hora. La polimerización se inició mediante la introducción de una solución de AlCl3/MeCl (0,23% en peso de A1C13 en MeCl) a una velocidad de 204 a 227 kg/hora. La temperatura interna de la reacción continua se mantuvo entre -95 y -100°C con el uso de un proceso de refrigeración evaporativo. Después de un tiempo de residencia suficiente dentro del reactor, el grumo polimérico recientemente formado se separó del diluyente MeCl usando un tanque separador instantáneo acuoso. En este punto, aproximadamente el 1% en peso de ácido esteárico se introdujo en el grumo polimérico. Antes del secado, se añadió el 0,1% en peso de Irganox© 1010 al polímero. El secado del material resultante se consiguió usando un horno con cinta transportadora. La Tabla 2 detalla las características del material final. E emplo 2. Preparación de BIIR con Alto Contenido de Isopreno. A una solución de 7 kg de IIR con el 7,5% en moles de 1,4 IP (véase POS 1138) en 31,8 kg de hexanos y 2,31 kg de agua en un reactor de 95 1 se le añadió, con agitación rápida, 110 mi de bromo elemental. Después de 5 minutos, la reacción se terminó por la adicción de una solución cáustica compuesta por 76 g de NaOH en 1 1 de agua. Después de 10 minutos más de agitación, una solución estabilizadora compuesta por 21,0 g de aceite de semilla de soja epoxidado y 0,25 g de Irganox 1076 en 500 mi de hexano y una compuesta por 47,0 g de aceite de soja epoxidado y 105 g de estearato de calcio en 500 mi de hexano se añadieron a la mezcla de reacción. Después de una hora más de agitación, el BIIR de alto contenido en IP se aisló por coagulación con vapor. El material final se secó a un peso constante usando un molino de dos rodillos de 25,4 cm x 50,8 cm (10" x 20") que funciona a 100°C. La microestructura del material resultante presenta en la Tabla 3. Tabla 2. Contenido de Isopreno (% en 7,0-8,0 moles ) Contenido de DVB (% en 0, 07-0, 11 moles ) Viscosidad Money 35-40 (MU, ML1+8 a 125°C) Contenido de Gel (% en peso) <5, 0 Pm (kg/mol) 700-900 Mn (kg/mol) 100-105 Mz (kg/mol) 3200-5500 Conversión (%) 77-84 Tabla 3. Insaturados Totales (% en 5, 34 moles ) 1,4-Isopreno (% en moles) 4,19 Isopreno Ramificado (% en 0, 32 moles ) Bromuro Alílico (% en moles) 0,71 Dieno Conjugado (% en moles) 0, 04 Br Endo (% en moles) 0, 07 Ejemplo 3. Preparación de Ionómero de IIR con Alto Contenido de Isopreno. 226g del Ejemplo 2 y 7,6 g (1,2 equivalentes molares basado en el contenido de bromuro alilico del ejemplo 2) de trifenilfosfina (TPP) se premezclaron en un molino de 15,2 cm x 30,5 cm (6" x 12") a temperatura ambiente durante 3 minutos. La mezcla se hizo pasar después a través de una extrusora de doble tornillo que funcionaba a 160°C y a una velocidad de 20 rpm. El análisis de producto final por 1ti MNR confirmó la conversión completa de todo el bromuro alilico del ejemplo 2 a las especies ionómericas correspondientes. El material resultante se encontró también que poseía el 4,20% en moles de 1,4-IP. Ejemplos 4-8. Los siguientes ejemplos ilustran los efectos de una red ionómerica (basada en fosfonio y en amonio y formada in situ) de las propiedades físicas de un sistema curado con azufre relleno con negro de humo comparado con las propiedades físicas de formulación de revestimiento típica con la misma carga. El ejemplo 4 se preparó mezclando BB2030 y