JP2013163761A - 共重合体、ゴム組成物及び空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】1,3−ブタジエン及び特定の芳香族化合物、又は、1,3−ブタジエン、芳香族ビニル化合物及び特定の芳香族化合物を共重合して得られる重合体活性末端に、特定の官能基を有する化合物を反応させて得られ、重量平均分子量Mwが1.0×105〜2.5×106である共重合体に関する。
【選択図】なし
Description
本発明の共重合体は、1,3−ブタジエン及び下記式(I)で表される化合物、又は、1,3−ブタジエン、芳香族ビニル化合物及び下記式(I)で表される化合物を共重合して得られる重合体活性末端に、下記式(II)で表される化合物、下記式(III)で表される基を有する化合物及び下記式(IV)で表される基を有する化合物からなる群より選択される少なくとも一種の化合物(末端変性剤)を反応させて得られる。上記共重合体に含まれる下記式(I)で表される化合物とシリカとの相互作用、及び、末端変性剤とシリカとの相互作用により、フィラーの分散性が向上するとともに、該共重合体の動きが拘束される。その結果、ヒステリシスロスが低減して低燃費性が改善され、かつ、ウェットグリップ性能も改善された空気入りタイヤを得ることができる。また、下記式(I)で表される化合物と、末端変性剤とを併用することで、それぞれの改善効果が相乗的に向上し、低燃費性及びウェットグリップ性能を大きく改善することができる。
本発明の共重合体は、モノマー成分として、1,3−ブタジエンと、上記式(I)で表される化合物と、必要に応じて芳香族ビニル化合物とを使用する。
本発明の共重合体は、下記式(II)で表される化合物、下記式(III)で表される基を有する化合物及び下記式(IV)で表される基を有する化合物からなる群より選択される少なくとも一種の化合物(末端変性剤(末端を変性する変性剤))により末端が変性されている。
該非環状アミノ基としては、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、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(sec−ブチル)アミノ基、ジ(tert−ブチル)アミノ基、ジ(ネオペンチル)アミノ基、エチルメチルアミノ基などのジアルキルアミノ基;ジ(メトキシメチル)アミノ基、ジ(メトキシエチル)アミノ基、ジ(エトキシメチル)アミノ基、ジ(エトキシエチル)アミノ基などのジ(アルコキシアルキル)アミノ基;ジ(トリメチルシリル)アミノ基、ジ(t−ブチルジメチルシリル)アミノ基などのジ(トリアルキルシリル)アミノ基などをあげることができる。また、ジ(エポキシ)アミノ基、ジ(テトラヒドロフラニル)アミノ基などのジ(アルキレンオキシド)アミノ基;ジ(グリシジル)アミノ基、ジ(テトラヒドロフルフリル)アミノ基などのジ(アルキレンオキシドアルキル)アミノ基をあげることができる。更には、エチリデンアミノ基、1−メチルプロピリデンアミノ基、1,3−ジメチルブチリデンアミノ基、1−メチルエチリデンアミノ基、4−N,N−ジメチルアミノベンジリデンアミノ基などもあげることができる。
なお、本明細書において、ジ(アルキレンオキシド)アミノ基は、窒素原子に結合している2つの水素原子が2つのアルキレンオキシド基に置換されたアミノ基を表し、ジ(アルキレンオキシドアルキル)アミノ基は、窒素原子に結合している2つの水素原子が2つのアルキレンオキシドアルキル基に置換されたアミノ基を表す。
N−(2−ジメチルアミノエチル)アクリルアミド、
N−(2−ジエチルアミノエチル)アクリルアミド、
N−(3−ジメチルアミノプロピル)アクリルアミド、
N−(3−ジエチルアミノプロピル)アクリルアミド、
N−(4−ジメチルアミノブチル)アクリルアミド、
N−(4−ジエチルアミノブチル)アクリルアミド、
N−(3−モルホリノプロピル)アクリルアミド、
N−(3−シアノプロピル)アクリルアミドなどがあげられる。
N−(2−ジメチルアミノエチル)メタクリルアミド、
N−(2−ジエチルアミノエチル)メタクリルアミド、
N−(3−ジメチルアミノプロピル)メタクリルアミド、
N−(3−ジエチルアミノプロピル)メタクリルアミド、
N−(4−ジメチルアミノブチル)メタクリルアミド、
N−(4−ジエチルアミノブチル)メタクリルアミド、
N−(3−モルホリノプロピル)メタクリルアミド、
N−(3−シアノプロピル)メタクリルアミドなどがあげられる。
N−(3−メトキシプロピル)アクリルアミド、
