JP2652795B2 - ジエン系重合体ゴムの製造方法及びゴム組成物 - Google Patents
ジエン系重合体ゴムの製造方法及びゴム組成物Info
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- JP2652795B2 JP2652795B2 JP63079003A JP7900388A JP2652795B2 JP 2652795 B2 JP2652795 B2 JP 2652795B2 JP 63079003 A JP63079003 A JP 63079003A JP 7900388 A JP7900388 A JP 7900388A JP 2652795 B2 JP2652795 B2 JP 2652795B2
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08C—TREATMENT OR CHEMICAL MODIFICATION OF RUBBERS
- C08C19/00—Chemical modification of rubber
- C08C19/30—Addition of a reagent which reacts with a hetero atom or a group containing hetero atoms of the macromolecule
- C08C19/42—Addition of a reagent which reacts with a hetero atom or a group containing hetero atoms of the macromolecule reacting with metals or metal-containing groups
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はジエン系重合体ゴムの製造方法及び改質ジエ
ン系重合体ゴムを含むゴム組成物に関するものであり、
さらに詳しくは、反撥弾性に優れ、経日物性変化のない
改良されたジエン系重合体ゴムの製造方法及びゴム組成
物に関するものである。
ン系重合体ゴムを含むゴム組成物に関するものであり、
さらに詳しくは、反撥弾性に優れ、経日物性変化のない
改良されたジエン系重合体ゴムの製造方法及びゴム組成
物に関するものである。
(従来の技術) 近年、自動車の低燃費化と走行安全性の要求が一段と
厳しくなって来ている。この要求から自動車タイヤトレ
ッド用ゴムとして転がり摩擦抵抗が小さく(ゴム材料の
特性として反撥弾性が高いことに対応する)、ウェット
スキッド抵抗及びアイススキッド抵抗の大きいゴム材料
が強く望まれている。また、低燃費要求に応えるタイヤ
トレッドの設計は耐摩耗性を若干犠牲にするものであっ
たため、最近になって、耐摩耗性改善要求も強くなって
来ている。しかし、これらの要求性能を同時に満足させ
ることは困難であり、特に一般的にはウェットスキッド
抵抗と他の要求特性(転がり摩擦抵抗、アイススキッド
抵抗、耐摩耗性)は相反する関係にある。これらの特性
の調和をはかるために種々の重合体の改良法が提案され
ている。例えば、ガラス転移温度の異なるブロック部を
有するスチレン−ブタジエン共重合体(特開昭60−1927
39)、連鎖分布をもたせたインテグラルゴムの提案がK.
H.Nordsiekによりなされている(米国化学会第125回#4
8(1984))。
厳しくなって来ている。この要求から自動車タイヤトレ
ッド用ゴムとして転がり摩擦抵抗が小さく(ゴム材料の
特性として反撥弾性が高いことに対応する)、ウェット
スキッド抵抗及びアイススキッド抵抗の大きいゴム材料
が強く望まれている。また、低燃費要求に応えるタイヤ
トレッドの設計は耐摩耗性を若干犠牲にするものであっ
たため、最近になって、耐摩耗性改善要求も強くなって
来ている。しかし、これらの要求性能を同時に満足させ
ることは困難であり、特に一般的にはウェットスキッド
抵抗と他の要求特性(転がり摩擦抵抗、アイススキッド
抵抗、耐摩耗性)は相反する関係にある。これらの特性
の調和をはかるために種々の重合体の改良法が提案され
ている。例えば、ガラス転移温度の異なるブロック部を
有するスチレン−ブタジエン共重合体(特開昭60−1927
39)、連鎖分布をもたせたインテグラルゴムの提案がK.
H.Nordsiekによりなされている(米国化学会第125回#4
8(1984))。
本発明者等は先に活性なアルカリ金属及び/又はアル
カリ土類金属末端を有するジエン系重合体と分子中に 結合(式中Mは酸素又は硫黄原子を表わす)を有する化
合物と反応させ、特定の原子団を重合体中に導入するこ
とにより反撥弾性が著しく改善されることを見出した
(特開昭60−137913)。その後該原子団を導入したジエ
ン系ゴム重合体は反撥弾性のみならず、耐摩耗性及びア
イススキッド抵抗が改善されることを見出した。反撥弾
性、耐摩耗性及びアイススキッド抵抗の改善効果は該原
子団の付加率が高い程大きくなることは当然である。従
って全ポリマー鎖の末端に該原子団が導入された場合が
最大の改善効果を発揮する。
カリ土類金属末端を有するジエン系重合体と分子中に 結合(式中Mは酸素又は硫黄原子を表わす)を有する化
合物と反応させ、特定の原子団を重合体中に導入するこ
とにより反撥弾性が著しく改善されることを見出した
(特開昭60−137913)。その後該原子団を導入したジエ
ン系ゴム重合体は反撥弾性のみならず、耐摩耗性及びア
イススキッド抵抗が改善されることを見出した。反撥弾
性、耐摩耗性及びアイススキッド抵抗の改善効果は該原
子団の付加率が高い程大きくなることは当然である。従
って全ポリマー鎖の末端に該原子団が導入された場合が
最大の改善効果を発揮する。
しかしながら、 結合(式中Mは酸素又は硫黄原子を表わす)を有する化
合物とを反応させて得られた官能基含有ジエン系重合体
ゴムは、室温でも長時間放置しておくとムーニー粘度が
上昇するという不都合が起こる。この防止策として、脂
肪族又は脂環族第一級アミンが有効であることが知られ
てる(特開昭63−6034号公報)。しかしながら該方法で
は完全にムーニー粘度上昇を抑えることはできず、抑制
効果を上げるためにアミン化合物添加量を増すと、スコ
ーチが起り易くなくなるという欠点を有している。