la carga en una mezcladora a 30°C y velocidad del rotor de 77 rpm durante un minuto, seguido de la adicción del aceite y acelerador, mezcla durante 4 minutos más y después vertido. Los curativos (azufre, ácido esteárico y óxido de zinc ) se añadieron después a un molido de dos rodillos de 25,4 cm x 50,8 cm (10" x 20") y a temperatura ambiente. Los ejemplos 5-8 se prepararon mezclado la goma (BB2030 o ejemplo 2), la mitad del modificador (TOO o N, N-dimetiletanolamina ( DMEA) /hexametildisilazano ( HMDZ ) ) y la mitad de la carga en una mezcladora Banbury a 30°C y una velocidad del rotor a 77 rpm durante 2 minutos. La cantidad de modificador TPP era de 0,3 equivalentes basado en bromuro alilico de BB2030 y 0,45 equivalentes basados en equivalentes basados en bromuro alilico de BIIR de alto contenido de IP (Ejemplo 2) . La cantidad de modificador de DMEA era de 2,9 equivalentes basado en bromuro alilico de BB2030 y 4,1 equivalentes basado en equivalentes de bromuro alilico de BIIR de alto contenido de IP (Ejemplo 2) . El modificador y carga restante se añadieron y se dejó que se mezclara durante 3 minutos más y después se vertió. El compuesto y los curativos se combinaron después en un molino de dos rodillos de 25,4 cm x 50,8 cm (10" x 20") a temperatura ambiente. Las formulaciones resultantes se curaron y las propiedades de tracción se determinaron como en el caso anterior. Los resultados se muestran en la Tabla 4. La Tabla 4 ilustra que, en comparación con la formulación de revestimiento interno convencional (Ejemplo 4), ambos ionómeros de fosfonio (Ejemplos 5 y 6 ) y de amonio (Ejemplos 7 y 8) presentan mejoras en la resistencia a tracción de hasta el 33%, además de aumentar el refuerzo presentado por los valores M200/M50. La permeabilidad del Ejemplo 4 se usa para comparación posterior. Tabla . Ejemplo 4 5 6 7 8 BB2030 (PHR) 100 100 - 100 Ejemplo 2 (PHR) - - 100 - 100 TPP (PHR) 1,2 1,2 DMEA (PHR) - - - 3,2 3,2 HMDZ (PHR) - - - 2,9 2,9 Negro de Humo N660 (PHR) 60 60 60 60 60 Pentalina A (PHR) 4 - Sunpar (PHR) 7 - Vulkacit DM/C (PHR) 1,3 ZnO (PHR) 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 Ácido Esteárico (PHR) 1 1 1 1 1 Azufre (PHR) 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Dureza Shore A2 (pts.) 51 51 55 53 57 Tracción final ( Pa) 9, 5 14,2 9,5 13,9 11, 4 Alargamiento final (%) 761 436 291 255 220 M200/M50 2,0 3,4 3,4 4,6 4,5 Permeabilidad (cmVatm-s) 3, lxlO"8 - - - - Ejemplos 9-13. Los siguientes ejemplos ilustran el efecto de una red de ionómero (basada en fosfonio y amonio y formada in sítu) sobre las propiedades físicas del sistema curado con azufre, cargado con sílice comparado con la propiedades físicas del revestimiento interno típico que contiene la misma carga. La preparación del Ejemplo 9 y Ejemplos 10-13 se realiza como se ha descrito para el Ejemplo 4 y los Ejemplos 5-8, respectivamente. Las formulaciones resultantes se curaron y las propiedades de tracción se determinaron como se ha descrito anteriormente. Los resultados se muestran en la Tabla 5. La Tabla 5 ilustra que, en comparación con la formulación de revestimiento interno convencional (Ejemplo 9), ambos ionómeros de fosfonio (Ejemplos 10 y 11) y de amonio (Ejemplos 12 y 13) presentan mejoras en la resistencia a tracción hasta el 68% además de aumentar el refuerzo hasta el 70%.

