WO2017187868A1 - 変性ポリマーの製造方法、変性ポリマー、ゴム組成物及びタイヤ - Google Patents

変性ポリマーの製造方法、変性ポリマー、ゴム組成物及びタイヤ Download PDF

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友紀 比嘉
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a modified polymer, a modified polymer, a rubber composition, and a tire.
  • an oil-extended rubber obtained by extending a raw rubber with an extender oil is used in a rubber composition.
  • the extension oil in the oil-extended rubber is not involved in crosslinking, and thus does not entangle with the raw rubber, and due to the presence of the extended oil part, There was a problem that hysteresis loss increased and heat generation increased.
  • an extended rubber is developed in which a raw rubber is extended with a low molecular weight diene polymer (hereinafter abbreviated as “low molecular weight polymer”) instead of an extended oil.
  • modified diene polymer for the matrix of the rubber composition (hereinafter abbreviated as “modified polymer for matrix”) has a high affinity with the filler usually blended in the rubber composition. Therefore, since the dispersibility of the filler is improved by using the modified polymer for matrix in the rubber composition, the hysteresis loss of the rubber composition can be further reduced.
  • the modified polymer for matrix and the low molecular weight polymer are used in the rubber composition, the modified polymer for matrix and the low molecular weight polymer are separately synthesized and then blended. Therefore, there is a problem that the production speed of the polymer synthesis factory is slow.
  • the matrix-modified polymer and the low-molecular weight polymer when a copolymer of a conjugated diene compound and an aromatic vinyl compound is used as the matrix-modified polymer and the low-molecular weight polymer, the matrix can be stably secured to ensure compatibility between the matrix-modified polymer and the low-molecular weight polymer. It is necessary to approximate the microstructure (particularly the content of the aromatic vinyl compound) of the modified polymer for use with the low molecular weight polymer.
  • the modified polymer for the matrix and the low molecular weight polymer are synthesized separately, the conversion rate of the aromatic vinyl compound in each synthesis may be different, and the microstructure of the modified polymer for the matrix and the low molecular weight polymer is different. There is a risk that the compatibility of.
  • the present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and can produce a modified polymer corresponding to a blend of a modified polymer for a matrix of a rubber composition and a low molecular weight polymer with high productivity. It is an object to provide a method.
  • the present invention also includes a modified polymer that can be produced by such a production method and can be used in a rubber composition to improve the low heat buildup and wear resistance of the rubber composition.
  • Another object is to provide a rubber composition excellent in heat generation and wear resistance, and a tire excellent in low fuel consumption and wear resistance using the rubber composition.
  • the gist configuration of the present invention for solving the above-described problems is as follows.
  • a raw material monomer containing at least a conjugated diene compound, a lithium-containing polymerization initiator, 1,2-butadiene, and a modifier are continuously supplied to a flow reactor.
  • the raw material monomer is continuously polymerized to produce a polymer, and a part of the produced polymer is modified with the modifier.
  • a molar ratio (1,2-Bd / Li) between the 1,2-butadiene (1,2-Bd) and lithium (Li) in the lithium-containing polymerization initiator is 0.37 or less.
  • the modified polymer produced by the method of the present invention has a large molecular weight distribution, a high molecular weight component has a high modification rate, and a low molecular weight component has a low modification rate. It corresponds to a blend, and the method for producing a modified polymer of the present invention has a high productivity because such a blend equivalent can be produced at a time.
  • the modifying agent contains at least one of a nitrogen atom and a silicon atom.
  • a modified polymer having high affinity with a filler such as carbon black and silica can be produced.
  • the raw material monomer further contains an aromatic vinyl compound.
  • the method for producing the modified polymer of the present invention since the low molecular weight component and the high molecular weight component are produced simultaneously, even if the raw material monomer contains an aromatic vinyl compound, the content of the aromatic vinyl compound of the low molecular weight component and the high molecular weight component The difference between the low molecular weight component and the high molecular weight component is high. Further, when the raw material monomer contains an aromatic vinyl compound, a modified polymer suitable for, for example, a tire tread can be produced.
  • the modified polymer of the present invention is characterized by being manufactured by the above-described modified polymer manufacturing method. Since the modified polymer of the present invention corresponds to the above-mentioned blend of the modified polymer for matrix and the low molecular weight polymer, the step of extending the modified polymer for matrix of the rubber composition with the low molecular weight polymer and / or the matrix. The step of synthesizing and blending the modified polymer and the low molecular weight polymer separately can be omitted.
  • the modified polymer of the present invention preferably has an average modification rate of 60% or more, a modification rate at a molecular weight of 600,000 is 90% or more, and a modification rate at a molecular weight of 80,000 is 40% or less.
  • a modification rate at a molecular weight of 600,000 is 90% or more
  • a modification rate at a molecular weight of 80,000 is 40% or less.
  • the rubber composition of the present invention is characterized by containing the above-mentioned modified polymer.
  • the rubber composition of the present invention contains the above-mentioned modified polymer and has a small hysteresis loss (tan ⁇ ), and therefore has a low exothermic property and a high wear resistance.