合物とを反応させて得られた官能基含有ジエン系重合体
ゴムは、室温でも長時間放置しておくとムーニー粘度が
上昇するという不都合が起こる。この防止策として、脂
肪族又は脂環族第一級アミンが有効であることが知られ
てる(特開昭63−6034号公報)。しかしながら該方法で
は完全にムーニー粘度上昇を抑えることはできず、抑制
効果を上げるためにアミン化合物添加量を増すと、スコ
ーチが起り易くなくなるという欠点を有している。
本発明者らは前記欠点を解決すべく鋭意研究の結果、
ある種の特定の化合物を変性剤として用いることによ
り、長時間貯蔵後も全くポリマームーニー粘度の上昇が
なく、反撥弾性、ウェットスキット抵抗、その他の加硫
物性の変化もないことを見い出し、この知見に基づいて
本発明を完成するに致った。
ある種の特定の化合物を変性剤として用いることによ
り、長時間貯蔵後も全くポリマームーニー粘度の上昇が
なく、反撥弾性、ウェットスキット抵抗、その他の加硫
物性の変化もないことを見い出し、この知見に基づいて
本発明を完成するに致った。
かくして本発明によれば、アルカリ金属及び/又はア
ルカリ土類金属が付加したジエン系重合体ゴムと、一般
式 (式中Mは酸素又は硫黄原子を、R1はt−ブチル基、フ
ェニル基、ナフチル基、ベンジル基又はビニル基を、R2
及びR3は水素又は炭化水素基を、nは2以上の整数をそ
れぞれ表わす)で示される化合物(1)及び/又は一般
式 (式中R1はα位の炭素に水素原子を有さぬ置換基、ベン
ジル基またはビニル基を、R4はR1と同じ置換基を、R2,R
3及びMは前記と同じで置換基又は原子を、mは2〜4
の整数をそれぞれ表わす)で示される化合物(2)とを
反応させることを特徴とするジエン系重合体ゴムの製造
方法ならびに、前記方法で得られるジエン系重合体ゴム
と配合剤を含むゴム成分とするゴム組成物が提供され
る。
ルカリ土類金属が付加したジエン系重合体ゴムと、一般
式 (式中Mは酸素又は硫黄原子を、R1はt−ブチル基、フ
ェニル基、ナフチル基、ベンジル基又はビニル基を、R2
及びR3は水素又は炭化水素基を、nは2以上の整数をそ
れぞれ表わす)で示される化合物(1)及び/又は一般
式 (式中R1はα位の炭素に水素原子を有さぬ置換基、ベン
ジル基またはビニル基を、R4はR1と同じ置換基を、R2,R
3及びMは前記と同じで置換基又は原子を、mは2〜4
の整数をそれぞれ表わす)で示される化合物(2)とを
反応させることを特徴とするジエン系重合体ゴムの製造
方法ならびに、前記方法で得られるジエン系重合体ゴム
と配合剤を含むゴム成分とするゴム組成物が提供され
る。
本発明を実施することにより、長時間貯蔵後もポリマ
ームーニー粘度の上昇は全くなく、反撥弾性とウェット
スキッド抵抗を高い水準で調和させたジエン系重合体ゴ
ムを得ることができる。更に、アミン化合物の添加が不
要なため、適度なスコーチ時間のゴムが得られ、加工中
の焼けの心配もない。
ームーニー粘度の上昇は全くなく、反撥弾性とウェット
スキッド抵抗を高い水準で調和させたジエン系重合体ゴ
ムを得ることができる。更に、アミン化合物の添加が不
要なため、適度なスコーチ時間のゴムが得られ、加工中
の焼けの心配もない。
貯蔵中のポリマームーニー粘度の上昇はゴム分子鎖に
付加した変性剤基同志の反応によると推測され、上記特
定の変性剤を用いることにより、該反応が起こらなくな
るため、ポリマームーニー粘度の上昇が起こらなくなる
ためであろうと考えられる。
付加した変性剤基同志の反応によると推測され、上記特
定の変性剤を用いることにより、該反応が起こらなくな
るため、ポリマームーニー粘度の上昇が起こらなくなる
ためであろうと考えられる。
本発明で使用するアルカリ金属及び/又はアルカリ土
類金属付加ジエン系重合体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
属及び/又はアルカリ土類金属基材触媒を用いて重合し
たアルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属がジエン系
重合体鎖末端に結合したもの及び重合方法(例えば溶液
重合、乳化重合など)の如何を問わず、重合体鎖中に共
役ジエン単位を有するジエン系重合体に後反応でアルカ
リ金属及び/又はアルカリ土類金属を付加させたもので
ある。
類金属付加ジエン系重合体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
属及び/又はアルカリ土類金属基材触媒を用いて重合し
たアルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属がジエン系
重合体鎖末端に結合したもの及び重合方法(例えば溶液
重合、乳化重合など)の如何を問わず、重合体鎖中に共
役ジエン単位を有するジエン系重合体に後反応でアルカ
リ金属及び/又はアルカリ土類金属を付加させたもので
ある。
ジエン系重合体ゴムは1,3−ブタジエン、イソプレ
ン、1,3−ペンタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジ
エン、1,3−ヘキサジエンなどが含まれる共役ジエンモ
ノマーの重合体あるいは共重合体、共役ジエンモノマー
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が含まれる芳
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、ビニルピリジ
ンなどとの共重合体ゴムなどが挙げられるが、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
合ゴム、ブタジエン−スチレン共重合ゴムなどが例示で
きる。
ン、1,3−ペンタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジ
エン、1,3−ヘキサジエンなどが含まれる共役ジエンモ
ノマーの重合体あるいは共重合体、共役ジエンモノマー
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が含まれる芳
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、ビニルピリジ