N−(3−エトキシプロピル)アクリルアミド、
N−(プロポキシメチル)アクリルアミド、
N−(ブトキシメチル)アクリルアミド、
N−グリシジルアクリルアミド、
N−テトラヒドロフルフリルアクリルアミドなどがあげられる。
N−(3−メトキシプロピル)メタクリルアミド、
N−(3−エトキシプロピル)メタクリルアミド、
N−(プロポキシメチル)メタクリルアミド、
N−(ブトキシメチル)メタクリルアミド、
N−グリシジルメタクリルアミド、
N−テトラヒドロフルフリルメタクリルアミドなどがあげられる。
N−(3−ジ(グリシジル)アミノプロピル)アクリルアミド、
N−(3−ジ(テトラヒヒドロフルフリル)アミノプロピル)アクリルアミド
などがあげられる。
N−(3−ジ(グリシジル)アミノプロピル)メタクリルアミド、
N−(3−ジ(テトラヒヒドロフルフリル)アミノプロピル)メタクリルアミド
などがあげられる。
2−ジメチルアミノエチルアクリレート、
2−ジエチルアミノエチルアクリレート、
3−ジメチルアミノプロピルアクリレート、
3−ジエチルアミノプロピルアクリレート、
4−ジメチルアミノブチルアクリレート、
4−ジエチルアミノブチルアクリレートなどがあげられる。
2−ジメチルアミノエチルメタクリレート、
2−ジエチルアミノエチルメタクリレート、
3−ジメチルアミノプロピルメタクリレート、
3−ジエチルアミノプロピルメタクリレート、
4−ジメチルアミノブチルメタクリレート、
4−ジエチルアミノブチルメタクリレートなどがあげられる。
2−エトキシエチルアクリレート、
2−プロポキシエチルアクリレート、
2−ブトキシエチルアクリレート、
3−メトキシプロピルアクリレート、
3−エトキシプロピルアクリレート、
グリシジルアクリレート、
テトラヒドロフルフリルアクリレートなどがあげられる。
2−エトキシエチルメタクリレート、
2−プロポキシエチルメタクリレート、
2−ブトキシエチルメタクリレート、
3−メトキシプロピルメタクリレート、
3−エトキシプロピルメタクリレート、
グリシジルメタクリレート、
テトラヒドロフルフリルメタクリレートなどがあげられる。
3−ジ(グリシジル)アミノプロピルアクリレート、
3−ジ(テトラヒドロフルフリル)アミノプロピルアクリレートなどがあげられる。
3−ジ(グリシジル)アミノプロピルメタクリレート、
3−ジ(テトラヒドロフルフリル)アミノプロピルメタクリレートなどがあげられる。
好ましくは、
N−(3−ジアルキルアミノプロピル)アクリルアミド、
N−(3−ジアルキルアミノプロピル)メタクリルアミドであり、
より好ましくは、
N−(3−ジメチルアミノプロピル)アクリルアミド、
N−(3−ジエチルアミノプロピル)アクリルアミド、
N−(3−ジメチルアミノプロピル)メタクリルアミド、
N−(3−ジエチルアミノプロピル)メタクリルアミドである。
プロピオンアミド、N,N−ジメチルプロピオンアミドなどのプロピオンアミド化合物;4−ピリジルアミド、N,N−ジメチル−4−ピリジルアミドなどのピリジルアミド化合物;
ベンズアミド、N,N−ジメチルベンズアミド、N’,N’−(p−ジメチルアミノ)ベンズアミド、N’,N’−(p−ジエチルアミノ)ベンズアミド、N,N−ジメチル−N’,N’−(p−ジメチルアミノ)ベンズアミド、N,N−ジメチル−N’,N’−(p−ジエチルアミノ)ベンズアミドなどのベンズアミド化合物;
N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミドなどのアクリルアミド化合物;
N,N−ジメチルメタクリルアミド、N,N−ジエチルメタクリルアミドなどのメタクリルアミド化合物;
N,N−ジメチルニコチンアミド、N,N−ジエチルニコチンアミドなどのニコチンアミド化合物;
N,N,N’,N’−テトラメチルフタルアミド、N,N,N’,N’−テトラエチルフタルアミドなどのフタルアミド化合物;
N−メチルフタルイミド、N−エチルフタルイミドなどのフタルイミド化合物などをあげることができる。
1−メチル−2−ピロリドン、1−(t−ブチル)−2−ピロリドン、1−フェニル−2−ピロリドン、1−(p−メチルフェニル)−2−ピロリドン、1−(p−メトキシフェニル)−2−ピロリドン、1−ベンジル−2−ピロリドン、1−ナフチル−2−ピロリドン、1−フェニル−5−メチル−2−ピロリドン、1−(t−ブチル)−5−メチル−2−ピロリドン、1−(t−ブチル)−1,3−ジメチル−2−ピロリドンなどの2−ピロリドン化合物;
