RU2314324C1 - Polymer composition with elastomeric properties within wide temperature ranges and a method of preparing the same - Google Patents
Polymer composition with elastomeric properties within wide temperature ranges and a method of preparing the same Download PDFInfo
- Publication number
- RU2314324C1 RU2314324C1 RU2006107987/04A RU2006107987A RU2314324C1 RU 2314324 C1 RU2314324 C1 RU 2314324C1 RU 2006107987/04 A RU2006107987/04 A RU 2006107987/04A RU 2006107987 A RU2006107987 A RU 2006107987A RU 2314324 C1 RU2314324 C1 RU 2314324C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polymer composition
- producing
- temperature range
- composition according
- elastomeric properties
- Prior art date
Links
Landscapes
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
Область изобретенияField of Invention
Настоящее изобретение относится к методам, используемым при получении полимерной композиции, и более конкретно оно относится к полимерной композиции, имеющей эластомерные свойства в широких температурных интервалах.The present invention relates to methods used in the preparation of the polymer composition, and more particularly, it relates to a polymer composition having elastomeric properties over a wide temperature range.
Предпосылки создания изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION
Имеется большое количество применений полимерных композиций, в которых элементы или детали из них требуют наличия эластомерных свойств, то есть проявления растяжимости и эластичности, позволяющих им восстановить свою форму после значительного растяжения.There are a large number of applications of polymer compositions in which elements or parts of them require elastomeric properties, that is, manifestations of extensibility and elasticity, allowing them to restore their shape after significant stretching.
Исходя из вышесказанного, со временем было разработано большое разнообразие материалов, имеющих эластомерные свойства, причем стирол-бутадиеновые сополимеры были среди наиболее известных и широко используемых материалов.Based on the foregoing, over time, a wide variety of materials having elastomeric properties have been developed, with styrene-butadiene copolymers being among the most famous and widely used materials.
Хотя при современном положении дел можно найти большое разнообразие эластомерных полимерных композиций, имеющих различные механические или физические свойства, такие как, в числе прочего, твердость, предел прочности при растяжении, модуль эластичности, известные до сих пор композиции теряют свои эластомерные свойства с температурой, которая ставит предел их оптимальным эксплуатационным качествам, когда они должны использоваться в высокотемпературных применениях.Although in the current state of affairs one can find a wide variety of elastomeric polymer compositions having various mechanical or physical properties, such as, inter alia, hardness, tensile strength, elastic modulus, the compositions known so far lose their elastomeric properties with a temperature that puts a limit on their optimum performance when they are to be used in high temperature applications.
С развитием более эффективных катализаторов полимеризации, таких как катализатор, описанный в патентной заявке МХ 9801717, стало возможным регулировать структуру полимеров, позволяя таким образом получить регулярность в цепях. Так, в случае стирольных эластомеров синдиотактический полистирол был использован для того, чтобы достичь благоприятных результатов в отношении свойств полимерной композиции из него.With the development of more efficient polymerization catalysts, such as the catalyst described in patent application MX 9801717, it has become possible to adjust the structure of the polymers, thereby allowing regularity in the chains. So, in the case of styrene elastomers, syndiotactic polystyrene was used in order to achieve favorable results regarding the properties of the polymer composition from it.
Например, патент US 5260394 описывает синдиотактический полистирольный сополимер со вставками олефиновых и/или диеновых мономеров, проявляющий должные свойства химической и термической стойкости в дополнение к приемлемой технологичности переработки и хорошей совместимости с другими композициями. Описанные в нем сополимеры имеют целью получение материалов с хорошей перерабатываемостью литьевым формованием благодаря их низкой температуре стеклования.For example, US Pat. No. 5,260,394 discloses a syndiotactic polystyrene copolymer with olefin and / or diene monomer inserts exhibiting the desired chemical and thermal resistance properties in addition to acceptable processability and good compatibility with other compositions. The copolymers described therein are intended to produce materials with good processability by injection molding due to their low glass transition temperature.
Подобно этому, патент США 5352727 описывает синдиотактическую полистирольную композицию, модифицированную каучуком с целью придать такой композиции лучшие свойства при переработке, когда ее повторно перерабатывают после того, как она была однажды использована, сохраняя ее свойства устойчивости к механическому и термическому разложению после вторичной переработки.Similarly, U.S. Pat. No. 5,357,727 describes a rubber modified syndiotactic composition in order to give the composition better processing properties when it is recycled after it has been used once, while retaining its mechanical and thermal decomposition resistance after recycling.
В целом, в других документах, таких как патенты США 6046275, 6191197, 5352727, 5260395, 5543462 и 5777026, используют различные смеси синдиотактического полистирола с другими полимерами или сополимерами, что позволяет модифицировать механические и технологические свойства таких полимерных композиций.In general, other documents, such as US patents 6046275, 6191197, 5352727, 5260395, 5543462 and 5777026, use different mixtures of syndiotactic polystyrene with other polymers or copolymers, which allows you to modify the mechanical and technological properties of such polymer compositions.
