WO2019073828A1 - 共役ジエン系ゴム - Google Patents

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WO2019073828A1
WO2019073828A1 PCT/JP2018/036453 JP2018036453W WO2019073828A1 WO 2019073828 A1 WO2019073828 A1 WO 2019073828A1 JP 2018036453 W JP2018036453 W JP 2018036453W WO 2019073828 A1 WO2019073828 A1 WO 2019073828A1
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polymer block
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拓郎 櫻井
飯塚 崇
まな 藤井
久勝 ▲はま▼
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日本ゼオン株式会社
住友化学株式会社
Zsエラストマー株式会社
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    • Y02T10/86Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Definitions

  • the present invention relates to a conjugated diene-based rubber, and more specifically, when it is used as a rubber composition, adhesion to a roll is effectively suppressed, and a rubber cross-linked product excellent in low heat buildup and steering stability is provided.
  • the present invention relates to a conjugated diene rubber that can be used.
  • the crosslinked product of the rubber composition in which silica is blended as a filler to the rubber is excellent in low heat buildup as compared with the crosslinked product of a rubber composition in which carbon black is blended, so that the rolling resistance in the case of constituting a tire is It becomes smaller. Therefore, a tire excellent in low fuel consumption can be obtained by constituting a tire using a rubber cross-linked product composed of a rubber composition blended with silica.
  • Patent Document 1 discloses that when a rubber polymer is obtained by solution polymerization, a specific polymerization initiator is used to polymerize a monomer component containing a silicon-containing vinyl compound in addition to a conjugated diene compound. Thus, a technology for making the rubber itself have an affinity to silica has been studied.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and in the case of using it as a rubber composition, adhesion to a roll is effectively suppressed, and a rubber crosslinked product excellent in low heat buildup and steering stability is provided. It is an object of the present invention to provide a conjugated diene rubber which can be provided.
  • a conjugated diene rubber is a polymer block mainly composed of isoprene monomer units and having a weight average molecular weight (Mw) in a specific range.
  • a polymer block mainly composed of 1,3-butadiene monomer units, and at least one of these polymer blocks contains a functional group capable of interacting with silica. It has been found that the above object can be achieved by incorporating a unit of a vinyl compound, and the present invention has been completed.
  • a conjugate comprising a polymer block (A) containing isoprene monomer units as a main component and a polymer block (B) containing 1,3-butadiene monomer units as a main component A diene rubber, wherein at least one of the polymer block (A) and the polymer block (B) contains a unit of a vinyl compound containing a functional group capable of interacting with silica,
  • the weight average molecular weight (Mw) of the united block (A) is in the range of 1,000 to 30,000, and the total weight average molecular weight (Mw) of the conjugated diene rubber is 50,000 to 5,000,000.
  • a conjugated diene-based rubber that is in the range is provided.
  • the content ratio of units of the vinyl compound containing a functional group capable of interacting with the silica is 0 with respect to all monomer units constituting the conjugated diene rubber. It is preferable that the content be from 0.1 to 20% by weight.
  • the conjugated diene rubber of the present invention preferably contains an aromatic vinyl monomer unit in at least one of the polymer block (A) and the polymer block (B).
  • the conjugated diene rubber of the present invention preferably has a heteroatom-containing functional group at the end of the polymer block (B).
  • a method for producing a conjugated diene rubber according to any one of the above, wherein a monomer (a) containing isoprene is polymerized by an polymerization initiator in an inert solvent and has a heavy end having an active end.
  • the step of forming a united block (A), the polymer block (A) having an active terminal, and the monomer (b) containing 1,3-butadiene are mixed to continue the polymerization reaction, Obtaining a conjugated diene polymer chain having an active end, comprising a united block (A) and a polymer block (B), at least one of the monomer (a) and the monomer (b) Further, there is provided a method for producing a conjugated diene rubber containing a vinyl compound containing a functional group capable of interacting with silica.
  • the method for producing a conjugated diene rubber of the present invention preferably further comprises the step of reacting a compound containing a heteroatom with the active end of the conjugated diene polymer chain having the active end.
  • a rubber composition containing a rubber component containing any of the above-mentioned conjugated diene rubber and silica.
  • the rubber composition of the present invention preferably further contains a crosslinking agent.
  • a rubber cross-linked product obtained by cross-linking the above rubber composition and a tire comprising the rubber cross-linked product are provided.
  • a conjugated diene-based rubber in which adhesion to a roll when used as a rubber composition is effectively suppressed, and a rubber cross-linked product excellent in low heat buildup and steering stability can be provided.
  • a method for producing such a conjugated diene rubber, and a rubber composition, a rubber cross-linked product and a tire using such a conjugated diene rubber can also be provided.
  • the conjugated diene rubber of the present invention comprises a polymer block (A) containing isoprene monomer units as the main component and a polymer block (B) containing 1,3-butadiene monomer units as the main component.
  • At least one of the polymer block (A) and the polymer block (B) contains a unit of a vinyl compound containing a functional group capable of interacting with silica
  • the weight average molecular weight (Mw) of the polymer block (A) is in the range of 1,000 to 30,000, and the total weight average molecular weight (Mw) of the entire conjugated diene rubber is 50,000 to 5, It is in the range of 000,000.
  • conjugated diene rubber of the present invention adhesion to a roll when used as a rubber composition is effectively suppressed, and a rubber cross-linked product excellent in low heat buildup and steering stability is provided. It can be done.
  • the inventors of the present invention conducted intensive studies to further enhance the low heat buildup, and found that conjugated diene rubbers and isoprene monomer units are mainly used.
  • Mw weight average molecular weight
  • B polymer block containing 1,3-butadiene monomer units as main components
  • the affinity to a filler such as silica can be further enhanced by incorporating a unit of a vinyl compound containing a functional group capable of interacting with silica in at least one polymer block of It has been found that the low heat buildup can be further improved by the above, and furthermore, not only the low heat buildup but also the steering stability can be made excellent.
  • the steering stability can be enhanced by sufficiently exhibiting the reinforcing property by the filler such as silica, but by adopting the above configuration, the reinforcing property by the filler such as silica can be sufficiently exhibited. It is thought that it is because it can do.
  • the inventors of the present invention examined the conjugated diene rubber of the present invention having the above-mentioned constitution, when the rubber composition is prepared by blending a filler such as silica and the like.
  • a filler such as silica and the like.
  • adhesion to the roll can be effectively suppressed, which has an unexpected effect which is completely different from the improvement of low heat buildup I also found what I was doing.
  • more excellent processability can also be realized by being able to effectively suppress adhesion to the roll.
  • the polymer block (A) is not particularly limited as long as the polymer block (A) has an isoprene monomer unit as a main component, and may be composed only of an isoprene monomer unit, or an isoprene monomer It may consist of a unit and a monomer unit other than an isoprene monomer unit.
  • an aromatic vinyl monomer unit is suitably mentioned, and the polymer block (A) of the present invention is added to the isoprene monomer unit It is preferable to also contain an aromatic vinyl monomer unit.
  • the content ratio of isoprene monomer units in the polymer block (A) is preferably 50% by weight or more, more preferably 70% by weight or more, and still more preferably 90% by weight or more.
  • the upper limit of the content of the isoprene monomer unit is not particularly limited, but is preferably 99% by weight or less.
  • aromatic vinyl compound for forming an aromatic vinyl monomer unit styrene, methylstyrene, ethylstyrene, t-butylstyrene, ⁇ -methylstyrene, ⁇ -methyl-p-methylstyrene, chlorostyrene, bromo Styrene, methoxystyrene, dimethylaminomethylstyrene, dimethylaminoethylstyrene, diethylaminomethylstyrene, diethylaminoethylstyrene, cyanoethylstyrene, vinyl naphthalene and the like can be mentioned.
  • the content of the aromatic vinyl monomer unit in the polymer block (A) is preferably 50% by weight or less, more preferably 30% by weight or less, and still more preferably 10% by weight or less.
  • the lower limit of the content of the aromatic vinyl monomer unit is not particularly limited, but is preferably 1% by weight or more.
  • the conjugated diene rubber according to the present invention contains, in at least one of the polymer block (A) and the polymer block (B) described later, a unit of a vinyl compound containing a functional group capable of interacting with silica.
  • the polymer block (A) will be described by exemplifying a case in which a unit of a vinyl compound containing a functional group capable of interacting with such silica is contained.
  • the unit of the vinyl compound containing an interactive functional group may be contained in at least one of the polymer block (A) and the polymer block (B) described later, so it can interact with the silica
  • the polymer block (A) does not necessarily have to be contained.
  • a functional compound capable of interacting with silica for forming a unit of a vinyl compound containing a functional group capable of interacting with silica, a functional compound capable of interacting with silica It is not particularly limited as long as it is a compound containing a group and a vinyl group.
  • the functional group capable of interacting with silica means that a covalent bond is formed between the functional group and the silica surface, or an intermolecular force weaker than the covalent bond (for example, ion-dipole Interaction, dipole-dipole interaction, hydrogen bond, van der Waals force, etc.).
  • Such functional groups capable of interacting with silica include, but are not limited to, nitrogen atom-containing functional groups, silicon atom-containing functional groups, oxygen atom-containing functional groups, and the like. From the viewpoint of high interaction, a silicon atom-containing functional group is preferred.
  • a vinyl compound containing a silicon atom-containing functional group as a preferred embodiment of a vinyl compound containing a functional group capable of interacting with silica, for example, a compound represented by the following general formula (1) is preferably used It can be used.
  • X 1 represents a single chemical bond or a hydrocarbylene group
  • X 2 , X 3 and X 4 each independently represent a substituted amino group, a hydrocarbyloxy group, or a substituted group Represents a hydrocarbyl group which may have a group.
  • X 1 is a chemical single bond or a hydrocarbylene group, preferably a chemical single bond.
  • the hydrocarbylene group include an alkylene group, an alkene diyl group, an arylene group, and a group in which an arylene group and an alkylene group are bonded.
  • the alkylene group include a methylene group, an ethylene group and a trimethylene group.
  • the alkenediyl group include a vinylene group and an ethylene-1,1-diyl group.
  • arylene group a phenylene group, a naphthylene group, a biphenylene group etc. are mentioned.
  • Examples of the group in which an arylene group and an alkylene group are bonded include a group in which a phenylene group and a methylene group are bonded, and a group in which a phenylene group and an ethylene group are bonded.
  • X 1 is a hydrocarbylene group
  • X 1 is preferably an arylene group, and more preferably a phenylene group.
  • X 2 , X 3 and X 4 each independently represent a substituted amino group, a hydrocarbyloxy group or a hydrocarbyl group which may have a substituent.
  • X 2, X 3 and X 4 is preferably at least one of a substituted amino group, of X 2, X 3 and X 4, and more preferably two of a substituted amino group.
  • the substituted amino group may constitute X 2, X 3 and X 4, is preferably a group represented by the following general formula (2).
  • R 1 and R 2 may be bonded to each other, or may not be attached, when R 1 and R 2 are not bonded to each other, R 1 and R 2 are each independently an optionally substituted hydrocarbyl group, or represents a trihydrocarbyl silyl radical, if R 1 and R 2 are attached to each other, R 1 and R 2 represents a hydrocarbylene group which may contain a nitrogen atom and / or an oxygen atom.
  • hydrocarbyl group which can constitute R 1 and R 2 , methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group And chained alkyl groups such as n-hexyl group and n-octyl group; cyclic alkyl groups such as cyclopentyl group and cyclohexyl group; aryl groups such as phenyl group, benzyl group and naphthyl group; Among these, a linear alkyl group is preferable, and a methyl group or an ethyl group is more preferable.
  • hydrocarbyl group capable of constituting R 1 and R 2 has a substituent
  • examples thereof include a hydrocarbyl group having a hydrocarbyloxy group as a substituent, and a hydrocarbyl group having a hydrocarbyloxy group as a substituent is methoxy And alkoxyalkyl groups such as methyl, ethoxymethyl and methoxyethyl; and aryloxyalkyl groups such as phenoxymethyl.
  • trihydrocarbylsilyl group which can constitute R 1 and R 2 include trialkylsilyl groups such as trimethylsilyl group, triethylsilyl group, tert-butyldimethylsilyl group and the like.
  • R 1 and R 2 are bonded to each other, as a hydrocarbylene group which can constitute R 1 and R 2 , a trimethylene group, tetramethylene group, pentamethylene group, hexamethylene group, heptamethylene group, and the like can be mentioned.
  • Alkylene groups such as octamethylene group, decamethylene group, dodecamethylene group, 2,2,4-trimethylhexane-1,6-diyl group; alkenediyl groups such as pentane-2-ene-1,5-diyl group; etc. Can be mentioned.
  • the hydrocarbylene group capable of constituting R 1 and R 2 contains a nitrogen atom and / or an oxygen atom
  • R 1 and R 2 are preferably an alkyl group, or R 1 and R 2 are preferably bonded to each other to form an alkylene group, and it is more preferable that R 1 and R 2 be an alkyl group.
  • R 1 and R 2 are more preferably methyl or ethyl.
  • R 1 and R 2 are hydrocarbyl groups
  • specific examples of the group represented by the above general formula (2) are dimethylamino, diethylamino, ethylmethylamino, Dialkylamino groups such as di-n-propylamino group, diisopropylamino group, di-n-butylamino group, diisobutylamino group, di-sec-butylamino group, di-tert-butylamino group, etc .; diphenylamino group etc. Diarylamino; and the like.
  • a dialkylamino group is preferable, and a dimethylamino group, a diethylamino group and a di-n-butylamino group are more preferable.
  • R 1 and R 2 are hydrocarbyl groups having a hydrocarbyloxy group as a substituent
  • specific examples of the group represented by the above general formula (2) are di (methoxy) Examples include di (alkoxyalkyl) amino groups such as methyl) amino group and di (ethoxymethyl) amino group.
  • R 1 and R 2 in the above general formula (2) are a trihydrocarbyl silyl group
  • R 1 and R 2 in the above general formula (2) are a trihydrocarbyl silyl group
  • R 1 and R 2 in the above general formula (2) are a trihydrocarbyl silyl group
  • R 1 and R 2 in the above general formula (2) are a trihydrocarbyl silyl group
  • R 1 and R 2 in the above general formula (2) are a trihydrocarbyl silyl group
  • R 1 and R 2 in the above general formula (2) are a trihydrocarbyl silyl group
  • trialkylsilyl group-containing amino groups such as tert-butyldimethylsilyl) amino group and N-trimethylsilyl-N-methylamino group.
  • the group represented by the above general formula (2) is preferably a dialkylamino group or a 1-alkyleneimino group, more preferably a dialkylamino group, still more preferably a dimethylamino group, a diethylamino group or a di-n-butylamino group. .
  • hydrocarbyloxy group which can constitute X 2 , X 3 and X 4 , methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, sec-butoxy group And alkoxy groups such as tert-butoxy; aryloxy groups such as phenoxy and benzyloxy; and the like.
  • hydrocarbyl group which can constitute X 2 , X 3 and X 4 , methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert group can be mentioned.
  • -Alkyl groups such as butyl group; aryl groups such as phenyl group, 4-methyl-1-phenyl group, benzyl group and the like;
  • a hydrocarbyl group having a hydrocarbyloxy group as a substituent is mentioned, and a methoxymethyl group, an ethoxymethyl group, an ethoxyethyl group And alkoxyalkyl groups such as
  • the vinyl compound containing a silicon atom-containing functional group examples include (dimethylamino) dimethylvinylsilane, (ethylmethylamino) dimethylvinylsilane, (di-n-propylamino) dimethylvinylsilane, (diisopropylamino) dimethylvinylsilane, (Dimethylamino) diethylvinylsilane, (ethylmethylamino) diethylvinylsilane, (di-n-propylamino) diethylvinylsilane, (dialkylamino) dialkylvinylsilanes such as (diisopropylamino) diethylvinylsilane; [bis (trimethyls
  • X 1 is a hydrocarbylene group
  • X 2 , X 3 and X 4 is a substituted amino group
  • the vinyl compound containing an atom-containing functional group include (dimethylamino) dimethyl-4-vinylphenylsilane, (dimethylamino) dimethyl-3-vinylphenylsilane, (diethylamino) dimethyl-4-vinylphenylsilane, (Diethylamino) dimethyl-3-vinylphenylsilane, (di-n-propylamino) dimethyl-4-vinylphenylsilane, (di-n-propylamino) dimethyl-3-vinylphenylsilane, (di-n-butylamino) ) Dimethyl-4-vinylphenylsilane, (di-n-butylamino) dimethyl-3-vin
  • the vinyl compound containing a silicon atom-containing functional group include bis (dimethylamino) methylvinylsilane, bis (diethylamino) methylvinylsilane, bis (di-n-propylamino) methylvinylsilane, bis (di-n-butyl) Amino) methylvinylsilane, bis (dimethylamino) ethylvinylsilane, bis (diethylamino) ethylvinylsilane, bis (di-n-propylamino) ethylvinylsilane, bis (dialkylamino) s such as bis (di-n-butylamino) ethylvinylsilane Alkyl vinyl
  • X 1 is a hydrocarbylene group
  • two of X 2 , X 3 and X 4 are substituted amino groups
  • the vinyl compound containing an atom-containing functional group include bis (dimethylamino) methyl-4-vinylphenylsilane, bis (dimethylamino) methyl-3-vinylphenylsilane, bis (diethylamino) methyl-4-vinyl Phenylsilane, bis (diethylamino) methyl-3-vinylphenylsilane, bis (di-n-propylamino) methyl-4-vinylphenylsilane, bis (di-n-propylamino) methyl-3-vinylphenylsilane, bis (Di-n-butylamino) methyl-4-vinylphenylsilane, bis (di-n-butylamino)
  • X 1 is a single chemical bond and three of X 2 , X 3 and X 4 are substituted amino groups.
  • the vinyl compound containing a silicon atom-containing functional group include tris (dimethylamino) vinylsilane, tris (diethylamino) vinylsilane, tris (di-n-propylamino) vinylsilane, tris (di-n-butylamino) vinylsilane And tris (dialkylamino) vinylsilane and the like.
  • X 1 is a hydrocarbylene group and three of X 2 , X 3 and X 4 are substituted amino groups
  • vinyl compound containing an atom-containing functional group include tris (dimethylamino) -4-vinylphenylsilane, tris (dimethylamino) -3-vinylphenylsilane, tris (diethylamino) -4-vinylphenylsilane, Tris (diethylamino) -3-vinylphenylsilane, tris (di-n-propylamino) -4-vinylphenylsilane, tris (di-n-propylamino) -3-vinylphenylsilane, tris (di-n-butyl) Amino) -4-vinylphenylsilane, tris (di-n-butylamino)
  • the vinyl compound containing an atom-containing functional group include trialkoxyvinylsilanes such as trimethoxyvinylsilane, triethoxyvinylsilane and tripropoxyvinylsilane; dialkoxyalkylvinylsilanes such as methyldimethoxyvinylsilane and methyldiethoxyvinylsilane; di (tert) -Pentoxy) dialkoxyarylvinylsilanes such as phenylvinylsilane and di (tert-butoxy) phenylvinylsilane; monoalkoxydialkylvinylsilanes such as dimethylmethoxyvinylsilane; tert-butoxydiphenylvinylsilane, te mono
  • bis (dimethylamino) methylvinylsilane bis (diethylamino) methylvinylsilane, bis (di-n-butylamino) methylvinylsilane are preferable, and bis (diethylamino) methylvinylsilane is preferred. Particularly preferred.
  • a vinyl compound containing a functional group capable of interacting with silica other than the compound represented by the above general formula (1) 4-N, N-bis (trimethylsilyl) aminostyrene, 3-N Bis (trialkylsilyl) aminostyrene such as N-bis (trimethylsilyl) aminostyrene; 4-bis (trimethylsilyl) aminomethylstyrene, 3-bis (trimethylsilyl) aminomethylstyrene, 4-bis (trimethylsilyl) aminoethylstyrene, Examples thereof include bis (trialkylsilyl) aminoalkylstyrenes such as 3-bis (trimethylsilyl) aminoethylstyrene; pyrrolidinoethylstyrene and the like, and among these, pyrrolidinoethylstyrene is preferable.
  • the pyrrolidinoethyl styrene may be any of an ortho form, a meta form and a para form, but a meta form and a para form are preferable, and a mixture of a meta form and a para form is more preferable.
  • a unit represented by the following general formula (3) will be introduced as a unit of a vinyl compound containing a functional group capable of interacting with one another.
  • X 5 represents a chemical single bond or a hydrocarbylene group
  • X 6 , X 7 and X 8 each independently represent a hydroxyl group, a substituted amino group, a hydrocarbyloxy group, Or a hydrocarbyl group which may have a substituent.
  • X 5 corresponds to X 1 in the compound represented by the above general formula (1)
  • X 6 , X 7 and X 8 correspond to X 2 , X 3 and X 4 in the compound represented by the above general formula (1), respectively. Therefore, in the unit represented by the general formula (3), X 5 , X 6 , X 7 and X 8 are X 1 , X 2 , X 3 and X 3 in the compound represented by the general formula (1). can be X 4 the same as, respectively.
  • the content ratio of the unit of the vinyl compound containing the functional group capable of interacting with silica in the polymer block (A) is not particularly limited, and the content relative to all the monomer units constituting the conjugated diene-based rubber
  • the proportion is preferably adjusted to be in the range of 0.01 to 20% by weight, more preferably in the range of 0.02 to 2% by weight, and particularly in the range of 0.05 to 1% by weight.
  • the polymer block (A) is an isoprene monomer unit, an aromatic vinyl monomer unit, and another monomer unit other than a unit of a vinyl compound having a functional group capable of interacting with silica. May be contained.
  • examples of other compounds constituting such other monomer units include linear olefin compounds such as ethylene, propylene and 1-butene; cyclic olefin compounds such as cyclopentene and 2-norbornene; 1,3-butadiene, 2 Conjugated diene compounds other than isoprene such as 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-chloro-1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, and 1,3-hexadiene; 1,5-hexadiene, 1, Non-conjugated diene compounds such as 6-heptadiene, 1,7-octadiene, dicyclopentadiene, and 5-ethylidene-2-norbornene; and the
  • the weight average molecular weight (Mw) of the polymer block (A) is in the range of 1,000 to 30,000, preferably in the range of 1,500 to 20,000, and more preferably 2,000 to 10, It is in the range of 000.
  • Mw weight average molecular weight
  • the weight average molecular weight (Mw) of the polymer block (A) is too small, the effect of suppressing adhesion to the roll, and the effect of improving low heat buildup and steering stability can not be obtained.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the polymer block (A) is too large, the low heat buildup of the resulting rubber cross-linked product is reduced.
  • the molecular weight distribution represented by the ratio (Mw / Mn) of weight average molecular weight (Mw) to number average molecular weight (Mn) of the polymer block (A) is preferably 1.0 to 1.5, More preferably, it is 1.0 to 1.3.
  • the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) of the polymer block (A) can be determined as a value in terms of polystyrene by gel permeation chromatography measurement.
  • the polymer block (B) is not particularly limited as long as it has a 1,3-butadiene monomer unit as a main component, and may be composed of only a 1,3-butadiene monomer unit. Or may be composed of 1,3-butadiene monomer units and monomer units other than 1,3-butadiene monomer units.
  • a monomer unit other than the 1,3-butadiene monomer unit an aromatic vinyl monomer unit is preferably mentioned, and the polymer block (B) of the present invention is 1,3- In addition to the butadiene monomer unit, it is preferable to contain an aromatic vinyl monomer unit.
  • the content ratio of 1,3-butadiene monomer units in the polymer block (B) is preferably 50% by weight or more, more preferably 55 to 95% by weight, and still more preferably 60 to 90% by weight. .
  • manufacture of conjugated diene type rubber becomes easier.
  • aromatic vinyl compound for forming the aromatic vinyl monomer unit those exemplified in the description of the polymer block (A) described above can be used, and among the above-mentioned aromatic vinyl compounds, styrene is used. preferable.
  • the content of the aromatic vinyl monomer unit is preferably 50% by weight or less, more preferably 5 to 45% by weight, and still more preferably 10 to 40% by weight.
  • the conjugated diene rubber according to the present invention contains, in at least one of the polymer block (A) and the polymer block (B) described above, a unit of a vinyl compound containing a functional group capable of interacting with silica.
  • a unit of a vinyl compound containing a functional group capable of interacting with such silica is contained only in the polymer block (A) It may be any of an embodiment contained only in the polymer block (B) or an embodiment contained in both the polymer block (A) and the polymer block (B).
  • Examples of the vinyl compound containing a functional group capable of interacting with silica for forming a unit of a vinyl compound containing a functional group capable of interacting with silica include the polymer block (A) described above. Those exemplified in the description can be used, and those exemplified as preferable in the description of the polymer block (A) described above can be suitably used.
  • the content ratio of the unit of the vinyl compound containing the functional group capable of interacting with silica in the polymer block (B) is not particularly limited, and the content relative to all the monomer units constituting the conjugated diene rubber
  • the proportion is preferably adjusted to be in the range of 0.01 to 20% by weight, more preferably in the range of 0.02 to 2% by weight, and particularly in the range of 0.05 to 1% by weight.
