生物基苯乙烯的用图_3

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提供单体单元的所需微结构和无规化。
[0059] 可用作极性配位剂的化合物类型包括具有氧或氮杂原子W及未键结电子对的那 些。适合的例子包括但不限于单和寡烧二醇的二烷基酸;"冠状"酸;叔胺诸如四甲基乙二 胺(TMEDA);线性THF寡聚物等等。具体示例性适合的极性配位剂包括但不限于四氨巧喃 (THF)、线性和环状寡聚氧杂环戊基烧控诸如2, 2-二(2' -四氨巧喃基)丙烷、二赃晚基乙 烧、二赃晚基甲烧、六甲基憐酷胺、N-N' -二甲基赃嗦、二氮杂二环辛烧、二甲酸、二乙酸、= 下基胺等等。线性和环状寡聚氧杂环戊基烧控配位剂描述在美国专利号4, 429, 091中,其 是W引用方式并入本文中。
[0060] 为终止聚合并且因此控制聚合物或共聚物分子量,可采用泽灭剂、偶联剂或联接 剂,运些试剂全部在本文中统称为"终止试剂"。可用的终止试剂包括活性氨化合物诸如水 或醇。运些试剂中的某些可提供具有官能度的所得聚合物。目P,如本文W上所讨论,根据本 公开引发的聚合物可携带官能头部基团,并且由于终止试剂,即聚合反应中所用的泽灭剂、 偶联剂W及联接剂,还可携带第二官能团。
[0061] 适合的功能性终止剂是美国专利号5,502,131、5,496,940 ^及4,616,069中公开 的那些,运些专利的内容W引用方式并入本文中,并且包括但不限于四氯化锡、(R)3SnCl、 (R)2SnCl2、RSnCl3、碳二亚胺、N-环状酷胺、N,N'二取代的环状脈、环状酷胺、环状脈、异氯酸 醋、希夫碱(Schiffbases)、4, 4'-二(二乙基氨基)二苯甲酬、烷基硫代嚷挫嘟、二氧化碳 等等。其他终止试剂包括烷氧基硅烷Si(OR) 4、RSi(OR) 3、RzSi(OR) 2环状硅氧烷W及其混合 物。有机部分R选自W下各项组成的组:具有1至约20个碳原子的烷基、具有约3至约20 个碳原子的环烷基、具有约6至约20个碳原子的芳基、W及具有约7至约20个碳原子的芳 烷基。典型的烷基包括正下基、仲下基、甲基、乙基、异丙基等等。环烷基包括环己基、薄荷 基等等。芳基和芳烷基包括苯基、苄基等等。优选的封端剂为四氯化锡、=下基氯化锡、二 下基二氯化锡、四乙基原娃酸醋W及1,3-二甲基-2-咪挫嘟酬值MI)。
[0062] 尽管终止W在聚合物的末端提供官能团是优选的,但进一步优选的是通过与例如 四氯化锡或其他偶联剂诸如四氯化娃(SiCl4)、醋类等等进行偶联反应来终止。
[0063] 实现所需聚合终止所要求的终止剂的量可在宽范围内变化,运取决于多种因素, 诸如所需的聚合物或共聚物分子量W及所需的所生产的聚合物或共聚物的物理特性。一般 来说,所利用的终止试剂的量可从0. 1:5至0. 5:1. 5至0. 8:1. 2 (终止试剂:Li)摩尔比进 行变化。 W64] 可通过分批、半分批或连续法制备阴离子聚合的活聚合物。通过将苯乙締单体和 至少一种其他单体W及溶剂的共混物装入适合的反应容器、之后添加极性配位剂(如果采 用)和引发剂化合物开始分批聚合。将反应物加热至约2(TC至约13(TC的溫度,并且允许 聚合进行约0.1至约24小时。运一反应产生具有反应性或活末端的反应性聚合物。优选 地,至少约30%的聚合物分子含有活末端。更优选地,至少约50%的聚合物分子含有活末 端。甚至更优选地,至少约80%含有活末端。
