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JP2586085B2 - 変性ジエン系重合体ゴムの製造方法 - Google Patents

変性ジエン系重合体ゴムの製造方法

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JP2586085B2
JP2586085B2 JP63043777A JP4377788A JP2586085B2 JP 2586085 B2 JP2586085 B2 JP 2586085B2 JP 63043777 A JP63043777 A JP 63043777A JP 4377788 A JP4377788 A JP 4377788A JP 2586085 B2 JP2586085 B2 JP 2586085B2
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rubber
alkali metal
polymer rubber
polymer
conjugated diene
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昭夫 今井
知明 関
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は変性ジエン系重合体ゴムの製造方法に関する
ものであり、より詳しくは活性なアルカリ金属末端を有
する共役ジエン系重合体ゴムと、 一般式 (式中R1は水素またはメチル基、R2およびR3はアルキル
基を、nは整数を表す)で示されるアクリルアミド化合
物を反応させることを特徴とする変性ジエン系重合体ゴ
ムの製造方法に関するものである。
<従来の技術> 従来からポリブタジエンやブタジエン−スチレン共重
合体ゴム等の共役ジエン系重合体ゴムは自動車タイヤト
レッド用ゴムとして使用されてきたが、近年自動車の低
燃費化の要求と雪上及び氷上での走行安全性の要求から
自動車タイヤトレッド用ゴムとして転動抵抗が小さく、
雪上及び氷上での路面スリップの大きいゴム材料が望ま
れてきている。
転動抵抗は重合体の反撥弾性と相関があり反撥弾性が
高くなると転動抵抗は小さくなる。
一方、雪上及び氷上での路面グリップは低温における
JIS硬度と相関があり、低温におけるJIS硬度が低いほど
雪上及び氷上での路面グリップは大きくなることが知ら
れている。然るに既存のゴム材料においては、これら特
性は、実用上不満足であった。
<発明が解決しようとする課題> 本発明の目的は、反撥弾性を高め、低温でJIS硬度を
低減するジエン系重合体ゴムの改質方法を提供すること
にある。
<課題を解決するための手段> 本発明者らは共役ジエン系重合体ゴムの反撥弾性を高
め、かつ低温でのJIS硬度を低くすべく鋭意研究を重ね
た結果、アルカリ金属含有ジエン系重合体と特定の化合
物とを反応させ、特定の原子団を重合体中に導入するこ
とにより前記の目的が達せられることを見い出し本発明
を完成するに到った。
すなわち、本発明は、 炭化水素溶媒中で共役ジエンモノマーもしくは共役ジ
エンモノマーと芳香族ビニルモノマーとをアルカリ金属
系触媒を用いて重合を行うことにより得られるアルカリ
金属末端を有する活性共役ジエン系重合体ゴムに対し
て、 一般式 (式中R1は水素またはメチル基、R2およびR3はアルキル
基を、nは整数を表す)で示されるアクリルアミド化合
物を反応させてなることを特徴とする変性ジエン系重合
体ゴムの製造方法に関するものである。
本発明で使用するアルカリ金属含有ジエン系重合体と
は、ジエン系単量体あるいは該単量体及びこれと共重合
可能な他の単量体をアルカリ金属基材触媒を用いて重合
して得られるアルカリ金属がジエン系重合体末端に結合
したものをいう。
ジエン系重合体ゴムとしては、1,3−ブタジエン、イ
ソプレン、1,3−ペンタジエン(ピペリレン)、2,3−ジ
メチル−1,3−ブタジエン、1,3−ヘキサジエンなどの共
役ジエンモノマーの重合体もしくは共重合体ゴム、また
は共役ジエンモノマーと該モノマーと共重合可能なスチ
レン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ビニルナ
フタレン、ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼン、ジ
ビニルナフタレンなどの芳香族ビニル化合物、アクリロ
ニトリルなどの不飽和ニトリル、(メタ)アクリル酸の
エステル類もしくはビニルピリジンなどとの共重合体ゴ
ムが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
具体的にはポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴ
ム、ブタジエン−イソプレン共重合体ゴム、ブタジエン
−スチレン共重合体ゴムなどが例示できる。
ジエン系重合体ゴムの末端にアルカリ金属が結合した