Однако ни один из этих документов не представляет композицию, имеющую эластомерные свойства в широких температурных интервалах, поскольку из-за природы обеспечивающих совместимость агентов, обычно используемых для получения композиций стереорегулярных полимеров, такие композиции не могут быть использованы при низких температурах и поэтому использование таких материалов продолжает быть ограничено температурами выше 253,2К.However, none of these documents represents a composition having elastomeric properties in wide temperature ranges, because due to the nature of the compatibility agents that are commonly used to obtain compositions of stereoregular polymers, such compositions cannot be used at low temperatures and therefore the use of such materials continues be limited to temperatures above 253.2K.
Исходя из вышесказанного, авторы настоящего изобретения поставили целью устранение недостатков известных эластомерных композиций путем получения полимерных композиций, которые не только имеют эластомерные свойства в широких температурных интервалах, но и могут быть использованы при высоких температурах и сохранить свои свойства ударной вязкости, химической, механической стойкости и износостойкости при высоких температурах в дополнение к сохранению своих эластомерных свойств при температурах ниже 253,2К.Based on the foregoing, the authors of the present invention set the goal of eliminating the disadvantages of known elastomeric compositions by producing polymer compositions that not only have elastomeric properties in wide temperature ranges, but can also be used at high temperatures and preserve their impact strength, chemical, mechanical and wear resistance at high temperatures in addition to maintaining their elastomeric properties at temperatures below 253.2K.
Цели изобретенияOBJECTS OF THE INVENTION
Исходя из ограничений композиций, описанных в предшествующих источниках, целью настоящего изобретения является предложить полимерную композицию, имеющую эластомерные свойства в широких температурных интервалах, являющуюся однородной и совместимой, получаемую из стереорегулярных полимеров и не требующую использования дополнительных обеспечивающих совместимость агентов.Based on the limitations of the compositions described in the foregoing sources, it is an object of the present invention to provide a polymer composition having elastomeric properties over a wide temperature range, which is homogeneous and compatible, obtained from stereoregular polymers and does not require the use of additional compatibilizing agents.
Другая цель настоящего изобретения - предложить полимерную композицию, имеющую эластомерные свойства в широких температурных интервалах, которая сохраняет свои свойства химической, механической стойкости и износостойкости, а также свои свойства технологичности и ударной вязкости.Another objective of the present invention is to provide a polymer composition having elastomeric properties over wide temperature ranges, which retains its chemical, mechanical and wear resistance properties, as well as its processability and impact strength properties.
Еще одна цель настоящего изобретения - предложить полимерную композицию, имеющую эластомерные свойства в широких температурных интервалах, которая является совместимой с другими полимерными материалами, когда она смешивается с ними.Another objective of the present invention is to provide a polymer composition having elastomeric properties over wide temperature ranges, which is compatible with other polymeric materials when it is mixed with them.
Еще одна цель настоящего изобретения - предложить полимерную композицию, имеющую эластомерные свойства в широких температурных интервалах, которая может быть надлежащим образом обработана как пленка, термоформованием, литьем под давлением или экструзией.Another objective of the present invention is to provide a polymer composition having elastomeric properties over wide temperature ranges, which can be suitably processed as a film, by thermoforming, injection molding or extrusion.
Краткое описание фигурBrief Description of the Figures
Новые аспекты, рассматриваемые как являющиеся признаком настоящего изобретения, будут представлены подробно в прилагаемой формуле изобретения. Однако процесс, а также его другие цели и преимущества будут более понятны в свете последующего подробного описания конкретного осуществления изобретения, рассмотренного соответственно прилагаемому чертежу, на котором представлен график модуля эластичности (G') некоторых вариантов полимерной композиции по настоящему изобретению, которые показаны в примерах.New aspects, considered to be a feature of the present invention, will be presented in detail in the attached claims. However, the process, as well as its other objectives and advantages, will be better understood in light of the following detailed description of a specific embodiment of the invention, discussed respectively in the accompanying drawing, which shows a graph of the elastic modulus (G ') of some variants of the polymer composition of the present invention, which are shown in the examples.
Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Было найдено, что комбинация диеновых винилароматических полимеров, имеющих упорядоченную структуру, может дать в результате полимерную композицию, имеющую эластомерные свойства в температурном интервале от -121°F (188,15К) до 572°F (573,15К).It has been found that a combination of diene vinyl aromatic polymers having an ordered structure can result in a polymer composition having elastomeric properties in the temperature range from -121 ° F (188.15 K) to 572 ° F (573.15 K).
Более конкретно, полимерная композиция по настоящему изобретению, позволяющая достичь эластомерного поведения в широких температурных интервалах, включает от 15 до 85% мас. сополимера, имеющего по меньшей мере блок от 10 до 5000 структурных последовательностей, которые являются главным образом синдиотактическими по природе, мономерных звеньев, полученных из по меньшей мере одного замещенного или незамещенного винилароматического мономера, и по меньшей мере один блок, образованный из от 10 до 4000 мономерных единиц, полученных из по меньшей мере одного диенового мономера, имеющего главным образом 1,4-цис-структуру; от 15 до 85% мас. полимера, полученного из диеновых мономеров, имеющего молекулярный вес от 1000 до 600000, причем содержание мономерных звеньев 1,4-цис-типа составляет по меньшей мере 90%; и до 70% полимера, полученного из замещенных или незамещенных винилароматических мономеров, имеющего молекулярный вес от 1000 до 500000 и степень синдиотактичности, описываемую через синдиотактические пентады, по меньшей мере 95%.More specifically, the polymer composition of the present invention, allowing to achieve elastomeric behavior in wide temperature ranges, includes from 15 to 85% wt. a copolymer having at least a block of 10 to 5000 structural sequences that are mainly syndiotactic in nature, monomer units derived from at least one substituted or unsubstituted vinyl aromatic monomer, and at least one block formed from 10 to 4000 monomer units derived from at least one diene monomer having mainly a 1,4-cis structure; from 15 to 85% wt. a polymer obtained from diene monomers having a molecular weight of from 1000 to 600000, wherein the content of 1,4-cis-type monomer units is at least 90%; and up to 70% of a polymer derived from substituted or unsubstituted vinyl aromatic monomers having a molecular weight of from 1000 to 500,000 and a degree of syndiotacticity described through syndiotactic pentads of at least 95%.