  • the tire of the present invention is characterized by using the above rubber composition.
  • the rubber composition having a small hysteresis loss (tan ⁇ ) is used. Therefore, the tire is excellent in fuel efficiency and wear resistance.
  • the present invention corresponds to a blend of a modified polymer for a matrix of a rubber composition and a low molecular weight polymer, and when used in a rubber composition, improves the low heat buildup and wear resistance of the rubber composition. It is possible to provide a modified polymer capable of producing a modified polymer and a method for producing the modified polymer, which can obtain the modified polymer with high productivity. Further, according to the present invention, a rubber composition containing such a modified polymer and having excellent low heat buildup and wear resistance, and further a tire using the rubber composition with excellent fuel economy and wear resistance. Can provide.
  • a raw material monomer containing at least a conjugated diene compound, a lithium-containing polymerization initiator, 1,2-butadiene, and a modifier are continuously supplied to a flow reactor. While continuously polymerizing the raw material monomers to produce a polymer, a part of the produced polymer is modified with the modifier to produce a modified polymer, and the polymerization and modification are performed at 110 ° C. or higher, The molar ratio (1,2-Bd / Li) of 1,2-butadiene (1,2-Bd) to lithium (Li) in the lithium-containing polymerization initiator is 0.37 or less. .
  • a living polymer is produced by living anion polymerization (batch polymerization) and a living polymer is modified with a modifying agent using a batch type (batch type) reactor
  • the terminal carbanion of the living polymer is obtained. Since the (active site) and the modifier react uniformly, the modification rate is high and a homogeneous terminal-modified polymer can be synthesized.
  • the polymerization temperature in the reactor is high and a stirring state such as backmixing occurs in the reactor, so that the terminal carbanion (active site) moves. Side reactions such as reaction and termination reaction tend to occur.
  • the side reaction is suppressed under a low temperature polymerization condition of less than 100 ° C., and control is performed so as to produce a modified polymer having a high modification rate as much as possible.
  • a flow reactor is used, and the molar ratio of 1,2-butadiene as a chain transfer agent to lithium in the lithium-containing polymerization initiator is 0.37 or less.
  • a modified polymer having a non-uniform modification rate distribution can be produced while keeping the modification rate high.
  • the modified polymer produced by the method of the present invention has a modification rate distribution biased toward the high molecular weight side, and the high molecular weight component has a high modification rate, while the low molecular weight component has a very low modification rate.
  • the composition is similar to that of a blend of a modified polymer for matrix and an unmodified low molecular weight polymer. Therefore, by using the modified polymer produced by the method of the present invention in the rubber composition instead of the extended rubber obtained by extending the above-mentioned matrix modified polymer with a low molecular weight polymer, the low exothermic property of the rubber composition can be obtained. It is possible to achieve a high balance between wear resistance and the ability to produce a modified polymer equivalent component for a matrix and a low molecular weight polymer equivalent component in the rubber composition at the same time. Can be improved.
  • the flow reactor used in the method for producing the modified polymer of the present invention is not particularly limited as long as each raw material can be continuously supplied and the product can be discharged continuously.
  • a known flow reactor is used. Can be used.
  • a flow reactor since a flow reactor is used, a raw material monomer can be continuously polymerized to continuously produce a polymer.
  • a modifying agent is also supplied to the flow reactor, a modification reaction of the produced polymer can be continuously performed.
  • the raw material monomer used in the method for producing a modified polymer of the present invention contains at least a conjugated diene compound and may further contain an aromatic vinyl compound.
  • the conjugated diene compound include 1,3-butadiene, isoprene, 1,3-pentadiene, 2,3-dimethylbutadiene, 2-phenyl-1,3-butadiene, 1,3-hexadiene, and the like.
  • aromatic vinyl compound examples include styrene, ⁇ -methylstyrene, 1-vinylnaphthalene, 3-vinyltoluene, ethylvinylbenzene, divinylbenzene, 4-cyclohexylstyrene, 2,4,6-trimethylstyrene, and the like.
  • the ratio of the aromatic vinyl compound in the raw material monomer is appropriately selected depending on the content of the aromatic vinyl compound in the target modified polymer. be able to.
  • the polymerization initiator used in the method for producing the modified polymer of the present invention is a lithium-containing polymerization initiator, and the lithium-containing polymerization initiator can start anionic polymerization of the raw material monomer described above.
  • the amount of the lithium-containing polymerization initiator used is preferably in the range of 0.2 to 20 mmol per 100 g of raw material monomer.
  • Examples of the lithium-containing polymerization initiator include hydrocarbyl lithium and lithium amide compounds, and among these, hydrocarbyl lithium is preferable.
  • a lithium amide compound is used as the lithium-containing polymerization initiator, a nitrogen-containing functional group is added to the polymerization initiation site, so that the low molecular weight component is also a modified polymer.
  • hydrocarbyl lithium examples include ethyl lithium, n-propyl lithium, isopropyl lithium, n-butyl lithium, sec-butyl lithium, tert-octyl lithium, n-decyl lithium, phenyl lithium, 2-naphthyl lithium and 2-butyl-phenyl.
