生物基苯乙烯的用图_5

文档序号:9307976阅读:来源:国知局
重量计10%至60%的结合苯乙締的 苯乙締-下二締共聚物。根据前述实施例中的某些,第一共聚物为含有按共聚物的重量计 20%至40%的结合苯乙締的苯乙締-下二締共聚物。在前述实施例中的某些中,第一共聚 物为苯乙締-下二締共聚物,并且共聚物中的按重量计高达60%的总苯乙締是W微嵌段形 式存在。
[0100] 此外,在前述实施例中的某些中,第一共聚物为由衍生自生物基下二締源材料的 1,3-下二締单体生产的苯乙締-下二締共聚物。1,3-下二締单体含有25%至100%新型 碳原子。 阳101] 此外,在前述实施例中的某些中,第一共聚物为由衍生自生物基异戊二締源材料 的异戊二締单体生产的苯乙締-异戊二締共聚物,其中异戊二締单体含有25%至100%新 型碳原子。
[0102] 此外,在前述实施例中的某些中,第一共聚物为苯乙締-异戊二締-下二締共聚 物,并且苯乙締-异戊二締-下二締共聚物由W下各物中的至少一种生产:衍生自生物基下 二締源材料的1,3-下二締单体、衍生自生物基异戊二締源材料的异戊二締单体W及其组 合。当由生物基下二締源材料生产苯乙締-异戊二締-下二締共聚物时,1,3-下二締单体 含有25%至100%新型碳原子。另外,当苯乙締-异戊二締-下二締共聚物由生物基异戊 二締源材料生产时,异戊二締单体含有25%至100%新型碳原子。 阳103]在前述实施例中的某些中,橡胶组合物的增强填料选自W下各物组成的组:炭黑、 二氧化娃、粘±、云母、淀粉、氨氧化儀、氨氧化侣、氧化锋W及其组合。另外,在前述实施例 中的某些中,橡胶组合物还包含选自W下各物组成的组的固化剂:硫化剂、硫化促进剂、抗 焦剂、硫化抑制剂W及其组合。
[0104] 根据一个或多个实施例,公开一种生产含有共辆二締的共聚物的方法。所述方法 包括提供生物衍生的、含有50%至100%新型碳原子的苯乙締单体;W及在至少一种共辆 二締单体存在下聚合苯乙締单体,W形成含有共辆二締的共聚物。根据前述实施例中的某 些,在1,3-下二締单体存在下聚合苯乙締单体,从而形成苯乙締-下二締共聚物。在前述 实施例中的某些中,在异戊二締单体存在下聚合苯乙締单体,从而形成苯乙締-异戊二締 共聚物。此外,在前述实施例中的某些中,在1,3-下二締单体和异戊二締单体存在下聚合 苯乙締,从而形成苯乙締-异戊二締-下二締共聚物。另外,在前述实施例中的某些中,将 共聚物在聚合物头部、聚合物尾部W及聚合物主链中的一个或多个处进行官能化。
[0105] 根据前述实施例中的某些,方法的聚合步骤为阴离子聚合。在前述实施例中的某 些中,阴离子聚合包括使用至少一种有机金属阴离子型引发剂。在前述实施例中的某些中, 至少一种有机金属阴离子型引发剂为有机碱金属化合物。根据前述实施例中的某些,所述 至少一种有机金属阴离子型引发剂选自W下各物组成的组:有机裡、有机儀、有机钢、有机 钟、=-有机锡-裡化合物W及其组合。 阳106] 根据前述实施例中的某些,方法的聚合步骤为乳液聚合。在前述实施例中的某些 中,乳液聚合发生在0至l〇°C下。
[0107]此外,根据前述实施例中的某些,轮胎部件包含含有通过上述方法生产的共辆二 締共聚物的橡胶组合物。根据某些前述实施例,轮胎胎面中含有橡胶组合物。另外,在前述 实施例中的某些中,橡胶组合物还包含5至95p虹的第二聚合物或共聚物,其选自W下各物 组成的组:聚异戊二締、聚下二締、乳液苯乙締-下二締共聚物、溶液苯乙締-下二締共聚 物、天然橡胶W及其组合;W及5至20化虹的至少一种增强填料。此外,根据前述实施例 中的某些,橡胶组合物包含至少第一苯乙締-下二締共聚物和第二苯乙締-下二締共聚物。 根据前述实施例,第一和第二苯乙締-下二締共聚物各自是由生物衍生的苯乙締单体聚合 而来,并且第一苯乙締-下二締共聚物中的结合苯乙締的百分比不同于第二苯乙締-下二 締共聚物中的结合苯乙締百分比。 阳10引连例 阳109]W下实例说明本公开的具体和示例性实施例和/或实施例的特征。提供的实例仅 用于说明目的,并且不应理解为限制本公开。在不背离本公开的实施例的精神和范围的情 况下,运些具体实例的多种变更是可能的。 阳110]连例1 :制备牛物基龙賺 阳111]在分子氮氛围手套箱中,将生物基氨化肉桂酸(1克,6.7毫摩尔)、氯化钮(II) (3 毫克,0.25摩尔% )、特戊酸酢(1.35毫升,6. 7毫摩尔)化及麟配体(2. 