В предпочтительном осуществлении настоящего изобретения винилароматические мономеры выбирают из стирола и замещенного стирола, причем заместители предпочтительно выбирают из алкильной, галогенидной, алкоксильной и аминной групп. В конкретном осуществлении винилароматические мономеры выбирают из стирола, 4-метилстирола, 4-трет-бутилстирола, 4-метоксистирола, 4-триметилсилилоксистирола, 4-бромстирола и 4-(N,N'-диметиламин)стирола.In a preferred embodiment of the present invention, vinyl aromatic monomers are selected from styrene and substituted styrene, with the substituents being preferably selected from alkyl, halide, alkoxyl and amine groups. In a specific embodiment, the vinyl aromatic monomers are selected from styrene, 4-methylstyrene, 4-tert-butylstyrene, 4-methoxystyrene, 4-trimethylsilyloxy styrene, 4-bromostyrene and 4- (N, N'-dimethylamine) styrene.
Что касается диенового мономера, то в предпочтительном осуществлении настоящего изобретения диеновый мономер выбирают из 1,3-бутадиена и 2-метил-1,3-бутадиена.As for the diene monomer, in a preferred embodiment of the present invention, the diene monomer is selected from 1,3-butadiene and 2-methyl-1,3-butadiene.
В дополнительном осуществлении полимерной композиции по настоящему изобретению часть, образованная мономерными звеньями, получающимися из диенового мономера, может быть частично или полностью гидрированной, т.е. мономерные единицы -CH2-CH=CH-CH2-могут быть частично или полностью превращены в мономерные единицы -СН2-СН2-СН2-СН2, тогда как мономерные единицы -СН2-С(CH=CH2) Н- могут быть превращены в мономерные единицы -СН2-С(СН2-СН2)Н-, причем 95% мономерных единиц, получающихся из диенового мономера, предпочтительно гидрированы.In a further embodiment of the polymer composition of the present invention, the portion formed by the monomer units derived from the diene monomer may be partially or fully hydrogenated, i.e. monomer units —CH 2 —CH = CH — CH 2 —can be partially or completely converted to monomer units —CH 2 —CH 2 —CH 2 —CH 2 , whereas monomer units —CH 2 —C (CH = CH 2 ) H- can be converted into monomer units —CH 2 —C (CH 2 —CH 2 ) H—, with 95% of the monomer units obtained from the diene monomer being preferably hydrogenated.
В дополнительном осуществлении настоящего изобретения полимерная композиция содержит от 0,01 до 4% мас. по меньшей мере одной органической или неорганической добавки в зависимости от конечного назначения композиции и, более предпочтительно, меньше 3,7%.In an additional implementation of the present invention, the polymer composition contains from 0.01 to 4% wt. at least one organic or inorganic additive, depending on the final destination of the composition and, more preferably, less than 3.7%.
Предпочтительно неорганические добавки выбирают из соединений, содержащих алюминий, и, более предпочтительно, из оксида алюминия или соединений общей формулы (-Al(Х)O-)n, где Х представляет гидроксильную, алкоксидную или алкильную группу, которую получают, осуществляя реакцию соединений, имеющих общую формулу (-Al(Х)O-)m с водой или спиртами, где R представляет алкильную группу, и n и m являются натуральными числами, которые могут быть остатками от каталитической системы.Preferably, the inorganic additives are selected from compounds containing aluminum, and, more preferably, from aluminum oxide or compounds of the general formula (-Al (X) O-) n , where X represents a hydroxyl, alkoxide or alkyl group that is obtained by reacting the compounds, having the general formula (-Al (X) O-) m with water or alcohols, where R represents an alkyl group, and n and m are natural numbers that may be residues from the catalyst system.
Подобным же образом предпочтительно, чтобы органические добавки включали по меньшей мере один антиоксидант, предпочтительно выбранный из антиоксидантов, используемых в композициях, содержащих стирол и бутадиен, и, более предпочтительно, выбран из антиоксидантов, содержащих фенолы, фосфаты и амины.Similarly, it is preferred that the organic additives include at least one antioxidant, preferably selected from antioxidants used in compositions containing styrene and butadiene, and more preferably selected from antioxidants containing phenols, phosphates and amines.