ンなどとの共重合体ゴムなどが挙げられるが、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
合ゴム、ブタジエン−スチレン共重合ゴムなどが例示で
きる。
反撥弾性及びウェットスキッド抵抗は、例えばポリブ
タジエンゴム、スチレン−ブタジエン共重合ゴムにおい
ては、ブタジエン部分の1,2−結合量及び結合スチレン
量に依存することが公知であるから、要求される前記特
性の水準に応じて1,2−結合量、結合スチレン量は適宜
決定されればよく、これらの量は本発明においては特に
制限されない。
タジエンゴム、スチレン−ブタジエン共重合ゴムにおい
ては、ブタジエン部分の1,2−結合量及び結合スチレン
量に依存することが公知であるから、要求される前記特
性の水準に応じて1,2−結合量、結合スチレン量は適宜
決定されればよく、これらの量は本発明においては特に
制限されない。
ジエン系重合体ゴムの末端にアルカリ金属及び/又は
アルカリ土類金属が結合したジエン系重合体ゴムは前記
したジエン系重合体ゴムをアルカリ金属及び/又はアル
カリ土類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及び/又はアルカリ土
類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、アルカリ土類金属基材触媒系、
重合溶剤、ランダマイザー、共役ジエン単位のミクロ構
造調整剤など通常使用されているものがそのまま使用で
き、該重合体の製造方法は特に制約は受けない。
アルカリ土類金属が結合したジエン系重合体ゴムは前記
したジエン系重合体ゴムをアルカリ金属及び/又はアル
カリ土類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及び/又はアルカリ土
類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、アルカリ土類金属基材触媒系、
重合溶剤、ランダマイザー、共役ジエン単位のミクロ構
造調整剤など通常使用されているものがそのまま使用で
き、該重合体の製造方法は特に制約は受けない。
ジエン系重合体ゴムにアルカリ金属及び/又はアルカ
リ土類金属を付加させた重合体ゴムはアルカリ金属基材
触媒、アルカリ土類金属基材触媒、Ziegler触媒などを
用いた溶液重合、レドックス型触媒等を用いた乳化重合
など通常の重合方法によって前記した共役ジエンモノマ
ーあるいは共役ジエンモノマーおよびこれと共重合可能
なモノマーとを重合又は共重合させて得られるジエン系
共重合ゴム(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−スチレン共重合ゴム、ブタジ
エン−イソプレン共重合ゴム、ポリペンタジエンゴム、
ブタジエン−ピペリレン共重合ゴム、ブタジエン−プロ
ピレン交互共重合ゴムなどが例示されるが)にアルカリ
金属及び/又はアルカリ土類金属を付加させたものであ
る。
リ土類金属を付加させた重合体ゴムはアルカリ金属基材
触媒、アルカリ土類金属基材触媒、Ziegler触媒などを
用いた溶液重合、レドックス型触媒等を用いた乳化重合
など通常の重合方法によって前記した共役ジエンモノマ
ーあるいは共役ジエンモノマーおよびこれと共重合可能
なモノマーとを重合又は共重合させて得られるジエン系
共重合ゴム(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−スチレン共重合ゴム、ブタジ
エン−イソプレン共重合ゴム、ポリペンタジエンゴム、
ブタジエン−ピペリレン共重合ゴム、ブタジエン−プロ
ピレン交互共重合ゴムなどが例示されるが)にアルカリ
金属及び/又はアルカリ土類金属を付加させたものであ
る。
ジエン系共重合ゴムへのアルカリ金属及び/又はアル
カリ土類金属付加は通常実施されている方法が用いら
れ、例えばジエン系共重合ゴムを炭化水素溶媒中で、通
常のアルカリ金属基材触媒及び/又はアルカリ土類金属
基材触媒とエーテル化合物、アミン化合物、ホスフィン
化合物等の極性化合物の存在下に30゜〜100℃の温度で
数十分〜数十時間の条件で付加反応が行われる。アルカ
リ金属触媒及び/又はアルカリ土類金属基材触媒の使用
量はジエン系重合体ゴム100g当り通常0.1〜10ミリモル
の範囲でよく、0.1ミリモル未満では反撥弾性の向上は
得られず、10ミリモルを超えると重合体の架橋、切断等
の副反応が生じ反撥弾性の向上は減殺される。
カリ土類金属付加は通常実施されている方法が用いら
れ、例えばジエン系共重合ゴムを炭化水素溶媒中で、通
常のアルカリ金属基材触媒及び/又はアルカリ土類金属
基材触媒とエーテル化合物、アミン化合物、ホスフィン
化合物等の極性化合物の存在下に30゜〜100℃の温度で
数十分〜数十時間の条件で付加反応が行われる。アルカ
リ金属触媒及び/又はアルカリ土類金属基材触媒の使用
量はジエン系重合体ゴム100g当り通常0.1〜10ミリモル
の範囲でよく、0.1ミリモル未満では反撥弾性の向上は
得られず、10ミリモルを超えると重合体の架橋、切断等
の副反応が生じ反撥弾性の向上は減殺される。
極性化合物はアルカリ金属基材触媒及び/又はアルカ
リ土類金属基材触媒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。重合および付加反応に
使用されるアルカリ金属基材触媒、及びアルカリ土類金
属基材触媒溶剤を例示するならば以下のとおりである。
リ土類金属基材触媒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。重合および付加反応に
使用されるアルカリ金属基材触媒、及びアルカリ土類金
属基材触媒溶剤を例示するならば以下のとおりである。
アルカリ金属基材触媒リチウム、ナトリウム、カリウ
ム、ルピジウム、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、i−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、4−シクロペンチルリチウム、
1,4−ジリタオ−プテン−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。
