JPH0348647A - (メタ)アクリルアミド誘導体、その製造法およびそれを有効成分とするゴム用改質剤 - Google Patents

(メタ)アクリルアミド誘導体、その製造法およびそれを有効成分とするゴム用改質剤

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JPH0348647A
JPH0348647A JP18563389A JP18563389A JPH0348647A JP H0348647 A JPH0348647 A JP H0348647A JP 18563389 A JP18563389 A JP 18563389A JP 18563389 A JP18563389 A JP 18563389A JP H0348647 A JPH0348647 A JP H0348647A
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meth
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Naoki Inui
直樹 乾
Hideo Nagasaki
英雄 長崎
Shinichi Yago
八児 真一
Miyuki Oikawa
幸 老川
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、ゴムの改質剤として、特にゴムの高温におけ
る損失係数を向上させる改質剤として有用な新規化合物
、その製造法、およびその化合物のゴム用改質剤として
の用途に関するものである。
〈従来の技術〉 近年、自動車の高性能化、道路の舗装化および高速道路
網の発達に伴い、自動車の加速性能やブレーキ性能と密
接な関連をもつタイヤのグリップ性能に対する向上要請
が増加してきている。
高グリップ性能を得るためには、タイヤのトレッド部と
路面との間の摩擦によるエネルギーロスを増加させれば
よいことが知られており、これに対応して変形時の損失
係数(tanδ〉 の大きいトレッドゴム材料が求めら
れている。
従来、変形時のtanδを大きくする技術としては、ス
チレン含有量の高い不チレンーブタジエン共重合ゴムを
ベースゴムとして使用する方法、プロセス油を多量に添
加する方法、高補強性のカーボンブラックを多量に充填
する方法などが提案されている。
〈発明が解決しようとする課題) しかしながら、スチレン含有量の高いスチレン−ブタジ
ェン共重合ゴムをベースゴムとする方法では、ある温度
領域まではグリップ性能が優れるものの、この種のゴム
の特性としてガラス転移温度(rg )が高く、かつt
anδの温度依存性が大きいため、路面温度の高い場合
、あるいは走行時の発熱によりタイヤ温度が上昇した場
合には、tanδが急激に低下し、それに伴いグリップ
性能も低下するという問題点を有していた。また、プロ
セス油や高補強性のカーボンブラックを多量に充填する
方法では、グリップ性能の向上はみられるものの、高充
填によるゴムの発熱のため、強度特性や耐摩耗性が著し
く低下するという問題点があった。
このような背景から本発明者らは、耐熱性を損なうこと
なく、グリ・ツブ性能、特にタイヤが高温になった際の
グリップ性能を向上させることをめざして鋭意研究を重
ねた結果、本発明の完成に至った。
したがって本発明は、ゴムに配合することにより、ゴム
の高温における損失係数を向上させ、もってグリップ性
能の向上をはかることができる化合物を提供しようとす
るものである。
また本発明は、かかる化合物の製造法を提供しようとす
るものである。
さらに本発明は、かかる化合物を用いて、コムの改質、
特にゴムの高温におけるグリップ性能の向上をはかろう
とするものである。
(R1題を解決するための手段) すなわち本発明は、−能代(I) 2 子、炭素数1〜8のアルキル基、/クロヘキシル基、フ
ェニル基、ハロゲン原子、水酸基またはアミノ基であり
 R3は水素原子またはメチル基である) で示される新規な(メタ)アクリルアミド誘導体を提供
する。
また本発明は、前記−能代(I)で示される化合物の製