1−(t−ブチル)−2−ピペリドン、1−フェニル−2−ピペリドン、1−(p−メチルフェニル)−2−ピペリドン、1−(p−メトキシフェニル)−2−ピペリドン、1−ナフチル−2−ピペリドンなどの2−ピペリドン化合物;
N−メチル−ε−カプロラクタム、N−エチル−ε−カプロラクタム、N−(n−プロピル)−ε−カプロラクタム、N−フェニル−ε−カプロラクタム、N−(p−メトキシフェニル)−ε−カプロラクタム、N−ベンジル−ε−カプロラクタムなどのε−カプロラクタム化合物;
N−フェニル−ω−ラウリロラクタムなどのω−ラウリロラクタム化合物をあげることができる。
該非環状アミノ基としては、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、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(sec−ブチル)アミノ基、ジ(tert−ブチル)アミノ基、ジ(ネオペンチル)アミノ基、エチルメチルアミノ基などのジアルキルアミノ基;ジ(メトキシメチル)アミノ基、ジ(メトキシエチル)アミノ基、ジ(エトキシメチル)アミノ基、ジ(エトキシエチル)アミノ基などのジ(アルコキシアルキル)アミノ基;ジ(トリメチルシリル)アミノ基、ジ(t−ブチルジメチルシリル)アミノ基などのジ(トリアルキルシリル)アミノ基などをあげることができる。また、ジ(エポキシ)アミノ基、ジ(テトラヒドロフラニル)アミノ基などのジ(アルキレンオキシド)アミノ基;ジ(グリシジル)アミノ基、ジ(テトラヒドロフルフリル)アミノ基などのジ(アルキレンオキシドアルキル)アミノ基をあげることができる。更には、エチリデンアミノ基、1−メチルプロピリデンアミノ基、1,3−ジメチルブチリデンアミノ基、1−メチルエチリデンアミノ基、4−N,N−ジメチルアミノベンジリデンアミノ基などもあげることができる。
N,N−ジアルキルホルムアミドジアルキルアセタールであり、
より好ましくは、
N,N−ジメチルホルムアミドジメチルアセタール、
N,N−ジエチルホルムアミドジメチルアセタール、
N,N−ジメチルホルムアミドジエチルアセタール、
N,N−ジエチルホルムアミドジエチルアセタールである。
上記共重合体の重量平均分子量Mwは、1.0×105〜2.5×106である。Mwが1.0×105未満の場合は低燃費性が悪くなる傾向があり、一方、Mwが2.5×106を超えると加工性が悪くなる傾向がある。Mwの下限は、好ましくは2.0×105以上、より好ましくは3.0×105以上であり、上限は、好ましくは1.5×106以下、より好ましくは1.0×106以下である。
なお、Mwは、重合時に使用する重合開始剤の量を変更するなどの方法により適宜調節することができ、後述の実施例の方法で測定できる。
主鎖及び末端が変性された本発明の共重合体は、1,3−ブタジエン及び上記式(I)で表される化合物、又は、1,3−ブタジエン、芳香族ビニル化合物及び上記式(I)で表される化合物を共重合して得られる重合体活性末端に、上記式(II)で表される化合物、上記式(III)で表される基を有する化合物及び上記式(IV)で表される基を有する化合物からなる群より選択される少なくとも一種の化合物を反応させて製造することができ、具体的には、以下の製造方法で製造できる。
上記共重合体の重合方法については特に制限はなく、溶液重合法、気相重合法、バルク重合法のいずれも用いることができるが、式(I)で表される化合物中のアミノシリル基の安定性の観点、ハンドリングの容易性の観点から、溶液重合法が好ましい。また、重合形式は、回分式及び連続式のいずれであってもよい。
アニオン重合を行う場合、重合開始剤としては特に制限はないが、有機リチウム化合物が好ましく用いられる。上記有機リチウム化合物としては、炭素原子数2〜20のアルキル基を有するものが好ましく、例えばエチルリチウム、n−プロピルリチウム、イソプロピルリチウム、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウム、tert−オクチルリチウム、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、シクロペンチルリチウム、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などが挙げられるが、これらの中で、入手容易性、安全性などの観点からn−ブチルリチウム又はsec−ブチルリチウムが好ましい。