Полимерная композиция по настоящему изобретению имеетThe polymer composition of the present invention has
первую температуру стеклования (Tg1) в температурном интервале от 173,2К до 183,2К; вторую температуру стеклования (Tg2) в температурном интервале от 368,2К до 393,2К; а также температуру плавления Tm в температурном интервале от 493,2К до 573,2К. Эластомерное поведение композиции по настоящему изобретению проявляется в интервале от 188,2К до температуры разложения диенового полимера. Подобно этому, модуль эластичности такой композиции может варьироваться от 10 до 1000 МПа в температурном интервале от 188,2К до 363,2К и между 3 и 100 МПа в температурном интервале от 393,2К до температуры разложения диенового полимера.the first glass transition temperature (Tg1) in the temperature range from 173.2K to 183.2K; the second glass transition temperature (Tg2) in the temperature range from 368.2K to 393.2K; and also the melting temperature T m in the temperature range from 493.2K to 573.2K. The elastomeric behavior of the composition of the present invention is manifested in the range from 188.2 K to the decomposition temperature of the diene polymer. Similarly, the elastic modulus of such a composition can vary from 10 to 1000 MPa in the temperature range from 188.2 K to 363.2 K and between 3 and 100 MPa in the temperature range from 393.2 K to the decomposition temperature of the diene polymer.
Полимерная композиция по настоящему изобретению может быть получена способом, включающим первую стадию контактной полимеризации по меньшей мере одного винилароматического мономера, который полимеризуется каталитической системой, включающей предкатализатор, состоящий из одного или нескольких соединений, принадлежащих к классу таких соединений, как флуоренилтриалкоксид титана (IV), и активирующего соединения, выбранного из соединений алюминия, полученных гидролизом триалкилалюминия, и, более предпочтительно, метилалюмооксана, такого как описанный в патентной заявке MX 9801717, в массе или в присутствии растворителя, выбранного из ароматических растворителей и, более предпочтительно, толуола, а также из алифатических растворителей и, более предпочтительно, 2,2,4-триметилпентана, или из их смесей, при температуре от 273,2К до 363,2К в течение периода времени от 1 до 30 с; и за данным контактом следует вторая стадия полимеризации путем последующего добавления диенового мономера при температуре от 273,2К до 343,2К для образования ненасыщенной полимерной композиции.The polymer composition of the present invention can be obtained by a method comprising the first step of contact polymerization of at least one vinyl aromatic monomer, which is polymerized by a catalytic system comprising a precatalyst, consisting of one or more compounds belonging to the class of compounds such as titanium (IV) fluorenyl trialkoxide, and an activating compound selected from aluminum compounds obtained by hydrolysis of trialkylaluminum, and more preferably methylaluminoxane, such as described in patent application MX 9801717, in bulk or in the presence of a solvent selected from aromatic solvents and, more preferably, toluene, as well as from aliphatic solvents and, more preferably, 2,2,4-trimethylpentane, or from mixtures thereof, temperature from 273.2K to 363.2K for a period of time from 1 to 30 s; and this contact is followed by a second polymerization step by subsequently adding a diene monomer at a temperature of from 273.2 K to 343.2 K to form an unsaturated polymer composition.
Ненасыщенную полимерную композицию полимеризуют в течение периода времени от 10 мин до 6 час и затем смешивают со спиртом, выбранным из алифатических спиртов, где алифатический спирт имеет от 1 до 4 атомов углерода, причем предпочтительным является изопропанол, для того, чтобы завершить реакцию полимеризации в предпочтительном осуществлении настоящего изобретения.The unsaturated polymer composition is polymerized for a period of time from 10 minutes to 6 hours and then mixed with an alcohol selected from aliphatic alcohols, where the aliphatic alcohol has from 1 to 4 carbon atoms, isopropanol being preferred, in order to complete the polymerization reaction in the preferred the implementation of the present invention.
После того, как реакция подошла к концу, композицию наконец подвергают стадии удаления каталитического остатка, используя смесь алифатического спирта и растворителя по меньшей мере с одним замещенным или незамещенным ароматическим кольцом. В предпочтительном осуществлении настоящего изобретения соотношение алифатический спирт: ароматический растворитель находится в интервале между 0,5:1 и 5:1, причем соотношение 1:1 является предпочтительным. Алифатический спирт со стадии удаления каталитического остатка предпочтительно выбирают из спиртов, имеющих от 1 до 4 атомов углерода, предпочтительно изопропанола, причем предпочтительным ароматическим растворителем является толуол.After the reaction has come to an end, the composition is finally subjected to a catalytic residue removal step using a mixture of aliphatic alcohol and a solvent with at least one substituted or unsubstituted aromatic ring. In a preferred embodiment of the present invention, the aliphatic alcohol: aromatic solvent ratio is between 0.5: 1 and 5: 1, with a ratio of 1: 1 being preferred. The aliphatic alcohol from the catalytic residue removal step is preferably selected from alcohols having from 1 to 4 carbon atoms, preferably isopropanol, with toluene being the preferred aromatic solvent.
