[发明专利]官能化聚合物

说明书

技术领域

橡胶制品如轮胎胎面经常由包含一种或多种补强材料例如粒状炭黑和二氧化硅的弹性组合物制成；参见例如，TheVanderbilt Rubber Handbook,第13版(1990),第603-04页。

背景技术

对于轮胎胎面首要考虑的是良好的抓地性和耐磨耗性；然而，机动车的燃料效率涉及到对于最小化滚动阻力(其与轮胎运行期间滞后和生热的减少相关)的争论。(滞后的减少通常通过在升高的温度例如50℃或60℃下tanδ值的减少而确定。相反，良好的湿滑路面抓地性能通常与在低温例如0℃下tanδ值的增加相关联。)

很大程度上，减少的滞后和抓地性为竞争的考虑：由设计以提供良好道路抓地性的组合物制成的胎面通常显示增加的滚动阻力，反之亦然。

典型地选择一种或多种填料、一种或多种聚合物和添加剂从而提供这些性质可接受的折衷或平衡。确保一种或多种补强填料很好地分散遍布于一种或多种弹性体材料，既增强加工性又起到改进物理性质的作用。填料的分散能够通过增加其与一种或多种弹性体的相互作用而改进，这通常导致滞后的减少(参见上述)。这种尝试的实例包括在选择性的反应性促进剂存在下高温混合、配混材料的表面氧化、表面接枝和典型地在聚合物末端将其化学改性。

各种弹性体材料经常用于硫化橡胶例如轮胎组件的制造。除了天然橡胶以外，最常采用的一些还包括高顺式聚丁二烯(其经常通过采用催化剂的工艺而制得)，和基本上无规的苯乙烯/丁二烯共聚体(其经常通过采用阴离子引发剂的工艺而制得)。能够引入高顺式聚丁二烯中的官能度经常不能引入阴离子引发的苯乙烯/丁二烯共聚体中，反之亦然。

发明内容

在一方面中，提供用于提供具有末端官能度的聚合物的方法，所述具有末端官能度的聚合物包括至少一个硫原子和至少一个硅或锡原子。将末端活性聚合物与环状化合物反应从而提供具有末端官能度的聚合物。所述环状化合物在其环结构中包括包含至少一个Si或Sn原子和至少一个S原子或含S原子的部分，所述含S原子的部分任选地能够包含一个或多个另外的杂原子(例如O、N或P)。环状化合物的环结构还可包含另外的S原子和/或其它杂原子。

在另一方面中，提供包括至少一种包含不饱和链节单元和末端官能度的聚合物链的大分子，所述末端官能度包含S原子和Si或Sn原子。末端官能度为在其环结构中包括至少一个Si或Sn原子和至少一个S原子的环状化合物的残基。

前述方面中，环状化合物在与Si或Sn原子相邻的环位置处可包括硫原子。另外或可选择地，键合至环Si或Sn原子的部分可独立地为烷氧基、仲氨基或卤素原子。

各前述中，聚合物链中的一些或全部优选包括多烯链节单元。在特定实施方案中，多烯可以为共轭二烯，沿着聚合物链能够基本上无规地引入所得共轭二烯链节。各方面中，聚合物可以基本上为线性的。

官能化聚合物能够与粒状填料例如炭黑相互作用。还提供包含粒状填料和此类聚合物的组合物(包括硫化橡胶)，以及提供和使用此类组合物的方法。

本发明的其它方面对于普通熟练技术人员从以下详细描述中将是显然的。为帮助理解说明书，以下紧接着提供某些定义，这些意欲在全文中应用，除非上下文明确表示相反的意义：

聚合物是指一种或多种单体的聚合产物和包括均聚物、共聚物、三聚物、四聚物等；

链节或链节单元是指源自单一反应物分子的聚合物的部分(例如，乙烯链节具有通式-CH₂CH₂-)；

共聚物是指包括源自两种反应物(典型地单体)的链节单元的聚合物，包括无规、嵌段、链段、接枝等的共聚物；

共聚体是指包括源自至少两种反应物(典型地单体)的链节单元的聚合物，包括共聚物、三聚物和四聚物等；

取代的是指一类包含不干扰所讨论基团的预期目的的杂原子或官能度(例如，烃基)；

直接键合是指共价连接而无插入的原子或基团；

多烯是指具有位于其最长部分或链的至少两个双键的分子(典型地单体)，具体包括二烯和三烯等；

聚二烯是指包括来自一种或多种二烯的链节单元的聚合物；

phr是指基于每100pbw橡胶的重量份(pbw)；

残基是指与其它分子反应后残留的分子的部分，无论作为反应结果是否得到或失去任何原子；

非配位阴离子是指由于立体位阻而不与例如催化剂体系的活性中心形成配位键的空间庞大的阴离子；