  • the polymer block (B) is not limited to 1,3-butadiene monomer units, aromatic vinyl monomer units, and units of vinyl compounds containing functional groups capable of interacting with silica. It may contain a monomer unit. As other compounds constituting such other monomer units, in addition to the same compounds as those exemplified in the polymer block (A) described above (with the exception of 1,3-butadiene), isoprene Can be used.
  • the content ratio of the other monomer units in the polymer block (B) is preferably 40% by weight or less, more preferably 35% by weight or less, and further preferably 25% by weight or less preferable.
  • the content ratio of the 1,3-butadiene monomer unit in the entire conjugated diene rubber of the present invention is not particularly limited, and the unit of the vinyl compound containing a functional group capable of interacting with silica
  • the content may be in the above range, but preferably 50 to 99.99% by weight, more preferably 55 to 94.98% by weight, based on all monomer units constituting the conjugated diene rubber. More preferably, it is 60 to 89.95% by weight.
  • the content ratio of the aromatic vinyl monomer unit in the whole of the conjugated diene rubber of the present invention is also not particularly limited, and the content ratio of the unit of the vinyl compound having a functional group capable of interacting with silica is The amount may be in the above range, but preferably 49.99% by weight or less, more preferably 5 to 44.98% by weight, still more preferably 10% by weight based on all monomer units constituting the conjugated diene rubber. It is ⁇ 39.95 wt%.
  • the total weight average molecular weight (Mw) of the conjugated diene rubber of the present invention is in the range of 50,000 to 5,000,000, preferably in the range of 75,000 to 3,000,000, and more preferably Is in the range of 100,000 to 1,000,000.
  • the overall molecular weight distribution represented by the ratio (Mw / Mn) of the total weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) of the conjugated diene rubber of the present invention is 1.1 to 3.0. It is preferable that the ratio is 1.2 to 2.5, more preferably 1.2 to 2.2.
  • the total weight average molecular weight (Mw) of the conjugated diene rubber and the total weight average molecular weight (Mw) can be determined as a value in terms of polystyrene by gel permeation chromatography measurement.
  • the vinyl bond content of conjugated diene monomer units (for example, isoprene monomer unit and 1,3-butadiene monomer unit) in the entire conjugated diene rubber of the present invention is preferably 1 to 90 weight. %, More preferably 3 to 85% by weight, particularly preferably 5 to 80% by weight.
  • the Mooney viscosity (ML 1 + 4 , 100 ° C.) of the conjugated diene rubber of the present invention is preferably 20 to 100, more preferably 30 to 90, and particularly preferably 35 to 80.
  • the conjugated diene rubber is an oil-extended rubber
  • the Mooney viscosity of the oil-extended rubber is preferably in the above range.
  • the glass transition temperature (Tg) of the conjugated diene rubber of the present invention is not particularly limited, but it is preferably 20 to -110 ° C, more preferably 10 to -70 ° C.
  • the glass transition temperature of the conjugated diene rubber used in the present invention is controlled, for example, by adjusting the content of the aromatic vinyl monomer unit in the conjugated diene rubber and the vinyl bond content in the conjugated diene monomer unit portion. And can be adjusted accordingly.
  • the conjugated diene rubber of the present invention comprises, for example, a step of polymerizing a monomer (a) containing isoprene with a polymerization initiator in an inert solvent to form a polymer block (A) having an active end ,
  • the polymer block (A) having the active end obtained and the monomer (b) containing 1,3-butadiene are mixed and the polymerization reaction is continued, and the polymer block (A) and the polymer block It can manufacture through the process of obtaining the conjugated diene type polymer chain which has (B) and which has an active terminal.
  • any monomer containing isoprene may be used, and the monomer composition of the polymer block (A) to be formed (the monomer composition described above) A monomer corresponding to the above may be used.
  • the polymer block (A) is composed of an isoprene monomer unit and an aromatic vinyl monomer unit
  • the monomer (a) one containing isoprene and an aromatic vinyl compound And it is sufficient.
  • the polymer block (A) when the polymer block (A) is added to the isoprene monomer unit and the aromatic vinyl monomer unit, and has a unit of a vinyl compound containing a functional group capable of interacting with silica
  • the monomer (a) may contain a vinyl compound containing a functional group capable of interacting with silica.
  • an inert solvent used for the polymerization of the monomer (a) containing isoprene to form the polymer block (A) one which is usually used in solution polymerization and which does not inhibit the polymerization reaction There is no particular limitation as long as it is.
  • the inert solvent examples include propane, n-butane, isobutane, n-pentane, isopentane, n-hexane, propene, 1-butene, isobutene, trans-2-butene, cis-2-butene, 1-pentene Chain-like or branched aliphatic hydrocarbons such as 2-pentene, 1-hexene, 2-hexene and n-heptane; alicyclic hydrocarbons such as cyclopentane and cyclohexane; benzene, ethylbenzene, toluene, xylene and the like Aromatic hydrocarbons; ether compounds such as tetrahydrofuran and diethyl ether; and the like.
  • inert solvents may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
  • the amount of the inert solvent used is not particularly limited, but it is, for example, an amount such that the monomer concentration is, for example, 1 to 80% by weight, and preferably 5 to 50% by weight.
  • the polymerization initiator used to form the polymer block (A) may be any one capable of polymerizing a monomer (a) containing isoprene to give a polymer chain having an active end, It is not particularly limited. Specific examples thereof include polymerization initiators having an organic alkali metal compound, an organic alkaline earth metal compound, and a lanthanum series metal compound as a main catalyst.
  • organic alkali metal compound for example, n-butyllithium, sec-butyllithium, t-butyllithium, hexyllithium, phenyllithium, ethyllithium, n-propyllithium, isopropyllithium, tert-octyllithium, n-decyllithium 2-naphthyllithium, 2-butylphenyllithium, 4-phenylbutyllithium, hexyllithium, cyclophenyllithium, reaction product of diisopropenylbenzene with butyllithium, organic monolithium compounds such as stilbenelithium; dilithiomethane 1,4-dilithiobutane, 1,4-dilithio-2-ethylcyclohexane, 1,3,5-trilithiobenzene, 1,3,5-tris (lithiomethyl) benzene, sec-butyllithium and
  • alkoxides such as lithium, sodium and potassium, sulfonates, carbonates, amides and the like can be mentioned. Moreover, you may use together with another organometallic compound. Furthermore, known organic alkali metal compounds disclosed in U.S. Patent No. 5,708,092, British Patent No. 2,241,239, U.S. Patent No. 5,527,753, etc. It can be used.
  • organic alkaline earth metal compound for example, di-n-butyl magnesium, di-n-hexyl magnesium, diethoxy calcium, calcium distearate, di-t-butoxy strontium, diethoxy barium, diisopropoxy barium And diethylmercaptobarium, di-t-butoxybarium, diphenoxybarium, diethylaminobarium, barium distearate, diketyl barium and the like.
  • a polymerization initiator having a lanthanum series metal compound as a main catalyst for example, a lanthanum series metal comprising a lanthanum series metal such as lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, gadolinium, a carboxylic acid, and a phosphorus-containing organic acid And a co-catalyst such as an alkylaluminum compound, an organoaluminum hydride compound, and an organoaluminum halide compound.
  • a lanthanum series metal comprising a lanthanum series metal such as lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, gadolinium, a carboxylic acid, and a phosphorus-containing organic acid
  • a co-catalyst such as an alkylaluminum compound, an organoaluminum hydride compound, and an organoalumin
  • organic monolithium compounds and organic polyvalent lithium compounds are preferably used, and organic monolithium compounds are more preferably used, from the viewpoint of industrial availability and ease of control of polymerization reaction.
  • n-butyllithium is particularly preferably used.
  • the organic alkali metal compound is previously reacted with a secondary amine such as dibutylamine, dihexylamine, dibenzylamine, pyrrolidine, piperidine, hexamethyleneimine, and heptamethyleneimine, and used as an organic alkali metal amide compound. You may One of these polymerization initiators may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
  • the organic alkali metal amide compound is not particularly limited.
  • the amount of the polymerization initiator used may be determined according to the target molecular weight, but it is preferably 4 to 250 millimoles, more preferably 6 to 200 millimoles, particularly preferably 100 to 100 grams of monomer (a) containing isoprene. Is in the range of 10 to 70 millimoles.
  • the polymerization temperature in polymerizing the monomer (a) containing isoprene is preferably in the range of ⁇ 80 to + 150 ° C., more preferably 0 to 100 ° C., still more preferably 20 to 90 ° C.
  • a polymerization mode any mode such as batch system and continuous system can be adopted.
  • a connection mode in when making a polymer block (A) into a copolymer chain, it can be set as various connection modes, such as block shape, taper shape, and random shape, for example.
  • a polar compound to the inert solvent during the polymerization Is preferred.
  • the polar compound include ether compounds such as dibutyl ether, tetrahydrofuran, and 2,2-di (tetrahydrofuryl) propane; tertiary amines such as tetramethylethylene diamine; alkali metal alkoxides; phosphine compounds; and the like.
  • ether compounds and tertiary amines are preferable, tertiary amines are more preferable, and tetramethylethylenediamine is particularly preferable.
  • One of these polar compounds may be used alone, or two or more of these polar compounds may be used in combination.
  • the amount of polar compound used may be determined according to the target vinyl bond content, and is preferably 0.01 to 30 moles, and more preferably 0.05 to 10 moles, per mole of the polymerization initiator.
  • the amount of the polar compound used is in the above range, the vinyl bond content in the isoprene monomer unit can be easily adjusted, and problems due to the deactivation of the polymerization initiator hardly occur.
  • the vinyl bond content in an isoprene monomer unit can be made to increase by increasing the usage-amount of a polar compound in the said range.
  • the content of vinyl bonds in isoprene monomer units in the polymer block (A) is preferably 3 to 90% by weight, and more preferably 5 to 80% by weight.
  • the vinyl bond content in an isoprene monomer unit means an isoprene monomer unit having a 1,2-structure and a 3,4-structure in the isoprene monomer unit. It refers to the proportion of the total amount of isoprene monomer units.
  • a polymer block (A) having an active end obtained by polymerizing a monomer (a) containing isoprene and a monomer (b) containing 1,3-butadiene are mixed.
  • the polymer block (B) can be formed continuously with the polymer block (A), whereby the polymer block (A) and the polymer block (B) are provided.
  • a conjugated diene polymer chain having an active end can be obtained.
  • the polymer block (B) thus formed has active ends, while the active ends disappear from the polymer block (A).
  • the monomer (b) for forming the polymer block (B) may be any one containing 1,3-butadiene, and the monomer composition of the polymer block (B) to be formed (described above A monomer corresponding to the monomer composition) may be used.
  • the polymer block (B) is composed of 1,3-butadiene monomer units and aromatic vinyl monomer units
  • 1,3-butadiene and It may contain an aromatic vinyl compound.
  • the polymer block (B) is added to a 1,3-butadiene monomer unit and an aromatic vinyl monomer unit to have a vinyl compound unit containing a functional group capable of interacting with silica.
  • the monomer (b) may contain a vinyl compound containing a functional group capable of interacting with the silica. Just do it.
  • the conjugated diene rubber of the present invention contains a vinyl compound unit containing a functional group capable of interacting with silica in at least one of the polymer block (A) and the polymer block (B) described above. It is Therefore, in the above-mentioned production method, a monomer (a) containing isoprene used to form the polymer block (A), and 1,3- (one) used to form the polymer block (B). At least one of the butadiene-containing monomers (b) may contain a vinyl compound containing a functional group capable of interacting with silica.
  • the inert solvent used for polymerizing the monomer (b) containing 1,3-butadiene to form the polymer block (B) is not particularly limited, and the same as the above-mentioned inert solvents Can be used.
  • the amount of the polymer block (A) having an active end may be determined according to the target molecular weight when forming the polymer block (B), but a monomer containing 1,3-butadiene (B) It is preferably in the range of 0.1 to 5 millimoles, more preferably 0.15 to 2 millimoles, and still more preferably 0.2 to 1.5 millimoles per 100 g.
  • the mixing method of the polymer block (A) and the monomer (b) containing 1,3-butadiene is not particularly limited, and the active end in the solution of the monomer (b) containing 1,3-butadiene
  • a polymer block (A) having the following formula may be added, or a monomer (b) containing 1,3-butadiene may be added to a solution of the polymer block (A) having an active end.
  • a method in which a polymer block (A) having an active end is added to a solution of a monomer (b) containing 1,3-butadiene is preferable.
  • the polymerization temperature in polymerizing the monomer (b) containing 1,3-butadiene is preferably in the range of ⁇ 80 to + 150 ° C., more preferably 0 to 100 ° C., still more preferably 20 to 90 ° C.
  • a polymerization mode any mode such as batch system and continuous system can be adopted.
  • a batch system is preferable at the point which is easy to control the randomness of coupling
  • the bonding manner of each monomer may be, for example, various bonding manners such as block, taper, and random. Among these, random is preferable. By making it random, the low heat buildup of the resulting rubber cross-linked product can be further improved.
  • the vinyl bond content in the isoprene monomer unit in the polymer block (A) is adjusted As with the time it is preferred to add the polar compound to the inert solvent during the polymerization.
  • an amount of polar compound sufficient to control the vinyl bond content in the 1,3-butadiene monomer unit in the polymer block (B) to the inert solvent In the case where is added, it is not necessary to newly add a polar compound.
  • a polar compound used to adjust the vinyl bond content the same one as the above-mentioned polar compound can be used.
  • the use amount of the polar compound may be determined according to the target vinyl bond content, and the polymerization initiation used in the first polymerization reaction (the polymerization reaction for forming the first polymer block (A)) It may be adjusted preferably in the range of 0.01 to 100 mol, more preferably 0.1 to 30 mol, per 1 mol of the agent. When the amount of the polar compound used is in this range, it is easy to control the vinyl bond content in the 1,3-butadiene monomer unit, and problems due to the deactivation of the polymerization initiator hardly occur.
  • the vinyl bond content in the 1,3-butadiene monomer unit in the polymer block (B) is preferably 1 to 90% by weight, more preferably 3 to 85% by weight, particularly preferably 5 to 80% by weight. is there.
  • the conjugated diene-based polymer chain having an active end is composed of a polymer block (A) -polymer block (B) and an end of the polymer block (B) Is preferably an active end, but may have a plurality of polymer blocks (A) or may have other polymer blocks.
  • conjugated diene-based polymer chains having active terminals such as polymer block (A) -polymer block (B) -polymer block (A) can be mentioned.
  • active ends are formed at the ends of the polymer block (A) formed subsequently to the polymer block (B).
  • the amount of isoprene used is the first polymerization reaction (the polymerization reaction for forming the first polymer block (A)
  • the amount is preferably 10 to 100 moles, more preferably 15 to 70 moles, and particularly preferably 20 to 35 moles relative to 1 mole of the polymerization initiator used in the above.
  • a coupling agent conventionally used conventionally, or A solution of a conjugated diene rubber can be obtained by inactivating the active end by adding an alcohol such as methanol, ethanol and isopropanol or a polymerization terminator such as water to the polymerization system.
  • conjugated diene rubber obtained as described above is reacted, if desired, with a phenolic stabilizer, a phosphorus stabilizer, an antioxidant such as a sulfur stabilizer, a crumb agent, a scale inhibitor, etc. Then, the polymerization solvent is separated from the reaction solution by direct drying, steam stripping or the like to recover a solid conjugated diene rubber.
  • an extender oil may be blended to make a conjugated diene-based rubber an oil-extended rubber. Examples of the extender oil include paraffinic, aromatic and naphthenic petroleum-based softeners, plant-based softeners, and fatty acids.
  • the content of polycyclic aromatics extracted by the method of IP 346 is less than 3%.
  • the amount used is usually 5 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conjugated diene rubber.
  • the weight ratio of the polymer block (A) to the polymer block (B) in the conjugated diene rubber according to the present invention (when there are a plurality of polymer blocks (A) and polymer blocks (B), the total of each)
  • the weight ratio based on weight) is preferably 0.001 to 0.2 (weight of polymer block (A)) / (weight of polymer block (B)), and it is preferably 0.005 to 0.2 It is more preferably 0.1, and particularly preferably 0.01 to 0.05.
  • the conjugated diene rubber of the present invention may be one in which the polymer chain end is modified with a hetero atom-containing functional group from the viewpoint of further enhancing the affinity to silica.
  • the hetero atom-containing functional group is not particularly limited as long as it is a group containing a hetero atom, but a group containing at least one selected from nitrogen atom, oxygen atom, and silicon atom as a hetero atom is preferable, A group containing a nitrogen atom or a silicon atom is more preferable, and a group containing a silicon atom is particularly preferable from the viewpoint of the affinity to silica.
  • the hetero atom-containing functional group is, for example, a hetero atom-containing compound at the active end of a conjugated diene polymer chain having an active end, having the polymer block (A) and the polymer block (B) obtained by the above-mentioned production method Can be introduced at the polymer chain end of the conjugated diene rubber.
  • a siloxane compound As a compound containing a silicon atom used when making a hetero atom containing functional group into a functional group containing a silicon atom, a siloxane compound can be used suitably, for example.
  • the siloxane compound is not particularly limited as long as it has a siloxane structure (-Si-O-) as a main chain, and is preferably an organosiloxane having an organic group in its side chain, and is represented by the following general formula (4) More preferred are polyorganosiloxanes.
  • R 3 to R 10 each represent an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and these may be identical to or different from each other .
  • X 9 and X 12 each comprise an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and a group having 4 to 12 carbon atoms containing an epoxy group It is any group selected from the group, and these may be the same as or different from each other.
  • X 10 is an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or a group having 4 to 12 carbon atoms containing an epoxy group, and when there are a plurality of X 10 's , they may be the same or different from each other Good.
  • X 11 is a group containing a repeating unit of 2 to 20 alkylene glycol, and when there are a plurality of X 11 , they may be identical to or different from each other.
  • m is an integer of 1 to 200
  • n is an integer of 0 to 200
  • k is an integer of 0 to 200
  • m + n + k is 1 or more.
  • examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which can constitute R 3 to R 10 , X 9 and X 12 in the above general formula (4) are And methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, butyl, pentyl, hexyl and cyclohexyl groups.
  • examples of the aryl group having 6 to 12 carbon atoms include a phenyl group and a methylphenyl group. Among these, methyl and ethyl are preferable from the viewpoint of easiness of production of polyorganosiloxane itself.
  • examples of the alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms which can constitute X 9 , X 10 and X 12 include, for example, a methoxy group, an ethoxy group and a propoxy group. And isopropoxy group and butoxy group. Among these, a methoxy group and an ethoxy group are preferable from the viewpoint of easiness of production of polyorganosiloxane itself.
  • examples of the group having 4 to 12 carbon atoms containing an epoxy group capable of constituting X 9 , X 10 and X 12 include, for example, And groups represented by 5).
  • -Z 1 -Z 2 -E (5) In the above general formula (5), Z 1 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, or an alkyl arylene group, Z 2 is a methylene group, a sulfur atom or an oxygen atom, and E is a carbon having an epoxy group It is a hydrocarbon group of several 2 to 10.
  • the group represented by the general formula (5) is preferably a Z 2 is an oxygen atom, Z 2 is an oxygen atom, and is more preferable E is a glycidyl group, Z 1 is carbon It is particularly preferable that it is an alkylene group of the number 1 to 3, Z 2 is an oxygen atom, and E is a glycidyl group.
  • X 9 and X 12 among the above, among the above, a group having 4 to 12 carbon atoms containing an epoxy group, or 1 to 6 carbon atoms Alkyl groups are preferred.
  • X 10 is preferably an epoxy group-containing group having 4 to 12 carbon atoms. More preferably, X 9 and X 12 are an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and X 10 is an epoxy group-containing group having 4 to 12 carbon atoms.
  • the group represented by the following general formula (6) is preferable as a group containing a repeating unit of X 11 , ie, an alkylene glycol of 2 to 20.
  • t is an integer of 2 to 20
  • X 13 is an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms or an alkyl arylene group
  • R 11 is a hydrogen atom or a methyl group
  • X 14 is It is an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms or an aryloxy group.
  • t is an integer of 2 to 8
  • X 13 is an alkylene group having 3 carbon atoms
  • R 11 is a hydrogen atom
  • X 14 is a methoxy group are preferable.
  • m is an integer of 1 to 200, preferably an integer of 20 to 150, and more preferably an integer of 30 to 120.
  • m is 1 to 200, the production of the polyorganosiloxane itself represented by the above general formula (4) becomes easier, the viscosity does not become too high, and the handling becomes easier.
  • n is an integer of 0 to 200, preferably an integer of 0 to 150, and more preferably an integer of 0 to 120.
  • k is an integer of 0 to 200, preferably an integer of 0 to 150, and more preferably an integer of 0 to 130.
  • the total number of m, n and k is 1 or more, preferably 3 to 400, more preferably 20 to 300, and particularly preferably 30 to 250.
  • the reaction between the polyorganosiloxane represented by the above general formula (4) and the conjugated diene polymer chain having an active end tends to proceed, and m
  • the total number of n and k is 400 or less, the production of the polyorganosiloxane itself represented by the general formula (4) is facilitated, the viscosity is not too high, and the handling is also facilitated.
  • a compound represented by the following general formula (7) or a vinyl compound containing a silicon-containing functional group represented by the above general formula (1) can also be suitably used.
  • X 15 ⁇ X 17 are each independently a group represented by group or -OR 14, represented by -R 13 (R 13, R 14, the number of carbon atoms It is an alkyl group of 1 to 6 or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably a methyl group or an ethyl group, and particularly preferably a methyl group .), of the X 15 ⁇ X 17, a group of at least one represented by -OR 14, among the X 15 ⁇ X 17, is preferably a group all represented by -OR 14.
  • R 12 is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, preferably an alkylene group having 2 to 5 carbon atoms, and particularly preferably a trimethylene group.
  • X 18 and X 19 each independently represent a group represented by -R 15 or a group represented by -SiR 16 R 17 R 18 (R 15 , R 16 , R 17 , R 18 represents It is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and may contain a silicon atom, a nitrogen atom, or an oxygen atom, preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, More preferably, it is a methyl group or an ethyl group, and particularly preferably an ethyl group.), X 18 and X 19 are preferably a group represented by —R 15 . Also, instead of X 17 and X 19 , the silicon atom and the nitrogen atom in the general formula (7) may be directly and covalently
  • R 19 to R 22 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, preferably a hydrogen atom.
  • R 23 is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, preferably an alkylene group having 2 to 5 carbon atoms, and particularly preferably a trimethylene group.
  • R 24 and R 25 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and more preferably a methyl group or an ethyl group, Particularly preferred is a methyl group.
  • N, N'- dimethyl urea, N, N'- diethyl urea, N, N, N ', N is mentioned, for example.
  • Urea compounds such as '-tetramethylurea and N, N-dimethyl-N', N'-diphenylurea; such as succinimide, N-methylsuccinimide, maleimide, N-methylmaleimide, phthalimide and N-methylphthalimide Imide compounds; 1,3-diethyl-2-imidazolidinone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, 1,1-dipropyl-2-imidazolidinone, 1-methyl-3-ethyl-2-imidazo Lidinone, 1-methyl-3-propyl-2-imidazolidinone, 1-methyl-3-butyl-2-imidazolidinone, 1-methyl-3- (2-methoxyethyl) N-alkyl substitution such as -2-imidazolidinone, 1-methyl-3- (2-ethoxyethyl) -2-imidazolidinone, 1,3-di- (2-ethoxyethyl) -2-imidazolid
  • Conjugated diene-based polymer chain having an active end having the polymer block (A) and the polymer block (B) obtained by the above-mentioned production method (hereinafter, suitably, “conjugated diene-based polymer chain having an active end”)
  • the method of reacting the hetero atom-containing compound with the hetero atom-containing compound is not particularly limited, and examples thereof include a method of mixing them in a solvent in which they can be dissolved.
  • the solvent used at this time those exemplified as the inert solvent used in the polymerization of the conjugated diene polymer chain having an active end having the polymer block (A) and the polymer block (B) described above are used. be able to.
  • a hetero atom-containing compound is added to the polymerization solution used for the polymerization to obtain a conjugated diene polymer chain having an active end, having a polymer block (A) and a polymer block (B).
  • the method of addition is simple and preferred.
  • the hetero atom-containing compound may be dissolved in an inert solvent and added to the polymerization system.
  • the reaction temperature is not particularly limited, but is usually 0 to 120 ° C.
  • the reaction time is also not particularly limited, but is usually 1 minute to 1 hour.
  • the amount of the hetero atom-containing compound used in the reaction between the conjugated diene polymer chain having an active end and the hetero atom-containing compound is the first polymerization reaction (the first polymer block (A) is formed)
  • the amount is preferably 0.01 to 10 mol, more preferably 0.1 to 5 mol, per 1 mol of the polymerization initiator used in the polymerization reaction (a).
  • the amount of the hetero atom-containing compound used is in the above range, the low heat buildup of the resulting crosslinked rubber can be further enhanced.
  • siloxane compounds such as polyorganosiloxane represented by the said General formula (4)
  • a hetero atom containing compound let the number-of-moles per siloxane structure (-Si-O-) be the said range. Is preferred.