Tabla 5. Ejemplo 9 10 11 12 13 BB2030 (PHR) 100 100 - 100 - Ejemplo 2 (PHR) - - 100 - 100 TPP (PHR) - 1,2 1,2 - - DMEA (PHR) - - - 3,2 3,2 HMDZ (PHR) - - - 2, 9 2,9 Hi Sil 233 (PHR) 60 60 60 60 60 Pentalina A (PHR) 4 - - - - Sunpar (PHR) 7 - - - - Vulkacit DM/C (PHR) 1,3 - - - - ZnO (PHR) 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 Ácido Esteárico (PHR) 1 1 1 1 1 Azufre (PHR) 0,5 0,5 0, 5 0,5 0,5 Dureza Shore A2 (pts.) 67 75 51 51 64 Tracción final ( Pa) 6,0 10, 7 14,2 19, 0 14, 6 Alargamiento final (%) 887 507 436 705 416 M200/M50 1,0 2,3 1,9 2,5 3, 3 Ejemplos 14-18. Los siguientes ejemplos ilustran el efecto de una red ionomérica (tanto basada en fosfonio como en amonio y formada in situ) sobre las propiedades físicas del sistema curado con azufre, cargado con Mistron CB comparado con las propiedades físicas de un revestimiento interno típico que contiene la misma carga. La preparación del Ejemplo 14 y Ejemplos 15-18 se realizó como se ha descrito anteriormente para el Ejemplo 4 y Ejemplos 5-8, respectivamente. Las formulaciones resultantes se curaron y las propiedades de tracción se determinaron como se ha descrito anteriormente. Los resultados se muestran en la Tabla 6. La Tabla 6 ilustra que, en comparación con la formulación de revestimiento interno convencional (Ejemplo 14), ambos ionómero de fosfonio (Ejemplos 15 y 16) y de amonio (Ejemplo 17) presentan mejoras en el refuerzo como se pone de manifiesto en el aumento de los valores M200/M50 del 29-39%. La permeación de estos ejemplos se determinó como se ha descrito anteriormente. La comparación con la permeación de la formulación de revestimiento interno convencional cargada con negro de humo, (Ejemplo 4), cuya permeación se determinó que era de 3,1 xlCT8 cm2/atm-s, se encontró una mejora del 29-55%, demostrando el efecto del uso de las cargas de alta proporción de aspecto. Adicionalmente, la comparación de ionómeros (Ejemplos 15-19) con su homólogo no ionómerico (Ejemplo 14) muestra un aumento en la impermeabilidad de hasta el 41% que ilustra el efecto de la interacción de la carga ionomérica. Ejemplos 19-23. Los siguientes ejemplos ilustran el efecto de una red ionomérica (tanto basada en fosfonio como en amonio y formada in situ) sobre las propiedades físicas del sistema curado con azufre, cargado con Mistron Vapor, comparado con las propiedades físicas de un revestimiento interno típico que contiene la misma carga. La preparación del Ejemplo 19 y Ejemplos 20-23 se realizó como se ha descrito anteriormente para el Ejemplo 4 y Ejemplos 5-8 respectivamente. Las formulaciones resultantes se curaron y las propiedades de tracción se determinaron como se ha descrito anteriormente. Los resultados se muestran en la Tabla 7. La Tabla 7 ilustra que, en comparación con la formulación de revestimiento interno convencional (Ejemplo 19), ambos ionómero de fosfonio (Ejemplos 20 y 21) y de amonio (Ejemplos 22 y 23) presentan mejoras en la tracción de hasta un 30% y un aumento del refuerzo de hasta el 39%. Además de las propiedades de tracción, la permeación de estos ejemplos se determinó como se ha descrito anteriormente. La comparación con la permeación de la formulación de revestimiento interno convencional cargada con negro de humo, (Ejemplo 4), cuya permeación se determinó que era de 3,1 xl0"s cm2/atm-s, se encontró una mejora del 29-65%, lo que demuestra el efecto del uso de una carga de alta proporción de aspecto. Adicionalmente, la comparación de ionómeros (Ejemplos 22-23) con su homólogo no ionómerico (Ejemplo 19) muestra un aumento en la impermeabilidad de hasta el 41% que ilustra el efecto de la interacción de la carga ionomérica. Tabla 6. Ejemplo 14 15 16 17 18 BB2030 (PHR) 100 100 - 100 - Ejemplo 2 (PHR) - - 100 - 100 TPP (PHR) - 1,2 1,2 - - DMEA (PHR) - - - 3,2 3,2 HMDZ (PHR) - - - 2, 9 2, 9 Mistron CB (PHR) 60 60 60 60 60 Pentalina A (PHR) 4 - - - - Sunpar (PHR) 7 - - - - Vulkacit DM/C (PHR) 1, .3 - - - - ZnO (PHR) 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 Ácido Esteárico 1 1 1 1 1 (PHR) Azufre (PHR) 0, 5 0, 5 0, 5 0, 5 0, 5 Dureza Shore A2 35 42 46 48 51 (pts. ) Tracción final (MPa) 6,2 6,1 5,1 7,4 5,9 Alargamiento final 860 469 261 426 153 (%) M200/M50 1,7 2,4 2,8 2,4 Permeabilidad 2,2x10" 1,5x10" 