造方法として、−能代(II)2 (式中、R′およびR2は前記と同じ意味を有する) で示されるフェノキシアニリン類と、−a式() (式中、R1およびR2はそれぞれ独立に水素原(式中
、R3は前記と同じ意味を有し、Xはハロゲン原子であ
る) で示されるアクリル酸・またはメタクリル酸のハロゲン
化物とを、不活性溶媒中、脱ハロゲン化水素剤の存在下
で縮合反応させる方法を提供する。
さらに本発明は、前記一般式(1)で示される(メタ)
アクリルアミド誘導体を有効成分とするゴム用改質剤を
提供し、天然ゴムおよび/または合成ゴム、充填剤なら
びに前記一般式(1)で示される(メタ)アクリルアミ
ド誘導体を含有してなるゴム組成物を提供し、また天然
ゴムおよび/または合成ゴムに、前記一般式(1)で示
される(メタ)アクリルアミド誘導体を配合することに
より、ゴムの高温における損失係数を向上させる方法を
提供する。
前記一般式(1)において、[11またはR2となりう
る炭素数1〜8のアルキル基としては、メチル、エチル
、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、
オクチルがあげられ、炭素数3以上のものは、直鎖状の
ほか、分枝状であってもよい。これらのなかでも、炭素
数の比較的少ないもの、例えば炭素数1〜4のアルキル
基が好ましい。
R1またはR2となりうるハロゲン原子としては、フン
素、塩素、臭素、ヨウ素などがあげられ、これらのなか
でも塩素および臭素が好ましく、さらに好ましくは塩素
である。
R’またはR2となりうるアミノ基は、無置換アミノ(
−NH,)のほか、モノ置換アミノやジ置換アミノであ
ってもよい。アミン基に置換しろる基としては、炭素数
1〜4のアルキル基、フェニル基、シクロヘキンル基な
どがあげられる。
R1およびR2は、好ましくはそれぞれ独立に、水素原
子、炭素数1〜4のアルキル基、塩素原子または無置換
のもしくは置換されたアミノ基である。より好ましい化
合物は、R’が水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、
塩素原子または無置換のもしくは置換されたアミン基、
R2が水素原子または炭素数1〜4のアルキル基のもの
である。
R’が水素原子以外である場合、ベンゼン環のどの位置
に結合してもよいが、エーテル性酸素原子の位置に対し
て4−位または3−位に結合するのが好ましい。またR
2が水素原子以外である場合も、ベンゼン環のどの位置
に結合してもよいが、エーテル性酸素原子の位置に対し
て2−位または3−位に結合するのが好ましい。
本発明による前記一般式(1)で示される化合物として
、具体的には以下のようなものが例示される。なお以下
の例示において、−Yは−C−CH=CLを、また−2
 i;! −C−C=CH2をそれぞれ示す。
(1)     σo(yu H−Y < 2 >    CH30o(yNH−Y(3)  
C)13CL【yO(yNII−Y(4)CHコ(CH
2) 、00ON H−Y(5) cH,(ch、)、
−OSo8NH−y(24)       (IIΣ0
(コトN1(−Z(25)    c++3(yo(y
NH−Z(26)  C11,CI+200(yNH−
2(27) C113<c、N2)v−QpO−Q7−
NH−1(28)C1(yOONH−Z (29)  σN )I−C)−[IQN H−Z本発
明の前記−9式(1)で示される化合物は、前述したと
おり、−9式(n)で示されるフェノキシアニリン類と
、−9式([[)で示される酸ハロゲン化物とを、不活
性溶媒中、脱ハロゲン化水素剤の存在下で縮合反応させ
ることにより製造することができる。
一般式(n)で示される原料フェノキシアニリン類は、
−9式<rV) 2 (式中、R’およびR2は前記と同じ意味を有する) で示される芳香族ニトロ化合物を還元することによって
製造することができる。この際の還元は、例えば、エタ
ノール溶媒中で白金触媒を用い、J、 Am、 Che
m、Sac、、 53. 1566、1568(193