В дополнительном осуществлении настоящего изобретения было неожиданно найдено, что в конце стадии полимеризации диенового мономера или после того, как диеновый мономер превращен по меньшей мере на 50%, негидрированная полимерная композиция может быть подвергнута стадии гидрирования in situ прямым контактом с водородом при парциальном давлении водорода от 10 до 150 psig (изб.) при температуре от 273,2К до 363,2К и, более предпочтительно, при парциальном давлении от 20 до 100 psig (изб.) и температуре от 293,2К до 343,2К. Еще более неожиданным было то, что стадия гидрирования негидрированной полимерной композиции может быть осуществлена без необходимости использования дополнительных катализаторов гидрирования, что дает в результате материалы, содержащие до 95% гидрированного полибутадиена.In a further embodiment of the present invention, it was unexpectedly found that at the end of the polymerization step of the diene monomer or after the diene monomer is at least 50% converted, the non-hydrogenated polymer composition can be subjected to an in situ hydrogenation step by direct contact with hydrogen at a partial pressure of hydrogen from 10 to 150 psig (g) at a temperature of 273.2 K to 363.2 K and, more preferably, at a partial pressure of 20 to 100 psig (g) and a temperature of 293.2 K to 343.2 K. Even more unexpectedly, the hydrogenation step of the non-hydrogenated polymer composition can be carried out without the need for additional hydrogenation catalysts, resulting in materials containing up to 95% hydrogenated polybutadiene.
Полимерная композиция по настоящему изобретению будет более ясно проиллюстрирована следующими примерами, которые представлены только для иллюстрации и, таким образом, не ограничивают изобретение.The polymer composition of the present invention will be more clearly illustrated by the following examples, which are presented only for illustration and, thus, do not limit the invention.
Процессы полимеризации осуществляли согласно тому, что описано ниже.Polymerization processes were carried out as described below.
Примеры 1-9Examples 1-9
Стеклянный реактор емкостью 600 мл, снабженный системой перемешивания, системой регулирования температуры и давления и системой подачи реагентов, загружали смесью 30 мл толуола, 30 мл винилароматического мономера (см. таблицу II) и 3 г сухого метилалюмооксана. Реактор нагревали до 323,2К и выдерживали при этой температуре в течение 10 минут. Затем добавляли раствор (С9Н13)Ti(ОС3Н7)3 в 5 мл толуола. Мольное соотношение винилароматический мономер/соединение титана составляло 1000, тогда как соотношение Al/Ti составляло 250. Рубашку реактора начинали охлаждать с момента добавления инициатора. 20 секунд спустя после начала полимеризации в реактор добавляли 200 мл толуола, который был предварительно охлажден до 283,2К. В момент t1 от начала полимеризации (см. таблицу II) добавляли 60 мл бутадиена. Реакции давали протекать в течение 2 часов. Реакционную смесь смешивали с 1 л изопропанола.A 600 ml glass reactor equipped with a stirring system, temperature and pressure control system, and a reagent supply system was charged with a mixture of 30 ml of toluene, 30 ml of vinyl aromatic monomer (see table II) and 3 g of dry methylaluminoxane. The reactor was heated to 323.2K and kept at this temperature for 10 minutes. Then a solution of (C 9 H 13 ) Ti (OS 3 H 7 ) 3 in 5 ml of toluene was added. The vinylaromatic monomer / titanium compound molar ratio was 1000, while the Al / Ti ratio was 250. The reactor jacket was started to cool from the moment the initiator was added. 20 seconds after the start of polymerization, 200 ml of toluene was added to the reactor, which was previously cooled to 283.2K. At time t1 from the start of the polymerization (see Table II), 60 ml of butadiene was added. The reaction was allowed to proceed for 2 hours. The reaction mixture was mixed with 1 L of isopropanol.
Для того чтобы удалить остаток каталитической системы, продукт экстрагировали, используя аппарат непрерывной экстракции, в течение 24 часов, смесью толуол:изопропанол в соотношении 1:1, за исключением случая примера 8, в котором имелось более высокое содержание компонента D, от которого каталитический остаток отделяется.In order to remove the remainder of the catalyst system, the product was extracted using a continuous extraction apparatus for 24 hours with 1: 1 toluene: isopropanol mixture, except for the case of Example 8, in which there was a higher content of component D, from which the catalyst residue separated.
Для того чтобы охарактеризовать продукт, смолу разделяли на одну растворимую в гексане фракцию и одну нерастворимую в гексане фракцию. Согласно анализу ЯМР 1H и 13С растворимая в гексане фракция состоит из полибутадиена, имеющего от 91 до 95% 1,4-цис-мономерных единиц, причем остаток составляют 1,2-мономерные единицы. Согласно результатам ЯМР для 1H, а также ЯМР для 13С и ГПХ, нерастворимая в гексане фракция состоит из блок-сополимера синдиотактического винилароматического полимера и в высокой степени 1,4-цис-полибутадиена, или из смеси синдиотактического винилароматического полимера, блок-сополимера синдиотактического винилароматического полимера и в высокой степени 1,4-цис-полибутадиена.In order to characterize the product, the resin was divided into one hexane soluble fraction and one hexane insoluble fraction. According to 1 H and 13 C NMR analysis, the hexane soluble fraction consists of polybutadiene having from 91 to 95% 1,4-cis-monomer units, with the remainder being 1,2-monomer units. According to 1 H NMR and 13 C and GPC NMR, the hexane insoluble fraction consists of a block copolymer of syndiotactic vinyl aromatic polymer and highly 1,4-cis polybutadiene, or a mixture of syndiotactic vinyl aromatic polymer, block copolymer syndiotactic vinyl aromatic polymer and highly 1,4-cis-polybutadiene.