  • examples include lithium, 4-phenyl-butyllithium, cyclohexyllithium, cyclopentyllithium, a reaction product of diisopropenylbenzene and butyllithium, and the like.
  • the lithium amide compounds include lithium hexamethylene imide, lithium pyrrolidide, lithium piperidide, lithium heptamethylene imide, lithium dodecamethylene imide, lithium dimethylamide, lithium diethylamide, lithium dipropylamide, lithium dibutylamide, lithium Dihexylamide, lithium diheptylamide, lithium dioctylamide, lytimidi-2-ethylhexylamide, lithium didecylamide, lithium-N-methylpiperazide, lithium ethylpropylamide, lithium ethylbutyramide, lithium methylbutyramide, lithium ethylbenzylamide, Examples include lithium methylphenethylamide.
  • the lithium amide compound the formula: Li-AM [wherein AM is the following formula (I): (In the formula, R 1, each independently having 1 to 12 carbon atoms, the alkyl group, a is a cycloalkyl group or an aralkyl group) substituted amino group represented by or, by the following formula (II): (Wherein R 2 represents a cyclic amino group represented by an alkylene group, a substituted alkylene group, an oxyalkylene group or an N-alkylamino-alkylene group having 3 to 16 methylene groups)]
  • R 2 represents a cyclic amino group represented by an alkylene group, a substituted alkylene group, an oxyalkylene group or an N-alkylamino-alkylene group having 3 to 16 methylene groups
  • R 1 is an alkyl group, cycloalkyl group or aralkyl group having 1 to 12 carbon atoms, specifically, a methyl group, an ethyl group, a butyl group, an octyl group, a cyclohexyl group, Preferable examples include 3-phenyl-1-propyl group and isobutyl group.
  • R 1 may be the same or different.
  • R 2 is an alkylene group, a substituted alkylene group, an oxyalkylene group or an N-alkylamino-alkylene group having 3 to 16 methylene groups.
  • the substituted alkylene group includes a mono- to octa-substituted alkylene group, and examples of the substituent include a chain or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group, a bicycloalkyl group, An aryl group and an aralkyl group are mentioned.
  • R 2 is specifically preferably a trimethylene group, a tetramethylene group, a hexamethylene group, an oxydiethylene group, an N-alkylazadiethylene group, a dodecamethylene group, a hexadecamethylene group, or the like.
  • the lithium amide compound may be preliminarily prepared from a secondary amine and a lithium compound and used for the polymerization reaction, but may be generated in a polymerization system.
  • the secondary amine include dimethylamine, diethylamine, dibutylamine, dioctylamine, dicyclohexylamine, diisobutylamine and the like, azacycloheptane (ie, hexamethyleneimine), 2- (2-ethylhexyl) pyrrolidine, 3 -(2-propyl) pyrrolidine, 3,5-bis (2-ethylhexyl) piperidine, 4-phenylpiperidine, 7-decyl-1-azacyclotridecane, 3,3-dimethyl-1-azacyclotetradecane, 4- Dodecyl-1-azacyclooctane, 4- (2-phenylbutyl) -1-azacyclooctane, 3-ethyl-5-cycl
  • 1,2-butadiene is used as a chain transfer agent, and the 1,2-butadiene has an action of moving an active site (such as a terminal carbanion) of the living polymer.
  • the amount of 1,2-butadiene used is the molar ratio of 1,2-butadiene (1,2-Bd) to lithium (Li) in the lithium-containing polymerization initiator (1,2-Bd / Li) is selected to be 0.37 or less, preferably 0.10 to 0.35.
  • lithium-containing polymerization initiator If the molar ratio (1,2-Bd / Li) of 1,2-butadiene (1,2-Bd) to lithium (Li) in the lithium-containing polymerization initiator is 0.37 or less, lithium-containing polymerization The number of 1,2-butadiene molecules relative to the lithium in the initiator is small, the deactivation due to the movement of the active site can be reduced, and the modification rate can be improved.
  • the modifying agent used in the method for producing a modified polymer of the present invention reacts with the active site of the generated living polymer, adds a functional group to the polymer, and generates a modified polymer.
  • a modifier containing at least one of a nitrogen atom and a silicon atom is preferable.
  • modifier containing nitrogen atom examples include nitrogen-containing compounds having a substituted or unsubstituted amino group, amide group, imino group, imidazole group, nitrile group, pyridyl group, and the like.