  • the timing of adding the hetero atom-containing compound to the solution containing the conjugated diene polymer chain having an active end is not particularly limited, the polymerization reaction is not completed, and the conjugated diene polymer chain having an active end is In a state in which the solution containing the monomer also contains a monomer, more specifically, the solution containing a conjugated diene polymer chain having an active end is 100 ppm or more, more preferably 300 to 50,000 ppm as a single agent. It is desirable to add the heteroatom containing compound to this solution in the state of containing the mer.
  • the side reaction between the conjugated diene polymer chain having an active end and the impurities contained in the polymerization system can be suppressed to control the reaction well. It becomes possible.
  • it does not specifically limit as timing to which these are added and made to react It is good also as an aspect which simultaneously adds and makes it react simultaneously, Or when using 2 types of compounds as a hetero atom containing compound, after adding only 1 type beforehand and making it react, the remaining 1 type may be added and made to react.
  • addition timing can be made into two steps or three or more steps.
  • a hetero atom-containing compound is added to a solution containing a conjugated diene polymer chain having an active end and reacted, and then an organic metal compound is further mixed.
  • an organic metal compound is further mixed.
  • a heteroatom-containing compound may be further added and further reacted.
  • a hetero atom-containing functional group is formed at the end of at least a part of the conjugated diene polymer chain. It can be combined.
  • the conjugated diene-based polymer chain after the reaction is one in which a hetero atom-containing functional group is introduced at the polymer chain terminal, but in addition to this, it is unmodified without being modified with the hetero atom-containing functional group It may contain a conjugated diene polymer chain.
  • conjugated diene polymer chain having an active end one having an active end of the polymer block (A) (for example, polymer block (A) -polymer block (B) -polymer block (A)
  • a hetero atom-containing functional group is introduced at the end of the polymer block (A) by reacting the hetero atom-containing compound at the end of the polymer block (A) using the polymer chain represented by).
  • a polymer block (B) having an active end for example, a polymer block (A)-a polymer chain represented by a polymer block (B)
  • a hetero atom-containing functional group may be introduced at the end of the polymer block (B) by reacting the hetero atom-containing compound at the end of the united block (B).
  • the terminal of the polymer block (B) is reacted with a hetero atom-containing compound to obtain a hetero atom-containing functional group at the end of the polymer block (B) It is preferred to introduce a group.
  • a conjugated diene polymer chain having an active end in a state before reacting a hetero atom-containing compound with a conjugated diene polymer chain having an active end, or after reacting a hetero atom-containing compound In the state where it remains, a part of the active end of the conjugated diene-based polymer chain having an active end may be a coupling agent etc. conventionally used so far as the effect of the present invention is not inhibited.
  • the coupling may be carried out by adding it into the polymerization system.
  • a polymerization terminator such as alcohol, such as methanol, ethanol and isopropanol or water is added to react with the active end. It is preferable to inactivate the
  • a solution of a conjugated diene rubber having a hetero atom-containing functional group at the end thereof is optionally treated with a phenolic stabilizer, a phosphorus stabilizer, and a sulfur stabilizer. , Etc. are added to the reaction solution, and then the polymerization solvent is separated from the reaction solution by direct drying or steam stripping, etc. to obtain a solid, hetero atom-containing functional group.
  • a conjugated diene rubber having a group at the end is recovered.
  • a polymerizing solution may be mixed with an extender oil, and the conjugated diene rubber may be recovered as an oil-extended rubber.
  • the extender oil those described above can be used in the above-mentioned amounts used.
  • the rubber composition of the present invention is a composition comprising silica in addition to the rubber component containing the conjugated diene rubber of the present invention described above.
  • the rubber composition of the present invention may contain another rubber other than the conjugated diene rubber of the present invention described above.
  • Other rubbers include, for example, modified natural rubber (epoxidized natural rubber (ENR), hydrogenated natural rubber (HNR), deproteinized natural rubber (DPNR), high purity natural rubber (UPNR), grafted natural rubber, etc. High-quality natural rubber), polyisoprene rubber, emulsion-polymerized styrene-butadiene copolymer rubber, solution-polymerized styrene-butadiene copolymer rubber, polybutadiene rubber (high cis-BR, low cis BR).
  • EMR epoxidized natural rubber
  • HNR hydrogenated natural rubber
  • DPNR deproteinized natural rubber
  • UPNR high purity natural rubber
  • grafted natural rubber etc.
  • High-quality natural rubber polyisoprene rubber
  • the polybutadiene rubber may be a polybutadiene rubber containing crystal fibers made of 1,2-polybutadiene polymer), styrene-isoprene copolymer rubber, butadiene-isoprene copolymer rubber, styrene-isoprene-butadiene copolymer rubber, acrylonitrile- Butadiene copolymer rubber, acrylonitrile-styrene-butadiene copolymer , Butyl rubber (IIR), ethylene - propylene copolymer, chloroprene rubber, nitrile chloroprene rubber, and nitrile isoprene rubber, of such, refers to non-conjugated diene rubber described above.
  • styrene-isoprene copolymer rubber butadiene-isoprene copolymer rubber
  • natural rubber polyisoprene rubber, polybutadiene rubber, and solution-polymerized styrene-butadiene copolymer rubber are preferable.
  • These rubbers can be used alone or in combination of two or more of natural rubber and polybutadiene rubber, natural rubber and styrene-butadiene copolymer rubber, and the like.
  • the conjugated diene rubber of the present invention preferably accounts for 10 to 100% by weight of the rubber component in the rubber composition, and particularly preferably 50 to 100% by weight.
  • the conjugated diene rubber of the present invention in the rubber component at such a ratio, a rubber cross-linked product excellent in low heat buildup and steering stability can be obtained.
  • silica used in the present invention examples include dry method white carbon, wet method white carbon, colloidal silica, precipitated silica, calcium silicate, aluminum silicate and the like.
  • wet process white carbon mainly comprising hydrous silicic acid is preferable.
  • a carbon-silica dual phase filler in which silica is supported on a carbon black surface may be used.
  • These silicas can be used alone or in combination of two or more.
  • nitrogen adsorption specific surface area of silica used is preferably 20 ⁇ 400m 2 / g, more preferably 50 ⁇ 220m 2 / g, particularly preferably 80 ⁇ 170m 2 / g.
  • the pH of silica is preferably 5 to 10.
  • silica used in the present invention those having a dibutyl phthalate (DBP) absorption value of preferably in the range of about 100 to about 400, and particularly in the range of about 150 to about 300 are preferable.
  • DBP dibutyl phthalate
  • silica used in the present invention those having an average ultimate particle diameter in the range of 0.01 to 0.05 ⁇ m as measured by an electron microscope are preferable, but the average ultimate particle diameter of silica is not limited to this range, and further smaller. Or even larger.
  • silica used in the present invention various commercially available silicas can be used, for example.
  • Hi-Sil manufactured by PPG Industries 210, Hi-Sil 233, Hi-Sil 243 LD; Zeosil 1115 MP, Zeosil 1165 MP manufactured by Rhodia, Zeosil 165 GR; ULTRASIL VN 2 manufactured by EVONIK, ULTRASIL VN 3;
  • the compounding amount of silica in the rubber composition of the present invention is preferably 10 to 250 parts by weight, more preferably 15 to 150 parts by weight, further preferably 20 with respect to 100 parts by weight of the rubber component in the rubber composition. It is ⁇ 130 parts by weight.
  • the rubber composition of the present invention may further contain a silane coupling agent from the viewpoint of further improving the low heat buildup.
  • the silane coupling agent is not particularly limited, and various silane coupling agents can be used, but in the present invention, sulfide type, mercapto type, protected mercapto type (for example, those having a carbonylthio group) Thiocyanate based, vinyl based, amino based, methacrylate based, glycidoxy based, nitro based, epoxy based or chloro based silane coupling agents can be suitably used.
  • silane coupling agent examples include bis (3- (triethoxysilyl) propyl) disulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) trisulfide, bis (3- (triethoxysilyl) propyl) tetrasulfide, ⁇ -Mercaptopropyltriethoxysilane, 3- [Ethoxybis (3,6,9,12,15-pentaoxaoctacosan-1-yloxy) silyl] -1-propanethiol, 3-octanoylthio-1-propyl-triethoxysilane , 3-Trimethoxysilylpropyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, ⁇ -trimethoxysilylpropylbenzothiazyl tetrasulfide, 3-trimethoxysilylpropylbenzothiazole tetrasulfide
  • silane coupling agents can be used alone or in combination of two or more.
  • these 1 type (s) or 2 or more types may be previously oligomerized, and you may use in the oligomerized state.
  • the compounding amount of the silane coupling agent is preferably 0.1 to 30 parts by weight, more preferably 1 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of silica.
  • the rubber composition of the present invention may further contain carbon black such as furnace black, acetylene black, thermal black, channel black, and graphite. Among these, furnace black is preferred. These carbon blacks can be used alone or in combination of two or more.
  • the compounding amount of carbon black is usually 120 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the rubber component in the rubber composition.
  • the method of adding silica to the rubber component containing the conjugated diene rubber of the present invention is not particularly limited, and a method of adding and kneading to a solid rubber component (dry kneading method) and conjugated diene rubber A method (wet-kneading method) or the like which is added to a solution containing the above to coagulate and dry it can be applied.
  • the rubber composition of the present invention preferably further contains a crosslinking agent.
  • the crosslinking agent include sulfur, sulfur-containing compounds such as sulfur halide, organic peroxides, quinone dioximes, organic polyhydric amine compounds, alkylphenol resins having a methylol group, and the like. Among these, sulfur is preferably used.
  • the compounding amount of the crosslinking agent is preferably 0.1 to 15 parts by weight, more preferably 0.5 to 5 parts by weight, particularly preferably 1 to 4 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component in the rubber composition. It is.
  • a crosslinking accelerator in addition to the above components, according to a conventional method, a crosslinking accelerator, a crosslinking activator, an antiaging agent, a filler (except for the above silica and carbon black), an activator, a processing oil
  • blending agents such as plasticizer, lubricant, tackifier, etc.
  • crosslinking accelerator When using sulfur or a sulfur-containing compound as a crosslinking agent, it is preferable to use a crosslinking accelerator and a crosslinking activator in combination.
  • a crosslinking accelerator for example, sulfenamide crosslinking accelerator; guanidine crosslinking accelerator; thiourea crosslinking accelerator; thiazole crosslinking accelerator; thiuram crosslinking accelerator; dithiocarbamic acid crosslinking accelerator; xanthogenic acid Crosslinking accelerators; and the like.
  • those containing a sulfenamide crosslinking accelerator are preferable.
  • These crosslinking accelerators may be used alone or in combination of two or more.
  • the compounding amount of the crosslinking accelerator is preferably 0.1 to 15 parts by weight, more preferably 0.5 to 5 parts by weight, particularly preferably 1 to 4 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component in the rubber composition. It is a department.
  • crosslinking activator examples include higher fatty acids such as stearic acid; zinc oxide; and the like. These crosslinking activators may be used alone or in combination of two or more.
  • the compounding amount of the crosslinking activator is preferably 0.05 to 20 parts by weight, particularly preferably 0.5 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component in the rubber composition.
  • each component may be kneaded according to a conventional method.
  • a component other than a thermally unstable component such as a crosslinking agent or a crosslinking accelerator and the conjugated diene rubber are kneaded.
  • a thermally unstable component such as a crosslinking agent or a crosslinking accelerator can be mixed with the kneaded product to obtain the intended composition.
  • the kneading temperature of the component excluding the thermally unstable component and the conjugated diene rubber is preferably 80 to 200 ° C., more preferably 120 to 180 ° C., and the kneading time is preferably 30 seconds to 30 minutes. is there.
  • the mixture of the kneaded product and the thermally unstable component is usually carried out after cooling to 100 ° C. or less, preferably 80 ° C. or less.
  • the crosslinked rubber product of the present invention is obtained by crosslinking the above-described rubber composition of the present invention.
  • the cross-linked rubber of the present invention can be molded using, for example, a molding machine corresponding to a desired shape, for example, an extruder, an injection molding machine, a compressor, a roll, etc. using the rubber composition of the present invention and heated.
  • the cross-linking reaction can be carried out by the above to fix the shape as a rubber cross-linked product. In this case, crosslinking may be carried out in advance, or crosslinking may be carried out simultaneously with molding.
  • the molding temperature is usually 10 to 200 ° C., preferably 25 to 120 ° C.
  • the crosslinking temperature is usually 100 to 200 ° C., preferably 130 to 190 ° C.
  • the crosslinking time is usually 1 minute to 24 hours, preferably 2 minutes to 12 hours, particularly preferably 3 minutes to 6 hours. .
  • the cross-linking may not be sufficiently cross-linked to the inside.
  • a heating method a general method used for crosslinking of rubber such as press heating, steam heating, oven heating, hot air heating may be appropriately selected.
  • the conjugated diene rubber according to the present invention comprises a polymer block (A) mainly composed of isoprene monomer units and having a weight average molecular weight (Mw) in a specific range, and a 1,3-butadiene monomer unit And at least one of these polymer blocks contains a unit of a vinyl compound containing a functional group capable of interacting with silica.
  • the affinity to the filler such as silica is high, whereby the filler such as silica Can be well dispersed, and furthermore, the reinforcing property by the filler such as silica can be sufficiently exhibited. Therefore, the rubber cross-linked product of the present invention obtained by using such a conjugated diene rubber of the present invention is excellent in low heat buildup and steering stability.
  • the cross-linked rubber of the present invention makes use of its excellent low heat buildup and steering stability, and, for example, in tires, materials of tire parts such as cap tread, base tread, carcass, sidewall, bead portion; hose, belt Materials for mats, anti-vibration rubbers, and other various industrial products; impact modifiers for resins; resin film buffer agents; shoe soles; rubber shoes; golf balls;
  • the rubber cross-linked product of the present invention is excellent in low heat buildup and steering stability, it can be suitably used as a material of a tire, particularly as a material of a low fuel consumption tire, and is most suitable for tread applications.
  • the weight average molecular weight (Mw) and the molecular weight distribution (Mw / Mn) were determined based on the obtained chart by obtaining a chart based on the molecular weight in terms of polystyrene by gel permeation chromatography.
  • the specific measurement conditions of gel permeation chromatography were as follows. Measuring machine: High-performance liquid chromatograph (manufactured by Tosoh Corporation, trade name "HLC-8220") Column: Toso Co., Ltd., trade name "GMH-HR-H” was connected in series two in series.
  • Detector Differential Refractometer Eluent: Tetrahydrofuran Column temperature: 40 ° C
  • the weight-average molecular weight (Mw) of this polymer block (A1) is 6,500, the molecular weight distribution (Mw / Mn) is 1.10, the content of styrene monomer units is 7.5% by weight, isoprene monomer units The content was 92.5% by weight, and the vinyl bond content was 7.0% by weight.
  • Preparation Example 2 Preparation of Polymer Block (A2) Having Active Ends 134.3 g of cyclohexane and 1.0 mmol of tetramethylethylenediamine were added to a 800 ml container purged with nitrogen, and further, 10.0 mmol of n-butyllithium was added. Was added. Then, 36.1 g of isoprene and 2.9 g of styrene were slowly added, and reacted for 120 minutes in a vessel at 50 ° C. to obtain a polymer block (A2) having active ends.
  • the weight-average molecular weight (Mw) of this polymer block (A2) is 5,700, the molecular weight distribution (Mw / Mn) is 1.09, the content of styrene monomer units is 7.4% by weight, and isoprene monomer units The content was 92.6% by weight, and the vinyl bond content was 7.3% by weight.
  • the conjugated diene rubber of The weight average molecular weight (Mw) of the conjugated diene rubber of Example 1 obtained was 431,000, the styrene monomer unit content was 27% by weight, and the vinyl bond content was 59% by weight.
  • the content of bis (diethylamino) methylvinylsilane monomer unit in the obtained conjugated diene rubber of Example 1 was 0.15% by weight.
  • Example 2 After charging 792 g of cyclohexane, 0.71 mmol of tetramethylethylenediamine, 76.3 g of 1,3-butadiene, 28.7 g of styrene, and 0.144 g of bis (diethylamino) methylvinylsilane in a nitrogen atmosphere in a stirred autoclave, the above-mentioned production is performed.
  • the polymer block (A1) having an active end obtained in Example 1 was added in an amount of 0.51 mmol in terms of lithium atom content, and polymerization was initiated at 60 ° C.
  • methanol was added in an amount corresponding to 2 moles of n-butyllithium used to obtain a solution containing a conjugated diene rubber.
  • an antiaging agent (trade name "Irganox 1520L", manufactured by BASF Corp.), 0.15 part to 100 parts of conjugated diene rubber, and extension oil (trade name "Aromax T-DAE", JX Nippon Oil & Energy Co., Ltd.) is added by 37.5 parts to 100 parts of conjugated diene rubber, respectively, the solvent is removed by steam stripping, and vacuum drying is carried out at 60 ° C. for 24 hours to obtain solid state
  • the content of bis (diethylamino) methylvinylsilane monomer unit in the obtained conjugated diene rubber of Example 2 was 0.15% by weight.
  • Example 3 After charging 792 g of cyclohexane, 0.71 mmol of tetramethylethylenediamine, 76.3 g of 1,3-butadiene, 28.7 g of styrene, and 0.144 g of bis (diethylamino) methylvinylsilane in a nitrogen atmosphere in a stirred autoclave, the above-mentioned production is performed.
  • the polymer block (A1) having an active end obtained in Example 1 was added in an amount of 0.51 mmol in terms of lithium atom content, and polymerization was initiated at 60 ° C.
  • the polyorganosiloxane represented by the following formula (9) is a repetition of -Si-O- It was added so as to be 0.65 mmol in terms of the number of units, and reacted for 30 minutes. Thereafter, as a polymerization terminator, methanol was added in an amount corresponding to 2 moles of n-butyllithium used to obtain a solution containing a conjugated diene rubber.
  • an antiaging agent (trade name "Irganox 1520L", manufactured by BASF Corp.), 0.15 part to 100 parts of conjugated diene rubber, and extension oil (trade name "Aromax T-DAE", JX Nippon Oil & Energy Co., Ltd.) is added by 37.5 parts to 100 parts of conjugated diene rubber, respectively, the solvent is removed by steam stripping, and vacuum drying is carried out at 60 ° C. for 24 hours to obtain solid state
  • the conjugated diene rubber of The weight average molecular weight (Mw) of the conjugated diene rubber of Example 3 obtained was 827,000, the content of styrene monomer units was 27% by weight, and the content of vinyl bonds was 59% by weight.
  • the content of bis (diethylamino) methylvinylsilane monomer unit in the obtained conjugated diene rubber of Example 3 was 0.15% by weight.
  • Example 4 After charging 792 g of cyclohexane, 0.71 mmol of tetramethylethylenediamine, 76.3 g of 1,3-butadiene, 28.7 g of styrene, and 0.144 g of bis (diethylamino) methylvinylsilane in a nitrogen atmosphere in a stirred autoclave, the above-mentioned production is performed.
  • the polymer block (A1) having an active end obtained in Example 1 was added in an amount of 0.51 mmol in terms of lithium atom content, and polymerization was initiated at 60 ° C.
  • the polymerization reaction is continued for 60 minutes, and after confirming that the polymerization conversion ratio is in the range of 95% to 100%, the polyorganosiloxane represented by the above general formula (9) is converted to -Si-O- It was added so as to be 1.68 mmol in terms of the number of repeating units, and reacted for 20 minutes. Then, 0.89 mmol of n-butyllithium was added and allowed to react for 10 minutes. Next, the polyorganosiloxane represented by the above general formula (9) was added so as to be 0.49 mmol in terms of the number of repeating units of -Si-O-, and reacted for 20 minutes.
  • methanol was added in an amount corresponding to 2 moles of n-butyllithium used to obtain a solution containing a conjugated diene rubber.
  • an antiaging agent trade name "Irganox 1520L", manufactured by BASF Corp.
  • 0.15 part to 100 parts of conjugated diene rubber 0.15 part to 100 parts of conjugated diene rubber
  • extension oil trade name "Aromax T-DAE", JX Nippon Oil & Energy Co., Ltd.
  • the conjugated diene rubber of The weight average molecular weight (Mw) of the conjugated diene rubber obtained in Example 4 was 563,000, the styrene monomer unit content was 27% by weight, and the vinyl bond content was 59% by weight.
  • the content of bis (diethylamino) methylvinylsilane monomer unit in the obtained conjugated diene rubber of Example 4 was 0.15% by weight.
  • Example 5 After charging 792 g of cyclohexane, 0.71 mmol of tetramethylethylenediamine, 76.3 g of 1,3-butadiene, 28.7 g of styrene, and 0.144 g of bis (diethylamino) methylvinylsilane in a nitrogen atmosphere in a stirred autoclave, the above-mentioned production is performed.
  • the polymer block (A1) having an active end obtained in Example 1 was added in an amount of 0.51 mmol in terms of lithium atom content, and polymerization was initiated at 60 ° C.
  • the polymerization reaction was continued for 60 minutes, and after confirming that the polymerization conversion was in the range of 95% to 100%, 0.89 mmol of n-butyllithium was added and reacted for 10 minutes. Then, the polyorganosiloxane represented by the above general formula (9) was added so as to be 2.17 mmol in terms of the number of repeating units of -Si-O-, and reacted for 30 minutes. Thereafter, as a polymerization terminator, methanol was added in an amount corresponding to 2 moles of n-butyllithium used to obtain a solution containing a conjugated diene rubber.
  • an antiaging agent (trade name "Irganox 1520L", manufactured by BASF Corp.), 0.15 part to 100 parts of conjugated diene rubber, and extension oil (trade name "Aromax T-DAE", JX Nippon Oil & Energy Co., Ltd.) is added by 37.5 parts to 100 parts of conjugated diene rubber, respectively, the solvent is removed by steam stripping, and vacuum drying is carried out at 60 ° C. for 24 hours to obtain solid state
  • Example 6 After charging 792 g of cyclohexane, 0.71 mmol of tetramethylethylenediamine, 76.3 g of 1,3-butadiene, 28.7 g of styrene, and 0.144 g of bis (diethylamino) methylvinylsilane in a nitrogen atmosphere in a stirred autoclave, the above-mentioned production is performed.
  • the polymer block (A1) having an active end obtained in Example 1 was added in an amount of 0.51 mmol in terms of lithium atom content, and polymerization was initiated at 60 ° C.
  • an antiaging agent (trade name "Irganox 1520L", manufactured by BASF Corp.), 0.15 part to 100 parts of conjugated diene rubber, and extension oil (trade name "Aromax T-DAE", JX Nippon Oil & Energy Co., Ltd.) is added by 37.5 parts to 100 parts of conjugated diene rubber, respectively, the solvent is removed by steam stripping, and vacuum drying is carried out at 60 ° C. for 24 hours to obtain solid state
  • Example 7 A solid conjugated diene rubber was obtained in the same manner as in Example 6 except that the amount of bis (diethylamino) methylvinylsilane used in Example 6 was changed to 0.072 g.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the conjugated diene rubber of Example 7 obtained was 311,000, the styrene monomer unit content was 27% by weight, and the vinyl bond content was 59% by weight.
  • the content of the bis (diethylamino) methylvinylsilane monomer unit in the obtained conjugated diene rubber of Example 7 was 0.075% by weight.
  • the conjugated diene rubber of The weight average molecular weight (Mw) of the conjugated diene rubber obtained in Comparative Example 1 was 443,000, the styrene monomer unit content was 27% by weight, and the vinyl bond content was 59% by weight.
  • the conjugated diene rubber of The weight average molecular weight (Mw) of the conjugated diene rubber obtained in Comparative Example 2 was 400,000, the content of styrene monomer units was 27% by weight, and the content of vinyl bonds was 59% by weight. Further, the content of bis (diethylamino) methylvinylsilane monomer unit in the obtained conjugated diene rubber of Comparative Example 2 was 0.15% by weight.
  • Comparative Example 3 After charging 792 g of cyclohexane, 0.71 mmol of tetramethylethylenediamine, 76.3 g of 1,3-butadiene, 28.7 g of styrene, and 0.144 g of bis (diethylamino) methylvinylsilane in a nitrogen atmosphere in a stirrer-equipped autoclave, 0.51 mmol of butyl lithium was added, and polymerization was initiated at 60.degree. The polymerization reaction was continued for 60 minutes, and after confirming that the polymerization conversion was in the range of 95% to 100%, an amount of methanol equivalent to 2 moles of n-butyllithium used as a polymerization terminator.
  • the conjugated diene rubber of The weight average molecular weight (Mw) of the conjugated diene rubber of Comparative Example 3 obtained was 420,000, the styrene monomer unit content was 27% by weight, and the vinyl bond content was 59% by weight.
  • the content of bis (diethylamino) methylvinylsilane monomer unit in the obtained conjugated diene rubber of Comparative Example 3 was 0.15% by weight.
  • the obtained rubber composition was shape
  • the results are shown in Table 1.
  • the obtained sheet-like rubber composition is press-crosslinked at 160 ° C. for 20 minutes to prepare a test piece of a rubber cross-linked product, and using this test piece, wet grip, low heat buildup, and steering An assessment of stability was made. The results are shown in Table 1.
  • the rubber compositions are similarly prepared for the conjugated diene rubbers of Examples 2 to 7 and Comparative Examples 1 to 3, respectively, and the roll adhesion of the rubber composition is evaluated. Then, test pieces of the rubber cross-linked product were prepared, and the wet grip property, low heat buildup property, and steering stability were evaluated. The results are shown in Table 1.