1,4x10" 1,7x10" 2,0x10" (cm2/atm-s) 8 8 8 8 8 Tabla 7. Ejemplo 19 20 21 22 23 BB2030 (PHR) 100 100 1 ?00 1 Ejemplo 2 (PHR) - - 100 - 100 TPP (PHR) - 1,2 1,2 DMEA (PHR) - - - 3,2 3,2 HMDZ (PHR) - - - 2,9 2,9 Mistron Vapor (PHR) 60 60 60 60 60 Pentalina A (PHR) 4 Sunpar (PHR) 7 Vulkacit DM/C (PHR) 1, .3 - ZnO (PHR) 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 Ácido Esteárico 1 1 1 1 1 (PHR) Azufre (PHR) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 Dureza Shore A2 35 36 42 44 52 (pts . ) Tracción final (MPa) 5, 1 5, 9 4,2 7,3 5, 9 Alargamiento final 932 823 540 614 224 1 [ 3¾- )\ M200/M50 1,4 1,4 1,8 1, 6 2, 3 Permeabilidad 2,2x10" 1, 3x10" 1, 1x10" 1, 5x10" 2, 1x10" ( cm2/atm · s ) 8 8 8 8 8 Ejemplos 24-28. Los siguientes ejemplos ilustran el efecto de una red ionomérica (tanto basada en fosfonio como en amonio y formada in situ) sobre las propiedades físicas un sistema curado con azufre cargado con Polyfil 80, comparado con las propiedades físicas de un revestimiento interno típico que contiene la misma carga. La preparación del Ejemplo 24 y Ejemplos 25-28 se realizó como se ha descrito anteriormente para el Ejemplo 4 y Ejemplos 5-8 respectivamente. Las formulaciones resultantes se curaron y las propiedades de tracción se determinaron como se ha descrito anteriormente. Los resultados se muestran en la Tabla 8. La Tabla 7 ilustra que, en comparación con la formulación de revestimiento interno convencional (Ejemplo 24), ambos ionómero de fosfonio (Ejemplos 25 y 27) y de amonio (Ejemplos 26 y 28) presentan mejoras en la resistencia a la tracción y refuerzo de hasta el 46%. Además de las propiedades de tracción, la permeación de estos ejemplos se determinó como se ha descrito anteriormente. La comparación con la permeación de la formulación de revestimiento interno convencional cargada con negro de humo, (Ejemplo 4), cuya permeación se determinó que era de 3,1 xlO"8 cm2/atm-s, se encontró una mejora del 20-58%, demostrando una vez más el efecto del uso de cargas de alta proporción de aspecto. Ejemplos 29-30. Los siguientes ejemplos ilustran el efecto de preformar un ionómero comparado con prepararlo in situ como se ha descrito anteriormente mediante los Ejemplos 5-8 sobre las propiedades físicas de un sistema curado con azufre y cargado con Mistron CB. El Ejemplo 29 se preparó como se ha descrito para el Ejemplo 4 con excepción de que se usaba el ionómero IIR con alto contenido de isopreno (Ejemplo 3) en lugar de BB2030. El ejemplo 30 se realizó como se ha descrito anteriormente para el Ejemplo 5 con la excepción de que usaba BIIR con alto contenido de isopreno (Ejemplo 2) en lugar de BB2030 y usando 1,2 equivalentes con respecto al bromuro alílico TPP. La formulaciones resultantes se curaron y las propiedades de tracción se determinaron como se ha descrito anteriormente. Los resultados se muestran en la Tabla 9. La Tabla 9 ilustra que el ionómero preformado tiene una resistencia a tracción un 31% mayor que el ionómero formado in situ. Adicionalmente, el alargamiento aumentó un 27% lo que demuestra la ventaja de preformar el ionómero y asegura que la reacción del ionómero se había completado antes del curado . En lo anterior se describe la producción de un nuevo ionómero de fosfonio y amonio basado en butilo formado en una producción fácil en estado sólido usando un equipo de procesado de polímero convencional partiendo de BIIR y BIIR de alto contenido de isopreno. El ionómero conduce a los productos con un refuerzo potenciado comparado con sus homólogos no ionoméricos. El uso de ionómeros combinado con cargas de alta proporción de aspecto tales como nanoarcilla montmorillonita modificada orgánicamente, istron® CB, Mistron® Vapor y Polyfil® 80, da como resultado un aumento de la impermeabilidad y un aumento de las propiedades mecánicas comparado con las cargas tradicionales tales como sílice y negro de humo. Adicionalmente el preformar el ionómero da como resultado un producto con propiedades mejores cuando se compara con el ionómero preparado in situ. Dadas estas ventajas, los ionómeros basados en butilo descritos en este documento serán valiosos para preparar nanocompuestos de elastómero para usar en formulaciones de revestimiento interno de neumático. Tabla 8.