上記有機リチウム化合物を重合開始剤として用い、アニオン重合によって共重合体を製造する方法としては、特に制限はなく、従来公知の方法を用いることができる。具体的には、反応に不活性な有機溶剤、例えば脂肪族、脂環族、芳香族炭化水素化合物などの炭化水素系溶剤中において、ブチルリチウムなどを重合開始剤とし、必要に応じてランダマイザーの存在下で、1,3−ブタジエン及び式(I)で表される化合物と、必要に応じて、芳香族ビニル化合物などとをアニオン重合させればよい。なお、アニオン重合後に、必要に応じて、公知の老化防止剤や、重合反応を停止する目的でアルコールなどを加えてもよい。
上記炭化水素系溶剤としては、炭素原子数3〜8のものが好ましく、例えばプロパン、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、シクロヘキサン、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−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を挙げることができる。
また、上記ランダマイザーとは、共重合体中の共役ジエン部分のミクロ構造制御(例えば、ブタジエンにおける1、2−結合の増加など)や、共重合体におけるモノマー単位の組成分布の制御(例えば、ブタジエン−スチレン共重合体におけるブタジエン単位、スチレン単位のランダム化など)などの作用を有する化合物のことである。このランダマイザーとしては、特に制限はなく、従来ランダマイザーとして一般に使用されている公知の化合物の中から任意のものを用いることができる。例えば、ジメトキシベンゼン、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ビステトラヒドロフリルプロパン、トリエチルアミン、ピリジン、N−メチルモルホリン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、1,2−ジピペリジノエタンなどのエーテル類及び第三級アミン類などを挙げることができる。また、カリウム−t−アミレート、カリウム−t−ブトキシドなどのカリウム塩類、ナトリウム−t−アミレートなどのナトリウム塩類も用いることができる。
(ゴム成分)
上記共重合体はゴム組成物のゴム成分として使用できる。ゴム成分100質量%中の共重合体の含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは15質量%以上、更に好ましくは25質量%以上、特に好ましくは35質量%以上である。5質量%未満であると、低燃費性及びウェットグリップ性能の改善効果が得られにくい傾向がある。また、共重合体の含有量は、好ましくは90質量%以下、より好ましくは70質量%以下である。90質量%を超えると、高コストになる傾向がある。
本発明のゴム組成物は、補強剤としてシリカを配合することが好ましい。上記共重合体によってシリカの分散が促進され、低燃費性及びウェットグリップ性能の向上効果を高めることができる。使用できるシリカとしては特に限定されず、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。また、シリカは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
なお、シリカのBET法によるチッ素吸着比表面積は、ASTM D3037−81に準拠した方法により測定することができる。
本発明では、シリカとともに、シランカップリング剤を使用することが好ましい。シランカップリング剤としては特に限定されず、従来からタイヤ分野において汎用されているものを使用でき、例えば、スルフィド系、メルカプト系、ビニル系、アミノ系、グリシドキシ系、ニトロ系、クロロ系シランカップリング剤などが挙げられる。なかでも、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)ジスルフィドなどのスルフィド系を好適に使用できる。
補強性改善効果などの点から、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド及び3−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィドが特に好ましい。これらのシランカップリング剤は単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明のゴム組成物は、老化防止剤を含むことができる。老化防止剤としては、アミン系、フェノール系、イミダゾール系の各化合物や、カルバミン酸金属塩、ワックスなどを適宜選択して使用することが可能である。