2摩尔%或4. 4摩 尔% )装载到装备泰夫龙揽拌棒的烘干的15毫升圆底烧瓶中。并非全部试剂在室溫下都 可溶,从而得到非均质混合物。将圆底烧瓶附接至烘干的短程蒸馈装置,然后从手套箱去除 并且放置在分子氮或氣气氛围下。将反应烧瓶下降到160°C至170°C的油浴中,并且允许继 续加热直到油浴达到190°C。在大多数情况下,加热后反应混合物变得均质且变成黄色。一 旦反应混合物达到约185°C,它开始剧烈冒泡,从而指示失去一氧化碳。当反应进行两小时 时,收集反应混合物的馈出物。两小时后,停止加热并且使反应暴露至空气。馈出物是无色 的并且包含苯乙締、特戊酸W及特戊酸酢。残余反应混合物是黄色的并且含有馈出物中不 存在的催化剂残余物和任何未反应的原材料。
[0112] 用35毫升戊烧稀释包含苯乙締化13克,30.0毫摩尔)、特戊酸化35克,62. 1毫 摩尔)W及特戊酸酢化63克,3. 4毫摩尔)的馈出物,并且用1.TMNaOH水溶液(3X50mL) 洗涂。用另外15毫升戊烧稀释有机相,并且经M拆〇4干燥。然后,过滤混合物,并且在过滤 之后,去除溶剂,因而提供苯乙締与特戊酸酢(如通过电NMR光谱法所表征)的混合物,然 后在二氧化娃上使用戊烧作为洗脱剂对混合物进行色谱分离(柱直径为5厘米,并且柱高 为25厘米),W得到生物基苯乙締化03克,65% )。 阳…]连例2 :龙賺-T二備共聚物的阴离子聚合
[0114] 向分子氮吹扫并且加盖的瓶添加360克己烧、12克生物基苯乙締W及28克 1,3-下二締。按W上在本公开实例1中所述的方式制备生物基苯乙締。然后,将0.12毫 摩尔2, 2-二(四氨巧喃基)丙烷添加至0. 24毫升1. 65MBuLi(0. 4毫摩尔)。将瓶放置在 50°C浴中,持续4小时。经过4小时后,添加1毫升异丙醇(IPA)W泽灭反应,并且将瓶内 容物排出至IPA与2, 6-二-叔下基-4-甲基苯酪度HT)的混合物中。所得的苯乙締-下 二締共聚物具有5%至60%的新型碳原子含量,如通过ASTMD6866所测量。
[0115]连例3 :龙賺-T二備共聚物的到,液聚合
[0116] 向分子氮吹扫并且加盖的瓶添加180克蒸馈水、5克硬脂酸钢、25克生物基苯 乙締、75克1,3-下二締、0. 2克十二烷基硫醇、0. 017g硫酸铁(II)、0. 06g二乙胺四乙酸 (邸TA)W及0.17克氨过氧化枯締。按W上在本公开实例1中所述的方式制备生物基苯乙 締。将瓶放置在5°C浴中,持续12小时。然后,添加0. 4克1MBHT的己烧溶液,并且将溶液 排出至1M硫酸溶液中。所得的苯乙締-下二締共聚物具有5%至60%的新型碳原子含量, 如通过ASTMD6866所测量。
[0117]连例4 :龙賺-T二備共聚物的阴离子聚合(伸用牛物基龙賺单体巧牛物基 1. 3-T二備单体)
[0118] 苯乙締-下二締共聚物是根据实例2中所提供的方法制得的,除了苯乙締单 体和1,3-下二締单体都是生物基的。按W上在本公开实例1中所述的方式制备生物 基苯乙締。生物基1,3-下二締单体是根据W下文献中所述的方法由生物基乙醇制 得的:Toussaint,W.J.等人,"ProductionofButadienefromAlcohol,"Ind.Eng. Chem.,1947, 39(2),第120-125页。所得的苯乙締-下二締共聚物具有25 %至100 %的新 型碳原子含量,如通过ASTMD6866所测量。
[0119]连例5 :龙賺-T二備共聚物的到,液聚合(伸用牛物基龙賺单体巧牛物基 1. 3-T二備单体)
[0120] 苯乙締-下二締共聚物是根据实例3中所提供的方法制得的,除了苯乙締单 体和1,3-下二締单体都是生物基的。按W上在本公开实例1中所述的方式制备生物 基苯乙締。生物基1,3-下二締单体是根据W下文献中所述的方法由生物基乙醇制 得的:Touss曰int,W.J.等人,"ProductionofBut曰dienefromAlcohol,"Ind.Eng.Chem.,1947, 39(2),第120-125页。所得的苯乙締-下二締共聚物具有25 %至100 %的新 型碳原子含量,如通过ASTMD6866所测量。
[0121]连例6 :龙賺-择巧二備-T二備共聚物的阴离子聚合