1)  に記載の方法に準じて、あるいは、塩酸水溶液
下、塩化すず([11を用い、Monatshef t
ef[ir Chen+ie、 57.31.41 (
1931)  に記載の方法に準じて行うことができる
一般式(rV)で示される芳香族ニトロ化合物は、例え
ば、−9式(V) (式中、R1は前記と同じ意味を有し、)4は水素原子
またはナトリウム、カリウム等のアルカリ金属であるが
、好ましくはアルカリ金属である) で示されるフェノール類と、−9式(1(式中、R2は
前記と同じ意味を有し、Xはハロゲン原子である) で示されるニトロハロベンゼン類とを、綜合反応させる
ことによって製造することができる。
この縮合反応は、例えば、銅粉触媒の存在下、J、 A
m、 Chem、 Soc、、 55.1289 (1
933)  に記載の方法に準じて行うことができる。
一方、前記一般式(I)で示される酸ハロゲン化物は、
アクリル酸またはメタクリル酸とハロゲン化剤との反応
によって製造することができるっこの反応に用いられる
ハロゲン化剤として具体的には、塩化チオニル、三塩化
リン、五塩化リン等の塩素化剤、三臭化リン等の臭素化
剤などが例示される。また、ハロゲン化剤の使用量は通
常、アクリル酸またはメタクリル酸1モルに対し1.0
〜6.0モル程度の範囲であり、好ましくは2.0〜5
.0モル程度の範囲である。
前記一般式([[)で示されるフェノキンアニリン類と
前記一般式([1)で示される酸ハロゲン化物との縮合
反応は、不活性溶媒中、脱ハロゲン化水素剤の存在下で
行われる。
この反応に用いる不活性溶媒としては、例えば、n−ヘ
キサン、n−へブタン等の脂肪族炭化水素、シクロヘキ
サン等の脂環式炭化水素、ベンゼン、トルエン、ヰ/レ
ン等の芳香族炭化水素、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエ
ステル類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、エ
チレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類、ジ
クロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、■、2−ジ
クロロエタン等のハロゲン化炭化水素頌などがあげられ
る。
また脱ハロゲン化水素剤の具体例としては、トリエチル
アミン、ジメチルアニリン、N、Nジメチルベンジルア
ミン、テトラメチル尿素等の三級アミン類、ピリジン、
4   (N、Nジメチルアミノ)ピリジン等のピリジ
ン系化合物などがあげられる。脱ハロゲン化水素剤の使
用量は、一般式(III)で示される酸ハロゲン化物1
モルに対し、0.8〜2.0モル程度の範囲が好ましく
、より好ましくは0.9〜1.5モル程度の範囲である
この反応において、フェノキンアニリン類(il)に対
する酸ハロゲン化物(III)の反応モル比、すなわち
(III)  :  (n)は、通常0.7〜1、7 
: i程度が好ましく、より好ましくはO19〜1.3
:1程度である。
反応温度は通常、−40℃〜100℃程度の範囲が好ま
しく、より好ましくは〜20℃〜50℃程度の範囲であ
る。
反応終了後は、脱ハロゲン化水素剤の酸塩を濾過等によ
りあらかじめ分離したのち、あるいま分離することなく
、任意の方法で反応液を処理することにより、目的物を
分離することができる。例えば、反応液を必要に応じて
中和処理したのち水洗し、有機j冒から溶媒を留去する
方法、反応液に水を加え、冷却して析出界を取り出す方
法など、種々の方法により目的物が分離される。得られ
た目的物は、さらに再結晶、溶媒洗浄等の公知の方法に
より精製することもできる。
一般式(1)で示される(メタ)アクリルアミド誘導体
をゴムに添加する場合の形態としては、それぞれの化合
物単体であってもよいし、複数化合物の混合物であって
もよいし、あるいはゴム物性に影響を与えないクレーな
どの担体と混合したものであってもよく、さらには他の
配合剤と混合したものであってもよい。かかる(メタ)