  • a polymer block (A) containing an isoprene monomer unit as a main component and a polymer block (B) containing a 1,3-butadiene monomer unit as a main component are provided.
  • it has a unit of a vinyl compound containing a functional group capable of interacting with silica, and the weight average molecular weight of the polymer block (A) and the total weight average molecular weight of the conjugated diene rubber are within a predetermined range.
  • the conjugated diene-based rubber in the above is effectively inhibited from adhering to the roll when it is used as a rubber composition, whereby excellent processability can be realized, and further, it can be obtained using this
  • the crosslinked rubber product had low heat buildup, excellent steering stability, and excellent wet grip (Examples 1 to 7).
  • a conjugated diene-based rubber having no unit of a vinyl compound containing a functional group capable of interacting with silica in the polymer chain is used, the resulting rubber composition has adhesion to the roll.
  • the obtained rubber cross-linked product was low in heat buildup and poor in steering stability (Comparative Example 1).
  • Mw weight average molecular weight
  • the conjugated diene rubber obtained in Example 8 was 482,000, the styrene monomer unit content was 27% by weight, and the vinyl bond content was 58% by weight.
  • the content of bis (diethylamino) methylvinylsilane monomer unit in the obtained conjugated diene rubber of Example 8 was 0.15% by weight.
  • Example 9 In Example 2, 0.35 mmol of N, N-dimethylaminopropyl acrylamide was added to 2,2-dimethoxy-1- [3- (trimethoxysilyl) propyl] -1,2-azacylolysine (in the above general formula (7)).
  • R 12 a trimethylene group
  • X 15, X 16 methoxy group
  • X 18 3- (trimethoxysilyl) propyl group, instead X 17 and X 19, silicon atom and a nitrogen atom in the general formula (7) in Embedded image
  • a solid conjugated diene rubber was obtained in the same manner as in Example 2 except that the compound was changed to a compound having a direct covalent bond of 0.35 mmol).
  • the weight average molecular weight (Mw) of the conjugated diene rubber obtained in Example 9 was 624,000, the styrene monomer unit content was 27% by weight, and the vinyl bond content was 58% by weight. Further, the content of bis (diethylamino) methylvinylsilane monomer unit in the obtained conjugated diene rubber of Example 9 was 0.15% by weight.
  • Example 10 In Example 1, 0.144 g of bis (diethylamino) methylvinylsilane was changed to 0.135 g of m / p-pyrrolidinoethylstyrene (a mixture of m-pyrrolidinoethylstyrene and p-pyrrolidinoethylstyrene).
  • a solid conjugated diene rubber was obtained in the same manner as in Example 1.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the conjugated diene rubber obtained in Example 10 was 470,000, the styrene monomer unit content was 27% by weight, and the vinyl bond content was 58% by weight.
  • Mw weight average molecular weight
  • the styrene monomer unit content was 27% by weight
  • the vinyl bond content was 58% by weight.
  • the m / p-pyrrolidinoethylstyrene monomer unit content in the obtained conjugated diene rubber of Example 10
  • Comparative Example 4 A solid conjugated diene rubber was obtained in the same manner as in Comparative Example 3, except that in Comparative Example 3, 0.144 g of bis (diethylamino) methylvinylsilane was changed to 0.135 g of m / p-pyrrolidinoethylstyrene. .
  • the weight average molecular weight (Mw) of the conjugated diene rubber of Comparative Example 4 obtained was 246,000, the styrene monomer unit content was 27% by weight, and the vinyl bond content was 59% by weight.
  • the content of pyrrolidinoethyl styrene monomer unit in the conjugated diene rubber of Comparative Example 4 obtained was 0.13% by weight.
  • Example 10 With respect to the conjugated diene rubbers of Example 10 and Comparative Example 4, respectively, a rubber composition is produced in the same manner as in Example 1, and roll adhesion of the rubber composition is evaluated, and in the same manner, Test pieces of the crosslinked product were prepared and evaluated for low heat buildup and steering stability. The results are shown in Table 3.
  • Example 10 Evaluation of Example 10 and Comparative Example 4 From Table 3, even when m / p-pyrrolidinoethylstyrene is used as a vinyl compound containing a functional group capable of interacting with silica, the rubber composition is similarly converted to a roll. Adhesion is effectively suppressed, whereby excellent processability can be realized, and furthermore, a rubber cross-linked product obtained using this is excellent in low heat buildup and steering stability. (Example 10).
  • Example 11 After charging 830 g of cyclohexane, 1.28 mmol of tetramethylethylenediamine, 80.3 g of 1,3-butadiene, 29.7 g of styrene, and 0.132 g of bis (diethylamino) methylvinylsilane in a nitrogen atmosphere in a stirred autoclave, the above-mentioned production is carried out.
  • the polymer block (A2) having an active end obtained in Example 2 was added in an amount of 0.80 mmol in terms of lithium atom content, and polymerization was initiated at 60 ° C.
  • Example 12 After charging 830 g of cyclohexane, 1.28 mmol of tetramethylethylenediamine, 80.3 g of 1,3-butadiene, 29.7 g of styrene, and 0.066 g of bis (diethylamino) methylvinylsilane in a nitrogen atmosphere in a stirred autoclave, the above-mentioned production is performed.
  • the polymer block (A2) having an active end obtained in Example 2 was added in an amount of 0.80 mmol in terms of lithium atom content, and polymerization was initiated at 60 ° C.
  • the polymerization reaction was continued for 60 minutes, and after confirming that the polymerization conversion was in the range of 95% to 100%, 0.30 mmol of N-phenylpyrrolidone was added and reacted for 15 minutes.
  • the polyorganosiloxane represented by the above formula (9) was added so as to be 0.33 mmol in terms of the number of repeating units of -Si-O-, and reacted for 30 minutes.
  • methanol was added in an amount corresponding to 2 moles of n-butyllithium used to obtain a solution containing a conjugated diene rubber.
  • Comparative Example 5 After charging 830 g of cyclohexane, 1.28 mmol of tetramethylethylenediamine, 80.3 g of 1,3-butadiene, 29.7 g of styrene, and 0.132 g of bis (diethylamino) methylvinylsilane under a nitrogen atmosphere into an autoclave with a stirrer, n- 0.80 mmol of butyl lithium was added and polymerization was initiated at 60 ° C. The polymerization reaction was continued for 60 minutes, and after confirming that the polymerization conversion was in the range of 95% to 100%, 0.30 mmol of N-phenylpyrrolidone was added and reacted for 15 minutes.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the conjugated diene rubber obtained in Comparative Example 5 was 385,000, the content of styrene monomer units was 27% by weight, and the content of vinyl bonds was 58% by weight. Further, the content of bis (diethylamino) methylvinylsilane monomer unit in the obtained conjugated diene rubber of Comparative Example 5 was 0.12% by weight.
  • the polymerization reaction was continued for 60 minutes, and after confirming that the polymerization conversion was in the range of 95% to 100%, 0.30 mmol of N, N-dimethylaminopropyl acrylamide was added and allowed to react for 15 minutes. Then, 0.30 mmol of 1,3,5-tris (trimethoxysilylpropyl) isocyanurate was added and allowed to react for 30 minutes. Thereafter, as a polymerization terminator, methanol was added in an amount corresponding to 2 moles of n-butyllithium used to obtain a solution containing a conjugated diene rubber.
  • Comparative Example 7 After charging 830 g of cyclohexane, 1.28 mmol of tetramethylethylenediamine, 80.3 g of 1,3-butadiene, and 29.7 g of styrene in a nitrogen atmosphere in a stirrer-equipped autoclave, the polymer block having an active end obtained above In terms of lithium atom content, 0.80 mmol of (A2) was added and polymerization was started at 60 ° C. Continue the polymerization reaction for 60 minutes, and after confirming that the polymerization conversion is in the range of 95% to 100%, add 0.61 mmol of 1,3,5-tris (trimethoxysilylpropyl) isocyanurate. Let react for 30 minutes.
  • methanol was added in an amount corresponding to 2 moles of n-butyllithium used to obtain a solution containing a conjugated diene rubber.
  • an antioxidant trade name "Irganox 1520 L", manufactured by BASF Corp.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the conjugated diene rubber of Comparative Example 7 obtained was 499,000, the content of styrene monomer units was 28% by weight, and the content of vinyl bonds was 58% by weight.

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Abstract

イソプレン単量体単位を主成分とする重合体ブロック(A)と、1,3-ブタジエン単量体単位を主成分とする重合体ブロック(B)とを備える共役ジエン系ゴムであって、前記重合体ブロック(A)および前記重合体ブロック(B)の少なくとも一方に、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位を含有し、前記重合体ブロック(A)の重量平均分子量(Mw)が1,000~30,000の範囲であり、前記共役ジエン系ゴムの全体の重量平均分子量(Mw)が50,000~5,000,000の範囲である共役ジエン系ゴムを提供する。

Description

共役ジエン系ゴム
 本発明は、共役ジエン系ゴムに関し、より詳しくは、ゴム組成物とした場合におけるロールに対する付着が有効に抑制されており、かつ、低発熱性、および操縦安定性に優れたゴム架橋物を与えることができる、共役ジエン系ゴムに関する。
 近年、自動車用のタイヤには、環境問題および資源問題から低燃費性が強く求められている。ゴムに対し、充填剤としてシリカを配合したゴム組成物の架橋物は、カーボンブラックを配合したゴム組成物の架橋物に比べて、低発熱性に優れるため、タイヤを構成した場合の転がり抵抗が小さくなる。そのため、シリカを配合したゴム組成物からなるゴム架橋物を用いてタイヤを構成することにより、低燃費性に優れたタイヤを得ることができる。
 このようなゴム組成物を構成するゴムにおいて、ゴムとシリカとの親和性を高めるために、種々の試みが行われている。たとえば、特許文献1には、溶液重合法によりゴム重合体を得る際に、特定の重合開始剤を用いて、共役ジエン化合物に加えてケイ素含有ビニル化合物を含む単量体成分を重合させることで、これにより、ゴム自体にシリカとの親和性を持たせる技術が検討されている。
国際公開第2013/018424号
 一方で、近年の自動車用タイヤに対する要求性能の高まりを鑑みると、今後新しく開発されるタイヤには、特許文献1に記載されたゴムなど従来のゴムを用いた場合と比べ、低発熱性により一層優れたゴム架橋物を与えることができるものが求められている。
 本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ゴム組成物とした場合におけるロールに対する付着が有効に抑制されており、かつ、低発熱性、および操縦安定性に優れたゴム架橋物を与えることができる、共役ジエン系ゴムを提供することを目的とする。
 本発明者等は、上記目的を達成するために鋭意研究した結果、共役ジエン系ゴムを、イソプレン単量体単位を主成分とし、重量平均分子量(Mw)が特定の範囲にある重合体ブロックと、1,3-ブタジエン単量体単位を主成分とする重合体ブロックとを備えるものとし、かつ、これらの少なくとも一方の重合体ブロック中に、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位を含有させることにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
 すなわち、本発明によれば、イソプレン単量体単位を主成分とする重合体ブロック(A)と、1,3-ブタジエン単量体単位を主成分とする重合体ブロック(B)とを備える共役ジエン系ゴムであって、前記重合体ブロック(A)および前記重合体ブロック(B)の少なくとも一方に、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位を含有し、前記重合体ブロック(A)の重量平均分子量(Mw)が1,000~30,000の範囲であり、前記共役ジエン系ゴムの全体の重量平均分子量(Mw)が50,000~5,000,000の範囲である共役ジエン系ゴムが提供される。
 本発明の共役ジエン系ゴムにおいて、前記シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位の含有割合が、前記共役ジエン系ゴムを構成する全単量体単位に対して、0.01~20重量%であることが好ましい。
 本発明の共役ジエン系ゴムは、前記重合体ブロック(A)および前記重合体ブロック(B)の少なくとも一方に、芳香族ビニル単量体単位を含有することが好ましい。
 本発明の共役ジエン系ゴムは、前記重合体ブロック(B)の末端に、ヘテロ原子含有官能基を有することが好ましい。
 本発明によれば、上記いずれかの共役ジエン系ゴムの製造方法であって、不活性溶媒中で、イソプレンを含む単量体(a)を、重合開始剤により重合し、活性末端を有する重合体ブロック(A)を形成させる工程と、前記活性末端を有する重合体ブロック(A)と、1,3-ブタジエンを含む単量体(b)とを、混合して重合反応を継続させ、重合体ブロック(A)および重合体ブロック(B)を備える、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖を得る工程とを備え、前記単量体(a)または前記単量体(b)の少なくとも一方に、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物を含有させる共役ジエン系ゴムの製造方法が提供される。
 本発明の共役ジエン系ゴムの製造方法は、前記活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖の前記活性末端に、ヘテロ原子含有化合物を反応させる工程をさらに備えることが好ましい。
 また、本発明によれば、上記いずれかの共役ジエン系ゴムを含むゴム成分と、シリカとを含有するゴム組成物が提供される。
 本発明のゴム組成物は、架橋剤をさらに含有することが好ましい。
 さらに、本発明によれば、上記ゴム組成物を架橋してなるゴム架橋物、および該ゴム架橋物を含んでなるタイヤが提供される。
 本発明によれば、ゴム組成物とした場合におけるロールに対する付着が有効に抑制されており、かつ、低発熱性、および操縦安定性に優れたゴム架橋物を与えることができる、共役ジエン系ゴムを提供することができる。また、本発明によれば、このような共役ジエン系ゴムを製造するための方法、ならびに、このような共役ジエン系ゴムを用いたゴム組成物、ゴム架橋物およびタイヤも提供することができる。
<共役ジエン系ゴム>
 本発明の共役ジエン系ゴムは、イソプレン単量体単位を主成分とする重合体ブロック(A)と、1,3-ブタジエン単量体単位を主成分とする重合体ブロック(B)とを備え、
 前記重合体ブロック(A)および前記重合体ブロック(B)の少なくとも一方に、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位を含有し、
 前記重合体ブロック(A)の重量平均分子量(Mw)が1,000~30,000の範囲であり、前記共役ジエン系ゴムの全体の全体の重量平均分子量(Mw)が50,000~5,000,000の範囲にあるものである。
 このような本発明の共役ジエン系ゴムによれば、ゴム組成物とした場合におけるロールに対する付着が有効に抑制されており、かつ、低発熱性、および操縦安定性に優れたゴム架橋物を与えることができるものである。
 特に、本発明者等が、近年の自動車用タイヤに対する要求性能の高まりを鑑み、低発熱性をより一層高めることについて鋭意検討を行ったところ、共役ジエン系ゴムを、イソプレン単量体単位を主成分とし、重量平均分子量(Mw)が特定の範囲にある重合体ブロック(A)と、1,3-ブタジエン単量体単位を主成分とする重合体ブロック(B)とを備え、かつ、これらの少なくとも一方の重合体ブロック中に、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位を含有させることにより、シリカなどの充填剤に対する親和性をより一層高めることができ、これにより、低発熱性をより一層向上させることができること、さらには、低発熱性のみならず、操縦安定性にも優れたものとすることができることを見出したものである。特に、操縦安定性は、シリカなどの充填剤による補強性を十分に発揮させることにより高めることができるところ、上記構成を採用することにより、シリカなどの充填剤による補強性を十分に発揮させることができることによると考えられる。
 さらに、上記に加えて、本発明者等が検討したところ、上記構成を備える本発明の共役ジエン系ゴムは、シリカなどの充填剤等を配合してゴム組成物とした際に、該ゴム組成物をロールを用いてシート形状等に加工した場合等において、ロールに対する付着が有効に抑制されたものとすることができるという、低発熱性の向上とは全く異なる、予想外の効果をも有していることをも見出したものである。特に、ゴム組成物を、ロールを用いてシート形状等に加工する場合において、ロールに対する付着を有効に抑制できることにより、より優れた加工性をも実現できるものである。
 重合体ブロック(A)は、イソプレン単量体単位を主成分とするものであればよく、特に限定されず、イソプレン単量体単位のみからなるものであってよいし、あるいは、イソプレン単量体単位と、イソプレン単量体単位以外の単量体単位とからなるものであってもよい。この場合における、イソプレン単量体単位以外の単量体単位としては、芳香族ビニル単量体単位が好適に挙げられ、本発明の重合体ブロック(A)は、イソプレン単量体単位に加えて、芳香族ビニル単量体単位をも含有するものであることが好ましい。
 重合体ブロック(A)中における、イソプレン単量体単位の含有割合は、好ましくは50重量%以上であり、より好ましくは70重量%以上、さらに好ましくは90重量%以上である。また、イソプレン単量体単位の含有割合の上限は、特に限定されないが、好ましくは99重量%以下である。重合体ブロック(A)中のイソプレン単量体単位の含有割合を上記範囲とすることにより、共役ジエン系ゴムにシリカなどの配合剤を配合した場合に、共役ジエン系ゴムとシリカなどの配合剤との親和性をより高めることができ、これにより、得られるゴム架橋物を、低発熱性により優れたものとすることができる。
 芳香族ビニル単量体単位を形成するための芳香族ビニル化合物としては、スチレン、メチルスチレン、エチルスチレン、t-ブチルスチレン、α-メチルスチレン、α-メチル-p-メチルスチレン、クロルスチレン、ブロモスチレン、メトキシスチレン、ジメチルアミノメチルスチレン、ジメチルアミノエチルスチレン、ジエチルアミノメチルスチレン、ジエチルアミノエチルスチレン、シアノエチルスチレン、ビニルナフタレンなどが挙げられる。これらのなかでも、スチレンが好ましい。重合体ブロック(A)中における、芳香族ビニル単量体単位の含有割合は、好ましくは50重量%以下、より好ましくは30重量%以下、さらに好ましくは10重量%以下である。また、芳香族ビニル単量体単位の含有割合の下限は、特に限定されないが、好ましくは1重量%以上である。
 また、本発明の共役ジエン系ゴムは、重合体ブロック(A)および後述する重合体ブロック(B)の少なくとも一方に、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位を含有するものである。以下においては、重合体ブロック(A)に、このようなシリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位が含有されている場合を例示して説明するが、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位は、重合体ブロック(A)および後述する重合体ブロック(B)の少なくとも一方に含有されていればよいため、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位が、後述する重合体ブロック(B)に含有されている場合には、重合体ブロック(A)には、必ずしも含有されている必要はない。
 シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位を形成するための、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物としては、シリカに対して相互作用可能な官能基と、ビニル基を含有する化合物であればよく、特に限定されない。ここで、シリカに対して相互作用可能な官能基とは、該官能基とシリカ表面との間で共有結合を形成するか、または、共有結合よりも弱い分子間力(たとえば、イオン-双極子相互作用、双極子-双極子相互作用、水素結合、ファンデルワールス力等)を形成することが可能な官能基である。このようなシリカに対して相互作用可能な官能基としては、特に限定されないが、窒素原子含有官能基、ケイ素原子含有官能基、酸素原子含有官能基などが挙げられ、これらの中でも、シリカとの相互作用が高いという観点より、ケイ素原子含有官能基が好ましい。
 シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の好ましい態様としての、ケイ素原子含有官能基を含有するビニル化合物としては、たとえば、下記一般式(1)で表される化合物を好適に用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 上記一般式(1)中、Xは、化学的な単結合またはヒドロカルビレン基を表し、X、XおよびXは、それぞれ独立して、置換アミノ基、ヒドロカルビルオキシ基、または置換基を有していてもよいヒドロカルビル基を表す。
 上記一般式(1)中、Xは、化学的な単結合またはヒドロカルビレン基であり、好ましくは、化学的な単結合である。ヒドロカルビレン基としては、アルキレン基、アルケンジイル基、アリーレン基、または、アリーレン基とアルキレン基とが結合した基などが挙げられる。
 アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基などが挙げられる。アルケンジイル基としては、ビニレン基、エチレン-1,1-ジイル基などが挙げられる。アリーレン基としては、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基などが挙げられる。アリーレン基とアルキレン基とが結合した基としては、フェニレン基とメチレン基とが結合した基、フェニレン基とエチレン基とが結合した基などが挙げられる。Xがヒドロカルビレン基である場合には、Xは、アリーレン基であることが好ましく、フェニレン基であることがより好ましい。
 上記一般式(1)中、X、XおよびXは、それぞれ独立して、置換アミノ基、ヒドロカルビルオキシ基、または置換基を有していてもよいヒドロカルビル基を表す。X、XおよびXのうち、少なくとも1つが置換アミノ基であることが好ましく、X、XおよびXのうち、2つが置換アミノ基であることがより好ましい。
 X、XおよびXを構成し得る置換アミノ基としては、下記一般式(2)で表される基が好適である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 上記一般式(2)中、RおよびRは、互いに結合していても、あるいは、結合していなくてもよく、RおよびRが互いに結合していない場合には、RおよびRは、それぞれ独立して、置換基を有していてもよいヒドロカルビル基、または、トリヒドロカルビルシリル基を表し、RとRとが互いに結合している場合には、RおよびRは、窒素原子および/または酸素原子を含有していてもよいヒドロカルビレン基を表す。
 RおよびRを構成し得るヒドロカルビル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-オクチル基などの鎖状アルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基などの環状アルキル基;フェニル基、ベンジル基、ナフチル基などのアリール基;などが挙げられる。これらの中でも、鎖状アルキル基が好ましく、メチル基またはエチル基がより好ましい。
 RおよびRを構成し得るヒドロカルビル基が、置換基を有する場合には、置換基としてヒドロカルビルオキシ基を有するヒドロカルビル基などが挙げられ、置換基としてヒドロカルビルオキシ基を有するヒドロカルビル基としては、メトキシメチル基、エトキシメチル基、メトキシエチル基などのアルコキシアルキル基;フェノキシメチル基などのアリールオキシアルキル基;などが挙げられる。
 RおよびRを構成し得るトリヒドロカルビルシリル基の具体例としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、tert-ブチルジメチルシリル基などのトリアルキルシリル基などが挙げられる。
 RとRとが互いに結合している場合において、RおよびRを構成し得るヒドロカルビレン基としては、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、デカメチレン基、ドデカメチレン基、2,2,4-トリメチルへキサン-1,6-ジイル基などのアルキレン基;ペンタン-2-エン-1,5-ジイル基などのアルケンジイル基;などが挙げられる。また、RおよびRを構成し得るヒドロカルビレン基が、窒素原子および/または酸素原子を含有する場合には、窒素原子および/または酸素原子を含有するヒドロカルビレン基としては、-CH=N-CH=CH-で表される基、-CH=N-CH-CH-で表される基、-CH-CH-O-CH-CH-で表される基などが挙げられる。
 RおよびRは、アルキル基であるか、あるいは、RとRとは互いに結合してアルキレン基となっていることが好ましく、RおよびRは、アルキル基であることがより好ましく、RおよびRは、メチル基またはエチル基であることがさらに好ましい。
 上記一般式(2)中、RおよびRがヒドロカルビル基である場合における、上記一般式(2)で表される基の具体例としては、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、エチルメチルアミノ基、ジ-n-プロピルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、ジ-n-ブチルアミノ基、ジイソブチルアミノ基、ジ-sec-ブチルアミノ基、ジ-tert-ブチルアミノ基などのジアルキルアミノ基;ジフェニルアミノ基などのジアリールアミノ基;などが挙げられる。これらの中でも、ジアルキルアミノ基が好ましく、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジ-n-ブチルアミノ基がより好ましい。
 上記一般式(2)中、RおよびRが、置換基としてヒドロカルビルオキシ基を有するヒドロカルビル基である場合における、上記一般式(2)で表される基の具体例としては、ジ(メトキシメチル)アミノ基、ジ(エトキシメチル)アミノ基などのジ(アルコキシアルキル)アミノ基などが挙げられる。
 上記一般式(2)中、RおよびRが、トリヒドロカルビルシリル基である場合における、上記一般式(2)で表される基の具体例としては、ビス(トリメチルシリル)アミノ基、ビス(tert-ブチルジメチルシリル)アミノ基、N-トリメチルシリル-N-メチルアミノ基などのトリアルキルシリル基含有アミノ基などが挙げられる。
 上記一般式(2)中、RとRとが互いに結合して、ヒドロカルビレン基となっている場合における、上記一般式(2)で表される基の具体例としては、1-トリメチレンイミノ基、1-ピロリジノ基、1-ピペリジノ基、1-ヘキサメチレンイミノ基、1-ヘプタメチレンイミノ基、1-オクタメチレンイミノ基、1-デカメチレンイミノ基、1-ドデカメチレンイミノ基などの1-アルキレンイミノ基などが挙げられる。
 上記一般式(2)中、RとRとが互いに結合して、窒素原子および/または酸素原子を含有するヒドロカルビレン基となっている場合における、上記一般式(2)で表される基の具体例としては、1-イミダゾリル基、4,5-ジヒドロ-1-イミダゾリル基、モルホリノ基などが挙げられる。
 上記一般式(2)で表される基としては、ジアルキルアミノ基、1-アルキレンイミノ基が好ましく、ジアルキルアミノ基がより好ましく、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジ-n-ブチルアミノ基がさらに好ましい。
 上記一般式(1)中、X、XおよびXを構成し得るヒドロカルビルオキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、イソプロポキシ基、n-ブトキシ基、sec-ブトキシ基、tert-ブトキシ基などのアルコキシ基;フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基;などが挙げられる。
 上記一般式(1)中、X、XおよびXを構成し得るヒドロカルビル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基などのアルキル基;フェニル基、4-メチル-1-フェニル基、ベンジル基などのアリール基;などが挙げられる。
 X、XおよびXを構成し得るヒドロカルビル基が、置換基を有する場合には、置換基としてヒドロカルビルオキシ基を有するヒドロカルビル基などが挙げられ、メトキシメチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基などのアルコキシアルキル基などが挙げられる。
 上記一般式(1)中、Xが化学的な単結合であり、X、XおよびXのうち、1つが置換アミノ基である場合における、上記一般式(1)で表されるケイ素原子含有官能基を含有するビニル化合物の具体例としては、(ジメチルアミノ)ジメチルビニルシラン、(エチルメチルアミノ)ジメチルビニルシラン、(ジ-n-プロピルアミノ)ジメチルビニルシラン、(ジイソプロピルアミノ)ジメチルビニルシラン、(ジメチルアミノ)ジエチルビニルシラン、(エチルメチルアミノ)ジエチルビニルシラン、(ジ-n-プロピルアミノ)ジエチルビニルシラン、(ジイソプロピルアミノ)ジエチルビニルシランなどの(ジアルキルアミノ)ジアルキルビニルシラン;[ビス(トリメチルシリル)アミノ]ジメチルビニルシラン、[ビス(t-ブチルジメチルシリル)アミノ]ジメチルビニルシラン、[ビス(トリメチルシリル)アミノ]ジエチルビニルシラン、[ビス(t-ブチルジメチルシリル)アミノ]ジエチルビニルシランなどの[ビス(トリアルキルシリル)アミノ]ジアルキルビニルシラン;(ジメチルアミノ)ジ(メトキシメチル)ビニルシラン、(ジメチルアミノ)ジ(メトキシエチル)ビニルシラン、(ジメチルアミノ)ジ(エトキシメチル)ビニルシラン、(ジメチルアミノ)ジ(エトキシエチル)ビニルシラン、(ジエチルアミノ)ジ(メトキシメチル)ビニルシラン、(ジエチルアミノ)ジ(メトキシエチル)ビニルシラン、(ジエチルアミノ)ジ(エトキシメチル)ビニルシラン、(ジエチルアミノ)ジ(エトキシエチル)ビニルシランなどの(ジアルキルアミノ)ジ(アルコキシアルキル)ビニルシラン;ピロリジノジメチルビニルシラン、ピペリジノジメチルビニルシラン、ヘキサメチレンイミノジメチルビニルシラン、4,5-ジヒドロイミダゾリルジメチルビニルシラン、モルホリノジメチルビニルシランなどの環状アミノジアルキルビニルシラン化合物;などが挙げられる。
 上記一般式(1)中、Xがヒドロカルビレン基であり、X、XおよびXのうち、1つが置換アミノ基である場合における、上記一般式(1)で表されるケイ素原子含有官能基を含有するビニル化合物の具体例としては、(ジメチルアミノ)ジメチル-4-ビニルフェニルシラン、(ジメチルアミノ)ジメチル-3-ビニルフェニルシラン、(ジエチルアミノ)ジメチル-4-ビニルフェニルシラン、(ジエチルアミノ)ジメチル-3-ビニルフェニルシラン、(ジ-n-プロピルアミノ)ジメチル-4-ビニルフェニルシラン、(ジ-n-プロピルアミノ)ジメチル-3-ビニルフェニルシラン、(ジ-n-ブチルアミノ)ジメチル-4-ビニルフェニルシラン、(ジ-n-ブチルアミノ)ジメチル-3-ビニルフェニルシラン、(ジメチルアミノ)ジエチル-4-ビニルフェニルシラン、(ジメチルアミノ)ジエチル-3-ビニルフェニルシラン、(ジエチルアミノ)ジエチル-4-ビニルフェニルシラン、(ジエチルアミノ)ジエチル-3-ビニルフェニルシラン、(ジ-n-プロピルアミノ)ジエチル-4-ビニルフェニルシラン、(ジ-n-プロピルアミノ)ジエチル-3-ビニルフェニルシラン、(ジ-n-ブチルアミノ)ジエチル-4-ビニルフェニルシラン、(ジ-n-ブチルアミノ)ジエチル-3-ビニルフェニルシランなどの(ジアルキルアミノ)ジアルキルビニルフェニルシランなどが挙げられる。
 上記一般式(1)中、Xが化学的な単結合であり、X、XおよびXのうち、2つが置換アミノ基である場合における、上記一般式(1)で表されるケイ素原子含有官能基を含有するビニル化合物の具体例としては、ビス(ジメチルアミノ)メチルビニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン、ビス(ジ-n-プロピルアミノ)メチルビニルシラン、ビス(ジ-n-ブチルアミノ)メチルビニルシラン、ビス(ジメチルアミノ)エチルビニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)エチルビニルシラン、ビス(ジ-n-プロピルアミノ)エチルビニルシラン、ビス(ジ-n-ブチルアミノ)エチルビニルシランなどのビス(ジアルキルアミノ)アルキルビニルシラン;ビス[ビス(トリメチルシリル)アミノ]メチルビニルシラン、ビス[ビス(tert-ブチルジメチルシリル)アミノ]メチルビニルシラン、ビス[ビス(トリメチルシリル)アミノ]エチルビニルシラン、ビス[ビス(tert-ブチルジメチルシリル)アミノ]エチルビニルシランなどのビス[ビス(トリアルキルシリル)アミノ]アルキルビニルシラン;ビス(ジメチルアミノ)メトキシメチルビニルシラン、ビス(ジメチルアミノ)メトキシエチルビニルシラン、ビス(ジメチルアミノ)エトキシメチルビニルシラン、ビス(ジメチルアミノ)エトキシエチルビニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)メトキシメチルビニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)メトキシエチルビニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)エトキシメチルビニルシラン、ビス(ジメチルアミノ)エトキシエチルビニルシランなどのビス(ジアルキルアミノ)アルコキシアルキルシラン;ビス(ピロリジノ)メチルビニルシラン、ビス(ピペリジノ)メチルビニルシラン、ビス(ヘキサメチレンイミノ)メチルビニルシラン、ビス(4,5-ジヒドロイミダゾリル)メチルビニルシラン、ビス(モルホリノ)メチルビニルシランなどのビス(環状アミノ)アルキルビニルシラン化合物;などが挙げられる。
 上記一般式(1)中、Xがヒドロカルビレン基であり、X、XおよびXのうち、2つが置換アミノ基である場合における、上記一般式(1)で表されるケイ素原子含有官能基を含有するビニル化合物の具体例としては、ビス(ジメチルアミノ)メチル-4-ビニルフェニルシラン、ビス(ジメチルアミノ)メチル-3-ビニルフェニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)メチル-4-ビニルフェニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)メチル-3-ビニルフェニルシラン、ビス(ジ-n-プロピルアミノ)メチル-4-ビニルフェニルシラン、ビス(ジ-n-プロピルアミノ)メチル-3-ビニルフェニルシラン、ビス(ジ-n-ブチルアミノ)メチル-4-ビニルフェニルシラン、ビス(ジ-n-ブチルアミノ)メチル-3-ビニルフェニルシラン、ビス(ジメチルアミノ)エチル-4-ビニルフェニルシラン、ビス(ジメチルアミノ)エチル-3-ビニルフェニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)エチル-4-ビニルフェニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)エチル-3-ビニルフェニルシラン、ビス(ジ-n-プロピルアミノ)エチル-4-ビニルフェニルシラン、ビス(ジ-n-プロピルアミノ)エチル-3-ビニルフェニルシラン、ビス(ジ-n-ブチルアミノ)エチル-4-ビニルフェニルシラン、ビス(ジ-n-ブチルアミノ)エチル-3-ビニルフェニルシランなどのビス(ジアルキルアミノ)アルキルビニルフェニルシランなどが挙げられる。
 上記一般式(1)中、Xが化学的な単結合であり、X、XおよびXのうち、3つが置換アミノ基である場合における、上記一般式(1)で表されるケイ素原子含有官能基を含有するビニル化合物の具体例としては、トリス(ジメチルアミノ)ビニルシラン、トリス(ジエチルアミノ)ビニルシラン、トリス(ジ-n-プロピルアミノ)ビニルシラン、トリス(ジ-n-ブチルアミノ)ビニルシランなどのトリス(ジアルキルアミノ)ビニルシランなどが挙げられる。
 上記一般式(1)中、Xがヒドロカルビレン基であり、X、XおよびXのうち、3つが置換アミノ基である場合における、上記一般式(1)で表されるケイ素原子含有官能基を含有するビニル化合物の具体例としては、トリス(ジメチルアミノ)-4-ビニルフェニルシラン、トリス(ジメチルアミノ)-3-ビニルフェニルシラン、トリス(ジエチルアミノ)-4-ビニルフェニルシラン、トリス(ジエチルアミノ)-3-ビニルフェニルシラン、トリス(ジ-n-プロピルアミノ)-4-ビニルフェニルシラン、トリス(ジ-n-プロピルアミノ)-3-ビニルフェニルシラン、トリス(ジ-n-ブチルアミノ)-4-ビニルフェニルシラン、トリス(ジ-n-ブチルアミノ)-3-ビニルフェニルシランなどのトリス(ジアルキルアミノ)ビニルフェニルシランなどが挙げられる。
 上記一般式(1)中、Xが化学的な単結合であり、X、XおよびXのうち、いずれも置換アミノ基でない場合における、上記一般式(1)で表されるケイ素原子含有官能基を含有するビニル化合物の具体例としては、トリメトキシビニルシラン、トリエトキシビニルシラン、トリプロポキシビニルシランなどのトリアルコキシビニルシラン;メチルジメトキシビニルシラン、メチルジエトキシビニルシランなどのジアルコキシアルキルビニルシラン;ジ(tert-ペントキシ)フェニルビニルシラン、ジ(tert-ブトキシ)フェニルビニルシランなどのジアルコキシアリールビニルシラン;ジメチルメトキシビニルシランなどのモノアルコキシジアルキルビニルシラン;tert-ブトキシジフェニルビニルシラン、tert-ペントキシジフェニルビニルシランなどのモノアルコキシジアリールビニルシラン;tert-ブトキシメチルフェニルビニルシラン、tert-ブトキシエチルフェニルビニルシランなどのモノアルコキシアルキルアリールビニルシラン;トリス(β-メトキシエトキシ)ビニルシランなどの置換アルコキシビニルシラン化合物;などが挙げられる。
 上記一般式(1)で表される化合物のなかでも、Xが化学的な単結合であるものが好ましく、Xが化学的な単結合であり、かつ、X、XおよびXのうち、2つが置換アミノ基である化合物がより好ましく、Xが化学的な単結合であり、かつ、X、XおよびXのうち、2つがジアルキルアミノ基である化合物が特に好ましい。
 上記一般式(1)で表される化合物の中でも、ビス(ジメチルアミノ)メチルビニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン、ビス(ジ-n-ブチルアミノ)メチルビニルシランが好ましく、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシランが特に好ましい。
 また、上記一般式(1)で表される化合物以外の、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物としては、4-N,N-ビス(トリメチルシリル)アミノスチレン、3-N,N-ビス(トリメチルシリル)アミノスチレンなどのビス(トリアルキルシリル)アミノスチレン;4-ビス(トリメチルシリル)アミノメチルスチレン、3-ビス(トリメチルシリル)アミノメチルスチレン、4-ビス(トリメチルシリル)アミノエチルスチレン、3-ビス(トリメチルシリル)アミノエチルスチレンなどのビス(トリアルキルシリル)アミノアルキルスチレン;ピロリジノエチルスチレンなどが挙げられ、なかでも、ピロリジノエチルスチレンが好ましい。なお、ピロリジノエチルスチレンとしては、オルト体、メタ体、パラ体のいずれであってもよいが、メタ体、パラ体が好ましく、メタ体とパラ体との混合物であることがより好ましい。
 なお、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物として、上記一般式(1)で表される化合物を用いた場合には、本発明の共役ジエン系ゴム中には、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位として、下記一般式(3)で表される単位が導入されることとなる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 上記一般式(3)中、Xは、化学的な単結合またはヒドロカルビレン基を表し、X、XおよびXは、それぞれ独立して、水酸基、置換アミノ基、ヒドロカルビルオキシ基、または置換基を有していてもよいヒドロカルビル基を表す。
 なお、上記一般式(3)で表される単位において、Xは、上記一般式(1)で表される化合物中のXに対応し、上記一般式(3)で表される単位において、X、XおよびXは、上記一般式(1)で表される化合物中のX、XおよびXにそれぞれ対応する。そのため、上記一般式(3)で表される単位において、X、X、XおよびXは、上記一般式(1)で表される化合物中のX、X、XおよびXとそれぞれ同じものとすることができる。また、上記一般式(1)で表される化合物として、X、XおよびXのうち少なくとも一つが、置換アミノ基、またはヒドロカルビルオキシ基であるものを用いた場合には、置換アミノ基、またはヒドロカルビルオキシ基が、任意の工程およびタイミングにおいて加水分解されることで、X、XおよびXのうち少なくとも一つを、水酸基とすることができる。
 重合体ブロック(A)中における、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位の含有割合は、特に限定されず、共役ジエン系ゴムを構成する全単量体単位に対する含有割合が、好ましくは0.01~20重量%の範囲、より好ましくは0.02~2重量%の範囲、特に0.05~1重量%の範囲となるように調整することが好ましい。シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位の含有割合を上記範囲とすることにより、ロールに対する付着の抑制効果、ならびに低発熱性、および操縦安定性の向上効果をより顕著なものとすることできる。
 また、重合体ブロック(A)は、イソプレン単量体単位、芳香族ビニル単量体単位、およびシリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位以外のその他の単量体単位を含有していてもよい。このようなその他の単量体単位を構成するその他の化合物としては、エチレン、プロピレン、1-ブテンなどの鎖状オレフィン化合物;シクロペンテン、2-ノルボルネンなどの環状オレフィン化合物;1,3-ブタジエン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、2-クロロ-1,3-ブタジエン、1,3-ペンタジエン、および1,3-ヘキサジエンなどのイソプレン以外の共役ジエン化合物;1,5-ヘキサジエン、1,6-ヘプタジエン、1,7-オクタジエン、ジシクロペンタジエン、および5-エチリデン-2-ノルボルネンなどの非共役ジエン化合物;などが挙げられる。重合体ブロック(A)中における、その他の単量体単位の含有割合は、20重量%以下であることが好ましく、10重量%以下であることがより好ましく、6重量%以下であることがさらに好ましい。
 重合体ブロック(A)の重量平均分子量(Mw)は、1,000~30,000の範囲であり、好ましくは1,500~20,000の範囲であり、より好ましくは2,000~10,000の範囲である。重合体ブロック(A)の重量平均分子量(Mw)が小さすぎると、ロールに対する付着の抑制効果、ならびに低発熱性、および操縦安定性の向上効果が得られなくなる。一方、重合体ブロック(A)の重量平均分子量(Mw)が大きすぎると、得られるゴム架橋物の低発熱性が低下してしまう。
 また、重合体ブロック(A)の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)で表わされる分子量分布は、1.0~1.5であることが好ましく、1.0~1.3であることがより好ましい。重合体ブロック(A)の分子量分布の値(Mw/Mn)が上記範囲内にあると、共役ジエン系ゴムの製造がより容易となる。なお、重合体ブロック(A)の重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ測定によりポリスチレン換算の値として求めることができる。
 重合体ブロック(B)は、1,3-ブタジエン単量体単位を主成分とするものであればよく、特に限定されず、1,3-ブタジエン単量体単位のみからなるものであってよいし、あるいは、1,3-ブタジエン単量体単位と、1,3-ブタジエン単量体単位以外の単量体単位とからなるものであってもよい。この場合における、1,3-ブタジエン単量体単位以外の単量体単位としては、芳香族ビニル単量体単位が好適に挙げられ、本発明の重合体ブロック(B)は、1,3-ブタジエン単量体単位に加えて、芳香族ビニル単量体単位をも含有するものであることが好ましい。
 重合体ブロック(B)中における、1,3-ブタジエン単量体単位の含有割合は、好ましくは50重量%以上であり、より好ましくは55~95重量%、さらに好ましくは60~90重量である。重合体ブロック(B)中の1,3-ブタジエン単量体単位の含有割合を上記範囲とすることにより、共役ジエン系ゴムの製造がより容易となる。
 芳香族ビニル単量体単位を形成するための芳香族ビニル化合物としては、上述した重合体ブロック(A)の説明において例示したものを用いることができ、上述した芳香族ビニル化合物の中でも、スチレンが好ましい。芳香族ビニル単量体単位の含有割合は、好ましくは50重量%以下、より好ましくは5~45重量%、さらに好ましくは10~40重量%である。
 また、本発明の共役ジエン系ゴムは、上述した重合体ブロック(A)および重合体ブロック(B)の少なくとも一方に、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位を含有するものであるが、本発明の共役ジエン系ゴムにおいては、このようなシリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位が、重合体ブロック(A)のみに含有される態様、重合体ブロック(B)のみに含有される態様、重合体ブロック(A)および重合体ブロック(B)の両方に含有される態様のいずれであってもよい。
 シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位を形成するための、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物としては、上述した重合体ブロック(A)の説明において例示したものを用いることができ、上述した重合体ブロック(A)の説明において好ましいものとして例示したものを好適に用いることができる。
 重合体ブロック(B)中における、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位の含有割合は、特に限定されず、共役ジエン系ゴムを構成する全単量体単位に対する含有割合が、好ましくは0.01~20重量%の範囲、より好ましくは0.02~2重量%の範囲、特に0.05~1重量%の範囲となるように調整することが好ましい。
 また、重合体ブロック(B)は、1,3-ブタジエン単量体単位、芳香族ビニル単量体単位、およびシリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位以外のその他の単量体単位を含有していてもよい。このようなその他の単量体単位を構成するその他の化合物としては、上述した重合体ブロック(A)において例示された化合物(ただし、1,3-ブタジエンを除く)と同様のものに加え、イソプレンを用いることができる。重合体ブロック(B)中における、その他の単量体単位の含有割合は、40重量%以下であることが好ましく、35重量%以下であることがより好ましく、25重量%以下であることがさらに好ましい。
 また、本発明の共役ジエン系ゴムの全体における、1,3-ブタジエン単量体単位の含有割合は、特に限定されず、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位の含有割合が上記範囲となる量とすればよいが、共役ジエン系ゴムを構成する全単量体単位に対し、好ましくは50~99.99重量%、より好ましくは55~94.98重量%、さらに好ましくは60~89.95重量%である。また、本発明の共役ジエン系ゴムの全体における、芳香族ビニル単量体単位の含有割合も特に限定されず、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位の含有割合が上記範囲となる量とすればよいが、共役ジエン系ゴムを構成する全単量体単位に対し、好ましくは49.99重量%以下、より好ましくは5~44.98重量%、さらに好ましくは10~39.95重量%である。
 本発明の共役ジエン系ゴムの全体の重量平均分子量(Mw)は、50,000~5,000,000の範囲であり、好ましくは75,000~3,000,000の範囲であり、より好ましくは100,000~1,000,000の範囲である。共役ジエン系ゴムの全体の重量平均分子量を上記範囲内とすることにより、このような共役ジエン系ゴムを含むゴム組成物へのシリカの配合が容易となり、ゴム組成物の加工性をより高めることができ、さらには、得られるゴム架橋物の低発熱性をより高めることができる。
 また、本発明の共役ジエン系ゴムの全体の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)で表わされる全体の分子量分布は、1.1~3.0であることが好ましく、1.2~2.5であることがより好ましく、1.2~2.2であることが特に好ましい。共役ジエン系ゴムの全体の分子量分布(Mw/Mn)を上記範囲内とすることにより、得られるゴム架橋物の低発熱性をより向上させることができる。なお、共役ジエン系ゴムの全体の重量平均分子量(Mw)、および全体の重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ測定によりポリスチレン換算の値として求めることができる。
 本発明の共役ジエン系ゴムの全体における、共役ジエン単量体単位中(たとえば、イソプレン単量体単位および1,3-ブタジエン単量体単位)のビニル結合含有量は、好ましくは1~90重量%、より好ましくは3~85重量%、特に好ましくは5~80重量%である。共役ジエン系ゴムの全体における共役ジエン単量体単位中のビニル結合含有量を上記範囲内とすることにより、得られるゴム架橋物を低発熱性により優れたものとすることができる。
 また、本発明の共役ジエン系ゴムのムーニー粘度(ML1+4,100℃)は、好ましくは20~100、より好ましくは30~90、特に好ましくは35~80である。なお、共役ジエン系ゴムを油展ゴムとする場合は、その油展ゴムのムーニー粘度を上記の範囲とすることが好ましい。