  • N, N′-dimethylimidazolidinone (1,3-dimethyl-2-imidazolidinone), N-methylpyrrolidone, 4-dimethylaminobenzylideneaniline, 4,4′-bis (N, N -Dimethylamino) benzophenone, 4,4'-bis (N, N-diethylamino) benzophenone, 4- (N, N-dimethylamino) benzophenone, 4- (N, N-diethylamino) benzophenone, [4- (N, N-dimethylamino) phenyl] methyl ethyl ketone, 4,4′-bis (1-hexamethyleneiminomethyl) benzophenone, , 4'-bis (1-pyrrolidinomethyl) benzophenone, 4- (1-hexamethyleneiminomethyl) benzophenone, 4- (1-pyrrolidinomethyl) benzophenone, [4- (1-hexamethyleneimino) benzo
  • a hydrocarbyloxysilane compound is preferable, and the following formula (III): [Wherein A 1 is (thio) epoxy, (thio) inocyanate, (thio) ketone, (thio) aldehyde, imine, amide, isocyanuric acid triester, (thio) carboxylic acid hydrocarbyl ester, (thio) carboxylic acid A monovalent group having at least one functional group selected from metal salts, carboxylic acid anhydrides, carboxylic acid halides, and dihydrocarbyl carbonate esters of R; and R 3 and R 4 are each independently a group having 1 to 20 monovalent aliphatic hydrocarbon groups or monovalent aromatic hydrocarbon groups having 6 to 18 carbon atoms; R 5 is a single bond or a divalent inert hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms; If there are multiple R 3 O is a plurality of R 3 O may be the
  • (thio) epoxy refers to epoxy and thioepoxy
  • (thio) inocyanate refers to isocyanate and thioinocyanate
  • (thio) ketone refers to ketone and thioketone.
  • (Thio) aldehyde refers to aldehyde and thioaldehyde
  • (thio) carboxylic acid hydrocarbyl ester refers to carboxylic acid hydrocarbyl ester and thiocarboxylic acid hydrocarbyl ester
  • metal of (thio) carboxylic acid” “Salt” refers to a metal salt of a carboxylic acid and a metal salt of a thiocarboxylic acid.
  • imine includes ketimine, aldimine, and amidine
  • (thio) carboxylic acid hydrocarbyl ester includes unsaturated carboxylic acid ester such as acrylate and methacrylate.
  • the metal of the metal salt of (thio) carboxylic acid include alkali metals, alkaline earth metals, Al, Sn, and Zn.
  • N is an integer of 1 to 3, but 3 is preferred.
  • R 3 and R 4 include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an aryl group having 6 to 18 carbon atoms, and an aralkyl group having 7 to 18 carbon atoms.
  • the alkyl group and alkenyl group may be linear, branched or cyclic, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group.
  • the aryl group may have a substituent such as a lower alkyl group on the aromatic ring, and examples thereof include a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, and a naphthyl group.
  • the aralkyl group may have a substituent such as a lower alkyl group on the aromatic ring, and examples thereof include a benzyl group, a phenethyl group, and a naphthylmethyl group.
  • the divalent inert hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms in R 5 is preferably an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms.
  • the alkylene group may be linear, branched, or cyclic, but a linear one is particularly preferable.
  • Examples of the linear alkylene group include a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group, a pentamethylene group, a hexamethylene group, an octamethylene group, a decamethylene group, and a dodecamethylene group.
  • hydrocarbyloxysilane compound represented by the formula (III) examples include 2-glycidoxyethyltrimethoxysilane, 2-glycidoxyethyltriethoxysilane, (thio) epoxy group-containing hydrocarbyloxysilane compounds, 2-glycidoxyethyl) methyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, (3-glycidoxypropyl) methyldimethoxysilane, 2- (3,4- Epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl (methyl) dimethoxysilane and the epoxy groups in these compounds as thioepoxy groups Replaced It can be exemplified for
  • N- (1-methylpropylidene) -3- (triethoxysilyl) -1-propanamine and N- (1,3 -Dimethylbutylidene) -3- (triethoxysilyl) -1-propanamine is particularly preferred.
  • the imine (amidine) group-containing compound include 1- [3- (triethoxysilyl) propyl] -4,5-dihydroimidazole, 1- [3- (trimethoxysilyl) propyl] -4,5-dihydro.
  • N- (3-triethoxysilylpropyl) -4,5-dihydroimidazole, N- (3-isopropoxysilylpropyl) -4,5-dihydroimidazole, N- (3-methyldiethoxysilylpropyl)- 4,5-dihydroimidazole and the like can be mentioned, and among these, N- (3-triethoxysilylpropyl) -4,5-dihydroimidazole is preferable. Furthermore, the following can be mentioned as another hydrocarbyl oxysilane compound.
  • the carboxylic acid ester group-containing compound includes 3-methacryloyloxypropyltriethoxysilane, 3-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloyloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-methacryloyloxypropyltriisosilane.
  • Examples thereof include propoxysilane, among which 3-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane is preferable.
  • Examples of the isocyanate group-containing compound include 3-isocyanatopropyltrimethoxysilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, 3-isocyanatopropylmethyldiethoxysilane, and 3-isocyanatopropyltriisopropoxysilane. Of these, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane is preferred.
  • examples of the carboxylic acid anhydride-containing compound include 3-triethoxysilylpropyl succinic anhydride, 3-trimethoxysilylpropyl succinic anhydride, 3-methyldiethoxysilylpropyl succinic anhydride, and the like. Of these, 3-triethoxysilylpropyl succinic anhydride is preferable.
  • R 6 and R 7 are as described for R 3 and R 4 in formula (III), respectively.