本発明のゴム組成物は、軟化剤を含むことができる。軟化剤としては、石油系軟化剤、脂肪油系軟化剤、脂肪酸などが挙げられる。軟化剤の含有量は、ウェットグリップ性能を低下させる危険性が少ないという理由から、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは100質量部以下である。
本発明のゴム組成物は、加硫剤を含むことができる。加硫剤としては、有機過酸化物、硫黄系加硫剤などを使用できる。なかでも、本発明の効果が良好に得られるという点から、硫黄系加硫剤が好ましく、硫黄がより好ましい。
本発明のゴム組成物は、加硫促進剤を含むことができる。加硫促進剤としては、例えば、スルフェンアミド系、チアゾール系、チウラム系、チオウレア系、グアニジン系、ジチオカルバミン酸系、アルデヒド−アミン系、アルデヒド−アンモニア系、イミダゾリン系、キサンテート系加硫促進剤などが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
本発明のゴム組成物は、加硫助剤を含むことができる。加硫助剤としては、ステアリン酸、酸化亜鉛(亜鉛華)などを使用することができる。
本発明のゴム組成物には、その他の補強剤、各種オイル、可塑剤、カップリング剤などのタイヤ用又は一般のゴム組成物用に配合される各種配合剤及び添加剤を配合することができる。また、これらの配合剤、添加剤の含有量も一般的な量とすることができる。
本発明のゴム組成物は、従来公知の製造方法により製造することができ、その製造方法が限定されるものではない。例えば、上記各成分をバンバリーミキサーや混練ロールなどの混練機を用いて、通常の方法及び条件で混練することによって製造することができる。
本発明の空気入りタイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法で製造される。すなわち、上記成分を配合したゴム組成物を、未加硫の段階でトレッドなどの形状にあわせて押出し加工し、他のタイヤ部材とともに、タイヤ成型機上にて通常の方法で成形することにより、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧することにより空気入りタイヤを得る。
テトラヒドロフラン:関東化学(株)製のテトラフドロフラン
ジメチルジクロロシラン:信越シリコーン(株)製のKA−22
リチウムジイソプロピルアミド:関東化学(株)製の1M リチウムジイソプロピルアミド n−ヘキサン−テトラヒドロフラン溶液
ジエチルジクロロシラン:東京化成工業(株)製
ピロリジン:関東化学(株)製
マグネシウム:関東化学(株)製
4−ブロモスチレン:関東化学(株)製
n−ヘキサン:関東化学(株)製
テトラヒドロフルフリルアルコール:東京化成工業(株)製
n−ブチルリチウム:関東化学(株)製の1.6M n−ブチルリチウムヘキサン溶液
スチレン:関東化学(株)製
1,3−ブタジエン:東京化成工業(株)製
2,6−tert−ブチル−p−クレゾール:大内新興化学工業(株)製のノクラック200
N−(3−ジメチルアミノプロピル)アクリルアミド:東京化成工業(株)製
1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン:東京化成工業(株)製
N,N−ジメチルホルムアミドジメチルアセタール:東京化成工業(株)製
(アミノシリルスチレン(1)、R1,R2=メチル基、R3=ジイソプロピルアミノ基)
十分に窒素置換した三つ口フラスコにマグネシウム690mmol、テトラヒドロフラン(THF)120mLを加え、0℃で4−ブロモスチレン510mmolを1時間かけて滴下し、(4−ビニルフェニル)マグネシウムブロミドを得た。
ジメチルジクロロシランの代わりにジエチルジクロロシランを加える以外は、(1)と同様の処方によりアミノシリルスチレン(2)(C18H31NSi)を得た。
十分に窒素置換した三つ口フラスコにTHF1000mL、ピロリジン460mmolを加え、n−ブチルリチウム460mmolを室温で1時間かけて滴下し、50℃で2時間攪拌してリチウムアミド溶液(1)を得た。次いで窒素置換した三つ口フラスコにTHF180mL、ジメチルジクロロシラン460mmolを加え、0℃で(4−ビニルフェニル)マグネシウムブロミド510mmolのTHF溶液を1時間かけて滴下し、さらにリチウムアミド溶液(1)460mmolを1時間かけて滴下した。室温で一晩攪拌した後、蒸留精製することでアミノシリルスチレン(3)(C14H21NSi)を得た。