ム、ルピジウム、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、i−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、4−シクロペンチルリチウム、
1,4−ジリタオ−プテン−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。
アルカリ土類金属基材触媒は特開昭51−115590;特開
昭52−9090,17591,30543,48910,98077;特開昭56−11291
6,118403;特開昭57−100146等の公報に開示されている
バリウム、ストロンチウム、カルシウム等の化合物を主
成分といる触媒系が挙げられるが、これらに限定されな
い。
昭52−9090,17591,30543,48910,98077;特開昭56−11291
6,118403;特開昭57−100146等の公報に開示されている
バリウム、ストロンチウム、カルシウム等の化合物を主
成分といる触媒系が挙げられるが、これらに限定されな
い。
重合反応およびアルカリ金属及び/又はアルカリ土類
金属付加反応は炭化水素溶剤またはテトラヒドロフラ
ン、テトラヒドロピラン、ジオキサンなどのアルカリ金
属基材触媒及び/又はアルカリ土類金属触媒を破壊しな
い溶剤中で行なわれる。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、i−ブタン、n−ペンタン、i−ペンタン、n−
ヘキサン、シクロヘキサン、プロペン、1−ブテン、i
−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。
金属付加反応は炭化水素溶剤またはテトラヒドロフラ
ン、テトラヒドロピラン、ジオキサンなどのアルカリ金
属基材触媒及び/又はアルカリ土類金属触媒を破壊しな
い溶剤中で行なわれる。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、i−ブタン、n−ペンタン、i−ペンタン、n−
ヘキサン、シクロヘキサン、プロペン、1−ブテン、i
−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。
本発明で使用する前記アルカリ金属及び/又はアルカ
リ土類金属付加ジエン系重合体ゴムと反応させる化合物
(変性剤)は一般式 で表される化合物(1)、又は一般式 で表される化合物(2)である。
リ土類金属付加ジエン系重合体ゴムと反応させる化合物
(変性剤)は一般式 で表される化合物(1)、又は一般式 で表される化合物(2)である。
いずれも式中のMは酸素原子又は硫黄原子を、R2及び
R3は水素又は炭素水素基を、nは2以上の整数(上限は
特にないが20位まで)を、mは2〜4の整数をそれぞれ
表している。化合物(1)中のR1はt−ブチル基、フェ
ニル基、ナフチル基、ベンジル基またはビニル基を、化
合物(2)中のR1及びR4はα位の炭素に水素原子を有さ
ぬ置換基、ベンジル基又はビニル基を表している。
R3は水素又は炭素水素基を、nは2以上の整数(上限は
特にないが20位まで)を、mは2〜4の整数をそれぞれ
表している。化合物(1)中のR1はt−ブチル基、フェ
ニル基、ナフチル基、ベンジル基またはビニル基を、化
合物(2)中のR1及びR4はα位の炭素に水素原子を有さ
ぬ置換基、ベンジル基又はビニル基を表している。
化合物(1)の例としてはN−t−ブチル−β−プロ
ピオ(チオ)ラクタム、N−フェニル−β−プロピオ
(チオ)ラクタム、N−t−ブチル−2−ピロリドン、
N−フェニル−2−ピロリドン、N−(4−メトキシフ
ェニル)−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピロリド
ン、N−ベンジン−2−ピロリドン、N−ナフチル−2
−ピロリドン、N−フェニル−5−メチル−2−ピロリ
ドン、N−t−ブチル−5−メチル−2−ピロリドン、
N−t−ブチル−1,3−ジメチル−2−ピロリドン、N
−フェニル−2−ピペリドン、N−ナフチル−2−ピロ
リドン、N−t−ブチル−2−ピペリドン、N−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、N−フェニル−ラウリロラクタムなど
が挙げられる。
ピオ(チオ)ラクタム、N−フェニル−β−プロピオ
(チオ)ラクタム、N−t−ブチル−2−ピロリドン、
N−フェニル−2−ピロリドン、N−(4−メトキシフ
ェニル)−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピロリド
ン、N−ベンジン−2−ピロリドン、N−ナフチル−2
−ピロリドン、N−フェニル−5−メチル−2−ピロリ
ドン、N−t−ブチル−5−メチル−2−ピロリドン、
N−t−ブチル−1,3−ジメチル−2−ピロリドン、N
−フェニル−2−ピペリドン、N−ナフチル−2−ピロ
リドン、N−t−ブチル−2−ピペリドン、N−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、N−フェニル−ラウリロラクタムなど
が挙げられる。
化合物(2)の例としては、1,3−ジ−t−ブチル−
イミダゾリドン、1,3−ジフェニル−イミダゾリドン、
1,3−ジビニル−イミダゾリドンなどが挙げられる。
イミダゾリドン、1,3−ジフェニル−イミダゾリドン、
1,3−ジビニル−イミダゾリドンなどが挙げられる。
該化合物の使用量は末端にアルカリ金属及び/又はア
ルカリ土類金属が結合したジエン系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、アルカリ土類金
属基材触媒あるいはジエン系重合体ゴムに後反応でアル
カリ金属及び/又はアルカリ土類金属を付加する際使用
するアルカリ金属基材触媒及び/又はアルカリ土類金属
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モル乃至2モルである。該化合物とアルカリ金
属及び/又はアルカリ土類金属末端を有する活性重合体
またはアルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属が付加