  • the hydrocarbyloxysilane compound represented by the formula (IV) include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetraisobutoxysilane, tetra -Sec-butoxysilane, tetra-tert-butoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltripropoxysilane, methyltriisopropoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, propyltriethoxysilane, butyl Trimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane
  • the amount of the modifier used is preferably in the range of 0.25 to 3.0 mol, more preferably in the range of 0.5 to 1.5 mol, with respect to 1 mol of the lithium-containing polymerization initiator used.
  • the method for producing the modified polymer of the present invention is preferably carried out by solution polymerization.
  • the solvent used for the solution polymerization is preferably a hydrocarbon solvent inert to the polymerization reaction, and the hydrocarbon solvent inert to the polymerization reaction is propane, n-butane, isobutane, n-pentane, isopentane.
  • the concentration of the raw material monomer in the solution is preferably in the range of 5 to 50% by mass, and more preferably in the range of 10 to 30% by mass.
  • the randomizer can control the microstructure of the conjugated diene compound. For example, it controls the vinyl bond (1,2-bond) content of butadiene units in polymers produced using 1,3-butadiene as a raw material monomer. Or randomizing the conjugated diene compound unit and the aromatic vinyl compound unit of the copolymer using the conjugated diene compound and the aromatic vinyl compound as monomers.
  • randomizer examples include dimethoxybenzene, tetrahydrofuran, dimethoxyethane, diethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, 2,2-di (tetrahydrofuranyl) propane, triethylamine, pyridine, N-methylmorpholine, N, N, N ′, Examples thereof include N′-tetramethylethylenediamine, 1,2-dipiperidinoethane, potassium t-amylate, potassium t-butoxide, sodium t-amylate and the like.
  • the amount of these randomizers used is preferably in the range of 0.01 to 100 mol with respect to 1 mol of the lithium-containing polymerization initiator.
  • a raw material monomer, a lithium-containing polymerization initiator, 1,2-butadiene, and a modifier are continuously supplied to the above-described flow reactor.
  • the polymerization of the raw material monomer is started by the lithium-containing polymerization initiator, and the active site is moved between the generated living polymers by 1,2-butadiene.
  • the low molecular weight living polymer has a tendency to extract and stabilize protons (H + ) from the living polymer having a higher molecular weight.
  • the stabilized low molecular weight polymer does not grow further and does not react with the modifying agent, and therefore has a high ratio of remaining low molecular weight and unmodified.
  • a high molecular weight living polymer from which protons (H + ) are extracted has a plurality of active sites, and further grows to further increase the molecular weight.
  • a high molecular weight living polymer and a modifier react, a modified polymer is produced, and therefore, a modified polymer having a functional group derived from the modifier tends to have a high molecular weight. Therefore, according to the method for producing a modified polymer of the present invention, a blended product equivalent of an unmodified low molecular weight polymer and a modified high molecular weight polymer having a functional group derived from a modifier can be produced simultaneously.
  • the polymerization and modification are performed at 110 ° C. or higher, preferably 115 to 130 ° C.
  • the modification can be carried out while promoting the chain transfer of the active sites of the produced polymer.
  • high molecular weight components that have multiple active sites due to chain transfer have a high probability of undergoing a denaturation reaction. It is possible to synthesize a modified polymer having a uniform modification rate distribution.
  • the modified polymer of the present invention is characterized by being manufactured by the above-described modified polymer manufacturing method. Since the modified polymer of the present invention corresponds to the above-mentioned blend of the modified polymer for matrix and the low molecular weight polymer, the step of extending the modified polymer for matrix of the rubber composition with the low molecular weight polymer and / or the matrix. The step of synthesizing and blending the modified polymer and the low molecular weight polymer separately can be omitted.
  • the modified polymer of the present invention has an average modification rate of preferably 60% or more, more preferably 70 to 95%, a modification rate at a molecular weight of 600,000 is preferably 90% or more, and a modification at a molecular weight of 80,000.
  • the rate is preferably 40% or less. If the average modification rate of the modified polymer is 60% or more, when the modified polymer is used in a rubber composition, the affinity between the modified polymer and the filler is increased. Abrasion can be improved.
  • the modification rate at a molecular weight of 600,000 of the modified polymer is 90% or more and the modification rate at a molecular weight of 80,000 is 40% or less
  • the unmodified low molecular weight polymer disclosed in Patent Document 1 and a matrix It becomes the same as a blended product with a modified polymer, and by using the modified polymer in a rubber composition, the same low heat build-up and high wear resistance as in the rubber composition disclosed in Patent Document 1 can be achieved. Can do.
  • the modified polymer of the present invention is not particularly limited, but the polystyrene-equivalent number average molecular weight (Mn) is 70,000 to 210,000, and the weight average molecular weight (Mw) is 140,000 to 500,000.
  • the peak molecular weight (Mp) is preferably in the range of 150,000 to 400,000. Modified polymers satisfying these molecular weights have the advantage of being excellent in the balance between low loss and wear resistance.
  • the rubber composition of the present invention is characterized by containing the above-mentioned modified polymer. Since the rubber composition of the present invention contains the modified polymer, it is excellent in low heat buildup and wear resistance. In the rubber composition of the present invention, the modified polymer serves as both a matrix rubber component and a softener. The rubber composition of the present invention may further contain a rubber component other than the modified polymer.