[0065] 通过将苯乙締单体和任选的共辆二締单体、引发剂W及溶剂同时装入适合的反应 容器开始连续聚合。其后,遵循W下连续程序:在适合的停留时间后移出产物,并且补充反 应物。
[0066] 在半分批聚合中,将反应介质和引发剂添加至反应容器,并且随时间连续添加苯 乙締单体和至少一种其他单体,其速率取决于溫度、单体/引发剂/改性剂浓度等。与连续 聚合不同,产物不从反应器连续移出。分批、连续W及半分批工艺中的每一种的所得聚合物 是聚合物胶浆。
[0067]阴离子聚合进一步描述在GeorgeOdian,PRINCIPLESOFPOLYMERIZATION,Wil巧 Intersciences,Inc.,第S版。(1991),第5章,其是W引用方式并入本文中。
[0068] 形成聚合物/共聚物胶浆后,可将一种或多种加工助剂和其他任选的添加剂诸如 油添加至聚合物胶浆。然后从溶剂分离聚合物或共聚物和其他任选的成分,并且优选地进 行干燥。可采用用于脱溶剂和干燥的常规程序。在一个实施例中,通过蒸汽脱溶剂或热水 凝结溶剂、之后过滤从溶剂分离聚合物或共聚物。残余溶剂可通过使用常规干燥技术诸如 烘干或转鼓式干燥来去除。或者,可将胶浆直接转鼓式干燥。
[0069] 根据一个或多个实施例,本文公开的聚合物或共聚物是使用乳液聚合生产。乳液 聚合是一种形式的自由基聚合。在一个或多个实施例中,将水、乳化剂、苯乙締单体、至少一 种其他单体W及自由基引发剂装入反应容器。可通过按逐步方式添加单体来控制聚合转 化,即在第一步添加一份完全苯乙締单体和任选的共辆二締单体,然后在实现所需转化之 后,在后续步骤中添加另外多份苯乙締和至少一种其他单体W获得更高转化率。乳液聚合 反应发生在〇°C至约20°C、优选地0°C至10°C下。
[0070] 适合的自由基引发剂的例子包括但不限于过硫酸钟、过硫酸锭、过氧化苯甲酯、过 氧化氨、二-叔下基过氧化物、过氧化二异丙苯、过氧化2, 4-二氯苯甲酯、过氧化癸酷、月 桂基过氧化物、氨过氧化枯締、氨过氧化对薄荷烧、叔下基氨过氧化物、乙酷基丙酬过氧化 物、过氧二碳酸二嫁蜡醋、过氧乙酸叔下醋、叔下基过氧马来酸、过氧苯甲酸叔下醋、乙酷基 环己基横酷基过氧化物等等;各种偶氮化合物,诸如2-叔下基偶氮-2-氯基丙烷、偶氮二 异下基二甲醋、偶氮二异下腊、2-叔下基偶氮-1-氯基环己烧、1-叔戊基偶氮-1-氯基环己 烧等等;各种烷基过氧缩酬,诸如2, 2-二-(叔下基过氧)下烧、3, 3-二(叔下基过氧)下 酸乙醋、1,1-二-(叔下基过氧)环己烧等等。运些化合物热不稳定并且W适度速度分解, 释放自由基。在某些实施例中,过硫酸钟与硫醇诸如十二烷基硫醇的组合常用来聚合苯乙 締-下二締共聚物。通过与一条生长的共聚物链反应W终止所述链并且起始另一条链的生 长,硫醇通常充当链转移剂。在某些实施例中,硫醇还通过与过硫酸盐反应充当自由基引发 剂。硫醇的运种活性出现在较高溫度下发生的反应时。所采用的引发剂的量将随所合成的 所需共聚物分子量而变。较高分子量是通过利用较小量的引发剂实现,并且较低分子量是 通过采用较大量的引发剂获得。