した共役ジエン系重合体との反応は迅速に起るので、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。
ルカリ土類金属が結合したジエン系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、アルカリ土類金
属基材触媒あるいはジエン系重合体ゴムに後反応でアル
カリ金属及び/又はアルカリ土類金属を付加する際使用
するアルカリ金属基材触媒及び/又はアルカリ土類金属
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モル乃至2モルである。該化合物とアルカリ金
属及び/又はアルカリ土類金属末端を有する活性重合体
またはアルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属が付加
した共役ジエン系重合体との反応は迅速に起るので、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、アルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属付
加ジエン系重合体ゴムと該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化合物を所定
量添加する方法、ジエン系重合体ゴム溶液中でのアルカ
リ金属付加反応終了後、引き続いて該化合物を添加して
反応させる方法が好ましい態様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。
加ジエン系重合体ゴムと該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化合物を所定
量添加する方法、ジエン系重合体ゴム溶液中でのアルカ
リ金属付加反応終了後、引き続いて該化合物を添加して
反応させる方法が好ましい態様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。
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
ライヤー等が使用出来、乾燥温度も何等制限されない。
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
ライヤー等が使用出来、乾燥温度も何等制限されない。
化合物(1)及び/又は(2)が導入される部位は分
子鎖の末端あるいはそれ以外の部位であってもよいが、
好ましくは分子鎖の末端であり、共役ジエン−芳香族ビ
ニル共重合体の場合には分子鎖の末端がジエニル構造の
リビング該共重合体と該化合物との反応で得られた重合
体を使用することにより反撥弾性の改善は更に大とな
る。
子鎖の末端あるいはそれ以外の部位であってもよいが、
好ましくは分子鎖の末端であり、共役ジエン−芳香族ビ
ニル共重合体の場合には分子鎖の末端がジエニル構造の
リビング該共重合体と該化合物との反応で得られた重合
体を使用することにより反撥弾性の改善は更に大とな
る。
本発明のゴム組成物は上記した方法で改質されたジエ
ン系共重合体ゴムを少なくともゴム成分として含むもの
である。改質ジエン系共重合体ゴムはゴム組成物のゴム
成分中に少なくとも10重量%、好ましくは20重量%以
上、より好ましくは30重量%以上含まれることが必要で
ある。10重量%未満では反撥弾性の向上は少ない。該ゴ
ムと他のゴムとを組合せて使用する場合には、他のゴム
としては乳化重合スチレン−ブタジエン共重合ゴム、乳
化重合ポリブタジエンゴム、溶液重合(アニオン重合触
媒、Ziegler型触媒等)によるポリブタジエンゴム、ス
チレン−ブタジエン共重合ゴム、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、ポリアルケナマ
ー等及び天然ゴムが含まれる。目的に応じて、これらの
ゴムの1種又は2種以上が選択使用される。
ン系共重合体ゴムを少なくともゴム成分として含むもの
である。改質ジエン系共重合体ゴムはゴム組成物のゴム
成分中に少なくとも10重量%、好ましくは20重量%以
上、より好ましくは30重量%以上含まれることが必要で
ある。10重量%未満では反撥弾性の向上は少ない。該ゴ
ムと他のゴムとを組合せて使用する場合には、他のゴム
としては乳化重合スチレン−ブタジエン共重合ゴム、乳
化重合ポリブタジエンゴム、溶液重合(アニオン重合触
媒、Ziegler型触媒等)によるポリブタジエンゴム、ス
チレン−ブタジエン共重合ゴム、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、ポリアルケナマ
ー等及び天然ゴムが含まれる。目的に応じて、これらの
ゴムの1種又は2種以上が選択使用される。
アニオン重合によるゴムの場合には炭素−Sn、炭素−
Si等の金属との結合あるいはジエニル−該金属との結合
によってカップリングされたものを使用すると反撥弾性
はさらに改善される。
Si等の金属との結合あるいはジエニル−該金属との結合
によってカップリングされたものを使用すると反撥弾性
はさらに改善される。
本発明の改質ジエン系共重合体ゴムのムーニー粘度
(ML1+4,100℃)は通常10〜200の範囲であり、好ましく
は20〜150の範囲である。10未満では引張強さ等の機械
的特性が劣り、200を超えると他のゴムと組合せて使用
する場合に混和性が悪く、加工操作性が困難となり、得
られたゴム組成物の加硫物の機械的特性が低下するので
好ましくない。
(ML1+4,100℃)は通常10〜200の範囲であり、好ましく
は20〜150の範囲である。10未満では引張強さ等の機械
的特性が劣り、200を超えると他のゴムと組合せて使用
する場合に混和性が悪く、加工操作性が困難となり、得
られたゴム組成物の加硫物の機械的特性が低下するので
好ましくない。
本発明で使用するゴム成分のすべて、あるいは一部を
油展ゴムとして使用することができる。
油展ゴムとして使用することができる。
本発明のゴム組成物はゴム成分と各種配合剤トをロー
ル、バンバリー等の混合機を用いて製造される。
ル、バンバリー等の混合機を用いて製造される。
使用する各種配合剤はゴム工業で常用されているもの
から、ゴム組成物の使用目的に適したものを選べばよ
く、特に制限されない。
から、ゴム組成物の使用目的に適したものを選べばよ