  • the rubber composition of the present invention includes a filler such as carbon black and silica, an anti-aging agent, a silane coupling agent, a vulcanization accelerator, a vulcanization accelerator, a vulcanizer, and the like. They can be appropriately selected and blended within a range that does not impair the object of the present invention. As these compounding agents, commercially available products can be suitably used.
  • the rubber composition of the present invention can be produced by blending the modified polymer with various compounding agents appropriately selected as necessary, kneading, heating, extruding and the like.
  • the tire of the present invention is characterized by using the above-described rubber composition. Since the rubber composition is used for the tire of the present invention, the rolling resistance is small and the wear resistance is excellent.
  • examples of the part of the tire using the rubber composition include a tread, a sidewall, a case member, and the like, and a tread is preferable.
  • the tire of the present invention may be obtained by vulcanization after molding using an unvulcanized rubber composition depending on the type of tire to be applied, or a semi-crosslinked rubber composition (semi-half It may be obtained by molding using a vulcanized rubber and then further vulcanizing.
  • the tire of the present invention is preferably a pneumatic tire, and as a gas filled in the pneumatic tire, an inert gas such as nitrogen, argon, helium, or the like other than normal or oxygen partial pressure adjusted air is used. Can be used.
  • the obtained sample modified with DEAB was measured by GPC for molecular weight measurement, and the absorption intensity at 280 nm was analyzed by a UV detector.
  • the denaturation rate at a specific molecular weight was calculated by comparing the strength of the sample with the same molecular weight produced by batch polymerization and modified with DEAB having a known denaturation rate.
  • the average modification rate was calculated by averaging the modification rates from 80,000 to 600,000.
  • Abrasion resistance index [(Abrasion amount of rubber composition of Comparative Example 16 or 21) / (Abrasion amount of test rubber composition)] ⁇ 100
  • Example 1 A hexane solution (concentration of 20% by mass) containing 35% by mass of styrene monomer and 65% by mass of 1,3-butadiene monomer is supplied at a rate of 138.47 kg / hour to a flow-type reactor having an internal volume of 76 L based on the total mass of monomers. did. Further, 3% by mass of n-butyllithium as a polymerization initiator was fed at a rate of 503.00 g / hr, 0.18 equivalents of 1,2-butadiene, 0.50 equivalents of 2,2-diethyl, compared to n-butyllithium.
  • the resulting polymer 1 had a styrene content of 35% by mass, a butadiene content of 65% by mass relative to the total amount of the polymer, and a vinyl bond content of the butadiene portion of 28% by mass.
  • Example 2 Comparative Examples 1 and 2> As shown in Table 1, the same procedure as in Example 1 was performed except that the supply ratio of n-butyllithium, 2,2-di (tetrahydrofuranyl) propane, and 1,2-butadiene was changed to change the polymerization temperature. Polymers 2 to 4 were produced.
  • Example 3 Instead of N- (1,3-dimethylbutylidene) -3- (triethoxysilyl) -1-propanamine (modifier A), N- (3-triethoxysilylpropyl) -4,5-dihydroimidazole A polymer 9 was produced in the same manner as in Example 1 except that (Modifier B represented by the following chemical formula) was used.
  • Example 4 Comparative Examples 7 to 8> As shown in Table 3, in the same manner as in Example 3 except that the supply ratio of n-butyllithium, 2,2-di (tetrahydrofuranyl) propane and 1,2-butadiene was changed and the polymerization temperature was changed. Polymers 10-12 were produced.
  • a rubber composition was manufactured by mixing in the order of the first stage of kneading and the final stage of kneading by using an ordinary Banbury mixer with the formulation shown in Tables 5 and 6.
  • the maximum temperature of the rubber composition in the first stage of kneading was 160 ° C.
  • the maximum temperature of the rubber composition in the final stage of kneading was 105 ° C.
  • the rubber composition obtained was evaluated for exothermic properties (tan ⁇ index) and wear resistance by the above methods. The results are shown in Tables 5 and 6.
  • the rubber composition using the modified polymer produced by the method of the present invention has a low heat generation equivalent to that of the rubber composition obtained by separately synthesizing and compounding the modified polymer for matrix and the low molecular weight polymer. It can be seen that the material has wear resistance and wear resistance.
  • the modified polymer produced by the method of the present invention can be used, for example, in a rubber composition used for tires and the like.
  • the rubber composition of the present invention can be used for tires and other rubber products.
  • the tire of the present invention can be used as a tire for various vehicles.