アクリルアミド誘導体は、配合ゴムを製造する任意の段
階で添加することができる。
また原料ゴムが合成ゴムである場合には、合成ゴムの重
合直後に添加してもよい。例えば、あるかしめ調製した
上記化合物の乳化液か、あるいは上記化合物をあらかじ
め有機溶剤に溶解させた溶液などの形で、重合後の合成
ゴムに添加することもできる。
ゴムの配合にあたって、前記一般式(1)で示される化
合物の使用量は特に限定されないが、一般には、天然コ
ムおよび/または合成ゴム100重量部あたり0.1〜
20重量部重量部節囲が好ましい。
また、本発明において使用する充填剤としては、ゴム工
業で使用されている種々のものが適用されるが、一般に
はカーボンブラックが好ましい。カーボンブランクの種
類は特に限定されるものでなく、従来よりゴム工業で使
用されている各種のカーボンブラックを使用することが
できる。なお、タイヤのグリップ性能を向上させるため
に従来からSAFブラック、l5AFブラツク、HAF
ブラックなど、窒素吸着比表面積80〜250m2/g
の高補強性カーボンブラックが用いられており、本発明
においてもこのような高補強性カーボンブラックを用い
るのが好ましい。充填剤の配合量は特に限定されないが
、一般にはゴム100重景部に対して20〜200重量
部程度の範囲が好ましい。
本発明において使用しうるゴムの種類としては、天然ゴ
ムのほか、ポリイソプレンゴム(IR)、スチレン・ブ
タジェン共重合ゴム(SBR)、ポリブタジェンゴム(
BR) 、アクリロニトリル・ブタジェン共重合ゴム(
N B R)、イソプレン・インブチレン共重合ゴム(
IIRL  エチレン・プロピレン・ジエン共重合ゴム
(EPDM)などの各種の合成ゴム、天然ゴムと合成ゴ
ムのブレンド、ふよびSBRとIR,SBRとBRなど
の合成ゴムのブレンドが例示される。
なお、タイヤのグリップ性能向上のために最近では、特
にスチレン含有量の高いSBRが好ましく用いられてい
るが、本発明においてもこのようなスチレン含有量の高
いSBRを用いることができる。本発明は、スチレン含
有量20〜50%のSBHに対しても効果的であり、こ
のようなSBRは好ましいゴムの一つである。
SBRの種類は、溶液重合型であっても乳化重合型であ
っても差し支えない。
トレンドゴム材料の配合にあたり、従来からタイヤのグ
リップ性能を高めるた約にプロセス油を配合する手法が
よく用いられているが、本発明においてもプロセス油を
併用することができ、かつ好ましい。プロセス油の配合
量は特に限定しないが、一般には、ゴム100重量部あ
たり200重量部以下であり、好ましくは5〜200重
量部の範囲から選択される。プロセス油の種類も、本発
明において特定されるものてな(、従来よりゴム工業で
使用されている各種のプロセス油を用いることができる
また本発明にふいては、ゴム工業で通常使用されている
老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤、リターダ−しゃっ解
剖や軟化剤等の各種ゴム薬品を従来と同様に併用しても
よいことはいうまでもない。
〈実施例〉 次に、前記一般式(1)で示される化合物を製造し、ま
たそれをゴムに配合して物性評価した実施例により、本
発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらによ
って限定されるものではない。以下の例中、%および部
は、特にことわりがないかぎり、それぞれ重量%および
重11部を表わす。
なお、本発明の(メタ)アクリルアミド誘導体の製造原
料となる前記一般式(n)で示されるフェノキシアニリ
ン類は、例えば、前記一般式(TV>の芳香族ニトロ化
合物を、塩酸水溶液中、塩化すず(ロ)を触媒として還
元することによって製造することができ、またこの芳香
族ニトロ化合物(■)は、前記一般式(V)のフェノー
ルlトー1式(VI)のニトロハロベンゼン類とを銅粉
触媒下で縮合反応させることによって得られるが、以下
、具体的な製造例にて説明を加える。
原料製造例 フラスコにカリウムフェノラート39.6 g(0,3