Характеристики каждой из полученных полимерных композиций показаны в таблице II, в которой использованы те же аббревиатуры, что и в таблице I.The characteristics of each of the obtained polymer compositions are shown in table II, which uses the same abbreviations as in table I.
Примеры 10-18Examples 10-18
Стеклянный реактор емкостью 600 мл, снабженный системой перемешивания, системой регулирования температуры и давления и системой подачи реагентов, загружали составленной смесью из 30 мл 2,2,4-триметилпентана, 30 мл винилароматического мономера (см. таблицу II) и 3 г сухого метилалюмооксана. Реактор нагревали до 323,2К и выдерживали при этой температуре в течение 10 минут. Затем добавляли раствор (С9Н13)Ti(ОС3H7)3 в 5 мл 2,2,4-триметилпентана. Мольное соотношение винилароматический мономер / соединение титана составляло 1000, тогда как соотношение Al/Ti составляло 250. Рубашку реактора начинали охлаждать с момента добавления инициатора. 20 секунд спустя после начала полимеризации в реактор добавляли 200 мл 2,2,4-триметилпентана, поддерживаемого при 293,2К. В момент t1 от начала полимеризации (см. таблицу III) добавляли 60 мл бутадиена. Реакции давали протекать в течение 2 часов. Реакционную смесь смешивали с 1 л изопропанола.A 600 ml glass reactor equipped with a stirring system, a temperature and pressure control system and a reagent supply system was charged with a prepared mixture of 30 ml of 2,2,4-trimethylpentane, 30 ml of vinyl aromatic monomer (see table II) and 3 g of dry methylaluminoxane. The reactor was heated to 323.2K and kept at this temperature for 10 minutes . Then a solution of (C 9 H 13 ) Ti (OS 3 H 7 ) 3 in 5 ml of 2,2,4-trimethylpentane was added. The vinylaromatic monomer / titanium compound molar ratio was 1000, while the Al / Ti ratio was 250. The reactor jacket was started to cool from the moment the initiator was added. 20 seconds after the start of polymerization, 200 ml of 2,2,4-trimethylpentane maintained at 293.2K were added to the reactor. At time t1 from the start of the polymerization (see Table III), 60 ml of butadiene was added. The reaction was allowed to proceed for 2 hours. The reaction mixture was mixed with 1 L of isopropanol.
Для того чтобы удалить остаток каталитической системы, продукт экстрагировали, используя непрерывный экстракционный аппарат в течение 24 часов, смесью толуол:изопропанол в соотношении 1:1, за исключением случая примера 10, в котором имелось более высокое содержание компонента D, частью которого является каталитический остаток.In order to remove the catalyst system residue, the product was extracted using a continuous extraction apparatus for 24 hours with a 1: 1 toluene: isopropanol mixture, except for the case of Example 10, in which there was a higher content of component D, of which the catalytic residue was part .
Для того чтобы охарактеризовать продукт, смолу разделяли на одну растворимую в гексане фракцию и одну нерастворимую в гексане фракцию.In order to characterize the product, the resin was divided into one hexane soluble fraction and one hexane insoluble fraction.
Согласно анализу ЯМР 1H и 13С, растворимая в гексане фракция состоит из полибутадиена, имеющего от 88 до 93% 1,4-цис-мономерных единиц, причем остаток составляют 1,2-мономерные единицы.According to 1 H and 13 C NMR analysis, the hexane-soluble fraction consists of polybutadiene having from 88 to 93% 1,4-cis-monomer units, with the remainder being 1,2-monomer units.
Согласно результатам ЯМР для 1H, а также ЯМР для 13С и ГПХ нерастворимая в гексане фракция состоит из смеси синдиотактического винилароматического полимера, блок-сополимера синдиотактического винилароматического полимера и в высокой степени 1,4-цис-полибутадиена.According to 1 H NMR and 13 C and GPC NMR results, the hexane insoluble fraction consists of a mixture of syndiotactic vinyl aromatic polymer, a block copolymer of syndiotactic vinyl aromatic polymer and a high degree of 1,4-cis-polybutadiene.
Характеристики каждой из полученных полимерных композиций показаны в таблице III, в которой использованы те же аббревиатуры, что и в таблице I.The characteristics of each of the obtained polymer compositions are shown in table III, which uses the same abbreviations as in table I.
На чертеже сравнивается вязкоупругое поведение полимерных композиций по настоящему изобретению с поведением обычного эластомера SBR. Ясно видно, что модуль эластичности (G') полимерной композиции по настоящему изобретению сохраняется в интервале от 188,2К до 553,2К, интервале, в котором материал по настоящему изобретению не претерпевает пластическую деформацию. Напротив, обычный эластомер теряет свои вязкоупругие свойства до того, как наступает стадия Tg полистирола, приблизительно при 343,2К.The drawing compares the viscoelastic behavior of the polymer compositions of the present invention with the behavior of a conventional SBR elastomer. It is clearly seen that the elastic modulus (G ') of the polymer composition of the present invention is maintained in the range from 188.2K to 553.2K, the interval in which the material of the present invention does not undergo plastic deformation. In contrast, a conventional elastomer loses its viscoelastic properties before the T g stage of polystyrene sets in, at about 343.2K.