 本発明の共役ジエン系ゴムのガラス転移温度(Tg)は、特に限定されないが、好ましくは20~-110℃であり、より好ましくは10~-70℃である。本発明で用いる共役ジエン系ゴムのガラス転移温度は、たとえば、共役ジエン系ゴム中の芳香族ビニル単量体単位含有量、および共役ジエン単量体単位部分におけるビニル結合含有量を調節することによって、適宜調節することができる。
 本発明の共役ジエン系ゴムは、たとえば、不活性溶媒中で、イソプレンを含む単量体(a)を、重合開始剤により重合し、活性末端を有する重合体ブロック(A)を形成させる工程と、
 得られた活性末端を有する重合体ブロック(A)と、1,3-ブタジエンを含む単量体(b)とを、混合して重合反応を継続させ、重合体ブロック(A)および重合体ブロック(B)を備える、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖を得る工程とを経て製造することができる。
 重合体ブロック(A)を形成するための単量体(a)としては、イソプレンを含有するものであればよく、形成する重合体ブロック(A)の単量体組成(上述した単量体組成)に応じた単量体を用いればよい。たとえば、重合体ブロック(A)をイソプレン単量体単位および芳香族ビニル単量体単位からなるものとする場合には、単量体(a)としては、イソプレンおよび芳香族ビニル化合物を含有するものとすればよい。また、重合体ブロック(A)を、イソプレン単量体単位および芳香族ビニル単量体単位に加えて、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位を有するものとする場合には、単量体(a)を、イソプレンおよび芳香族ビニル化合物に加えて、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物を含有するものとすればよい。
 重合体ブロック(A)を形成するために、イソプレンを含む単量体(a)の重合に用いられる不活性溶媒としては、溶液重合において通常使用されるものであり、重合反応を阻害しないものであれば特に限定されない。不活性溶媒の具体例としては、プロパン、n-ブタン、イソブタン、n-ペンタン、イソペンタン、n-ヘキサン、プロペン、1-ブテン、イソブテン、トランス-2-ブテン、シス-2-ブテン、1-ペンテン、2-ペンテン、1-へキセン、2-へキセン、n-ヘプタンなどの鎖状または分岐状脂肪族炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサンなどの脂環式炭化水素;ベンゼン、エチルベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素;テトラヒドロフラン、ジエチルエーテルなどのエーテル化合物;などが挙げられる。これらの不活性溶媒は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。不活性溶媒の使用量は、特に限定されないが、単量体濃度が、たとえば1~80重量%となる量であり、好ましくは5~50重量%となる量である。
 重合体ブロック(A)を形成するために用いられる重合開始剤としては、イソプレンを含む単量体(a)を重合させて、活性末端を有する重合体鎖を与えることができるものであれば、特に限定されない。その具体例としては、有機アルカリ金属化合物、有機アルカリ土類金属化合物、およびランタン系列金属化合物などを主触媒とする重合開始剤を挙げることができる。有機アルカリ金属化合物としては、たとえば、n-ブチルリチウム、sec-ブチルリチウム、t-ブチルリチウム、ヘキシルリチウム、フェニルリチウム、エチルリチウム、n-プロピルリチウム、イソプロピルリチウム、tert-オクチルリチウム、n-デシルリチウム、2-ナフチルリチウム、2-ブチルフェニルリチウム、4-フェニルブチルリチウム、へキシルリチウム、シクロベンチルリチウム、ジイソプロペニルベンゼンとブチルリチウムとの反応生成物、スチルベンリチウムなどの有機モノリチウム化合物;ジリチオメタン、1,4-ジリチオブタン、1,4-ジリチオ-2-エチルシクロヘキサン、1,3,5-トリリチオベンゼン、1,3,5-トリス(リチオメチル)ベンゼン、sec-ブチルリチウムとジイソプロペニルベンゼンとの反応物、n-ブチルリチウムと1,3-ブタジエンとジビニルベンゼンとの反応物、n-ブチルリチウムとポリアセチレン化合物との反応物などの有機多価リチウム化合物;ナトリウムナフタレンなどの有機ナトリウム化合物;カリウムナフタレンなどの有機カリウム化合物;有機ルビジウム化合物;有機セシウム化合物などが挙げられる。その他にも、リチウム、ナトリウム及びカリウム等のアルコキサイド、スルフォネート、カーボネート、アミド等が挙げられる。また、他の有機金属化合物と併用してもよい。さらに、米国特許第5,708,092号明細書、英国特許第2,241,239号明細書、米国特許第5,527,753号明細書等に開示されている公知の有機アルカリ金属化合物も使用することができる。
 また、有機アルカリ土類金属化合物としては、たとえば、ジ-n-ブチルマグネシウム、ジ-n-ヘキシルマグネシウム、ジエトキシカルシウム、ジステアリン酸カルシウム、ジ-t-ブトキシストロンチウム、ジエトキシバリウム、ジイソプロポキシバリウム、ジエチルメルカプトバリウム、ジ-t-ブトキシバリウム、ジフェノキシバリウム、ジエチルアミノバリウム、ジステアリン酸バリウム、ジケチルバリウムなどが挙げられる。ランタン系列金属化合物を主触媒とする重合開始剤としては、たとえば、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ガドリニウムなどのランタン系列金属と、カルボン酸、およびリン含有有機酸などとからなるランタン系列金属の塩を主触媒とし、これと、アルキルアルミニウム化合物、有機アルミニウムハイドライド化合物、有機アルミニウムハライド化合物などの助触媒とからなる重合開始剤などが挙げられる。これらの重合開始剤の中でも、有機モノリチウム化合物、および有機多価リチウム化合物が好ましく用いられ、有機モノリチウム化合物がより好ましく用いられ、工業的入手の容易さ及び重合反応のコントロールの容易さの観点からn-ブチルリチウムが特に好ましく用いられる。なお、有機アルカリ金属化合物は、予め、ジブチルアミン、ジヘキシルアミン、ジベンジルアミン、ピロリジン、ピペリジン、ヘキサメチレンイミン、およびヘプタメチレンイミンなどの第2級アミンと反応させて、有機アルカリ金属アミド化合物として使用してもよい。これらの重合開始剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。この有機アルカリ金属アミド化合物としては、特に限定されないが、たとえば、リチウムヘキサメチレンイミド、リチウムピロリジド、リチウムピぺリジド、リチウムへプタメチレンイミド、リチウムドデカメチレンイミド、リチウムジメチルアミド、リチウムジエチルアミド、リチウムジブチルアミド、リチウムジプロピルアミド、リチウムジへプチルアミド、リチウムジへキシルアミド、リチウムジオクチルアミド、リチウムジ-2-エチルへキシルアミド、リチウムジデシルアミド、リチウム-N-メチルピベラジド、リチウムエチルプロピルアミド、リチウムエチルブチルアミド、リチウムエチルベンジルアミド及びリチウムメチルフェネチルアミドなどが挙げられる。
 重合開始剤の使用量は、目的とする分子量に応じて決定すればよいが、イソプレンを含む単量体(a)100g当り、好ましくは4~250ミリモル、より好ましくは6~200ミリモル、特に好ましくは10~70ミリモルの範囲である。
 イソプレンを含む単量体(a)を重合する際における重合温度は、好ましくは-80~+150℃、より好ましくは0~100℃、さらに好ましくは20~90℃の範囲である。重合様式としては、回分式、連続式など、いずれの様式をも採用できる。また、重合体ブロック(A)を共重合体鎖とする場合における結合様式としては、たとえば、ブロック状、テーパー状、およびランダム状などの種々の結合様式とすることができる。
 また、単量体(a)を重合するにあたり、重合体ブロック(A)におけるイソプレン単量体単位中のビニル結合含有量を調節するために、重合に際し、不活性溶媒に極性化合物を添加することが好ましい。極性化合物としては、たとえば、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、2,2-ジ(テトラヒドロフリル)プロパンなどのエーテル化合物;テトラメチルエチレンジアミンなどの第三級アミン;アルカリ金属アルコキシド;ホスフィン化合物;などが挙げられる。これらのなかでも、エーテル化合物、および第三級アミンが好ましく、第三級アミンがより好ましく、テトラメチルエチレンジアミンが特に好ましい。これらの極性化合物は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。極性化合物の使用量は、目的とするビニル結合含有量に応じて決定すればよく、重合開始剤1モルに対して、0.01~30モルが好ましく、0.05~10モルがより好ましい。極性化合物の使用量が上記範囲内にあると、イソプレン単量体単位中のビニル結合含有量の調節が容易であり、しかも、重合開始剤の失活による不具合も発生し難い。また、上記範囲内で極性化合物の使用量を増加させることで、イソプレン単量体単位中のビニル結合含有量を増加させることができる。
 重合体ブロック(A)におけるイソプレン単量体単位中のビニル結合含有量は、3~90重量%が好ましく、5~80重量%がより好ましい。イソプレン単量体単位中のビニル結合含有量を上記範囲内とすることにより、得られるゴム架橋物の低発熱性をより向上させることができる。なお、本明細書中において、イソプレン単量体単位中のビニル結合含有量とは、イソプレン単量体単位中の、1,2-構造を有するイソプレン単量体単位および3,4-構造を有するイソプレン単量体単位の合計量の割合を指すものとする。
 次いで、イソプレンを含む単量体(a)を重合することにより得られた、活性末端を有する重合体ブロック(A)と、1,3-ブタジエンを含む単量体(b)とを、混合して重合反応を継続させることにより、重合体ブロック(B)を重合体ブロック(A)と一続きに形成することができ、これにより、重合体ブロック(A)および重合体ブロック(B)を備える、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖を得ることができる。なお、形成された重合体ブロック(B)は、活性末端を有するものとなり、一方、重合体ブロック(A)からは、活性末端が消失する。
 重合体ブロック(B)を形成するための単量体(b)としては、1,3-ブタジエンを含有するものであればよく、形成する重合体ブロック(B)の単量体組成(上述した単量体組成)に応じた単量体を用いればよい。たとえば、重合体ブロック(B)を1,3-ブタジエン単量体単位および芳香族ビニル単量体単位からなるものとする場合には、単量体(b)としては、1,3-ブタジエンおよび芳香族ビニル化合物を含有するものとすればよい。また、重合体ブロック(B)を、1,3-ブタジエン単量体単位および芳香族ビニル単量体単位に加えて、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位を有するものとする場合には、単量体(b)を、1,3-ブタジエンおよび芳香族ビニル化合物に加えて、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物を含有するものとすればよい。
 なお、本発明の共役ジエン系ゴムは、上述した重合体ブロック(A)および重合体ブロック(B)の少なくとも一方に、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位を含有するものである。そのため、上記製造方法においては、重合体ブロック(A)を形成するために用いられるイソプレンを含む単量体(a)、および、重合体ブロック(B)を形成するために用いられる1,3-ブタジエンを含む単量体(b)の少なくとも一方に、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物を含有させればよい。
 重合体ブロック(B)を形成するために、1,3-ブタジエンを含む単量体(b)の重合に用いられる不活性溶媒としては、特に限定されず、上述した不活性溶媒と同様のものを用いることができる。
 重合体ブロック(B)を形成する際における、活性末端を有する重合体ブロック(A)の使用量は、目的とする分子量に応じて決定すればよいが、1,3-ブタジエンを含む単量体(b)100g当り、好ましくは0.1~5ミリモル、より好ましくは0.15~2ミリモル、さらに好ましくは0.2~1.5ミリモルの範囲である。
 重合体ブロック(A)と1,3-ブタジエンを含む単量体(b)との混合方法は、特に限定されず、1,3-ブタジエンを含む単量体(b)の溶液中に活性末端を有する重合体ブロック(A)を加えてもよいし、活性末端を有する重合体ブロック(A)の溶液中に1,3-ブタジエンを含む単量体(b)を加えてもよい。重合の制御の観点より、1,3-ブタジエンを含む単量体(b)の溶液中に活性末端を有する重合体ブロック(A)を加える方法が好ましい。
 1,3-ブタジエンを含む単量体(b)を重合する際における重合温度は、好ましくは-80~+150℃、より好ましくは0~100℃、さらに好ましくは20~90℃の範囲である。重合様式としては、回分式、連続式など、いずれの様式をも採用できる。重合体ブロック(B)を共重合体鎖とする場合には、結合のランダム性を制御しやすい点で、回分式が好ましい。
 重合体ブロック(B)を共重合体鎖とする場合の各単量体の結合様式は、たとえば、ブロック状、テーパー状、およびランダム状などの種々の結合様式とすることができる。これらの中でも、ランダム状が好ましい。ランダム状にすることにより、得られるゴム架橋物の低発熱性をより向上させることができる。
 また、重合体ブロック(B)における1,3-ブタジエン単量体単位中のビニル結合含有量を調節するために、重合体ブロック(A)におけるイソプレン単量体単位中のビニル結合含有量の調節時と同様に、重合に際し、不活性溶媒に極性化合物を添加することが好ましい。ただし、重合体ブロック(A)の調製時に、不活性溶媒に、重合体ブロック(B)における1,3-ブタジエン単量体単位中のビニル結合含有量を調節するのに十分な量の極性化合物を添加している場合は、新たに極性化合物を添加しなくてもよい。ビニル結合含有量を調節するために用いられる極性化合物としては、上述した極性化合物と同様のものを用いることができる。極性化合物の使用量は、目的とするビニル結合含有量に応じて決定すればよく、初めの重合反応(1つ目の重合体ブロック(A)を形成するための重合反応)に使用した重合開始剤1モルに対して、好ましくは0.01~100モル、より好ましくは0.1~30モルの範囲で調節すればよい。極性化合物の使用量がこの範囲にあると、1,3-ブタジエン単量体単位中のビニル結合含有量の調節が容易であり、かつ、重合開始剤の失活による不具合も発生し難い。
 重合体ブロック(B)における1,3-ブタジエン単量体単位中のビニル結合含有量は、好ましくは1~90重量%、より好ましくは3~85重量%、特に好ましくは5~80重量%である。重合体ブロック(B)における1,3-ブタジエン単量体単位中のビニル結合含有量を上記範囲内とすることにより、得られるゴム架橋物を低発熱性により優れたものとすることができる。
 このようにして、重合体ブロック(A)および重合体ブロック(B)を有する、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖を得ることができる。本発明においては、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖は、生産性の観点より、重合体ブロック(A)-重合体ブロック(B)で構成され、かつ、重合体ブロック(B)の末端が活性末端であることが好ましいが、重合体ブロック(A)を複数有するものとしてもよいし、その他の重合体ブロックを有するものとしてもよい。たとえば、重合体ブロック(A)-重合体ブロック(B)-重合体ブロック(A)などの、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖が挙げられる。この場合には、重合体ブロック(B)に続いて形成された重合体ブロック(A)の末端に、活性末端が形成されることとなる。共役ジエン系重合体鎖の活性末端側に重合体ブロック(A)を形成させる場合、イソプレンの使用量は、初めの重合反応(1つ目の重合体ブロック(A)を形成するための重合反応)に使用した重合開始剤1モルに対して、10~100モルであることが好ましく、15~70モルであることがより好ましく、20~35モルであることが特に好ましい。
 そして、このようにして得られる、重合体ブロック(A)および重合体ブロック(B)を有する、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖について、従来から通常使用されているカップリング剤、あるいは、メタノール、エタノールおよびイソプロパノールなどのアルコールまたは水などの重合停止剤などを重合系内に添加することで、活性末端を、不活性化することで、共役ジエン系ゴムの溶液を得ることができる。
 以上のようにして得られる共役ジエン系ゴムの溶液には、所望により、フェノール系安定剤、リン系安定剤、イオウ系安定剤などの老化防止剤、クラム化剤、およびスケール防止剤などを反応溶液に添加し、その後、直接乾燥またはスチームストリッピングなどにより反応溶液から重合溶媒を分離して、固形状の共役ジエン系ゴムを回収する。さらに、所望により、伸展油を配合して、共役ジエン系ゴムを油展ゴムとしてもよい。伸展油としては、たとえば、パラフィン系、芳香族系およびナフテン系の石油系軟化剤、植物系軟化剤、ならびに脂肪酸などが挙げられる。石油系軟化剤を用いる場合には、IP346の方法(英国のTHE  INSTITUTE  PETROLEUMの検査方法)により抽出される多環芳香族の含有量が3%未満であることが好ましい。伸展油を使用する場合、その使用量は、共役ジエン系ゴム100重量部に対して、通常5~100重量部である。
 本発明の共役ジエン系ゴム中における重合体ブロック(A)と重合体ブロック(B)との重量比(重合体ブロック(A)、重合体ブロック(B)が複数存在する場合は、それぞれの合計重量を基準とした重量比)は、(重合体ブロック(A)の重量)/(重合体ブロック(B)の重量)で、0.001~0.2であることが好ましく、0.005~0.1であることがより好ましく、0.01~0.05であることが特に好ましい。重合体ブロック(A)と重合体ブロック(B)との重量比を上記範囲内とすることにより、得られるゴム架橋物を、ウエットグリップ性と低発熱性とのバランスが良好なものとすることができる。
 また、本発明の共役ジエン系ゴムは、シリカに対する親和性をより高めるという観点より、重合体鎖末端が、ヘテロ原子含有官能基で変性されたものであってもよい。ヘテロ原子含有官能基としては、ヘテロ原子を含有する基であればよく特に限定されないが、ヘテロ原子として、窒素原子、酸素原子、およびケイ素原子から選択される少なくとも1種を含有する基が好ましく、窒素原子またはケイ素原子を含有する基がより好ましく、シリカに対する親和性の観点より、ケイ素原子を含有する基が特に好ましい。
 ヘテロ原子含有官能基は、たとえば、上記製造方法により得られる重合体ブロック(A)および重合体ブロック(B)を有する、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖の活性末端に、ヘテロ原子含有化合物を反応させることで、共役ジエン系ゴムの重合体鎖末端に導入することができる。
 ヘテロ原子含有官能基を、ケイ素原子を含有する官能基とする場合に用いられるケイ素原子を含有する化合物としては、たとえば、シロキサン化合物を好適に用いることができる。シロキサン化合物としては、シロキサン構造(-Si-O-)を主鎖として有するものであればよく、特に限定されないが、側鎖に有機基を有するオルガノシロキサンが好ましく、下記一般式(4)で表されるポリオルガノシロキサンがより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 上記一般式(4)中、R~R10は、炭素数1~6のアルキル基、または炭素数6~12のアリール基であり、これらは互いに同一であっても相違していてもよい。XおよびX12は、炭素数1~6のアルキル基、炭素数6~12のアリール基、炭素数1~5のアルコキシ基、および、エポキシ基を含有する炭素数4~12の基からなる群より選ばれるいずれかの基であり、これらは互いに同一であっても相違していてもよい。X10は、炭素数1~5のアルコキシ基、またはエポキシ基を含有する炭素数4~12の基であり、X10が複数あるときは、それらは互いに同一であっても相違していてもよい。X11は、2~20のアルキレングリコールの繰返し単位を含有する基であり、X11が複数あるときは、それらは互いに同一であっても相違していてもよい。mは1~200の整数、nは0~200の整数、kは0~200の整数であり、m+n+kは1以上である。
 上記一般式(4)で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、上記一般式(4)中のR~R10、XおよびX12を構成し得る炭素数1~6のアルキル基としては、たとえば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基およびシクロヘキシル基などが挙げられる。炭素数6~12のアリール基としては、たとえば、フェニル基およびメチルフェニル基などが挙げられる。これらの中でも、ポリオルガノシロキサン自体の製造の容易性の観点から、メチル基およびエチル基が好ましい。
 また、上記一般式(4)で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、X、X10およびX12を構成し得る炭素数1~5のアルコキシ基としては、たとえば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基およびブトキシ基などが挙げられる。これらの中でも、ポリオルガノシロキサン自体の製造の容易性の観点から、メトキシ基およびエトキシ基が好ましい。
 さらに、上記一般式(4)で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、X、X10およびX12を構成し得るエポキシ基を含有する炭素数4~12の基としては、たとえば、下記一般式(5)で表される基が挙げられる。
  -Z-Z-E   (5)
 上記一般式(5)中、Zは、炭素数1~10のアルキレン基、またはアルキルアリーレン基であり、Zはメチレン基、硫黄原子、または酸素原子であり、Eはエポキシ基を有する炭素数2~10の炭化水素基である。
 上記一般式(5)で表される基としては、Zが酸素原子であるものが好ましく、Zが酸素原子であり、かつ、Eがグリシジル基であるものがより好ましく、Zが炭素数1~3のアルキレン基であり、Zが酸素原子であり、かつ、Eがグリシジル基であるものが特に好ましい。
 また、上記一般式(4)で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、XおよびX12としては、上記の中でも、エポキシ基を含有する炭素数4~12の基、または、炭素数1~6のアルキル基が好ましい。また、X10としては、上記の中でも、エポキシ基を含有する炭素数4~12の基が好ましい。さらに、XおよびX12が炭素数1~6のアルキル基であり、X10がエポキシ基を含有する炭素数4~12の基であることがより好ましい。
 また、上記一般式(4)で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、X11、すなわち2~20のアルキレングリコールの繰返し単位を含有する基としては、下記一般式(6)で表される基が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 上記一般式(6)中、tは2~20の整数であり、X13は炭素数2~10のアルキレン基またはアルキルアリーレン基であり、R11は水素原子またはメチル基であり、X14は炭素数1~10のアルコキシ基またはアリールオキシ基である。これらの中でも、tが2~8の整数であり、X13が炭素数3のアルキレン基であり、R11が水素原子であり、かつ、X14がメトキシ基であるものが好ましい。
 上記一般式(4)で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、mは1~200の整数、好ましくは20~150の整数、より好ましくは30~120の整数である。mが1~200であると、上記一般式(4)で表されるポリオルガノシロキサン自体の製造がより容易になると共に、その粘度が高くなりすぎず、取り扱いもより容易となる。
 また、上記一般式(4)で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、nは0~200の整数、好ましくは0~150の整数、より好ましくは0~120の整数である。kは0~200の整数、好ましくは0~150の整数、より好ましくは0~130の整数である。m、nおよびkの合計数は1以上であり、3~400であることが好ましく、20~300であることがより好ましく、30~250であることが特に好ましい。m、nおよびkの合計数が1以上であると、上記一般式(4)で表されるポリオルガノシロキサンと活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖との反応が進行し易く、更に、m、nおよびkの合計数が400以下であると、上記一般式(4)で表されるポリオルガノシロキサン自体の製造が容易になると共に、その粘度が高くなりすぎず、取り扱いも容易となる。
 また、ケイ素原子を含有する化合物としては、下記一般式(7)で表される化合物や、上記一般式(1)で表されるケイ素含有官能基を含有するビニル化合物も好適に用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 上記一般式(7)中、X15~X17は、それぞれ独立して、-R13で表される基、または-OR14で表される基であり(R13、R14は、炭素数1~6のアルキル基、または炭素数6~12のアリール基であり、好ましくは炭素数1~6のアルキル基であり、より好ましくはメチル基またはエチル基であり、特に好ましくはメチル基である。)、X15~X17のうち、少なくとも一つは-OR14で表される基であり、X15~X17のうち、全てが-OR14で表される基であることが好ましい。また、R12は、炭素数1~6のアルキレン基であり、好ましくは炭素数2~5のアルキレン基であり、特に好ましくはトリメチレン基である。X18、X19は、それぞれ独立して、-R15で表される基、または-SiR161718で表される基であり(R15、R16、R17、R18は、炭素数1~6のアルキル基、または炭素数6~12のアリール基であり、ケイ素原子、窒素原子、または酸素原子を含んでいてもよく、好ましくは炭素数1~6のアルキル基であり、より好ましくはメチル基またはエチル基であり、特に好ましくはエチル基である。)、X18、X19は、いずれも-R15で表される基であることが好ましい。また、X17とX19に代わり、上記一般式(7)中のケイ素原子と窒素原子が直接共有結合する様式であってもよい。
 また、ケイ素原子を含有する化合物以外のヘテロ原子含有化合物としては、窒素原子を含有する化合物を挙げることができ、このような化合物としては、下記一般式(8)で表される化合物を好適に用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 上記一般式(8)中、R19~R22は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1~6のアルキル基であり、好ましくは水素原子である。R23は、炭素数1~6のアルキレン基であり、好ましくは炭素数2~5のアルキレン基であり、特に好ましくはトリメチレン基である。R24、R25は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1~6のアルキル基であり、好ましくは炭素数1~6のアルキル基であり、より好ましくはメチル基またはエチル基であり、特に好ましくはメチル基である。
 また、上記一般式(8)で表される化合物以外の窒素原子を含有する化合物としては、たとえば、N,N’-ジメチル尿素、N,N’-ジエチル尿素、N,N,N’,N’-テトラメチル尿素、N,N-ジメチル-N’,N’-ジフェニル尿素などの尿素化合物;コハク酸イミド、N-メチルコハクイミド、マレイミド、N-メチルマレイミド、フタルイミド、N-メチルフタルイミドなどのイミド化合物;1,3-ジエチル-2-イミダゾリジノン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、1,1-ジプロピル-2-イミダゾリジノン、1-メチル-3-エチル-2-イミダゾリジノン、1-メチル-3-プロピル-2-イミダゾリジノン、1-メチル-3-ブチル-2-イミダゾリジノン、1-メチル-3-(2-メトキシエチル)-2-イミダゾリジノン、1-メチル-3-(2-エトキシエチル)-2-イミダゾリジノン、1,3-ジ-(2-エトキシエチル)-2-イミダゾリジノンなどのN-アルキル置換オキサゾリジノン化合物;メチル-2-ピリジルケトン、メチル-4-ピリジルケトン、プロピル-2-ピリジルケトン、ジ-4-ピリジルケトン、プロピル-3-ピリジルケトン、2-ベンゾイルピリジン、2-ビニルピリジン、4-ビニルピリジンなどのピリジル置換ケトン化合物および/またはピリジル置換ビニル化合物;2-ピロリドン、N-メチルピロリドン、N-フェニルピロリドン、2-ピペリドン、2-キノロン、N-メチル-キノロン、ε-カプロラクタムなどのラクタム化合物などが挙げられる。これらのなかでも、ラクタム化合物が好ましく、得られるゴム架橋物の低発熱性をより高めるという観点から、N-フェニルピロリドンがより好ましい。
 上記製造方法により得られた重合体ブロック(A)および重合体ブロック(B)を有する、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖(以下、適宜、「活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖」とする。)と、ヘテロ原子含有化合物とを反応させる方法は、特に限定されないが、これらを、それぞれが溶解可能な溶媒中で、混合する方法などが挙げられる。この際に用いる溶媒としては、上述した重合体ブロック(A)および重合体ブロック(B)を有する、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖の重合において用いる不活性溶媒として例示したものなどを用いることができる。また、この際においては、重合体ブロック(A)および重合体ブロック(B)を有する、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖を得るための重合に用いた重合溶液に、ヘテロ原子含有化合物を添加する方法が簡便であり好ましい。また、この際においては、ヘテロ原子含有化合物は、不活性溶媒に溶解して重合系内に添加してもよい。反応温度は、特に限定されないが、通常0~120℃であり、反応時間も特に限定されないが、通常1分~1時間である。