モル)、4−フルオロ−1−二トロベンゼン49.4g
(0,35モル)および銅粉触媒1.20 gを仕込み
、200℃で2時間保温した。反応終了後、反応混合物
を5℃まで冷却し、析出した結晶を濾過し、冷ジエチル
エーテル50m1で洗浄した後、減圧乾燥して、4−ニ
トロ−ジフェニルエーテル52.6 g ヲ得た。この
化合物の融点は、53〜54℃であった。
この化合物全量を再びフラスコに仕込み、氷酢酸50−
1塩化すず([1)3.0 g、 30%塩酸水溶液4
001nf!を加え、還流下で5時間保温した。反応終
了後、反応混合物を5℃まで冷却し、水100mj!に
て抽出した。さらに、33%水酸化す) IJウム水溶
液で中和し、水100ml!で洗浄した後、減圧濃縮し
、次いでヘキサン−酢酸エチルにより再結晶して、淡黄
色結晶の4−フェノキシアニリン31.2 gを得た。
この化合物の融点は82〜84℃であり、元素分析結果
は以下のとおりであった。
CHN 測定値 77、75% 5.87% 7.63%計算値
 77.81% 5゜94% 7.56%実施例1 フラスコにアクリル酸90.8g(1モル)、塩化チオ
ニル473g(4モル)を仕込み、還流下にて4時間保
温した。保温終了後、反応混合物を室温まで冷却し、次
いで蒸留して、アクリル酸クロライド45゜8gを得た
。沸点は72〜74℃であった。
一方、フラスコに4−フェノキシアニリン18.5g(
0,1モル)、トリエチルアミン13.1g(0,13
モル)、クロロホルム40〇−を仕込み、アクリル酸ク
ロライド10.9 g(0,12モル)を25〜35℃
で30分間を要して滴下した。滴下終了後、反応混合物
を35℃にて2時間保温した。
反応終了後、反応混合物に水200rn1を注ぎ、抽出
した。有機層を水200−にて洗浄したのち、溶媒を留
去した。析出した結晶をエーテル30顎で洗浄し、減圧
乾燥して、生成物23. Ogを得た。この化合物は白
色結晶であり、融点は114〜115℃であった。
この化合物を化合物Aとする。
この化合物は、元素分析結果およびNMRスペクトルの
帰属により、下記の構造式であることが確認された。
元素分析 CHN 測定値 75.25% 5.48% 5,81%計算値
 75.33% 5.44% 5.85%原料を変える
以外は上記に準じた方法で、次の化合物を製造した。
化1ffB  4−(4−メチルフェノキシ)フェニル
アクリルアミド 化合物C4−(4−クロロフェノキン)フェニルアクリ
ルアミド 化合物D 3−フェノキシフェニルアクリルアミド 化合物E  4−(4−N、N−ジメチルアミノフェノ
キシ)フェニルアク リルアミド 実施例2 原料をメタクリル酸として、実施例1に準じてメタクリ
ル酸クロライドを製造し、もう一方の原料として4−フ
ェノキンアニリンを用いて反応させた。その結果、反応
生成物として白色結晶24.1 gを得た。この化合物
の融点は68〜69℃であった。この化合物を化合物F
とする。
この化合物は、元素分析結果およびNMRスペクトルの
帰属により、下言己の構造式であることが確認された。
元素分析 CHN 測定1ii1 75.92% 5.88% 5.58%
計算値 75.90% 5,92% 5.53%原料を
変える以外は上記に準じた方法で、次の化合物を製造し
た。
化合物G  4−(4−メチルフェノキシ)フェニルメ
タクリルアミド 化合物H3−フェノキシフェニルメタクリルアミド 実施例3 (配合処方) IsΔFカーボンブラック ステアリン酸 亜鉛華 芳香族系プロセス油 50部 3部 5部 表−1記載 イオウ 2部 化合物 表−1記載 バンバリーミキサ−として、東洋精機製の250−ラボ
プラストミル■を用い、オイルバス温度170℃で、上
記配合処方に基づき、スチレン・ブタジェン共重合ゴム
をベースに、本発明で対象とする化合物、カーボンブラ
ック、ステアリン酸、プロセス油、老化防止剤および亜
鉛華を投入し、60rpmのミキサー回転数で5分間混
練した。この時のゴム温度は160〜170℃であった
次にこのゴム配合物をオープルミルに移し、40〜50