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Abstract

本発明の課題は、ゴム組成物のマトリクス用変性ポリマーと低分子量ポリマーとのブレンド物に相当する変性ポリマーを高い生産性で得ることができる、変性ポリマーの製造方法を提供することであり、その解決手段は、流通式反応器に、少なくとも共役ジエン化合物を含む原料モノマーと、リチウム含有重合開始剤と、１，２－ブタジエンと、変性剤とを連続的に供給し、前記原料モノマーを連続的に重合させてポリマーを生成させつつ、該生成したポリマーの一部を前記変性剤で変性する、変性ポリマーの製造方法において、前記重合及び変性を１１０℃以上で行い、前記１，２－ブタジエン（１，２－Ｂｄ）と、前記リチウム含有重合開始剤中のリチウム（Ｌｉ）とのモル比（１，２－Ｂｄ／Ｌｉ）を０．３７以下とすることを特徴とする、変性ポリマーの製造方法である。

Description

変性ポリマーの製造方法、変性ポリマー、ゴム組成物及びタイヤ
　本発明は、変性ポリマーの製造方法、変性ポリマー、ゴム組成物及びタイヤに関するものである。
　従来、原料ゴムを伸展油で油展した油展ゴムがゴム組成物に使用されている。しかしながら、油展ゴムをゴム組成物に使用した場合、油展ゴム中の伸展油は、架橋に関わらないため、原料ゴムと絡み合わず、伸展油部分の存在に起因して、ゴム組成物のヒステリシスロスが大きくなり、発熱が大きくなるという問題があった。
　これに対して、伸展油の代わりに、低分子量のジエン系ポリマー（以下、「低分子量ポリマー」と略記する）で原料ゴムを伸展した伸展ゴムが開発されている。ここで、該低分子量ポリマーは架橋に関わり、原料ゴムと絡み合うため、かかる伸展ゴムをゴム組成物に使用することで、ゴム組成物のヒステリシスロスを低減でき、ゴム組成物の低発熱性と耐摩耗性とを高度に両立できる。
　また、更なるゴム組成物の低ヒステリシスロス化、即ち、損失正接（ｔａｎδ）の低減を目的として、低分子量ポリマーを使用しつつ、ゴム組成物のマトリクスとして、変性ジエン系ポリマーを使用する技術が開発されている（下記特許文献１）。ここで、ゴム組成物のマトリクス用の変性ジエン系ポリマー（以下、「マトリクス用変性ポリマー」と略記する）は、ゴム組成物に通常配合される充填剤との親和性が高い。そのため、マトリクス用変性ポリマーをゴム組成物に使用することで、充填剤の分散性が向上するため、ゴム組成物のヒステリシスロスを更に低減できる。
特開２００６－２４１３５８号公報
　しかしながら、従来、ゴム組成物に、前記マトリクス用変性ポリマーと、前記低分子量ポリマーとを使用する場合、マトリクス用変性ポリマーと低分子量ポリマーとをそれぞれを別々に合成した後、ブレンドするプロセスを経ているため、ポリマーの合成工場での生産速度が遅くなってしまうという問題がある。
　また、マトリクス用変性ポリマー及び低分子量ポリマーとして、共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物とのコポリマーを使用する場合、マトリクス用変性ポリマーと低分子量ポリマーとの相溶性を安定的に確保するには、マトリクス用変性ポリマーと低分子量ポリマーとのミクロ構造（特には、芳香族ビニル化合物の含有量）を近似させる必要がある。しかしながら、マトリクス用変性ポリマーと低分子量ポリマーとを別々に合成すると、各合成における芳香族ビニル化合物の転化率が異なる可能性があり、マトリクス用変性ポリマーと低分子量ポリマーとのミクロ構造が異なり、両者の相溶性が悪化する恐れがある。
　そこで、本発明は、上記従来技術の問題を解決し、ゴム組成物のマトリクス用変性ポリマーと低分子量ポリマーとのブレンド物に相当する変性ポリマーを高い生産性で得ることができる、変性ポリマーの製造方法を提供することを課題とする。
　また、本発明は、かかる製造方法で製造され、ゴム組成物に使用することで、ゴム組成物の低発熱性、耐摩耗性を向上させることが可能な変性ポリマー、該変性ポリマーを含み、低発熱性、耐摩耗性に優れたゴム組成物、及び該ゴム組成物を用いた、低燃費性、耐摩耗性に優れたタイヤを提供することを更なる課題とする。
　上記課題を解決する本発明の要旨構成は、以下の通りである。
　本発明の変性ポリマーの製造方法は、流通式反応器に、少なくとも共役ジエン化合物を含む原料モノマーと、リチウム含有重合開始剤と、１，２－ブタジエンと、変性剤とを連続的に供給し、前記原料モノマーを連続的に重合させてポリマーを生成させつつ、該生成したポリマーの一部を前記変性剤で変性する、変性ポリマーの製造方法において、
　前記重合及び変性を１１０℃以上で行い、
　前記１，２－ブタジエン（１，２－Ｂｄ）と、前記リチウム含有重合開始剤中のリチウム（Ｌｉ）とのモル比（１，２－Ｂｄ／Ｌｉ）を０．３７以下とすることを特徴とする。