[0122] 在装填二氧化娃、二氧化侣、分子筛W及氨氧化钢的柱中干燥单体在己烧中的含 有按重量计20%生物基苯乙締、按重量计40% 1,3-下二締W及按重量计40%异戊二締的 溶液,得到单体在己烧中的具有按重量计18. 4%固体的溶液。按W上在本公开实例1中所 述的方式制备生物基苯乙締。将所得单体溶液装料至分子氮吹扫并且密封的3. 8升反应器 中。然后,将3. 07毫升对戊醇钟溶液(己烧中0. 68M)和2毫升正下基裡(己烧中1. 04M) 装料至反应器中。在揽动下将反应器维持在50°C的溫度下,持续7-8小时,此后添加2毫升 甲醇W泽灭反应并且形成苯乙締-异戊二締-下二締共聚物胶浆。然后,将Ip虹抗氧化剂 添加至所得胶浆。在真空烘箱中在5(TC下蒸发己烧过夜。所得苯乙締-下二締-异戊二締 共聚物具有18%结合苯乙締单元、16%结合1,2-下二締单元、24%结合1,4-下二締单元、 18%结合3, 4-聚异戊二締单元、24%结合1,4-聚异戊二締单元W及2%结合1,2-异戊二 締单元。所得苯乙締-异戊二締-下二締共聚物具有5%至60%新型碳原子含量,如通过 ASTMD6866 所测量。 3]连例7-牛产牛物基龙賺-T二備共聚物[0124] 提供一定量的生物基苯乙締(97%新型碳)。苯乙締被描述为由生物基氨化肉桂 酸生产。利用运种生物基苯乙締来根据W下7B和7C中所述的程序制备苯乙締-下二締共 聚物(SBR)样品。根据W下7A中所述的程序使用非生物基(即,化石燃料衍生的)苯乙締 制备SBR的对照样品。使用非生物基(即,化石燃料衍生的)1,3-下二締生产根据7A、7B W及7C的样品。一旦生产之后,使SBR经受各种分析。结果出现在下表1中。使用ASTM D6866-12,对SBR样品进行生物基碳百分比分析。使用GPC测定所公开的Mn和Mw值。用 聚苯乙締标准和Mark-Houwink常数校准本文公开的GPC测量值。通过FTIR测量本文公开 的微结构含量(即,乙締基含量(% )),即将样品溶解在CS2中并且经受FTIR。 阳12引样品7A:伸用化石燃料祈牛的龙賺巧T二備合成SBR向0.S升干燥、氮吹扫的 加盖瓶添加207. 1克无水己烧,18. 3克于己烧中32. 6重量百分比的化石燃料衍生的苯乙 締W及178. 9克于己烧中19. 0重量百分比的1,3-下二締。然后,添加0. 13毫升于己烧 中的1. 6M正下基裡(n-BuLi)和0. 08毫升于己烧中的1. 6M2, 2-二(四氨巧喃基)丙烷 值THFP),并且在50°C水浴中揽动瓶。地后,将0.1毫升异丙醇添加至瓶。使聚合物在含有 抗氧化剂的异丙醇中凝结,并且转鼓式干燥,W得到具有表1中所列的特性的聚合物。 阳12引样品7B:伸用牛物基龙賺合成非官能化SBR向0.S升干燥、氮吹扫的加盖瓶添 加207. 1克无水己烧,18. 3克于己烧中32. 7重量百分比的生物基苯乙締(97%新型碳)W 及178. 9克于己烧中19.0重量百分比的1,3-下二締。然后,添加0.25毫升于己烧中的 1. 6Mn-BuLi和0. 08毫升于己烧中的1. 6M2, 2-二(四氨巧喃基)丙烷值THFP),并且在 5(TC水浴中揽动瓶。地后,将0.1毫升异丙醇添加至瓶。使聚合物在含有抗氧化剂的异丙 醇中凝结,并且转鼓式干燥,W得到具有表1中所列的特性的聚合物。 阳1八]样品7C:伸用牛物基龙賺合成官能化SBR向0.S升干燥、氮吹扫的加盖瓶添加 215. 9克无水己烧,36. 7克于己烧中32. 7重量百分比的生物基苯乙締(97%新型碳)W及 147. 4克于己烧中19.0重量百分比的1,3-下二締。然后,添加0.25毫升于己烧中的1.6M n-BuLi和0. 08毫升1. 6M2, 2-二(四氨巧喃基)丙烷值THFP)W及0. 13毫升于己烧中 的2. 78M己二胺,并且在50°C水浴中揽动瓶。地后,将0. 1毫升0. 25M四氯化锡添加至瓶。 其后,将异丙醇添加至瓶。使聚合物在含有抗氧化剂的异丙醇中凝结,并且转鼓式干燥,W 得到具有表1中所列的特性的聚合物。 阳12引
阳1巧]连例8:制备橡胺紀合物
[0130] 根据下表2-4所提供的配方,利用实例7A、7BW及7C中制备的SBR来制备橡胶组 合物。在称为初始、再研磨W及最终的=个阶段中制备各橡胶混配物。在初始部分中,将来 自实例7A、7B或7C的SBR与二氧化娃、抗氧化剂、硬脂酸W及芳香油混合。 阳131] 混配的
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