下記により得られた共重合体の分析は以下の方法で行った。
共重合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(GPC)(東ソー(株)製GPC−8000シリーズ、検出器:示差屈折計、カラム:東ソー(株)製のTSKGEL SUPERMALTPORE HZ−M)による測定値を基に標準ポリスチレン換算により求めた。
共重合体の構造同定は、日本電子(株)製JNM−ECAシリーズの装置を用いて行った。測定結果から、共重合体中の、式(I)で表される化合物(アミノシリルスチレン(1)、(2)、(3))、スチレン、及び1,3−ブタジエンの含有量を算出した。
(共重合体(1))
窒素置換した200ml三つ口フラスコにn−ヘキサン100mL、テトラヒドロフルフリルアルコール10mmolを加え、0℃でn−ブチルリチウム10mmolを加え、その後室温で1時間攪拌してランダマイザー溶液を得た。
次に十分に窒素置換した耐熱容器にn−ヘキサン1500mL、スチレン100mmol、1,3−ブタジエン800mmol、アミノシリルスチレン(1)2.0mmol、ランダマイザー3mmol、n−ブチルリチウム0.5mmolを加えて、−20℃で24時間攪拌した。その後、温度を20℃に上昇させてから末端変性剤(1)(N−(3−ジメチルアミノプロピル)アクリルアミド)0.35mmolを添加し、1時間撹拌した。アルコールを加えて反応を止め、反応溶液に2,6−tert−ブチル−p−クレゾール1gを添加後、再沈殿精製により共重合体(1)を得た。得られた共重合体(1)の重量平均分子量Mwは380,000、アミノシリルスチレン(1)含有量は1.0質量%、スチレン含有量は20質量%であった。
アミノシリルスチレン(1)の代わりにアミノシリルスチレン(2)を2.0mmol加える以外は、共重合体(1)と同様の処方により共重合体(2)を得た。得られた共重合体(2)の重量平均分子量Mwは330,000、アミノシリルスチレン(2)含有量は1.1質量%、スチレン含有量は20質量%であった。
アミノシリルスチレン(1)の代わりにアミノシリルスチレン(3)を2.0mmol加える以外は、共重合体(1)と同様の処方により共重合体(3)を得た。得られた共重合体(3)の重量平均分子量Mwは360,000、アミノシリルスチレン(3)含有量は0.9質量%、スチレン含有量は20質量%であった。
末端変性剤(1)に代えて、末端変性剤(2)(1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン)を0.38mmol加える以外は共重合体(1)と同様の処方により共重合体(4)を得た。共重合体(4)の重量平均分子量Mwは350,000、アミノシリルスチレン(1)含有量は1.0質量%、スチレン含有量は20質量%であった。
末端変性剤(1)に代えて、末端変性剤(3)(N,N−ジメチルホルムアミドジメチルアセタール)を0.38mmol加える以外は共重合体(1)と同様の処方により共重合体(5)を得た。共重合体(5)の重量平均分子量Mwは370,000、アミノシリルスチレン(1)含有量は1.0質量%、スチレン含有量は20質量%であった。
共重合体(1)の合成に於いて、モノマー成分の重合を行った後、末端変性剤(1)〜(3)を使用せずにアルコールを添加し、その後、反応溶液に2,6−tert−ブチル−p−クレゾール1gを添加し、再沈殿精製により共重合体(6)を得た。共重合体(6)の重量平均分子量Mwは370,000、アミノシリルスチレン(1)含有量は1.0質量%、スチレン含有量は20質量%であった。
アミノシリルスチレン(1)を使用しない以外は共重合体(1)と同様の処方により、共重合体(7)を得た。共重合体(7)の重量平均分子量Mwは380,000、スチレン含有量は21質量%であった。
スチレンを加えず、n−ブチルリチウムの添加量を0.5mmolから0.3mmolとする以外は共重合体(1)と同様の処方により、共重合体(8)を得た。共重合体(8)の重量平均分子量Mwは400,000、アミノシリルスチレン(1)含有量は1.0質量%であった。
NR:RSS#3
BR:宇部興産(株)製のウベポールBR150B
SBR:JSR(株)製のSL574
共重合体(1)〜(8):上記方法で合成
シリカ:デグッサ社製のウルトラシルVN3(N2SA:175m2/g)
シランカップリング剤:デグッサ社製のSi266(ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド)