ジエン系重合体ゴムとは、前述のとおり、ジエン系重合
体ゴムをアルカリ金属基材触媒で重合して得たもので、
重合体鎖の少なくとも一端にアルカリ金属が結合した、
重合停止前のリビング重合体である。アルカリ金属基材
触媒、重合溶剤、ランダマイザー、共役ジエン単位のミ
クロ構造調節剤など通常使用されているものを用いるこ
とが可能であり、該重合体の製造方法は特に制約は受け
ない。
極性化合物はアルカリ金属基材触媒1モルに対して通
常0.1〜10モル、好ましくは0.5〜2モルである。重合に
使用されるアルカリ金属基材触媒を例示するならば以下
のとおりである。
リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシ
ウム金属またはこれらの炭化水素化合物又は極性化合物
との錯体である。
好ましくは、2〜20個の炭素原子を有するリチウムま
たはナトリウム化合物である。
例えば、エチルリチウム、n−プロピルリチウム、is
o−プロピルリチウム、n−ブチルリチウム、sec−ブチ
ルリチウム、t−オクテルリチウム、n−デシルリチウ
ム、フェニルリチウム、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、シクロヘキシルリチウム、4−シクロペンチルリチ
ウム、1,4−ジリチオ−ブテン−2、ナトリウムナフタ
レン、ナトリウムビフェニル、カリウム−テトラヒドロ
フラン錯体、カリウムジエトキシエタン錯体、α−メチ
ルスチレンテトラマーのナトリウム塩等である。
重合反応は炭化水素溶剤またはテトロヒドロフラン、
テトラヒドロピラン、ジオキサンなどのアルカリ金属基
材触媒を破壊しない溶剤中で行われる。
適当な炭化水素溶剤としては、脂肪族炭化水素、芳香
族炭化水素、脂環族炭化水素から選ばれ、特に炭素数2
〜12個を有するプロパン、n−ブタン、iso−ブタン、
n−ペンタン、iso−ペンタン、n−ヘキサン、シクロ
ヘキサン、プロペン、1−ブテン、iso−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−ヘキセン、2−ヘキセン、ベンゼ
ン、トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどが好まし
い。またこれらの溶剤は2種以上を混合して使用するこ
とができる。
次に、本発明で使用する前記のアルカリ金属含有ジエ
ン系重合体ゴムに反応させる化合物は、 一般式 (式中R1は水素またはメチル基、R2およびR3はアルキル
基、好ましくは炭素数1ないし4のアルキル基を、nは
整数、好ましくは2ないし5の整数を表す)で示される
アクリルアミド化合物である。
このようなアクリルアミド化合物の具体例を以下に示
す。
N,N−ジメチルアミノメチルアクリルアミド、N,N−エ
チルメチルアミノメチルアクリルアミド、N,N−ジエチ
ルアミノメチルアクリルアミド、N,N−エチルプロピル
アミノメチルアクリルアミド、N,N−ジプロピルアミノ
メチルアクリルアミド、N,N−ブチルプロピルアミノメ
チルアクリルアミド、N,N−ジブチルアミノメチルアク
リルアミド、N,N−ジメチルアミノエチルアクリルアミ
ド、N,N−エチルメチルアミノエチルアクリルアミド、
N,N−ジエチルアミノエチルアクリルアミド、N,N−エチ
ルプロピルアミノエチルアクリルアミド、N,N−ジプロ
ピルアミノエチルアクリルアミド、N,N−ブチルプロピ
ルアミノエチルアクリルアミド、N,N−ジブチルアミノ
エチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル
アクリルアミド、N,N−エチルメチルアミノプロピルア
クリルアミド、N,N−ジエチルアミノプロピルアクリル
アミド、N,N−エチルプロピルアミノプロピルアクリル
アミド、N,N−ジプロピルアミノプロピルアクリルアミ
ド、N,N−ブチルプロピルアミノプロピルアクリルアミ
ド、N,N−ジブチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N
−ジメチルアミノブチルアクリルアミド、N,N−エチル
メチルアミノブチルアクリルアミド、N,N−ジエチルア
ミノブチルアクリルアミド、N,N−エチルプロピルアミ
ノブチルアクリルアミド、N,N−ジプロピルアミノブチ
ルアクリルアミド、N,N−ブチルプロピルアミノブチル
アクリルアミド、N,N−ジブチルアミノブチルアクリル
アミド等およびこれらのメタクリルアミド等があげられ
るが、特に好ましいのは、N,N−ジメチルアミノプロピ
ルアクリルアミドである。
該アクリルアミド化合物の使用量は、末端にアルカリ
金属が結合したジエン共重合体ゴムを製造する際に使用
するアルカリ金属基材触媒1モル当り、通常0.05〜10モ
ルであり、好ましくは0.2〜2モルである。
該アクリルアミド化合物とアルカリ金属末端を有する
活性共役ジエン系重合体ゴムとの反応は迅速に起きるの
で、反応温度および反応時間は広範囲に選択できるが、
一般的には室温乃至100℃、数秒乃至数時間である。
