JPH0562123B2 - - Google Patents

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JPH0562123B2
JPH0562123B2 JP23692083A JP23692083A JPH0562123B2 JP H0562123 B2 JPH0562123 B2 JP H0562123B2 JP 23692083 A JP23692083 A JP 23692083A JP 23692083 A JP23692083 A JP 23692083A JP H0562123 B2 JPH0562123 B2 JP H0562123B2
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JP
Japan
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rubber
reaction
anhydride
rubbers
unvulcanized
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JP23692083A
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English (en)
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JPS60127301A (ja
Inventor
Shizuo Kitahara
Nagatoshi Sugi
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Zeon Corp
Original Assignee
Nippon Zeon Co Ltd
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Publication date
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は不飽和炭素結合を有するゴムを変性す
る方法に関するものである。 従来、グリーン強度や接着性のようなゴムの未
加硫物性及び加硫物性を改良するために、カルボ
キシル等の極性基ゴムに導入すること、例えば無
水マレイン酸やグリオキザール等をゴムに付加す
ることが知られている。しかし、これらの方法の
多くは、付加反応に伴つてゴムのゲル化や分子量
低下などの副次的反応が置き易いためゴム加硫物
としたときの強度特性が低下したり、また反応速
度や反応の効率が低いという欠点を有している。 そこで本発明者は、このような欠点のないゴム
の変性方法を開発すべく種々検討を重ねた結果、
不飽和炭素結合を有するゴムにルイス酸の存在
下、無水グリオキシル酸を反応せしめることによ
つて所期の目的が達成されることを見い出し、本
発明に到達した。 本発明において用いられる不飽和炭素結合を有
するゴム(以下不飽和ゴム又はゴムということが
ある)としては、ブタジエン、イソプレン、ピペ
リレン、2,3−ジメチルブタジエン及びクロロ
プレンなどの共役ジエンの単独重合体ゴム、これ
らの共役ジエンの2種以上の共重合体ゴム又はこ
れらの共役ジエンと他の単量体との共重合体ゴ
ム、シクロペンテン、ノルボルネンなどのシクロ
オレフインの開環重合体ゴム、エチリデンノルボ
ネン及びシクロペンタジエンなどのジエンの重合
体ゴム、該ジエンとオレフインとの共重合体など
のポリオレフインゴムなどのような通常の不飽和
炭素結合を有するゴムが挙げられる。その代表例
としては、天然ゴム、グアユールゴム、ポリイソ
プレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブ
タジエン共重合体ゴム、ブタジエン−イソプレン
共重合体ゴム、イソプレン−スチレン共重合体ゴ
ム、ブタジエン−イソプレン−スチレン共重合体
ゴム、ブタジエン−ピペリレン共重合体ゴム、ブ
タジエン−プロピレン交互共重合体ゴム、ポリペ
ンテナマー、エチレン−プロピレン−ジエン共重
合体ゴム、ブチルゴム、ブダジエン−アクリロニ
トリル共重合体ゴム、ブタジエン−イソプレン−
アクリロニトリル共重合体ゴム、ポリクロロプレ
ンゴム、スチレン−ブタジエン−スチレンブロツ
ク共重合体ゴム、スチレン−イソプレン−スチレ
ンブロツク共重合体ゴムなどが挙げられる。 本発明において、用いられる無水グリオキシル
酸は化学式 で表わされる化合物であり無水酢酸を二酸化セレ
ン等でオキソ化する方法、無水マレイン酸をオゾ
ン化分解する方法などにより合成が可能である。
無水グリオキシル酸の使用量は時に限定されない
が、通常不飽和ゴム100重量部当り、0.0001〜20
重量部、好ましくは0.01〜5重量部である。 本発明におけるルイス酸は、一般に知られてい
るものが、使用可能である。その代表例は金属又
は半金属のハロゲン化物であつて、例えばBe、
B、Al、Si、P、S、Ti、V、Fe、Zn、Ga、
Ge、As、Se、Zr、Nb、Mo、Cd、Sn、Sb、
Te、Ta、W、Hg、Bi、Uなどの元素又はPO、
SeO、SO、SO2、VOなどの酸素−元素結合体の