く、特に制限されない。
通常、加硫系としては硫黄、ステアリン酸、亜鉛華、
各種加硫促進剤(チアゾール系、チウラム系、スルフェ
ンアミド系等)あるいは有機過酸化物などが、補強剤と
してはHAF、ISAF等の種々のグレードのカーボンブラッ
ク、シリカなど、充てん剤としては炭酸カルシウム、タ
ルクなどが、その他の配合剤としてはプロセス油、加工
助剤、加硫遅延剤、老化防止剤等が使用される。これら
の配合剤の種類及び使用量はゴム組成物の使用目的に応
じて選択されるものであり、本発明においては特に限定
されない。
各種加硫促進剤(チアゾール系、チウラム系、スルフェ
ンアミド系等)あるいは有機過酸化物などが、補強剤と
してはHAF、ISAF等の種々のグレードのカーボンブラッ
ク、シリカなど、充てん剤としては炭酸カルシウム、タ
ルクなどが、その他の配合剤としてはプロセス油、加工
助剤、加硫遅延剤、老化防止剤等が使用される。これら
の配合剤の種類及び使用量はゴム組成物の使用目的に応
じて選択されるものであり、本発明においては特に限定
されない。
本発明のゴム組成物は高い水準で反撥弾性とウェット
スキッッド抵抗とを調和させることができるから、特に
自動車タイヤトレッド用ゴム材料に適しているが、自動
車タイヤ用、靴底用、床材用、防振ゴム用などの用途に
も使用することができる。
スキッッド抵抗とを調和させることができるから、特に
自動車タイヤトレッド用ゴム材料に適しているが、自動
車タイヤ用、靴底用、床材用、防振ゴム用などの用途に
も使用することができる。
(発明の効果) かくして本発明によれば、従来技術に比較して、ポリ
マームーニー粘度の経日上昇がなく、反撥弾性の優れた
ジエン系重合体ゴムを得ることができる。該ゴムは転が
り抵抗とウェットスキッド抵抗のバランスに優れたタイ
ヤトレッド用ゴム材料等として非常に有用なものとな
る。
マームーニー粘度の経日上昇がなく、反撥弾性の優れた
ジエン系重合体ゴムを得ることができる。該ゴムは転が
り抵抗とウェットスキッド抵抗のバランスに優れたタイ
ヤトレッド用ゴム材料等として非常に有用なものとな
る。
以下実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例1 内容積2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150g、
ベンゼン820g、ジエチレングリコール・ジメチルエーテ
ル(ジグライム)0.5ミリモル、n−ブチルリチウム
(n−ヘキサン溶液)1.3ミリモルを添加し、内容物を
撹拌しながら40℃で1時間重合を行なった。重合反応終
了後第1表に示す化合物を1.0ミリモル添加し、5分間
撹拌した後に、重合反応器中の重合体溶液を2,6−ジ−
t−ブチル−P−クレゾール(BHT)1.5重量%メタノー
ル溶液中に取り出し、生成重合体を凝固したのち、60℃
で24時間減圧乾燥し、ムーニー粘度を測定した。
し、乾燥窒素で置換した後に、1,3−ブタジエン150g、
ベンゼン820g、ジエチレングリコール・ジメチルエーテ
ル(ジグライム)0.5ミリモル、n−ブチルリチウム
(n−ヘキサン溶液)1.3ミリモルを添加し、内容物を
撹拌しながら40℃で1時間重合を行なった。重合反応終
了後第1表に示す化合物を1.0ミリモル添加し、5分間
撹拌した後に、重合反応器中の重合体溶液を2,6−ジ−
t−ブチル−P−クレゾール(BHT)1.5重量%メタノー
ル溶液中に取り出し、生成重合体を凝固したのち、60℃
で24時間減圧乾燥し、ムーニー粘度を測定した。
尚、実験番号8,9では、凝固したゴム生成物にステア
リルアミン、スチアリルプロピレンジアミンを各々0.3p
hr.練り込んだ後に乾燥した。
リルアミン、スチアリルプロピレンジアミンを各々0.3p
hr.練り込んだ後に乾燥した。
乾燥したゴムを40℃のオーブン中に放置し、経日によ
るポリマームーニー粘度の変化をしらべた。結果を第1
表に示した。
るポリマームーニー粘度の変化をしらべた。結果を第1
表に示した。
第1表より、本発明の変性剤を用いた場合には得られ
た共重合体ゴムのムーニー粘度は6週間にもわたる放置
後も実質的なムーニー粘度の上昇は認められないことが
わかる。
た共重合体ゴムのムーニー粘度は6週間にもわたる放置
後も実質的なムーニー粘度の上昇は認められないことが
わかる。
実施例2 実施例1の各ゴムを第2表の配合処方に従い各配合剤
とロール上で混練して配合ゴムを得、これを160℃×25
分の条件でプレス加硫した。
とロール上で混練して配合ゴムを得、これを160℃×25
分の条件でプレス加硫した。
加硫ゴムの反撥弾性はダンロップ・トリプソメーター
を用い53℃で測定した。ウェットスキッド抵抗はスタン
レー社ポータブルスキッドテスターを用いて25℃で、路
面(ASTME303−74,スリーエム社製屋外用タイプB、
黒、セーフティウォーク)を用い測定した。ビニル含量
は赤外法(モレロ法)により求めた。
を用い53℃で測定した。ウェットスキッド抵抗はスタン
レー社ポータブルスキッドテスターを用いて25℃で、路
面(ASTME303−74,スリーエム社製屋外用タイプB、
黒、セーフティウォーク)を用い測定した。ビニル含量
は赤外法(モレロ法)により求めた。
また、スコーチ時間t5はASTM D2084−81に記載の装置
を用いて、160℃で測定開始から40分間経過する間の最
大トルクと最小トルクとの差の5%だけトルクが上昇す
るに要する時間とした。以上の結果を第3表に示した。
を用いて、160℃で測定開始から40分間経過する間の最
大トルクと最小トルクとの差の5%だけトルクが上昇す
るに要する時間とした。以上の結果を第3表に示した。
第2表 配 合 処 方 重 合 体 100重量部 HAFカーボンブラック 50重量部 芳香族系プロセス油 5重量部 亜 鉛 華 3重量部 ステアリン酸 2重量部 硫黄 1重量部 N−オキシジエチレン−2−ベンゾチアゾールスルフェ
ンアミド 2重量部 実施例3 内容積1.7Lのステンレス製ボトル重合反応器を洗浄、
乾燥し、乾燥窒素で置換した後に、1,3−ブタジエン100
g、シクロヘキサン600gを仕込む。その後、ジブチルマ
グネシウム/トリエチルアルミニウム錯体(モル比Mg/A
l=5.0)を2.2ミリモル(マグネシウム換算)t−ブト
キシバリウムを0.44ミリモル添加し、内容物を撹拌しな