反応は、アルカリ金属含有ジエン系重合体ゴムと該ア
クリルアミド化合物とを接触させればよく、例えばアル
カリ金属基材触媒を用いてジエン系重合体ゴムを重合
し、該重合体ゴム溶液中に該アクリルアミド化合物を所
定量添加する方法が、好ましい状態として例示できる
が、この方法に限定されるものではない。
得られた改質ジエン系重合体ゴムには分子末端にアク
リルアミド化合物が導入されている。
反応終了後、改質されたジエン系重合体ゴムは反応溶
液中から凝固剤の添加あるいはスチーム凝固など通常の
溶液重合によるゴムの製造において使用される凝固方法
がそのまま用いられ、凝固温度も何ら制限されていな
い。
反応系から分離されたクラムの乾燥も通常の合成ゴム
の製造で用いられているバンドドライヤー、押し出し型
のドライヤー等が使用でき、乾燥温度も何ら制限されな
い。
このようにして得られた改質ジエン系重合体ゴムは未
改質のゴムに比して反撥弾性及び低温でのJIS硬度が改
良されるので、特に自動車タイヤ用に好ましく用いられ
るが、それ以外にも靴底用、床材用、防振ゴム用などの
各種工業用原料ゴムとして使用することもできる。
<実施例> 以下実施例により本発明を具体的に説明するが、本発
明はこれら実施例に限定されるものではない。
実施例1 内容積10のステンレス製重合反応器を洗浄、乾燥し
乾燥窒素で置換した後に、1,3−ブタジエン850g、スチ
レン150g、n−ヘキサン4300g、テトラヒドロフラン9
g、n−ブチルリチウム(n−ヘキサン溶液)4.4ミリモ
ルを添加し攪拌下に50℃で1時間重合を行った。重合完
了後N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミドを4.4
ミリモル添加し、攪拌下に30分間反応させたのち、10ミ
リリッターのメタノールを加えて更に5分間攪拌した。
その後重合反応器の内容物を取り出し、5gの2,6−ジ
−t−ブチル−p−クレゾール(住友化学社製スミライ
ザー BHT)を加え、n−ヘキサンの大部分を蒸発させ
たのち、60℃で24時間減圧乾燥した。
生成重合体ゴムのムーニー粘度は77で、ビニル含量
(赤外分光分析法により)およびスチレン含量(屈折率
法により)を測定した。
生成重合体ゴムのムーニー粘度は55、スチレン含量は
15%、ビニル含量は31%であった。
比較例1 N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミドを添加
しないこと以外は実施例と同じ方法で重合体を得た。
生成重合体ゴムのムーニー粘度は55、スチレン含量は
15%、ビニル含量は31%であった。(配合・加硫ゴム物
性) 実施例1および比較例1の生成重合体ゴムを第1表に
配合処方に従い、ロール上で混練し配合ゴムを得、これ
を160℃×30分の条件でプレス加硫した。
加硫ゴムの反撥弾性はリュプケレジリエンステスター
を用いて60℃で測定した。JIS硬度はJIS K6301により−
20℃で測定した。
これらの結果を第2表に示す。この結果から、 本発明の重合体は、アクリルアミド化合物を添加しな
いこと以外は本発明の重合体と同一方法で得た重合体に
比べて反撥弾性が著しく高く、かつ低温でのJIS硬度が
著しく低いことがわかる。
<発明の効果> 以上述べたように、本発明によれば反撥弾性を高め、
低温でのJIS硬度を低減するジエン系共重合体ゴムの改
質方法を提供することができる。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】炭化水素溶媒中で共役ジエンモノマーもし
    くは共役ジエンモノマーと芳香族ビニルモノマーとをア
    ルカリ金属系触媒を用いて重合を行うことにより得られ
    るアルカリ金属末端を有する活性共役ジエン系重合体ゴ
    ムに対して、 一般式 (式中R1は水素またはメチル基、R2およびR3はアルキル
    基を、nは整数を表す)で示されるアクリルアミド化合
    物を反応させてなることを特徴とする変性ジエン系重合
    体ゴムの製造方法。
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SG182932A1 (en) * 2011-01-24 2012-08-30 Sumitomo Chemical Co Process for producing conjugated diene-based polymer, conjugated diene-based polymer, and conjugated diene-based polymer composition
KR102421536B1 (ko) * 2019-07-15 2022-07-15 주식회사 엘지화학 변성 공액디엔계 중합체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 고무 조성물

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