ハロゲン化物もしくは有機ハロゲン化物又はこれ
らの錯体などである。更に具体的には、BF3
BF3O(C2H52、(CH32BF、BCl3、AlCl3
AlBr3、(C2H5)AlCl2、PCOl3、TaCl4、VCl4
MoCl6、SnCl4、(CH3)SnCl3、SbCl5、TeCl4
TeBr4、FeCl3及びWCl6などが挙げられる。これ
らのうちSnCl4、BF3O(C2H52、TiCl4などは反
応速度が大きくかつゴムのゲル化等の副次的反応
が少ないので特に好適である。ルイス酸の使用量
は特に限定されるものではないが、通常、無水ク
リオキシル酸1モルに対して0.01〜5モル、好ま
しくは0.05〜2モルである。 本発明における反応は、通常適当な溶剤の存在
下に行われるかあるいは、溶剤の不存在下にゴム
混練機中で行われる。工業的には、重合終了後の
ゴムセメント中で反応を行うのが有利である。溶
剤を用いる場合はベンゼン、トルエン等の芳香族
系溶剤、ブタン、ヘキサン等のパラフイン系溶
剤、クロロホルム、二塩化エタン等のハロゲン化
炭化水素系溶剤等任意のものが用いられるが、反
応に対し不活性であり、かつ、ゴムを溶解させる
ものが適当である。 無水グリオキシル酸は、反応系に、初期に全量
添加してもよいし、反応途中で分割又は連続して
添加してもよい。また、ルイス酸は無水グリオキ
シル酸と同時にあるいは別々に添加してもよい
し、あらかじめ両者を混合しておいてから添加し
てもよい。反応を行う際は、反応系を無水状態あ
るいは制限水量下に保つことが必要である。反応
温度は特に限定されるものではなく、通常は−20
℃〜100℃、好ましくは−10℃〜60℃である。反
応時間も特に限定されるものではなく、10秒〜10
時間で適宜設定される。 本発明における反応を溶剤中で実施した場合
は、多量のアルコールあるいは熱水等の中に、反
応液を撹拌下に注ぐことにより反応を停止させる
ともにゴムを凝固させることができる。次いで、
ゴム中の残存物を必要に応じて洗浄により除去し
た後、ゴムを乾燥することにより変性ゴムが得ら
れる。 このようにして得られたゴムを、補強剤、充填
剤、加硫剤、加硫促進剤、加硫助剤、軟化剤、粘
着付与剤及び老化防止剤などの通常のゴム用配合
剤と混合して得られる未加硫配合物は優れたグリ
ーン強度を示し、またこの加硫物は、引裂強さな
どの強度特性が優れる。また、前記の方法によつ
て変性ゴム中のエステル基の一部または全部をカ
ルボキシル基に変化させたゴムは未加硫配合物の
グリーン強度が更に優れるなどの特長をもつ。 変性ゴムに配合させる補強剤の種類は特に限定
されるものではないが、慣用略号でEPC、MPC、
HPC、CC等のチヤンネルブラツク、SAF、
ISAF、HAF、MAF、FEF、HMF、SRF、
SPF、GPF、APF、FF、CF等のフアーネスブラ
ツク、FT、MT等のサーマルブラツク、及びア
セチレンブラツクなど平均粒径10mμ〜500mμ
のカーボンブラツクあるいは乾式法による無水け
い酸、湿式法による含水けい酸、合成けい酸塩な
ど平均粒径10mμ〜100mμのシリカ系補強剤等
が好ましい。 また、充填剤としては炭酸カルシウム、クレ
ー、タルクなどが適宜用いられる。 補強剤、充填剤を配合する場合の配合量は、用
途に応じて変性ゴム100重量部当り通常1〜200重
量部、好ましくは10〜120重量部の範囲から選択
される。 加硫剤としては、硫黄並びにチウラム系及びチ
アゾール系などの硫黄供与体が代表的であるが、
他にパーオキサイド、ポリアミン、金属酸化物、
ウレタン加硫剤及び樹脂加硫剤なども所望に応じ
て用いることができる。また、加硫促進剤として
はスルフエンアミド系、チウラム系、チアゾール
系、グアニジン系、メルカプトトリアジン系、ア
ルデヒド−アミン系などが、加硫助剤としてはス
テアリン酸、オレイン酸などのカルボン酸、ステ
アリン酸亜鉛、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、水
酸化カルシウム、炭酸鉛などの金属化合物が、軟
化剤としては、パラフイン系、ナフテン系、芳香
族系などのプロセスオイルが、粘着付与剤として
は、ロジン系、石油炭化水素樹脂系、クマロン樹
脂系、フエノール−テルペン樹脂系などが、老化
防止剤としてはアミン系、フエノール系などがそ
れぞれ例示される。なお、上記加硫促進剤及び加
硫助剤は主として硫黄又は硫黄供与体による加硫
の場合に使用される。 本発明の方法により得られた変性ゴムには所望
に応じて天然ゴム、スチレン−ブタジエン共重合
体ゴム、ポリプタジエンゴム、未変性ポリイソプ
レンゴムなどの他のゴムを任意の割合で配合する
こともできる。 各成分を混合する方法は特に限定されず、通常
は、各種のゴム混練機が用いられるが、特にカー
ボンブラツク及び各種プロセスオイルは原料ゴム
の製造工程又は変性工程でゴムに混合してそれぞ
れカーボンマスターバツチ、オイルマスターバツ
チとすることもできる。 本発明の方法により得られた変性ゴムの配合物
は、未加硫状態でのグリーン強度、加硫後の耐疲
労性、反撥弾性などが優れているので、乗用車タ
イヤやトラツク、バス用大型タイヤのカーカス、
トレツド、サイドウオール、ビードフイラー、イ
ンナーライナー、各種防振ゴム、工業用ベルト、