Примеры 19-23Examples 19-23
Способ был таким же, как в примере 5. После 120 минут полимеризации бутадиена реактор заполняли водородом при парциальном давлении, указанном в таблице V, и выдерживали его под этим давлением, а также при температуре, показанной в таблице V, в течение 24 часов. Реакционную смесь смешивали с 1 л изопропанола.The method was the same as in example 5. After 120 minutes of polymerization of butadiene, the reactor was filled with hydrogen at a partial pressure shown in table V, and kept at this pressure, as well as at the temperature shown in table V, for 24 hours. The reaction mixture was mixed with 1 L of isopropanol.
Для того чтобы удалить остаток каталитической системы, продукт экстрагировали в аппарате непрерывной экстракции в течение 24 часов смесью толуол:изопропанол в соотношении 1:1.In order to remove the remainder of the catalytic system, the product was extracted in a continuous extraction apparatus for 24 hours with a toluene: isopropanol mixture in a 1: 1 ratio.
Для того, чтобы охарактеризовать продукт, смолу разделяли на одну растворимую в гексане фракцию, одну растворимую в горячем гексане фракцию и одну фракцию, которая была нерастворима в таких растворителях.In order to characterize the product, the resin was separated into one hexane soluble fraction, one hot hexane soluble fraction and one fraction which was insoluble in such solvents.
Согласно анализу ЯМР 1H и 13С, растворимая в гексане фракция состоит из в высокой степени 1,4-цис-полибутадиена.According to 1 H and 13 C NMR analysis, the hexane-soluble fraction consists of a high degree of 1,4-cis-polybutadiene.
Согласно анализу ЯМР 1H и 13С, растворимая в горячем гексане фракция состоит из гидрированного полибутадиена.According to 1 H and 13 C NMR analysis, the soluble fraction in hot hexane consists of hydrogenated polybutadiene.
Согласно результатам ЯМР для 1H, а также ЯМР для 13С и ГПХ, фракция, которая была нерастворима в обоих растворителях, состоит из блок-сополимера синдиотактического полистирола и в высокой степени 1,4-цис-гидрированного полибутадиена.According to 1 H NMR and 13 C and GPC NMR, the fraction that was insoluble in both solvents consists of a block copolymer of syndiotactic polystyrene and highly 1,4-cis-hydrogenated polybutadiene.
Характеристики каждой из полученных полимерных композиций показаны в таблице V, в которой использованы те же аббревиатуры, что и в таблице IV.The characteristics of each of the obtained polymer compositions are shown in table V, which uses the same abbreviations as in table IV.
Примеры 24-27Examples 24-27
Способ был таким же, как в примере 14. После 120 минут полимеризации бутадиена реактор заполняли водородом при парциальном давлении, указанном в таблице V, и выдерживали его под этим давлением, а также при температуре, показанной в таблице V, в течение 24 часов. Реакционную смесь смешивали с 1 л изопропанола.The method was the same as in example 14. After 120 minutes of polymerization of butadiene, the reactor was filled with hydrogen at a partial pressure shown in table V, and kept at this pressure, as well as at the temperature shown in table V, for 24 hours. The reaction mixture was mixed with 1 L of isopropanol.
Для того чтобы удалить остаток каталитической системы, продукт экстрагировали в аппарате непрерывной экстракции в течение 24 часов смесью толуол:изопропанол в соотношении 1:1.In order to remove the remainder of the catalytic system, the product was extracted in a continuous extraction apparatus for 24 hours with a toluene: isopropanol mixture in a 1: 1 ratio.
Для того, чтобы охарактеризовать продукт, смолу разделяли на одну растворимую в гексане фракцию, одну растворимую в горячем гексане фракцию и одну фракцию, которая была нерастворима в таких растворителях.In order to characterize the product, the resin was separated into one hexane soluble fraction, one hot hexane soluble fraction and one fraction which was insoluble in such solvents.
Согласно анализу ЯМР 1H и 13С, растворимая в гексане фракция состоит из в высокой степени 1,4-цис-полибутадиена.According to 1 H and 13 C NMR analysis, the hexane-soluble fraction consists of a high degree of 1,4-cis-polybutadiene.
Согласно анализу ЯМР 1H и 13С, растворимая в горячем гексане фракция состоит из гидрированного полибутадиена.According to 1 H and 13 C NMR analysis, the soluble fraction in hot hexane consists of hydrogenated polybutadiene.
Согласно результатам ЯМР для 1H, а также ЯМР для 13С и ГПХ, фракция, которая была нерастворима в обоих растворителях, состоит из смеси синдиотактического полистирола, блок-сополимера синдиотактического полистирола и в высокой степени 1,4-цис-гидрированного полибутадиена.According to 1 H NMR and 13 C and GPC NMR, the fraction that was insoluble in both solvents consisted of a mixture of syndiotactic polystyrene, a block copolymer of syndiotactic polystyrene and highly 1,4-cis-hydrogenated polybutadiene.