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C(N−1,3−ジメチルブチル−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン)
ステアリン酸:日油(株)製のステアリン酸
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華1号
硫黄:鶴見化学工業(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤(1):大内新興化学工業(株)製のノクセラーCZ
加硫促進剤(2):大内新興化学工業(株)製のノクセラーD
表2に示す配合内容に従い、(株)神戸製鋼所製の1.7Lバンバリーミキサーを用いて、硫黄及び加硫促進剤以外の材料を160℃の条件下で5分間混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、オープンロールを用いて、100℃の条件下で5分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を170℃で15分間プレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。
得られた加硫ゴム組成物を以下に示す試験方法により評価した。
(株)上島製作所製スペクトロメーターを用いて、動的歪振幅1%、周波数10Hz、温度50℃で上記加硫ゴム組成物のtanδを測定した。tanδの逆数の値について比較例3を100として指数表示した。指数が大きいほど転がり抵抗が小さく、低燃費性に優れることを示している。
(株)上島製作所製フラットベルト式摩擦試験機(FR5010型)を用いてウェットグリップ性能を評価した。上記加硫ゴム組成物からなる幅20mm、直径100mmの円筒形のゴム試験片を用い、速度20km/時間、荷重4kgf、路面温度20℃の条件で、路面に対するサンプルのスリップ率を0〜70%まで変化させ、その際に検出される摩擦係数の最大値を読みとった。結果は、比較例3を100として指数表示した。指数が大きいほどウェットグリップ性能が高いことを示す。
Claims (8)
- 1,3−ブタジエン及び下記式(I)で表される化合物、又は、1,3−ブタジエン、芳香族ビニル化合物及び下記式(I)で表される化合物を共重合して得られる重合体活性末端に、下記式(II)で表される化合物、下記式(III)で表される基を有する化合物及び下記式(IV)で表される基を有する化合物からなる群より選択される少なくとも一種の化合物を反応させて得られ、
重量平均分子量Mwが1.0×105〜2.5×106である共重合体。
[式中、R1、R2及びR3はそれぞれ独立にアミノ基又は炭素数が1〜10のヒドロカルビル基を表し、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。R1、R2及びR3の少なくとも1つはアミノ基である。]
[式中、R21は、水素原子、炭素原子数が1〜10のヒドロカルビル基又は炭素原子数が1〜6の置換ヒドロカルビル基を表す。nは、1〜10の整数を表し、A1は、酸素原子又は−NR22−基(R22は、水素原子又は炭素原子数が1〜10のヒドロカルビル基を表す。)を表し、A2は、窒素原子及び/又は酸素原子を有する官能基を表す。]
[式中、pは0又は1の整数を表し、Tは、炭素原子数が1〜20のヒドロカルビレン基又は炭素原子数が1〜20の置換ヒドロカルビレン基を表し、A3は窒素原子を有する官能基を表す。]
[式中、mは1〜11の整数を表し、A4は窒素原子を有する官能基を表す。] - 前記式(I)で表される化合物の含有量が0.05〜10質量%である請求項1記載の共重合体。
- 前記芳香族ビニル化合物の含有量が0.1〜55質量%である請求項1又は2記載の共重合体。
- 前記芳香族ビニル化合物がスチレンである請求項1〜3のいずれかに記載の共重合体。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の共重合体を含むゴム組成物。
- ゴム成分100質量%中、前記共重合体の含有量が5質量%以上である請求項5記載のゴム組成物。
- ゴム成分100質量部に対して、シリカを5〜150質量部含む請求項5又は6記載のゴム組成物。
- 請求項5〜7のいずれかに記載のゴム組成物を用いて作製した空気入りタイヤ。
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