がら60℃で5時間重合を行った。重合反応終了後第4表
に示す化合物を0.8ミリモル添加し、30分間撹拌した後
に、重合反応器中の重合体溶液をBHT1.5重量%メタノー
ル溶液中に取り出し、生成重合体を凝固したのち、60℃
で24時間減圧乾燥した。得られたゴムのトランス含量は
赤外法により求めた。得られたゴムを40℃のオーブン中
に放置し経日にポリマームーニー粘度(ML1+4,100℃)
を測定した。結果を第4表に示した。
ンアミド 2重量部 実施例3 内容積1.7Lのステンレス製ボトル重合反応器を洗浄、
乾燥し、乾燥窒素で置換した後に、1,3−ブタジエン100
g、シクロヘキサン600gを仕込む。その後、ジブチルマ
グネシウム/トリエチルアルミニウム錯体(モル比Mg/A
l=5.0)を2.2ミリモル(マグネシウム換算)t−ブト
キシバリウムを0.44ミリモル添加し、内容物を撹拌しな
がら60℃で5時間重合を行った。重合反応終了後第4表
に示す化合物を0.8ミリモル添加し、30分間撹拌した後
に、重合反応器中の重合体溶液をBHT1.5重量%メタノー
ル溶液中に取り出し、生成重合体を凝固したのち、60℃
で24時間減圧乾燥した。得られたゴムのトランス含量は
赤外法により求めた。得られたゴムを40℃のオーブン中
に放置し経日にポリマームーニー粘度(ML1+4,100℃)
を測定した。結果を第4表に示した。
実施例4 実施例3の2種のゴムを第5表の処方に従い各配合剤
とロール上で混練し配合ゴムを得、これを160℃×25分
の条件でプレス加硫した。
とロール上で混練し配合ゴムを得、これを160℃×25分
の条件でプレス加硫した。
実施例2と同様にして反撥弾性、ウェットスキッド抵
抗などを測定した。結果を第6表に示した。
抗などを測定した。結果を第6表に示した。
第5表 配 合 処 方 重 合 体 100 重量部 HAFカーボンブラック 50 重量部 芳香族系プロセス油 5 重量部 亜 鉛 華 3 重量部 ステアリン酸 2 重量部 硫黄 1.75 重量部 N−オキシジエチレン−2−ベンゾチアゾールスルフェ
ンアミド 1 重量部
ンアミド 1 重量部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋田 修一 神奈川県川崎市川崎区夜光1丁目2番1 号 日本ゼオン株式会社研究開発センタ ー内 審査官 佐藤 健史 (56)参考文献 特開 昭60−137913(JP,A) 特開 平1−153740(JP,A)
Claims (2)
- 【請求項1】アルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属
が付加したジエン系重合体ゴムと、 一般式 (式中Mは酸素又は硫黄原子を、R1はt−ブチル基、フ
ェニル基、ナフチル基、ベンジル基またはビニル基を、
R2及びR3は水素又は炭化水素基を、nは2以上の整数を
それぞれ表わす)及び/又は一般式 (式中Mは酸素又は硫黄原子を、R1はα位の炭素に水素
原子を有さぬ置換基、ベンジル基またはビニル基を、R4
はR1と同じ置換基を、R2及びR3は水素又は炭化水素基
を、mは2〜4の整数をそれぞれ表わす)で示される化
合物とを反応させることを特徴とするジエン系重合体ゴ
ムの製造方法。 - 【請求項2】アルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属
が付加したジエン系重合体ゴムと特許請求の範囲第1項
記載の化合物とを反応させて得られる改質ジエン系重合
体ゴムと配合剤を含むゴム組成物。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63079003A JP2652795B2 (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | ジエン系重合体ゴムの製造方法及びゴム組成物 |
| US07/330,025 US5001196A (en) | 1988-03-31 | 1989-03-29 | Process for preparation of diene type polymer rubber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63079003A JP2652795B2 (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | ジエン系重合体ゴムの製造方法及びゴム組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01249812A JPH01249812A (ja) | 1989-10-05 |
| JP2652795B2 true JP2652795B2 (ja) | 1997-09-10 |
Family
ID=13677780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63079003A Expired - Fee Related JP2652795B2 (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | ジエン系重合体ゴムの製造方法及びゴム組成物 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5001196A (ja) |
| JP (1) | JP2652795B2 (ja) |
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| US5335777A (en) * | 1993-10-15 | 1994-08-09 | Jervis B. Webb Company | Method and apparatus for belt conveyor load tracking |
| US5346962A (en) * | 1993-11-03 | 1994-09-13 | Bridgestone/Firestone, Inc. | Elastomers having reduced hysteresis prepared with vinyl imidazole |