℃の温度で、上記配合処方に示した加硫促進剤およびイ
オウを添加し、混練した。
さらに加硫プレスにより、1.50℃で50分間加硫し
、所定の形状にした後、tanδの測定に供した。ta
nδの測定は、岩木製作所製の粘弾性スペクトロメータ
ーを用い、周波数10七の条件下、室温から100℃ま
での温度で行った。
また耐熱性試験として、前記ゴム組成物から作成した約
1 cm x l cm x 3.5 n++nの加硫
ゴム試験片を用いてブローアウト温度を測定した。
ブローアウト温度の測定は、恒温槽に加硫ゴム試験片を
入れ、温度を200℃より10℃間隔で300℃まで上
昇させる問答々の温度で1時間放置した後、試験片を取
り出して半分に切り、内部に気泡が発生しているか否か
を肉眼で確認することにより行った。初めて気泡が発生
し始めた温度をブローアウト温度とした。
得られた結果のうち、80℃におけるtanδおよびブ
ローアウト温−度を、化合物およびプロセス油の配合条
件とともに表−1に示した。
\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \、 \ \ \ 実施例4 (配合処方) 天然ゴム ブタジェンゴム(BR−01) SAFカーボンブラック ステアリン酸 亜鉛華 芳香族系プロセス油 老化防止剤(実施例3に同じ) 加硫促進剤(実施例3に同じ) イオウ 化合物 表−2記載 表−2記載 65部 1部 3部 40部 1部 1部 2部 表−2記載 上記配合処方に基づき、実施例3の方法に準拠して加硫
ゴムを作製し、同様の試験に供した。得られた結果を、
ベースゴムおよび化合物の配合条件とともに表−2に示
した。
〈発明の効果〉 本発明による(メタ)アクリルアミド誘導体は、天然ゴ
ムおよび/または合成ゴムに配合した場合に、ブローア
ウト温度の低下を来すことなく、タイヤが高温になった
際のグリップ力に対応する60℃以上の高温領域におけ
るtanδを効果的に向上させることができる。したが
ってこの(メタ)アクリルアミド透導体は、ゴム用改質
剤として有用であり、またこの改質剤を配合したゴム組
成物は、特にタイヤのトレッド部に適用した場合に、優
れたグリップ性能を有するタイヤとすることができる。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、R^1およびR^2はそれぞれ独立に水素原子
    、炭素数1〜8のアルキル基、シクロヘキシル基、フェ
    ニル基、ハロゲン原子、水酸基またはアミノ基であり、
    R^3は水素原子またはメチル基である) で示される(メタ)アクリルアミド誘導体。
  2. (2)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、R^1およびR^2はそれぞれ独立に水素原子
    、炭素数1〜8のアルキル基、シクロヘキシル基、フェ
    ニル基、ハロゲン原子、 水酸基またはアミノ基である) で示されるフェノキシアニリン類と、アクリル酸または
    メタクリル酸のハロゲン化物とを、不活性溶媒中、脱ハ
    ロゲン化水素剤の存在下で縮合反応させることを特徴と
    する請求項1記載の(メタ)アクリルアミド誘導体の製
    造法。
  3. (3)請求項1記載の(メタ)アクリルアミド誘導体を
    有効成分とするゴム用改質剤。
  4. (4)天然ゴムおよび/または合成ゴム、充填剤、なら
    びに請求項1記載の(メタ)アクリルアミド誘導体を含
    有してなるゴム組成物。
  5. (5)天然ゴムおよび/または合成ゴムに、請求項1記
    載の(メタ)アクリルアミド誘導体を配合することを特
    徴とするゴムの高温における損失係数を向上させる方法
JP18563389A 1989-07-17 1989-07-17 (メタ)アクリルアミド誘導体、その製造法およびそれを有効成分とするゴム用改質剤 Pending JPH0348647A (ja)

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