[0071]适合类型的乳化剂的例子包括但不限于阴离子型、非离子型W及阳离子型表面活 性剂。更具体地讲,乳化剂的例子包括各种脂肪酸皂诸如硬脂酸钢、松香酸皂、月桂基硫酸 钢、a締控硫酸盐等等。 阳0。]含有聚合物或共聚物的橡胺紀合物
[0073] 根据一个或多个实施例,本文公开的聚合物或共聚物用于橡胶组合物中。如本文 中更详细讨论,聚合物或共聚物W及含有本公开的运类聚合物或共聚物的橡胶组合物特别 可用于轮胎部件中。运些轮胎部件可使用本发明的聚合物或共聚物单独或本发明的聚合物 或共聚物与其他橡胶聚合物来制备。可使用的其他橡胶聚合物包括天然和合成共辆二締聚 合物或共聚物。合成共辆二締聚合物或共聚物典型地衍生自如W上所讨论的共辆二締单体 的聚合。运些共辆二締单体可与其他单体诸如乙締基芳香族单体共聚。其他橡胶共辆二締 聚合物或共聚物可衍生自乙締与一种或多种a締控W及任选地一种或多种二締单体的聚 厶1=1 〇
[0074] 可与本文公开的聚合物或共聚物组合使用的适合的橡胶聚合物或共聚物的例 子包括天然橡胶、合成聚异戊二締、聚下二締、聚异下締-异戊二締共聚物、氯下橡胶、乙 締-丙締共聚物、苯乙締-下二締共聚物诸如溶液苯乙締-下二締共聚物和如何苯乙締-下 二締共聚物、苯乙締-异戊二締共聚物、苯乙締-异戊二締-下二締共聚物、异戊二締-下 二締共聚物、乙締-丙締二締共聚物、聚硫橡胶、丙締酸类橡胶、聚氨醋橡胶、娃酬橡胶、氯 醇橡胶W及其混合物。运些橡胶聚合物或共聚物可具有不同大分子结构,包括线性、分枝W 及星形结构。优选的橡胶聚合物或共聚物包括天然橡胶、聚异戊二締苯乙締-下二締共聚 物W及下二締橡胶。
[00巧]运些橡胶组合物包含增强填料诸如无机和有机填料。常用有机填料的例子包括炭 黑和淀粉。无机填料的例子包括二氧化娃、氨氧化侣、氨氧化儀、粘± (水合娃酸侣)云母 W及其组合。优选的填料为炭黑、二氧化娃W及其组合。
[0076]运些橡胶组合物可与所有形式的炭黑单独或所有形式的炭黑与二氧化娃的混合 物进行混配。炭黑所存在的量可在约5至约20化虹范围内,优选5至约80地r。当炭黑与 二氧化娃组合用作增强填料时,其经常按约10:1至约1:4的炭黑-二氧化娃比加W使用。 在某些实施例中,炭黑可少量添加作为添加剂W提供对轮胎的染色作用,而不是用于其填 充剂功能。在运类实施例中,炭黑与二氧化娃比更低,诸如约1:80。
[0077] 炭黑可包括任何通常可获得的、商业生产的炭黑,但优选表面积(EMSA)为至少 20m2/g并且更优选为至少35m2/g至高达200m2/g或更高的那些。本申请中所用的表面积值 是通过ASTMD-1765使用嫁蜡基S甲基漠化锭(CTAB)技术测定。可用的炭黑为炉黑、槽黑 W及灯黑。更具体地讲,可用炭黑的例子包括超耐磨炉(SA巧黑、高耐磨炉(HA巧黑、快压 出炉师巧黑、细炉(吼黑、中超耐磨炉(ISAF)黑、半增强炉(SRF)黑、中等加工槽黑、难 加工槽黑W及导电槽黑。可利用的其他炭黑包括乙烘黑。示例性炭黑的例子包括具有ASTM 名称值-1765-82a)N-110、N-220、N-339、N-330、N-351、N-550W及N-660 的那些。在一个 或多个实施例中,炭黑可包括氧化炭黑。两种或更多种W上炭黑的混合物可用于制备本文 公开的橡胶组合物。制备本文公开的橡胶组合物中所利用的炭黑可呈粒状形式或为未粒化 絮状质量团。优选地,为更均匀混合,优选未粒化的炭黑。