 活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖と、ヘテロ原子含有化合物とを反応させる際における、ヘテロ原子含有化合物の使用量は、初めの重合反応(1つ目の重合体ブロック(A)を形成するための重合反応)に使用した重合開始剤1モルに対して、好ましくは0.01~10モル、より好ましくは0.1~5モルである。ヘテロ原子含有化合物の使用量が上記範囲内にあると、得られるゴム架橋物の低発熱性をより高めることができる。なお、ヘテロ原子含有化合物として、上記一般式(4)で表されるポリオルガノシロキサンなどのシロキサン化合物を使用する場合には、シロキサン構造(-Si-O-)当たりのモル数を上記範囲とすることが好ましい。
 活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖を含有する溶液に、ヘテロ原子含有化合物を添加する時期は特に限定されないが、重合反応が完結しておらず、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖を含有する溶液が単量体をも含有している状態、より具体的には、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖を含有する溶液が、100ppm以上、より好ましくは300~50,000ppmの単量体を含有している状態で、この溶液にヘテロ原子含有化合物を添加することが望ましい。ヘテロ原子含有化合物の添加をこのように行なうことにより、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖と重合系中に含まれる不純物などとの副反応を抑制して、反応を良好に制御することが可能となる。また、ヘテロ原子含有化合物として2種以上の化合物を使用する場合には、これらを添加し、反応させるタイミングとしては、特に限定されず、同時に添加し、同時に反応させるような態様としてもよいし、あるいは、ヘテロ原子含有化合物として2種の化合物を使用する場合には、1種のみを予め添加して、反応させた後、残りの1種を添加して、反応させるような態様としてもよい。また、ヘテロ原子含有化合物として3種以上の化合物を使用する場合においても、添加タイミングを2段階、あるいは3段階以上とすることができる。なお、得られるゴム組成物の加工性をより高めるため、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖を含有する溶液に、ヘテロ原子含有化合物を添加し、反応させた後に、さらに有機金属化合物を混合してもよく、これにより、得られるゴム組成物の加工性を高めることができる(コンパウンド・ムーニーを低く抑えることができる。)。また、この際においては、有機金属化合物を混合した後、ヘテロ原子含有化合物をさらに追加添加し、さらに反応させてもよい。有機金属化合物としては、n-ブチルリチウム、sec-ブチルリチウム、t-ブチルリチウム、ヘキシルリチウム、フェニルリチウム、エチルリチウム、n-プロピルリチウム、イソプロピルリチウム、tert-オクチルリチウム、n-デシルリチウム、2-ナフチルリチウム、2-ブチルフェニルリチウム、4-フェニルブチルリチウム、へキシルリチウム、シクロベンチルリチウム、ジイソプロペニルベンゼンとブチルリチウムとの反応生成物、スチルベンリチウムなどの有機モノリチウム化合物などが挙げられる。
 このようにして、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖の活性末端に、ヘテロ原子含有化合物を反応させることで、少なくとも一部の共役ジエン系重合体鎖の末端に、ヘテロ原子含有官能基を結合させることができる。反応後の共役ジエン系重合体鎖は、重合体鎖末端に、ヘテロ原子含有官能基が導入されたものであるが、これ以外にも、ヘテロ原子含有官能基による変性がされていない未変性の共役ジエン系重合体鎖を含むものであってもよい。
 なお、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖として、重合体ブロック(A)の末端が活性末端であるもの(たとえば、重合体ブロック(A)-重合体ブロック(B)-重合体ブロック(A)で表される重合体鎖)を用いて、重合体ブロック(A)の末端に、ヘテロ原子含有化合物を反応させることで、重合体ブロック(A)の末端にヘテロ原子含有官能基を導入してもよいし、あるいは、重合体ブロック(B)の末端が活性末端であるもの(たとえば、重合体ブロック(A)-重合体ブロック(B)で表される重合体鎖)を用いて、重合体ブロック(B)の末端に、ヘテロ原子含有化合物を反応させることで、重合体ブロック(B)の末端にヘテロ原子含有官能基を導入してもよい。得られるゴム架橋物の低発熱性をより高めるという観点からは、重合体ブロック(B)の末端に、ヘテロ原子含有化合物を反応させることで、重合体ブロック(B)の末端にヘテロ原子含有官能基を導入することが好ましい。
 また、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖に、ヘテロ原子含有化合物を反応させる前の状態のとき、あるいは、ヘテロ原子含有化合物を反応させた後において、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖が残存している状態のときに、本発明の効果を阻害しない範囲で、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖の活性末端の一部を、従来から通常使用されているカップリング剤などを重合系内に添加して、カップリングを行ってもよい。
 そして、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖に、ヘテロ原子含有化合物を反応させた後は、メタノール、エタノールおよびイソプロパノールなどのアルコールまたは水などの、重合停止剤を添加して未反応の活性末端を失活させることが好ましい。
 共役ジエン系重合体鎖の活性末端を失活させた後、ヘテロ原子含有官能基を末端に有する共役ジエン系ゴムの溶液に、所望により、フェノール系安定剤、リン系安定剤、イオウ系安定剤などの老化防止剤、クラム化剤、およびスケール防止剤などを反応溶液に添加し、その後、直接乾燥またはスチームストリッピングなどにより反応溶液から重合溶媒を分離して、固形状の、ヘテロ原子含有官能基を末端に有する共役ジエン系ゴムを回収する。なお、反応溶液から重合溶媒を分離する前に、重合溶液に伸展油を混合し、共役ジエン系ゴムを油展ゴムとして回収してもよい。伸展油としては、上述したものを上述した使用量にて用いることができる。
<ゴム組成物>
 本発明のゴム組成物は、上述した本発明の共役ジエン系ゴムを含むゴム成分に対して、シリカを含有してなる組成物である。
 本発明のゴム組成物には、上述した本発明の共役ジエン系ゴム以外のその他のゴムを含有してもよい。その他のゴムとしては、たとえば、天然ゴム(エポキシ化天然ゴム(ENR)、水素化天然ゴム(HNR)、脱タンパク質天然ゴム(DPNR)、高純度天然ゴム(UPNR)、グラフト化天然ゴムなどの改質天然ゴムであってもよい。)、ポリイソプレンゴム、乳化重合スチレン-ブタジエン共重合ゴム、溶液重合スチレン-ブタジエン共重合ゴム、ポリブタジエンゴム(高シス-BR、低シスBRであってもよい。また、1,2-ポリブタジエン重合体からなる結晶繊維を含むポリブタジエンゴムであってもよい。)、スチレン-イソプレン共重合ゴム、ブタジエン-イソプレン共重合ゴム、スチレン-イソプレン-ブタジエン共重合ゴム、アクリロニトリル-ブタジエン共重合ゴム、アクリロニトリル-スチレン-ブタジエン共重合ゴム、ブチルゴム(IIR)、エチレン-プロピレン共重合体、クロロプレンゴム、ニトリルクロロプレンゴム、およびニトリルイソプレンゴム、などのうち、上述した共役ジエン系ゴム以外のものをいう。これらのなかでも、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、および溶液重合スチレン-ブタジエン共重合ゴムが好ましい。これらのゴムは、それぞれ単独で、あるいは、天然ゴムとポリブタジエンゴム、天然ゴムとスチレン-ブタジエン共重合ゴム等、2種以上を組み合わせて用いることができる。
 本発明のゴム組成物において、本発明の共役ジエン系ゴムは、ゴム組成物中のゴム成分の10~100重量%を占めることが好ましく、50~100重量%を占めることが特に好ましい。このような割合で、本発明の共役ジエン系ゴムをゴム成分中に含めることにより、低発熱性、および操縦安定性に優れたゴム架橋物を得ることができる。
 本発明で用いるシリカとしては、たとえば、乾式法ホワイトカーボン、湿式法ホワイトカーボン、コロイダルシリカ、沈降シリカ、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウムなどが挙げられる。これらの中でも、含水ケイ酸を主成分とする湿式法ホワイトカーボンが好ましい。また、カーボンブラック表面にシリカを担持させたカーボン-シリカデュアル・フェイズ・フィラーを用いてもよい。これらのシリカは、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。用いるシリカの窒素吸着比表面積(ASTM  D3037-81に準じBET法で測定される)は、好ましくは20~400m/g、より好ましくは50~220m/g、特に好ましくは80~170m/gである。また、シリカのpHは、5~10であることが好ましい。
  本発明で用いるシリカとしては、ジブチルフタレート(DBP)吸収値が、好ましくは約100~約400の範囲、特に約150~約300の範囲にあるものが好ましい。
  本発明で用いるシリカとしては、電子顕微鏡による測定で0.01~0.05μmの範囲の平均極限粒径を有するものが好ましいが、シリカの平均極限粒径はこの範囲に限定されず、さらに小さくても又はさらに大きくてもよい。
  本発明で用いるシリカとしては、たとえば、様々な市販シリカが使用できる。例えば、PPG  Industries社製のHi-Sil、210、Hi-Sil233、Hi-Sil243LD;Rhodia社製のZeosil1115MP、Zeosil1165MP、Zeosil165GR;EVONIK社製のULTRASIL VN2、ULTRASIL VN3;などが挙げられる。
 本発明のゴム組成物におけるシリカの配合量は、ゴム組成物中のゴム成分100重量部に対して、好ましくは10~250重量部であり、より好ましくは15~150重量部、さらに好ましくは20~130重量部である。シリカの配合量を上記範囲とすることにより、得られるゴム架橋物の低発熱性および操縦安定性をより高めることができる。
 本発明のゴム組成物には、低発熱性をさらに改良するという観点より、さらにシランカップリング剤を配合してもよい。シランカップリング剤としては、特に限定されず、種々のシランカップリング剤を用いることができるが、本発明においては、スルフィド系、メルカプト系、保護化メルカプト系(例えば、カルボニルチオ基を持つもの)、チオシアネート系、ビニル系、アミノ系、メタクリレート系、グリシドキシ系、ニトロ系、エポキシ系またはクロロ系のシランカップリング剤を好適に用いることができる。シランカップリング剤の具体例としては、ビス(3-(トリエトキシシリル)プロピル)ジスルフィド、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3-(トリエトキシシリル)プロピル)テトラスルフィド、γ-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3-[ エトキシビス(3,6,9,12,15-ペンタオキサオクタコサン-1-イルオキシ)シリル]-1-プロパンチオール、3-オクタノイルチオ-1-プロピル-トリエトキシシラン、3-トリメトキシシリルプロピル-N,N-ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、γ-トリメトキシシリルプロピルベンゾチアジルテトラスルフィド、3-トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、3-チオシアネートプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、N-(β-アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3-ニトロプロピルトリメトキシシラン、β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、および3-クロロプロピルトリメトキシシランなどを挙げることができる。また、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製のNXT-Z100、NXT-Z30、NXT-Z45、NXT-Z60、NXT-Z45、NXT、エボニック・デグッサ社製のSi69、Si75、VP Si363なども用いることができる。これらのシランカップリング剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。また、これらの1種または2種以上を予めオリゴマー化させて、オリゴマー化させた状態にて用いてもよい。シランカップリング剤の配合量は、シリカ100重量部に対して、好ましくは0.1~30重量部、より好ましくは1~15重量部である。
 また、本発明のゴム組成物には、さらに、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック、およびグラファイトなどのカーボンブラックを配合してもよい。これらのなかでも、ファーネスブラックが好ましい。これらのカーボンブラックは、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。カーボンブラックの配合量は、ゴム組成物中のゴム成分100重量部に対して、通常、120重量部以下である。
 なお、本発明の共役ジエン系ゴムを含むゴム成分に、シリカを添加する方法としては特に限定されず、固形のゴム成分に対して添加して混練する方法(乾式混練法)や共役ジエン系ゴムを含む溶液に対して添加して凝固・乾燥させる方法(湿式混練法)などを適用することができる。
 また、本発明のゴム組成物は、架橋剤をさらに含有していることが好ましい。架橋剤としては、たとえば、硫黄、ハロゲン化硫黄などの含硫黄化合物、有機過酸化物、キノンジオキシム類、有機多価アミン化合物、メチロール基を有するアルキルフェノール樹脂などが挙げられる。これらの中でも、硫黄が好ましく使用される。架橋剤の配合量は、ゴム組成物中のゴム成分100重量部に対して、好ましくは0.1~15重量部、より好ましくは0.5~5重量部、特に好ましくは1~4重量部である。
 さらに、本発明のゴム組成物には、上記成分以外に、常法に従って、架橋促進剤、架橋活性化剤、老化防止剤、充填剤(上記シリカおよびカーボンブラックを除く)、活性剤、プロセス油、可塑剤、滑剤、粘着付与剤、などの配合剤をそれぞれ必要量配合できる。
 架橋剤として、硫黄または含硫黄化合物を用いる場合には、架橋促進剤および架橋活性化剤を併用することが好ましい。架橋促進剤としては、たとえば、スルフェンアミド系架橋促進剤;グアニジン系架橋促進剤;チオウレア系架橋促進剤;チアゾール系架橋促進剤;チウラム系架橋促進剤;ジチオカルバミン酸系架橋促進剤;キサントゲン酸系架橋促進剤;などが挙げられる。これらのなかでも、スルフェンアミド系架橋促進剤を含むものが好ましい。これらの架橋促進剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いられる。架橋促進剤の配合量は、ゴム組成物中のゴム成分100重量部に対して、好ましくは0.1~15重量部、より好ましくは0.5~5重量部、特に好ましくは1~4重量部である。
 架橋活性化剤としては、たとえば、ステアリン酸などの高級脂肪酸;酸化亜鉛;などを挙げることができる。これらの架橋活性化剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いられる。架橋活性化剤の配合量は、ゴム組成物中のゴム成分100重量部に対して、好ましくは0.05~20重量部、特に好ましくは0.5~15重量部である。
 本発明のゴム組成物を得るためには、常法に従って各成分を混練すればよく、たとえば、架橋剤や架橋促進剤などの熱に不安定な成分を除く成分と共役ジエン系ゴムとを混練後、その混練物に架橋剤や架橋促進剤などの熱に不安定な成分を混合して目的の組成物を得ることができる。熱に不安定な成分を除く成分と共役ジエン系ゴムとの混練温度は、好ましくは80~200℃、より好ましくは120~180℃であり、その混練時間は、好ましくは30秒~30分である。また、その混練物と熱に不安定な成分との混合は、通常100℃以下、好ましくは80℃以下まで冷却した後に行われる。
<ゴム架橋物>
 本発明のゴム架橋物は、上述した本発明のゴム組成物を架橋してなるものである。
 本発明のゴム架橋物は、本発明のゴム組成物を用い、たとえば、所望の形状に対応した成形機、たとえば、押出機、射出成形機、圧縮機、ロールなどにより成形を行い、加熱することにより架橋反応を行い、ゴム架橋物として形状を固定化することにより製造することができる。この場合においては、予め成形した後に架橋しても、成形と同時に架橋を行ってもよい。成形温度は、通常、10~200℃、好ましくは25~120℃である。架橋温度は、通常、100~200℃、好ましくは130~190℃であり、架橋時間は、通常、1分~24時間、好ましくは2分~12時間、特に好ましくは3分~6時間である。
 また、ゴム架橋物の形状、大きさなどによっては、表面が架橋していても内部まで十分に架橋していない場合があるので、さらに加熱して二次架橋を行ってもよい。
 加熱方法としては、プレス加熱、スチーム加熱、オーブン加熱、熱風加熱などのゴムの架橋に用いられる一般的な方法を適宜選択すればよい。
 このようにして得られる本発明のゴム架橋物は、上述した本発明の共役ジエン系ゴムを用いて得られるものであるため、低発熱性および操縦安定性に優れるものである。特に、本発明の共役ジエン系ゴムは、イソプレン単量体単位を主成分とし、重量平均分子量(Mw)が特定の範囲にある重合体ブロック(A)と、1,3-ブタジエン単量体単位を主成分とする重合体ブロック(B)とを備え、かつ、これらの少なくとも一方の重合体ブロック中に、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位を含有するものであるため、重合体ブロック(A)およびシリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位の作用により、シリカなどの充填剤に対する親和性が高く、これにより、シリカなどの充填剤を良好に分散させることができ、さらには、シリカなどの充填剤による補強性を十分に発揮させることができるものである。したがって、このような本発明の共役ジエン系ゴムを用いて得られる、本発明のゴム架橋物は、低発熱性および操縦安定性に優れたものとなる。
 本発明のゴム架橋物は、その優れた低発熱性および操縦安定性を活かし、たとえば、タイヤにおいて、キャップトレッド、ベーストレッド、カーカス、サイドウォール、ビード部などのタイヤ各部位の材料;ホース、ベルト、マット、防振ゴム、その他の各種工業用品の材料;樹脂の耐衝撃性改良剤;樹脂フィルム緩衝剤;靴底;ゴム靴;ゴルフボール;玩具;などの各種用途に用いることができる。とりわけ、本発明のゴム架橋物は、低発熱性および操縦安定性に優れることから、タイヤの材料、特に低燃費タイヤの材料として好適に用いることができ、トレッド用途に最適である。
 以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。なお、以下において、「部」は、特に断りのない限り重量基準である。また、試験および評価は下記に従った。
〔重量平均分子量、分子量分布〕
  重量平均分子量(Mw)、分子量分布(Mw/Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィによりポリスチレン換算の分子量に基づくチャートを得て、得られたチャートに基づいて求めた。ゲルパーミエーションクロマトグラフィの具体的な測定条件は、以下のとおりとした。
  測定機:高速液体クロマトグラフ(東ソー社製、商品名「HLC-8220」)
  カラム:東ソー社製、商品名「GMH-HR-H」を二本直列に連結した。
  検出器:示差屈折計
  溶離液:テトラヒドロフラン
  カラム温度:40℃
〔ミクロ構造〕
 スチレン単量体単位含有量、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン単量体単位含有量、およびビニル結合含有量は、H-NMRにより測定した。
〔ゴム組成物のロール付着性〕
 得られたゴム組成物を、50℃のオープンロールで成形し、シート状にした。この際に得られたシート状のゴム組成物をオープンロールの表面から剥がす際における状態を下記の基準にしたがって評価した。
  ◎:ゴム組成物をオープンロールの表面から剥がす際に、ロールへの付着が発生しておらず、容易に剥がすことができた。また、ロールへの付着が発生していないことから、シート状のゴム組成物の表面は、十分に平滑なものであった。
  ×:ゴム組成物をオープンロールの表面から剥がす際に、ロールへの付着が激しく、剥がし難かった。また、ロールへの付着が激しいことから、シート状のゴム組成物は、その表面の平滑性に劣るものであった。
〔ゴム架橋物のウエットグリップ性〕
  ウエットグリップ性については、長さ50mm、幅12.7mm、厚さ2mmのゴム架橋物の試験片を、レオメトリックス社製ARESを用い、動的歪み0.5%、10Hzの条件で0℃におけるtanδの値を測定することにより評価した。このtanδの値については、比較例3の測定値を100とする指数で示した。この指数が大きいものほど、ウエットグリップ性に優れる。
〔ゴム架橋物の低発熱性〕
  低発熱性については、長さ50mm、幅12.7mm、厚さ2mmのゴム架橋物の試験片を、レオメトリックス社製ARESを用い、動的歪み2.5%、10Hzの条件で60℃におけるtanδを測定することにより評価した。このtanδの値については、実施例1~9、比較例1、2は比較例3の測定値を100とする指数で示し、実施例10は比較例4の測定値を100とする指数で示し、実施例11,12、比較例6,7は比較例5の測定値を100とする指数で示した。この指数が小さいものほど、低発熱性に優れる。
〔ゴム架橋物の操縦安定性〕
  操縦安定性については、JIS  K6301に従って、ゴム架橋物の試験片について、引張試験を行ない、(300%伸張時の応力)/(100%伸長時の応力)の値を測定・計算することにより評価した。この数値が大きいものほど、シリカによる補強性が高く、操縦安定性に優れる。
〔製造例1〕活性末端を有する重合体ブロック(A1)の調製
 窒素置換された800ml容器に、シクロヘキサン140.8g、およびテトラメチルエチレンジアミン3.0mmolを添加し、さらに、n-ブチルリチウム30.0mmolを添加した。次いで、イソプレン113.6g、およびスチレン9.2gをゆっくりと添加し、50℃の容器内で120分反応させることにより、活性末端を有する重合体ブロック(A1)を得た。この重合体ブロック(A1)の重量平均分子量(Mw)は6,500、分子量分布(Mw/Mn)は1.10、スチレン単量体単位含有量は7.5重量%、イソプレン単量体単位含有量は92.5重量%、およびビニル結合含有量は7.0重量%であった。
〔製造例2〕活性末端を有する重合体ブロック(A2)の調製
 窒素置換された800ml容器に、シクロヘキサン134.3g、およびテトラメチルエチレンジアミン1.0mmolを添加し、さらに、n-ブチルリチウム10.0mmolを添加した。次いで、イソプレン36.1g、およびスチレン2.9gをゆっくりと添加し、50℃の容器内で120分反応させることにより、活性末端を有する重合体ブロック(A2)を得た。この重合体ブロック(A2)の重量平均分子量(Mw)は5,700、分子量分布(Mw/Mn)は1.09、スチレン単量体単位含有量は7.4重量%、イソプレン単量体単位含有量は92.6重量%、およびビニル結合含有量は7.3重量%であった。
〔実施例1〕
 攪拌機付きオートクレーブに、窒素雰囲気下、シクロヘキサン792g、テトラメチルエチレンジアミン0.71mmol、1,3-ブタジエン76.3g、スチレン28.7g、およびビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン(上記一般式(1)において、X=化学的な単結合、X、X=ジエチルアミノ基、X=メチル基である化合物)0.144gを仕込んだ後、上記製造例1にて得られた活性末端を有する重合体ブロック(A1)をリチウム原子含有量に換算して0.51mmol加え、60℃で重合を開始した。60分間重合反応を継続し、重合転化率が95%から100%の範囲になったことを確認してから、重合停止剤として、使用したn-ブチルリチウムの2倍モルに相当する量のメタノールを添加して、共役ジエン系ゴムを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤(商品名「イルガノックス1520L」、BASF社製)を、共役ジエン系ゴム100部に対して0.15部、および伸展油(商品名「アロマックスT-DAE」、JX日鉱日石エネルギー社製)を、共役ジエン系ゴム100部に対して37.5部、それぞれ添加した後、スチームストリッピングにより溶媒を除去し、60℃で24時間真空乾燥して、固形状の共役ジエン系ゴムを得た。得られた実施例1の共役ジエン系ゴムの重量平均分子量(Mw)は431,000、スチレン単量体単位含有量は27重量%、ビニル結合含有量は59重量%であった。また、得られた実施例1の共役ジエン系ゴム中における、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン単量体単位含有量は0.15重量%であった。
〔実施例2〕
 攪拌機付きオートクレーブに、窒素雰囲気下、シクロヘキサン792g、テトラメチルエチレンジアミン0.71mmol、1,3-ブタジエン76.3g、スチレン28.7g、およびビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン0.144gを仕込んだ後、上記製造例1にて得られた活性末端を有する重合体ブロック(A1)をリチウム原子含有量に換算して0.51mmol加え、60℃で重合を開始した。60分間重合反応を継続し、重合転化率が95%から100%の範囲になったことを確認してから、N,N-ジメチルアミノプロピルアクリルアミド(上記一般式(8)において、R19~R22=水素原子、R23=トリメチレン基、R24、R25=メチル基である化合物)0.35mmolを添加し、30分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したn-ブチルリチウムの2倍モルに相当する量のメタノールを添加して、共役ジエン系ゴムを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤(商品名「イルガノックス1520L」、BASF社製)を、共役ジエン系ゴム100部に対して0.15部、および伸展油(商品名「アロマックスT-DAE」、JX日鉱日石エネルギー社製)を、共役ジエン系ゴム100部に対して37.5部、それぞれ添加した後、スチームストリッピングにより溶媒を除去し、60℃で24時間真空乾燥して、固形状の共役ジエン系ゴムを得た。得られた実施例2の共役ジエン系ゴムの重量平均分子量(Mw)は380,000、スチレン単量体単位含有量は27重量%、ビニル結合含有量は59重量%であった。また、得られた実施例2の共役ジエン系ゴム中における、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン単量体単位含有量は0.15重量%であった。
〔実施例3〕
 攪拌機付きオートクレーブに、窒素雰囲気下、シクロヘキサン792g、テトラメチルエチレンジアミン0.71mmol、1,3-ブタジエン76.3g、スチレン28.7g、およびビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン0.144gを仕込んだ後、上記製造例1にて得られた活性末端を有する重合体ブロック(A1)をリチウム原子含有量に換算して0.51mmol加え、60℃で重合を開始した。60分間重合反応を継続し、重合転化率が95%から100%の範囲になったことを確認してから、下記式(9)で表されるポリオルガノシロキサンを、-Si-O-の繰り返し単位数に換算して0.65mmolとなるように添加し、30分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したn-ブチルリチウムの2倍モルに相当する量のメタノールを添加して、共役ジエン系ゴムを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤(商品名「イルガノックス1520L」、BASF社製)を、共役ジエン系ゴム100部に対して0.15部、および伸展油(商品名「アロマックスT-DAE」、JX日鉱日石エネルギー社製)を、共役ジエン系ゴム100部に対して37.5部、それぞれ添加した後、スチームストリッピングにより溶媒を除去し、60℃で24時間真空乾燥して、固形状の共役ジエン系ゴムを得た。得られた実施例3の共役ジエン系ゴムの重量平均分子量(Mw)は827,000、スチレン単量体単位含有量は27重量%、ビニル結合含有量は59重量%であった。また、得られた実施例3の共役ジエン系ゴム中における、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン単量体単位含有量は0.15重量%であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
〔実施例4〕
 攪拌機付きオートクレーブに、窒素雰囲気下、シクロヘキサン792g、テトラメチルエチレンジアミン0.71mmol、1,3-ブタジエン76.3g、スチレン28.7g、およびビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン0.144gを仕込んだ後、上記製造例1にて得られた活性末端を有する重合体ブロック(A1)をリチウム原子含有量に換算して0.51mmol加え、60℃で重合を開始した。60分間重合反応を継続し、重合転化率が95%から100%の範囲になったことを確認してから、上記一般式(9)で表されるポリオルガノシロキサンを、-Si-O-の繰り返し単位数に換算して1.68mmolとなるように添加し、20分間反応させた。次いで、n-ブチルリチウムを0.89mmol添加し、10分間反応させた。次いで、上記一般式(9)で表されるポリオルガノシロキサンを、-Si-O-の繰り返し単位数に換算して0.49mmolとなるように添加し、20分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したn-ブチルリチウムの2倍モルに相当する量のメタノールを添加して、共役ジエン系ゴムを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤(商品名「イルガノックス1520L」、BASF社製)を、共役ジエン系ゴム100部に対して0.15部、および伸展油(商品名「アロマックスT-DAE」、JX日鉱日石エネルギー社製)を、共役ジエン系ゴム100部に対して37.5部、それぞれ添加した後、スチームストリッピングにより溶媒を除去し、60℃で24時間真空乾燥して、固形状の共役ジエン系ゴムを得た。得られた実施例4の共役ジエン系ゴムの重量平均分子量(Mw)は563,000、スチレン単量体単位含有量は27重量%、ビニル結合含有量は59重量%であった。また、得られた実施例4の共役ジエン系ゴム中における、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン単量体単位含有量は0.15重量%であった。