E emplo 24 25 26 27 28 BB2030 (PHR) 100 100 - 100 - Ejemplo 2 (PHR) - - 100 - 100 TPP (PHR) - 1,2 1,2 - - DMEA (PHR) - - - 3,2 3,2 HMDZ (PHR) - - - 2, 9 2,9 Polyfil 80 (PHR) 60 60 60 60 60 Pentalina A (PHR) 4 - - - - Sunpar (PHR) 7 - - - - Vaulkacit DM/C 1,3 - - - -(PHR) ZnO (PHR) 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 Ácido Esteárico 1 1 1 1 1 (PHR) Azufre (PHR) 0, 5 0,5 0,5 0, 5 0,5 Dureza Shore A2 33 34 36 39 45 (pts. ) Tracción Final 5, 1 5, 3 4,6 9,4 5,7 (MPa) Alargamiento Final 884 859 593 697 315 M200/M50 1,3 1,3 1,9 1,7 2,4 Permeabilidad 2,3x10" 1,8x10" 1,3x10 2,3x10" 2,1x10 ; cm /atm · s ] Tabla 9. Ejemplo 29 30 Ejemplo 3 (PHR) Ejemplo 2 (PHR) TPP (PHR) Mistron CB (PHR) Pentalina A (PHR) Sunpar (PHR) Vulkacit ZBEC/C (PHR) Vulkacit Mercapto MG/C (PHR) ZnO (PHR) Ácido Esteárico (PHR) Azufre (PHR) Dureza Shore A2 (pts.) 47 38 Tracción Final (MPa) 4, 9 3,44 Alargamiento Final (%) 366 269 M200/M50 2,4 2,7 Ejemplos 31-33. Los siguientes ejemplos ilustran el efecto de un sistema de co-carga de negro de humo y talco sobre las propiedades físicas de un sistema de ionómero curado con azufre, prefabricado comparado con las propiedades físicas de un análogo curado con azufre cargado con talco. Los Ejemplos 31-33 se prepararon como se describe para el Ejemplo 4 con la excepción de que se usa el ionómero IIR de alto contenido de isopreno (Ejemplo 3) en lugar de BB2030. Las formulaciones resultantes se curaron y las propiedades de tracción se determinaron como se ha descrito anteriormente. Los resultados se muestran en la Tabla 10. Tabla 10. Ejemplo 29 31 32 33 Ejemplo 3 (PHR) 100 100 100 100 Negro de Humo N660 (PHR) 10 20 30 Mistron CB (PHR) 60 50 40 30 Pentalina A (PHR) 4 4 4 4 Sunpar (PHR) 7 7 7 7 Vulkacit ZBEC/C (PHR) 1 1 1 1 Vulkacit Mercapto MG/C (PHR) 2 2 2 2 ZnO (PHR) 1,5 1,5 1,5 1,5 Ácido Esteárico (PHR) 1 1 1 1 Azufre (PHR) 0, 5 0, 5 0, 5 0,5 Dureza Shore A2 (pts.) 47 39 43 45 Tracción Final (MPa) 4,9 3, 0 3, 3 3,5 Alargamiento Final (%) 366 262 318 340 M200/M50 2,4 1, 1,9 1,8 La Tabla 10 ilustra que la adición de negro de humo no potencia las propiedades de tracción del compuesto. Ejemplos 34-36. Los siguientes ejemplos ilustran el efecto de un sistema de co-carga de negro de humo y talco asi como un sistema copolimero del Ejemplo 2 (BIIR de alto contenido de isopreno) y Ejemplo 3 (ionómero IIR de alto contenido de isopreno) sobre las propiedades físicas de un sistema curado con azufre comparado con las propiedades físicas de un análogo curado con azufre cargado con talco. Los Ejemplos 34-36 se prepararon mezclando Ejemplo 2 y Ejemplo 3 y la carga en una minimezcladora interna a 60°C y una velocidad del rotor de 60 rpm durante 1 minuto, seguido de la adición de la carga durante 1 minuto, seguido de la adición del aceite y el acelerador, mezclado durante 4 minutos más y después vertido. Los curativos (azufre, ácido esteárico y oxido de zinc) se añadieron después en una mezcladora de dos rodillos de 25,4 cm x 50,8 cm (10" x 20") y a temperatura ambiente. Las formulaciones resultantes se curaron y las propiedades de tracción se determinaron como se ha descrito anteriormente. Los resultados se muestran en la Tabla 11.