Характеристики каждой из полученных полимерных композиций показаны в таблице V, в которой использованы те же аббревиатуры, что и в таблице IV.The characteristics of each of the obtained polymer compositions are shown in table V, which uses the same abbreviations as in table IV.
до 523,2 Кfrom 413.2 K
up to 523.2 K
Исходя из того, что было описано выше, можно видеть, что полимерная композиция с эластическими свойствами в широких температурных пределах по настоящему изобретению была разработана для того, чтобы удовлетворить тем требованиям эластических свойств, которые необходимы для применений в температурном интервале от 193,2К до 553,2К, и специалисту должно быть ясно, что варианты полимерной композиции, описанные выше и иллюстрированные в предшествующих примерах, приведены только в иллюстративных целях и не ограничивают настоящее изобретение, поскольку возможны изменения в деталях без отхода от объема изобретения.Based on what has been described above, it can be seen that the polymer composition with elastic properties over a wide temperature range of the present invention was developed in order to satisfy the requirements of elastic properties that are necessary for applications in the temperature range from 193.2K to 553 , 2K, and it should be clear to a person skilled in the art that the polymer composition options described above and illustrated in the preceding examples are for illustrative purposes only and do not limit the present invention. nly possible changes in the details without departing from the scope of the invention.
Хотя было показано и описано одно конкретное осуществление изобретения, следует подчеркнуть, что возможны многие его модификации, такие как применение нескольких добавок, заместителей винилароматического мономера или различных сопряженных диеновых мономеров. Таким образом, настоящее изобретение не должно быть истолковано как ограниченное за исключением требований предыдущего уровня техники и соответствия прилагаемой формуле изобретения и их интерпретации согласно подробному описанию.Although one specific embodiment of the invention has been shown and described, it should be emphasized that many of its modifications are possible, such as the use of several additives, substituents of a vinyl aromatic monomer or various conjugated diene monomers. Thus, the present invention should not be construed as limited except for the requirements of the prior art and compliance with the attached claims and their interpretation according to the detailed description.
Claims (42)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006107987/04A RU2314324C1 (en) | 2003-08-15 | 2003-08-15 | Polymer composition with elastomeric properties within wide temperature ranges and a method of preparing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006107987/04A RU2314324C1 (en) | 2003-08-15 | 2003-08-15 | Polymer composition with elastomeric properties within wide temperature ranges and a method of preparing the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006107987A RU2006107987A (en) | 2007-09-20 |
RU2314324C1 true RU2314324C1 (en) | 2008-01-10 |
Family
ID=39020162
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006107987/04A RU2314324C1 (en) | 2003-08-15 | 2003-08-15 | Polymer composition with elastomeric properties within wide temperature ranges and a method of preparing the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2314324C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2522568C2 (en) * | 2008-12-31 | 2014-07-20 | Бриджстоун Корпорейшн | Rubber compositions, containing polymer component with multimodal molecular-weight distribution |
-
2003
- 2003-08-15 RU RU2006107987/04A patent/RU2314324C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2522568C2 (en) * | 2008-12-31 | 2014-07-20 | Бриджстоун Корпорейшн | Rubber compositions, containing polymer component with multimodal molecular-weight distribution |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006107987A (en) | 2007-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5153159A (en) | Elastomers and products having reduced hysteresis | |
US6329459B1 (en) | Extended syndiotactic polystyrene-elastomeric block copolymers | |
EP3241855B1 (en) | Method for producing butadiene-styrene block copolymers | |
CN106009069A (en) | Rubber composition and tire | |
US3985826A (en) | Hydrogenated block copolymers of butadiene and isoprene | |
JPH0848708A (en) | Anionic initiator containing tertiary amine for use in preparation of polymer and preparation thereof | |
KR101723530B1 (en) | Method to improve cold flow resistance of polymers | |
JPH05125107A (en) | Oxolanyl cyclic acetals as anionic polymer modifier | |
US3526606A (en) | Compositions comprising a block copolymer,rubber and a process oil | |
JPH0621187B2 (en) | Butadiene rubber composition | |
US3792127A (en) | Hydrogenated block copolymers and process for preparing same | |
JPS60228511A (en) | Rubbery copolymer by solution polymerization | |
US5268413A (en) | Elastomers and products having reduced hysteresis | |
US10240019B2 (en) | Injection-foamable styrenic monomer-diolefin copolymer, a method for the preparation thereof and use thereof | |
US8039558B2 (en) | Polymer composition with elastomeric properties at wide temperature ranges and process for the preparation thereof | |
RU2314324C1 (en) | Polymer composition with elastomeric properties within wide temperature ranges and a method of preparing the same | |
US4092375A (en) | Preparation of a non-linear elastomeric copolymer | |
JPH05125225A (en) | Hydrogenated butadiene copolymer composition | |
JPH05125108A (en) | Hydrogenated butadienic copolymer | |
AU771477B2 (en) | High impact monovinylidene aromatic polymers | |
US3687889A (en) | Process for preparing oil-extending rubber | |
JPH06313013A (en) | Hydrogenated butadiene-based copolymer and its composition | |
CN110016151B (en) | Modified butadiene rubber and preparation method and application thereof | |
JPS61254650A (en) | Block copolymer composition and production thereof | |
JPS63245405A (en) | Production of modified conjugated diene rubber |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200816 |