〔実施例5〕
 攪拌機付きオートクレーブに、窒素雰囲気下、シクロヘキサン792g、テトラメチルエチレンジアミン0.71mmol、1,3-ブタジエン76.3g、スチレン28.7g、およびビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン0.144gを仕込んだ後、上記製造例1にて得られた活性末端を有する重合体ブロック(A1)をリチウム原子含有量に換算して0.51mmol加え、60℃で重合を開始した。60分間重合反応を継続し、重合転化率が95%から100%の範囲になったことを確認してから、n-ブチルリチウムを0.89mmol添加し、10分間反応させた。次いで、上記一般式(9)で表されるポリオルガノシロキサンを、-Si-O-の繰り返し単位数に換算して2.17mmolとなるように添加し、30分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したn-ブチルリチウムの2倍モルに相当する量のメタノールを添加して、共役ジエン系ゴムを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤(商品名「イルガノックス1520L」、BASF社製)を、共役ジエン系ゴム100部に対して0.15部、および伸展油(商品名「アロマックスT-DAE」、JX日鉱日石エネルギー社製)を、共役ジエン系ゴム100部に対して37.5部、それぞれ添加した後、スチームストリッピングにより溶媒を除去し、60℃で24時間真空乾燥して、固形状の共役ジエン系ゴムを得た。得られた実施例5の共役ジエン系ゴムの重量平均分子量(Mw)は617,000、スチレン単量体単位含有量は27重量%、ビニル結合含有量は59重量%であった。また、得られた実施例5の共役ジエン系ゴム中における、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン単量体単位含有量は0.15重量%であった。
〔実施例6〕
 攪拌機付きオートクレーブに、窒素雰囲気下、シクロヘキサン792g、テトラメチルエチレンジアミン0.71mmol、1,3-ブタジエン76.3g、スチレン28.7g、およびビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン0.144gを仕込んだ後、上記製造例1にて得られた活性末端を有する重合体ブロック(A1)をリチウム原子含有量に換算して0.51mmol加え、60℃で重合を開始した。60分間重合反応を継続し、重合転化率が95%から100%の範囲になったことを確認してから、3-ジエチルアミノプロピルトリメトキシシラン(上記一般式(7)において、R12=トリメチレン基、X15、X16、X17=メトキシ基、X18、X19=エチル基である化合物)0.35mmolを添加し、20分間反応させた。次いでn-ブチルリチウム0.61mmolを添加し、30分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したn-ブチルリチウムの2倍モルに相当する量のメタノールを添加して、共役ジエン系ゴムを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤(商品名「イルガノックス1520L」、BASF社製)を、共役ジエン系ゴム100部に対して0.15部、および伸展油(商品名「アロマックスT-DAE」、JX日鉱日石エネルギー社製)を、共役ジエン系ゴム100部に対して37.5部、それぞれ添加した後、スチームストリッピングにより溶媒を除去し、60℃で24時間真空乾燥して、固形状の共役ジエン系ゴムを得た。得られた実施例6の共役ジエン系ゴムの重量平均分子量(Mw)は295,000、スチレン単量体単位含有量は27重量%、ビニル結合含有量は59重量%であった。また、得られた実施例6の共役ジエン系ゴム中における、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン単量体単位含有量は0.15重量%であった。
〔実施例7〕
 実施例6において、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシランの使用量を0.072gに変えた点以外は実施例6と同様にして固形状の共役ジエン系ゴムを得た。得られた実施例7の共役ジエン系ゴムの重量平均分子量(Mw)は311,000、スチレン単量体単位含有量は27重量%、ビニル結合含有量は59重量%であった。また、得られた実施例7の共役ジエン系ゴム中における、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン単量体単位含有量は0.075重量%であった。
〔比較例1〕
 攪拌機付きオートクレーブに、窒素雰囲気下、シクロヘキサン792g、テトラメチルエチレンジアミン0.71mmol、1,3-ブタジエン76.3g、およびスチレン28.7gを仕込んだ後、上記製造例1にて得られた活性末端を有する重合体ブロック(A1)をリチウム原子含有量に換算して0.51mmol加え、60℃で重合を開始した。60分間重合反応を継続し、重合転化率が95%から100%の範囲になったことを確認してから、重合停止剤として、使用したn-ブチルリチウムの2倍モルに相当する量のメタノールを添加して、共役ジエン系ゴムを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤(商品名「イルガノックス1520L」、BASF社製)を、共役ジエン系ゴム100部に対して0.15部、および伸展油(商品名「アロマックスT-DAE」、JX日鉱日石エネルギー社製)を、共役ジエン系ゴム100部に対して37.5部、それぞれ添加した後、スチームストリッピングにより溶媒を除去し、60℃で24時間真空乾燥して、固形状の共役ジエン系ゴムを得た。得られた比較例1の共役ジエン系ゴムの重量平均分子量(Mw)は443,000、スチレン単量体単位含有量は27重量%、ビニル結合含有量は59重量%であった。
〔比較例2〕
 攪拌機付きオートクレーブに、窒素雰囲気下、シクロヘキサン792g、テトラメチルエチレンジアミン0.71mmol、1,3-ブタジエン76.3g、スチレン28.7g、およびビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン0.144gを仕込んだ後、3-(ジメチルアミノ)プロピルリチウムとイソプレンとを反応させた化合物[反応割合:イソプレン/3-(ジメチルアミノ)プロピルリチウム=2/1(モル比)、FMC社製、商品名「AI-200CE2」、分子量=229、下記式(10)で示される化合物]を0.51mmol加え、60℃で重合を開始した。60分間重合反応を継続し、重合転化率が95%から100%の範囲になったことを確認してから、重合停止剤として、使用したn-ブチルリチウムの2倍モルに相当する量のメタノールを添加して、共役ジエン系ゴムを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤(商品名「イルガノックス1520L」、BASF社製)を、共役ジエン系ゴム100部に対して0.15部、および伸展油(商品名「アロマックスT-DAE」、JX日鉱日石エネルギー社製)を、共役ジエン系ゴム100部に対して37.5部、それぞれ添加した後、スチームストリッピングにより溶媒を除去し、60℃で24時間真空乾燥して、固形状の共役ジエン系ゴムを得た。得られた比較例2の共役ジエン系ゴムの重量平均分子量(Mw)は400,000、スチレン単量体単位含有量は27重量%、ビニル結合含有量は59重量%であった。また、得られた比較例2の共役ジエン系ゴム中における、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン単量体単位含有量は0.15重量%であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
〔比較例3〕
 攪拌機付きオートクレーブに、窒素雰囲気下、シクロヘキサン792g、テトラメチルエチレンジアミン0.71mmol、1,3-ブタジエン76.3g、スチレン28.7g、およびビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン0.144gを仕込んだ後、n-ブチルリチウムを0.51mmol加え、60℃で重合を開始した。60分間重合反応を継続し、重合転化率が95%から100%の範囲になったことを確認してから、重合停止剤として、使用したn-ブチルリチウムの2倍モルに相当する量のメタノールを添加して、共役ジエン系ゴムを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤(商品名「イルガノックス1520L」、BASF社製)を、共役ジエン系ゴム100部に対して0.15部、および伸展油(商品名「アロマックスT-DAE」、JX日鉱日石エネルギー社製)を、共役ジエン系ゴム100部に対して37.5部、それぞれ添加した後、スチームストリッピングにより溶媒を除去し、60℃で24時間真空乾燥して、固形状の共役ジエン系ゴムを得た。得られた比較例3の共役ジエン系ゴムの重量平均分子量(Mw)は420,000、スチレン単量体単位含有量は27重量%、ビニル結合含有量は59重量%であった。また、得られた比較例3の共役ジエン系ゴム中における、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン単量体単位含有量は0.15重量%であった。
〔ゴム組成物およびゴム架橋物の製造と評価〕
 容量250mlのブラベンダータイプミキサー中で、実施例1の共役ジエン系ゴム137.5部(ゴム成分としては100部)を30秒素練りし、次いでシリカ(ローディア社製、商品名「Zeosil1115MP」)50部、およびシランカップリング剤:ビス(3-(トリエトキシシリル)プロピル)テトラスルフィド(デグッサ社製、商品名「Si69」)6.0部を添加して、110℃を開始温度として1.5分間混練後、シリカ(ローディア社製、商品名「Zeosil1115MP」)25部、酸化亜鉛3部、ステアリン酸2部および老化防止剤:N-フェニル-N’-(1,3-ジメチルブチル)-p-フェニレンジアミン(大内新興化学工業社製、商品名「ノクラック6C」)2部を添加し、更に2.5分間混練し、ミキサーから混練物を排出させた。混練終了時の混練物の温度は150℃であった。混練物を、室温まで冷却した後、再度ブラベンダータイプミキサー中で、110℃を開始温度として2分間混練した後、ミキサーから混練物を排出させた。次いで、50℃のオープンロールで、得られた混練物に、硫黄1.40部、架橋促進剤:N-tert-ブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(商品名「ノクセラーNS-P」、大内新興化学工業社製)1.2部、および1,3-ジフェニルグアニジン(商品名「ノクセラーD」、大内新興化学工業社製)1.2部を加えてこれらを混練することで、ゴム組成物を得た。
 そして、得られたゴム組成物を、50℃のオープンロールでシート状に成形し、この際に、上記方法にしたがって、ゴム組成物のロール付着性の評価を行った。結果を表1に示す。
 また、得られたシート状のゴム組成物を160℃で20分間プレス架橋することで、ゴム架橋物の試験片を作製し、この試験片を用いて、ウエットグリップ性、低発熱性、および操縦安定性の評価を行なった。結果を表1に示す。
 また、実施例2~7、比較例1~3の共役ジエン系ゴムについても、それぞれ同様にして、ゴム組成物を作製し、ゴム組成物のロール付着性の評価を行い、また、同様にして、ゴム架橋物の試験片を作製し、ウエットグリップ性、低発熱性、および操縦安定性の評価を行った。結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
〔実施例1~7、比較例1~3の評価〕
 表1より、イソプレン単量体単位を主成分とする重合体ブロック(A)と、1,3-ブタジエン単量体単位を主成分とする重合体ブロック(B)とを備え、重合体鎖中に、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位を有し、かつ、重合体ブロック(A)の重量平均分子量および共役ジエン系ゴムの全体の重量平均分子量が所定の範囲にある共役ジエン系ゴムは、ゴム組成物とした場合における、ロールへの付着が有効に抑制されており、これにより優れた加工性を実現できるものであり、さらには、これを用いて得られるゴム架橋物は、低発熱性、および操縦安定性に優れ、さらには優れたウエットグリップ性を備えるものであった(実施例1~7)。
 一方、重合体鎖中に、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位を有しない共役ジエン系ゴムを用いた場合には、得られるゴム組成物は、ロールへの付着が顕著になり、また、得られるゴム架橋物は、低発熱性、および操縦安定性に劣るものであった(比較例1)。
 同様に、イソプレン単量体単位を主成分とする重合体ブロック(A)の重量平均分子量が小さすぎる共役ジエン系ゴムを用いた場合や、重合体ブロック(A)を有しない共役ジエン系ゴムを用いた場合においても、得られるゴム組成物は、ロールへの付着が顕著になり、また、得られるゴム架橋物は、低発熱性、および操縦安定性に劣るものであった(比較例2,3)。
〔実施例8〕
 実施例2において、N,N-ジメチルアミノプロピルアクリルアミド0.35mmolを、3‐[ビス(トリメチルシリル)アミノ]プロピル(ジメトキシ)(メチル)シラン(上記一般式(7)において、R12=トリメチレン基、X15、X16=メトキシ基、X17=メチル基、X18、X19=トリメチルシリル基である化合物)0.35mmolに変えた点以外は実施例2と同様にして固形状の共役ジエン系ゴムを得た。得られた実施例8の共役ジエン系ゴムの重量平均分子量(Mw)は482,000、スチレン単量体単位含有量は27重量%、ビニル結合含有量は58重量%であった。また、得られた実施例8の共役ジエン系ゴム中における、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン単量体単位含有量は0.15重量%であった。
〔実施例9〕
 実施例2において、N,N-ジメチルアミノプロピルアクリルアミド0.35mmolを、2,2-ジメトキシ-1-[3-(トリメトキシシリル)プロピル]-1,2-アザシロリジン(上記一般式(7)において、R12=トリメチレン基、X15、X16=メトキシ基、X18=3-(トリメトキシシリル)プロピル基、X17とX19に代わり、上記一般式(7)中のケイ素原子と窒素原子が直接共有結合する様式である化合物)0.35mmolに変えた点以外は実施例2と同様にして固形状の共役ジエン系ゴムを得た。得られた実施例9の共役ジエン系ゴムの重量平均分子量(Mw)は624,000、スチレン単量体単位含有量は27重量%、ビニル結合含有量は58重量%であった。また、得られた実施例9の共役ジエン系ゴム中における、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン単量体単位含有量は0.15重量%であった。
 実施例8,9の共役ジエン系ゴムについても、それぞれ実施例1と同様にして、ゴム組成物を作製し、ゴム組成物のロール付着性の評価を行い、また、同様にして、ゴム架橋物の試験片を作製し、低発熱性および操縦安定性の評価を行った。結果を表2に示す。対比のため、比較例1の結果も表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
〔実施例8,9の評価〕
 表2より、ヘテロ原子含有化合物として、上記一般式(7)で表される化合物を使用した場合においても、同様に、ゴム組成物とした場合における、ロールへの付着が有効に抑制されており、これにより優れた加工性を実現できるものであり、さらには、これを用いて得られるゴム架橋物は、低発熱性、および操縦安定性に優れるものであった(実施例8,9)。
〔実施例10〕
 実施例1において、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン0.144gを、m/p-ピロリジノエチルスチレン(m-ピロリジノエチルスチレンとp-ピロリジノエチルスチレンとの混合物)0.135gに変えた点以外は実施例1と同様にして固形状の共役ジエン系ゴムを得た。得られた実施例10の共役ジエン系ゴムの重量平均分子量(Mw)は470,000、スチレン単量体単位含有量は27重量%、ビニル結合含有量は58重量%であった。また、得られた実施例10の共役ジエン系ゴム中における、m/p-ピロリジノエチルスチレン単量体単位含有量は0.13重量%であった。
〔比較例4〕
 比較例3において、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン0.144gを、m/p-ピロリジノエチルスチレン0.135gに変えた点以外は比較例3と同様にして固形状の共役ジエン系ゴムを得た。得られた比較例4の共役ジエン系ゴムの重量平均分子量(Mw)は246,000、スチレン単量体単位含有量は27重量%、ビニル結合含有量は59重量%であった。また、得られた比較例4の共役ジエン系ゴム中における、ピロリジノエチルスチレン単量体単位含有量は0.13重量%であった。
 実施例10、比較例4の共役ジエン系ゴムについても、それぞれ実施例1と同様にして、ゴム組成物を作製し、ゴム組成物のロール付着性の評価を行い、また、同様にして、ゴム架橋物の試験片を作製し、低発熱性および操縦安定性の評価を行った。結果を表3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
〔実施例10、比較例4の評価〕
 表3より、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物として、m/p-ピロリジノエチルスチレンを使用した場合においても、同様に、ゴム組成物とした場合における、ロールへの付着が有効に抑制されており、これにより優れた加工性を実現できるものであり、さらには、これを用いて得られるゴム架橋物は、低発熱性、および操縦安定性に優れるものであった(実施例10)。
 一方、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物として、m/p-ピロリジノエチルスチレンを使用した場合においても、イソプレン単量体単位を主成分とする重合体ブロック(A)を有しない共役ジエン系ゴムを用いた場合には、得られるゴム組成物は、ロールへの付着が顕著になり、また、得られるゴム架橋物は、低発熱性、および操縦安定性に劣るものであった(比較例4)。
〔実施例11〕
 攪拌機付きオートクレーブに、窒素雰囲気下、シクロヘキサン830g、テトラメチルエチレンジアミン1.28mmol、1,3-ブタジエン80.3g、スチレン29.7g、およびビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン0.132gを仕込んだ後、上記製造例2にて得られた活性末端を有する重合体ブロック(A2)をリチウム原子含有量に換算して0.80mmol加え、60℃で重合を開始した。60分間重合反応を継続し、重合転化率が95%から100%の範囲になったことを確認してから、N,N-ジメチルアミノプロピルアクリルアミド(上記一般式(8)において、R19、R20、R21、R22=水素原子、R23=トリメチレン基、R24、R25=メチル基である化合物)0.30mmolを添加し、15分間反応させた。次いで、3-ジエチルアミノプロピルトリメトキシシラン0.30mmolを添加し、30分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したn-ブチルリチウムの2倍モルに相当する量のメタノールを添加して、共役ジエン系ゴムを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤(商品名「イルガノックス1520L」、BASF社製)を、共役ジエン系ゴム100部に対して0.15部添加した後、スチームストリッピングにより溶媒を除去し、60℃で24時間真空乾燥して、固形状の共役ジエン系ゴムを得た。得られた実施例11の共役ジエン系ゴムの重量平均分子量(Mw)は380,000、スチレン単量体単位含有量は27重量%、ビニル結合含有量は57重量%であった。また、得られた実施例11の共役ジエン系ゴム中における、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン単量体単位含有量は0.12重量%であった。
〔実施例12〕
 攪拌機付きオートクレーブに、窒素雰囲気下、シクロヘキサン830g、テトラメチルエチレンジアミン1.28mmol、1,3-ブタジエン80.3g、スチレン29.7g、およびビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン0.066gを仕込んだ後、上記製造例2にて得られた活性末端を有する重合体ブロック(A2)をリチウム原子含有量に換算して0.80mmol加え、60℃で重合を開始した。60分間重合反応を継続し、重合転化率が95%から100%の範囲になったことを確認してから、N-フェニルピロリドン0.30mmolを添加し、15分間反応させた。次いで、上記式(9)で表されるポリオルガノシロキサンを、-Si-O-の繰り返し単位数に換算して0.33mmolとなるように添加し、30分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したn-ブチルリチウムの2倍モルに相当する量のメタノールを添加して、共役ジエン系ゴムを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤(商品名「イルガノックス1520L」、BASF社製)を、共役ジエン系ゴム100部に対して0.15部添加した後、スチームストリッピングにより溶媒を除去し、60℃で24時間真空乾燥して、固形状の共役ジエン系ゴムを得た。得られた実施例12の共役ジエン系ゴムの重量平均分子量(Mw)は506,000、スチレン単量体単位含有量は26重量%、ビニル結合含有量は58重量%であった。また、得られた実施例12の共役ジエン系ゴム中における、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン単量体単位含有量は0.060重量%であった。
〔比較例5〕
 攪拌機付きオートクレーブに、窒素雰囲気下、シクロヘキサン830g、テトラメチルエチレンジアミン1.28mmol、1,3-ブタジエン80.3g、スチレン29.7g、およびビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン0.132gを仕込んだ後、n-ブチルリチウムを0.80mmol加え、60℃で重合を開始した。60分間重合反応を継続し、重合転化率が95%から100%の範囲になったことを確認してから、N-フェニルピロリドン0.30mmolを添加し、15分間反応させた。次いで、1,3,5-トリス(トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート0.30mmolを添加し、30分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したn-ブチルリチウムの2倍モルに相当する量のメタノールを添加して、共役ジエン系ゴムを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤(商品名「イルガノックス1520L」、BASF社製)を、共役ジエン系ゴム100部に対して0.15部添加した後、スチームストリッピングにより溶媒を除去し、60℃で24時間真空乾燥して、固形状の共役ジエン系ゴムを得た。得られた比較例5の共役ジエン系ゴムの重量平均分子量(Mw)は385,000、スチレン単量体単位含有量は27重量%、ビニル結合含有量は58重量%であった。また、得られた比較例5の共役ジエン系ゴム中における、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン単量体単位含有量は0.12重量%であった。
〔比較例6〕
 攪拌機付きオートクレーブに、窒素雰囲気下、シクロヘキサン830g、テトラメチルエチレンジアミン1.28mmol、ピペリジン0.61mmol,3-ブタジエン80.3g、スチレン29.7g、およびビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン0.066gを仕込んだ後、n-ブチルリチウムを0.80mmol加え、60℃で重合を開始した。60分間重合反応を継続し、重合転化率が95%から100%の範囲になったことを確認してから、N,N-ジメチルアミノプロピルアクリルアミド0.30mmolを添加し、15分間反応させた。次いで、1,3,5-トリス(トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート0.30mmolを添加し、30分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したn-ブチルリチウムの2倍モルに相当する量のメタノールを添加して、共役ジエン系ゴムを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤(商品名「イルガノックス1520L」、BASF社製)を、共役ジエン系ゴム100部に対して0.15部添加した後、スチームストリッピングにより溶媒を除去し、60℃で24時間真空乾燥して、固形状の共役ジエン系ゴムを得た。得られた比較例6の共役ジエン系ゴムの重量平均分子量(Mw)は245,000、スチレン単量体単位含有量は26重量%、ビニル結合含有量は59重量%であった。また、得られた比較例6の共役ジエン系ゴム中における、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン単量体単位含有量は0.060重量%であった。
〔比較例7〕
 攪拌機付きオートクレーブに、窒素雰囲気下、シクロヘキサン830g、テトラメチルエチレンジアミン1.28mmol、1,3-ブタジエン80.3g、スチレン29.7gを仕込んだ後、上記にて得られた活性末端を有する重合体ブロック(A2)をリチウム原子含有量に換算して0.80mmol加え、60℃で重合を開始した。60分間重合反応を継続し、重合転化率が95%から100%の範囲になったことを確認してから、1,3,5-トリス(トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート0.61mmolを添加し、30分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したn-ブチルリチウムの2倍モルに相当する量のメタノールを添加して、共役ジエン系ゴムを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤(商品名「イルガノックス1520L」、BASF社製)を、共役ジエン系ゴム100部に対して0.15部添加した後、スチームストリッピングにより溶媒を除去し、60℃で24時間真空乾燥して、固形状の共役ジエン系ゴムを得た。得られた比較例7の共役ジエン系ゴムの重量平均分子量(Mw)は499,000、スチレン単量体単位含有量は28重量%、ビニル結合含有量は58重量%であった。
 実施例11,12、比較例5~7の共役ジエン系ゴムについても、それぞれ実施例1と同様にして、ゴム架橋物の試験片を作製し、低発熱性の評価を行った。結果を表4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
〔実施例11,12、比較例5~7の評価〕
 表4より、ヘテロ原子含有化合物として2種類の化合物を使用し、順次反応させた場合においても、同様に、このようにして得られる共役ジエン系ゴムを用いて得られるゴム架橋物は、低発熱性に優れるものであった(実施例11,12)。また、実施例11,12においても、実施例1~7と同様に、ゴム組成物とした場合における、ロールへの付着が有効に抑制されたものであり、加工性に優れたものであるとともに、さらには、これを用いて得られるゴム架橋物は、低発熱性に加えて、操縦安定性に優れるものであるといえる。
 一方、ヘテロ原子含有化合物として2種類の化合物を使用した場合においても、イソプレン単量体単位を主成分とする重合体ブロック(A)を有しない共役ジエン系ゴムを用いた場合や、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物を共重合しなかった場合には、低発熱性に劣るものであった(比較例5~7)。

Claims (10)

  1.  イソプレン単量体単位を主成分とする重合体ブロック(A)と、1,3-ブタジエン単量体単位を主成分とする重合体ブロック(B)とを備える共役ジエン系ゴムであって、
     前記重合体ブロック(A)および前記重合体ブロック(B)の少なくとも一方に、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位を含有し、
     前記重合体ブロック(A)の重量平均分子量(Mw)が1,000~30,000の範囲であり、前記共役ジエン系ゴムの全体の重量平均分子量(Mw)が50,000~5,000,000の範囲である共役ジエン系ゴム。
  2.  前記シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位の含有割合が、前記共役ジエン系ゴムを構成する全単量体単位に対して、0.01~20重量%である請求項1に記載の共役ジエン系ゴム。
  3.  前記重合体ブロック(A)および前記重合体ブロック(B)の少なくとも一方に、芳香族ビニル単量体単位を含有する請求項1または2に記載の共役ジエン系ゴム。
  4.  前記重合体ブロック(B)の末端に、ヘテロ原子含有官能基を有する請求項1~3のいずれかに記載の共役ジエン系ゴム。
  5.  請求項1~4のいずれかに記載の共役ジエン系ゴムの製造方法であって、不活性溶媒中で、イソプレンを含む単量体(a)を、重合開始剤により重合し、活性末端を有する重合体ブロック(A)を形成させる工程と、
     前記活性末端を有する重合体ブロック(A)と、1,3-ブタジエンを含む単量体(b)とを、混合して重合反応を継続させ、重合体ブロック(A)および重合体ブロック(B)を備える、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖を得る工程とを備え、
     前記単量体(a)または前記単量体(b)の少なくとも一方に、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物を含有させる共役ジエン系ゴムの製造方法。
  6.  前記活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖の前記活性末端に、ヘテロ原子含有化合物を反応させる工程をさらに備える請求項5に記載の共役ジエン系ゴムの製造方法。
  7.  請求項1~4のいずれかに記載の共役ジエン系ゴムを含むゴム成分と、シリカとを含有するゴム組成物。
  8.  架橋剤をさらに含有する請求項7に記載のゴム組成物。
  9.  請求項7または8に記載のゴム組成物を架橋してなるゴム架橋物。
  10.  請求項9に記載のゴム架橋物を含むタイヤ。
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