Tabla 11. Ejemplo 29 34 35 36 33 Ejemplo 2 (PHR) 50 50 50 100 Ejemplo 3 (PHR) 100 50 50 50 Mistron CB (PHR) 60 50 40 30 20 Negro de Humo N660 10 20 30 30 ( PHR) Pentalina A (PHR) 4 4 4 4 4 Sunpar (PHR) 7 7 7 7 7 Vulkacit ZBEC/C 1 1 1 1 1 (PHR) Vulkacit MG/C (PHR) 1,5 1,5 1,5 1,5 1, 5 ZnO (PHR) 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 Ácido Esteárico 1 1 1 1 1 (PHR) Azufre (PHR) 0, 5 0,5 0,5 0, 5 0, 5 Dureza Shore A2 47 48 50 51 45 (pts. ) Tracción Final (MPa) 4,9 6, 0 6,5 6, 7 3, 5 Alargamiento Final 366 478 510 478 340 (%) M200/M50 2,4 2,4 2,5 2,6 1,8 Permeabilidad 1, 9x10" 2, 1x10" 2, 0x10" 2, 0x10" (cm2/atm- s) 8 8 ' 8 8 La Tabla 11 ilustra la ventaja de ambos sistemas de co-carga asi como un sistema copolimérico, donde un polímero es un ionómero preformado (Ejemplo 34-36) comparado con un compuesto cargado con talco (Ejemplo 29) o una combinación de talco y negro de humo (Ejemplo 33) y un ionómero polimérico. Los Ejemplos 34-36 muestran mejoras significativas en la tracción final y alargamiento final, mientras que aún retienen valores de permeación de < 2,5xl0"8 cm2/atm-s.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un nanocompuesto de polímero curado que comprende: a. un ionómero de goma de butilo que comprende unidades repetidas derivadas de al menos un monómero de isoolefina, al menos el 3,5% en moles de unidades repetidas derivadas de al menos un monómero de multiolefina y al menos un nucleófilo basado en nitrógeno o fósforo; y b. una carga de alta proporción de aspecto intercalada con el ionómero de goma de butilo.