| FR2744127A1 (fr) | 1996-01-26 | 1997-08-01 | Michelin & Cie | Composition de caoutchouc a base d'un polymere dienique ayant une fonction silanol et comprenant un derive organosilane |
| EP1018521A1 (fr) | 1999-01-06 | 2000-07-12 | Société de Technologie Michelin | Procede de preparation de polymeres dieniques fonctionnalises amine, de tels polymeres, composition de caoutchouc et enveloppe de pneumatique comportant ces polymeres. |
| CN1271131C (zh) * | 2001-03-12 | 2006-08-23 | 米其林技术公司 | 轮胎胎面用橡胶组合物 |
| US20100304895A1 (en) * | 2001-11-28 | 2010-12-02 | Brian Comeau | Multi-layer golf balls having moisture barrier layers based on polyalkenamer compositions |
| US8110635B2 (en) * | 2007-06-27 | 2012-02-07 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Method for producing conjugated diene polymer, conjugated diene polymer, and polymer composition |
| US20090005515A1 (en) * | 2007-06-27 | 2009-01-01 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Method for producing conjugated diene polymer, conjugated diene polymer, and conjugated diene polymer composition |
| ES2605556T3 (es) * | 2009-06-11 | 2017-03-15 | Arizona Chemical Company, Llc | Neumáticos y banda de rodadura formados a partir de una resina de fenol-aromático-terpeno |
| WO2012086496A1 (ja) * | 2010-12-24 | 2012-06-28 | 日本ゼオン株式会社 | 共役ジエン系ゴム、ゴム組成物、ゴム架橋物、およびタイヤ |
| JP6512107B2 (ja) | 2013-12-27 | 2019-05-15 | 日本ゼオン株式会社 | 共役ジエン系重合体および共役ジエン系重合体の製造方法 |
| KR20160140624A (ko) | 2014-03-31 | 2016-12-07 | 제온 코포레이션 | 변성 공액 디엔계 고무의 제조 방법 |
| US10730985B2 (en) | 2016-12-19 | 2020-08-04 | Bridgestone Corporation | Functionalized polymer, process for preparing and rubber compositions containing the functionalized polymer |
| WO2019118688A1 (en) | 2017-12-15 | 2019-06-20 | Bridgestone Corporation | Functionalized polymer, process for preparing and rubber compositions containing the functionalized polymer |
| EP3938412B1 (en) | 2019-03-10 | 2024-04-24 | Bridgestone Corporation | Modified high cis polydiene polymer, related methods and rubber compositions |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS60137913A (ja) * | 1983-12-26 | 1985-07-22 | Nippon Zeon Co Ltd | ジエン系重合体ゴムの改質方法 |
| US4616069A (en) * | 1984-10-26 | 1986-10-07 | Nippon Zeon Co., Ltd. | Process for making diene polymer rubbers |
| DE3527909A1 (de) * | 1985-08-03 | 1987-02-12 | Basf Ag | Polymerisate mit aminogruppen, deren herstellung und verwendung |
| JP2562339B2 (ja) * | 1987-12-11 | 1996-12-11 | 横浜ゴム株式会社 | 低発熱性ゴム組成物 |
-
1988
- 1988-03-31 JP JP63079003A patent/JP2652795B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-03-29 US US07/330,025 patent/US5001196A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5001196A (en) | 1991-03-19 |
| JPH01249812A (ja) | 1989-10-05 |
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