ホースなどを用途に好適である。 また本発明の方法による変性ゴムをラテツクス
状態として通常のラテツクスの用途に使用するこ
とも可能である。 次に本発明を実施例により具体的に説明する。
なお、各例における変性ゴムの分析方法、変性ゴ
ムの未加硫配合物及び加硫物の調製方法並びにそ
れらの物性試験方法は下記の通りである。 〔ゴムに導入された無水グリオキシル酸の量〕 ゴム中の低分子成分を精製除去した後、中和滴
定法(ナトリウムメチラート/塩酸による逆滴定
法)により測定した。 〔ゴム未加硫配合物の調製〕 変性ゴムを、下記の配合処方中硫黄および加硫
促進剤を除いた各種配合剤とともに小型バンバリ
ーミキサー中で混練混合し、得られた混合物に硫
黄と加硫促進剤を小型ロール上で添加、混練して
ゴム未加硫配合物を調製した。 配合処方 ゴ ム 100(重量部) HAFカーボン 50 芳香族系油 5 酸化亜鉛 5 ステアリン酸 2 硫 黄 2.5 N−オキシジエチレン−2−ベンゾチアジルスル
フエンアミド(加硫促進剤) 0.8 N−イソプロピル−N′−フエニル−p−フエニ
レンジアミン 1.0 〔ウオーレス可塑度〕 ウオーレスのラビツトプラストメーターにより
ゴムあるいはゴム未加硫配合物について100℃で
測定した。 〔グリーン強度〕 ゴム未加硫配合物を100℃で5分間プレス成形
することにより2mm厚の未加硫ゴムシートとし、
ダンベル状のJIS 3号試験片を打抜き、25℃、
500mm/minの引張速度で引張試験を行つたとき
の伸び500%における引張応力の値で示す。 〔加硫速度〕 オシレーテイングデイスクレオメーターにより
145℃で測定したトルクが最大トルクの95%に達
するまで時間(T95)で示す。 〔引張試験〕 ゴム未加硫配合物を145℃で所定時間プレス加
硫して2mm厚シートとし、JIS−K6301に規定さ
れたダンベル状3号試験片を打抜き、25℃で500
mm/minの引張速度で行つた。 〔反撥弾性〕 ダンロツプトリプソメーターを用いて25℃で測
定した。 実施例 1 ポリイソプレンゴム(シス1,4結合98%)
160gを4の脱水ベンゼンに溶解し、ガラス製
密閉容器(セパラブルフラスコ)内で撹拌しなが
ら窒素雰囲気下25℃で第1表記載量の無水グリオ
キシル酸とルイス酸を各々ベンゼン溶液として添
加、撹拌下60分間反応させた後、100mlの水/ア
セトン(1/1)混合液を注ぎ込んだ(これにより
付加反応が停止したと推定される)。その後、反
応液を4のメチルアルコール中に注ぎ、ゴムを
完全に凝固させるとともに、凝固物を細片として
洗浄した。ついで、約2gの老化防止剤(2,6
−ジ−ターシヤリ−ブチル−4−メチルフエノー
ル)を含むメチルアルコール3中に凝固物細片
を浸せきし、洗浄した後、真空乾燥器で一昼夜乾
燥することによつて、第1表に示す試料A、B、
Cを得た。
【表】 いずれの試料も、付加反応によつて分子量はほ
とんど変化せず、又ゲルの発生もなかつた。 次に第1表に示す試料A、B、Cにつき、未加
硫配合物及び加硫物を測定した。結果を第2表に
示す。
【表】 本発明の試料は、グリーン強度が改良されてお
り又反撥弾性率も高いことがわかる。 実施例 2 第3表記載のゴム1gを30mlの脱水n−ヘキサ
ンに溶解し、三角フラスコ内で窒素雰囲気下、25
℃でマグネチツクスターラーで撹拌しながら第3
表記載量の無水グリオキシル酸及びルイス酸をベ
ンゼン溶液として添加し、撹拌下30分間反応させ
た後、5mlの水/アセトン(1/1)混合液を注ぎ
込んだ(これにより付加反応が停止したと推定さ
れる)。その後反応を200mlのアセトン中に注ぎ込
んで、ゴムを完全に凝固させ、更に老化防止剤
(2,6−ジ−ターシヤリ−ブチル−4−メチル
フエノール)を含むメチルアルコール中に浸せき
し、洗浄した後、真空乾燥機で一昼夜乾燥し、第
3表に示す試料D、E、Fを得た。
【表】 いずれの試料も、付加反応によつて分子量はほ
とんど変化せず又ゲルの発生もなかつた。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 不飽和炭素結合を有するゴムに、ルイス酸の
    存在下、無水グリオキシル酸を反応せしめること
    を特徴とするゴムの変性方法。
JP23692083A 1983-12-15 1983-12-15 ゴムの変性方法 Granted JPS60127301A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23692083A JPS60127301A (ja) 1983-12-15 1983-12-15 ゴムの変性方法

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JPS60127301A JPS60127301A (ja) 1985-07-08
JPH0562123B2 true JPH0562123B2 (ja) 1993-09-07

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ID=17007703

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