2. Un nanocompuesto de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la isoolefina comprende isobuteno y la multiolefina comprende isopreno.

3. Un nanocompuesto de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el nucleófilo basado en nitrógeno comprende N,N-dimetiletanolamina (DMEA) y en el que el nucleófilo basado en fósforo comprende trifenilfosfina (TPP) .

4. Un nanocompuesto de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la carga comprende una nanoarcilla montmorillonita modificada orgánicamente.

5. Un nanocompuesto de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la carga tiene una proporción de aspecto de al menos 1:3.

6. Un nanocompuesto de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la carga está presente en una cantidad de 20 a 80 phr.

7. Un nanocompuesto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el nanocompuesto tiene una permeabilidad de menos de o igual a 2,5xl0"8 cm2/atm-s.

8. Un proceso para preparar un nanocompuesto polimérico que comprende un ionómero de goma de butilo generado in situ, comprendiendo el proceso: a. proporcionar un polímero de goma de butilo bromado que comprende unidades repetidas derivadas de al menos un monómero de isoolefina, unidades repetidas derivadas de al menos un monómero de multiolefina y un contenido de bromuro alílico de al menos el 0,5% en moles; b. añadir un modificador que comprende un nucleófilo basado en nitrógeno o fósforo basado al polímero de goma de butilo bromado; c. añadir una carga de alta proporción de aspecto; d. mezclar el polímero de goma de butilo bromado, el modificador y la carga para formar un nanocompuesto no curado que comprende un ionómero de goma de butilo intercalado con la carga; y e. curar el nanocompuesto.

9. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el modificador es un nucleófilo basado en nitrógeno que comprende N, -dimetiletanolamina (D EA).

10. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el modificador comprende adicionalmente hexametildisilazano (HMDZ) .

11. Un proceso de acuerdo con las reivindicaciones 9 o 10, en el que el modificador está presente en una cantidad de 0,3 a 5 equivalentes molares a la cantidad de bromuro alílico.

12. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el modificador es un nucleófilo basado en fósforo que comprende trifenilfosfina (TPP) .

13. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 12, en el que el modificador está presente en una cantidad de 0,3 a 1,2 equivalentes molares a la cantidad de bromuro alilico.

14. Un proceso para preparar un nanocompuesto polimérico que comprende un ionómero de goma de butilo, comprendido el proceso : a. proporcionar un ionómero de goma de butilo que comprende unidades repetidas derivadas de al menos un monómero de isoolefina, al menos el 3,5% en moles de unidades repetidas derivadas de al menos un monómero de multiolefina y al menos un nucleófilo basado en nitrógeno o fósforo; b. añadir una carga de alta proporción de aspecto; c. mezclar el ionómero de goma de butilo y la carga para formar un nanocompuesto no curado; y d. curar el nanocompuesto.

15. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 14, en el que el nanocompuesto no curado comprende la carga intercalada con el ionómero de goma de butilo.