[0078] 适合二氧化娃增强填料的例子包括但不限于沉淀的无定形二氧化娃、湿二氧化娃 (水合娃酸)、干二氧化娃(无水娃酸)、发烟二氧化娃、娃酸巧等等。其他适合的填料包括 娃酸侣、娃酸儀等等。在运些之中,优选沉淀的无定形湿法、水合二氧化娃。运些二氧化娃 是所谓的沉淀的,因为其是通过在水中进行化学反应来生产,它们作为超细、球形颗粒从所 述化学反应沉淀出。运些初级颗粒强烈缔合成聚集体,而所述聚集体又不太强烈地组合成 团块。如通过BET法所测量,表面积提供不同二氧化娃的增强特点的最佳度量。对于用于 本公开的所关注的二氧化娃,表面积应为约32m7g至约400m7g,优选范围为约lOOmVg至 约250m7g,并且最优选范围为约150mVg至约220mVg。二氧化娃填料的抑一般为约5. 5 至约7或略高,优选为约5. 5至约6. 8。 阳0巧]所采用的二氧化娃的量可为约5至约20化虹,优选地量为约5至约80地r,并且更 优选地量为约30至约80地r。可用的范围上限由此类型的填料所赋予的高粘度来限定。可 使用的一些可商购获得的二氧化娃包括但不限于由PPGIn化striesfittsbur曲,Pa.)生 产的化-511"190、化-511"210、化-511"215、化-511"233、化-511"243等等。许多有用的商 业等级的不同二氧化娃还可从DegussaColoration(例如VN2、VN3)、MioneF*oulenc(例 如Zeosil?1165MP)W及J.M.HuberCo巧oration获得。
[0080] 在二氧化娃用作增强填料时,本文公开的橡胶组合物任选地包含二氧化娃偶联 剂。适合的二氧化娃偶联剂的例子包括但不限于琉基硅烷、二烷氧基有机甲娃烷基)多 硫化物、3-硫代氯酷基丙基=甲氧基硅烷等等,或橡胶混配技术领域中的一般技术人员已 知的任何二氧化娃偶联剂。示范性琉基硅烷包括但不限于1-琉基甲基=乙氧基硅烷、2-琉 基乙基=乙氧基硅烷、3-琉基丙基=乙氧基硅烷、3-琉基丙基甲基-二乙氧基硅烷、2-琉基 乙基=丙氧基硅烷、18-琉基十八烷基二乙氧基氯硅烷等等。示范性二烷氧基有机甲 娃烷基)多硫化物二氧化娃偶联剂包括但不限于二(3-=乙氧基甲娃烷基-丙基)四硫化 物灯ESPT),其由DegussaInc.,NewYork,N.Y.在商品名Si69'K下市售;W及二(3-S乙氧 基甲娃烷基丙基)二硫化物灯ESPD)或點75?,:其可从Degussa获得,或Silquest?A1589, 其可从化ompton获得。二氧化娃偶联剂所存在的量可为基于二氧化娃的重量按重量计 0. 01 %至20 %,优选地按重量计0. 1 %至15 %,并且更优选地1 %至10 %。设及二氧化娃填 料的混配还公开在美国专利号 6, 221,943、6, :342, 552、6, :348, 531、5, 916, 961、6, 252, 007、 6,369,138、5,872,176、6,180,710、5,866,650、6,228,908 ^及6,313,210中,其公开内容 是W引用方式并入本文中。
[0081] 本文公开的橡胶组合物通过使用本
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