　そして、本発明の方法で製造される変性ポリマーは、分子量分布が大きく、高分子量成分は変性率が高く、低分子量成分は変性率が低いため、上述したマトリクス用変性ポリマーと低分子量ポリマーとのブレンド物に相当し、また、本発明の変性ポリマーの製造方法は、かかるブレンド物相当物を一度に製造できるため、生産性が高い。
　本発明の変性ポリマーの製造方法の好適例においては、前記変性剤が、窒素原子及びケイ素原子の少なくとも一方を含む。この場合、例えば、カーボンブラック、シリカ等の充填剤との親和性が高い変性ポリマーを製造できる。
　本発明の変性ポリマーの製造方法の他の好適例においては、前記原料モノマーが、更に芳香族ビニル化合物を含む。本発明の変性ポリマーの製造方法においては、低分子量成分と高分子量成分を同時に製造するため、原料モノマーが芳香族ビニル化合物を含んでも、低分子量成分と高分子量成分との芳香族ビニル化合物含有量の相違が小さく、低分子量成分と高分子量成分との相溶性が高い。また、原料モノマーが芳香族ビニル化合物を含むことで、例えば、タイヤのトレッド等に好適な変性ポリマーを製造できる。
　また、本発明の変性ポリマーは、上記の変性ポリマーの製造方法で製造されたことを特徴とする。本発明の変性ポリマーは、上述したマトリクス用変性ポリマーと低分子量ポリマーとのブレンド物に相当するため、ゴム組成物のマトリクス用変性ポリマーを、低分子量ポリマーで伸展する工程、及び／又は、マトリクス用変性ポリマーと低分子量ポリマーとを別々に合成して、ブレンドする工程を省略できる。
　本発明の変性ポリマーは、平均変性率が６０％以上で、分子量６００，０００における変性率が９０％以上で、且つ分子量８０，０００における変性率が４０％以下であることが好ましい。この場合、該変性ポリマーをゴム組成物に使用することで、上記特許文献１に開示のゴム組成物と同様の、低発熱性と、高い耐摩耗性を発現させることができる。
　また、本発明のゴム組成物は、上記の変性ポリマーを含むことを特徴とする。本発明のゴム組成物は、上記変性ポリマーを含み、ヒステリシスロス（ｔａｎδ）が小さいため、発熱性が低く、耐摩耗性が高い。
　また、本発明のタイヤは、上記のゴム組成物を用いたことを特徴とする。本発明のタイヤは、ヒステリシスロス（ｔａｎδ）が小さい上記ゴム組成物が用いられているため、低燃費性に優れ、また、耐摩耗性が高い。
　本発明によれば、ゴム組成物のマトリクス用変性ポリマーと低分子量ポリマーとのブレンド物に相当し、ゴム組成物に使用することで、ゴム組成物の低発熱性、耐摩耗性を向上させることが可能な変性ポリマーと、該変性ポリマーを高い生産性で得ることができる、変性ポリマーの製造方法を提供することができる。
　また、本発明によれば、かかる変性ポリマーを含み、低発熱性、耐摩耗性に優れたゴム組成物、更には、該ゴム組成物を用いた、低燃費性、耐摩耗性に優れたタイヤを提供できる。
＜変性ポリマーの製造方法＞
　以下に、本発明の変性ポリマーの製造方法を、その実施形態に基づき、詳細に説明する。
　本発明の変性ポリマーの製造方法は、流通式反応器に、少なくとも共役ジエン化合物を含む原料モノマーと、リチウム含有重合開始剤と、１，２－ブタジエンと、変性剤とを連続的に供給し、前記原料モノマーを連続的に重合させてポリマーを生成させつつ、該生成したポリマーの一部を前記変性剤で変性して、変性ポリマーを製造し、前記重合及び変性を１１０℃以上で行い、前記１，２－ブタジエン（１，２－Ｂｄ）と前記リチウム含有重合開始剤中のリチウム（Ｌｉ）とのモル比（１，２－Ｂｄ／Ｌｉ）を０．３７以下とすることを特徴とする。
　一般に、バッチ式（回分式）の反応器を用いて、リビングアニオン重合によるリビングポリマーの生成（バッチ重合）と、生成したリビングポリマーの変性剤による変性との両方を行うと、リビングポリマーの末端カルバニオン（活性部位）と変性剤とが均一に反応するため、変性率が高く、均質な末端変性ポリマーを合成できる。
　一方、流通式反応器を用いたモノマーの連続重合においては、反応器内の重合温度が高いことや、反応器内でバックミキシングのような撹拌状態が起こるため、末端カルバニオン（活性部位）の移動反応や停止反応等の副反応が起こり易くなる。その結果、該連続重合においては、均質な変性ポリマーが得られず、変性率が低く且つ分子量や変性率の分布が不均一な変性ポリマーが得られる。そのため、連続重合においては、通常は、１００℃未満の低温重合条件下で副反応を抑制しつつ、可能な限り変性率が高く且つ均質な変性ポリマーが生成するように制御する。
　これに対して、本発明の変性ポリマーの製造方法では、流通式反応器を用い、連鎖移動剤である１，２－ブタジエンとリチウム含有重合開始剤中のリチウムとのモル比を０．３７以下としつつ、重合及び変性の温度を１１０℃以上として、モノマーを連続重合することによって、変性率を高く保った上で、不均一な変性率分布を有する変性ポリマーを製造することができる。
　本発明の方法で製造される変性ポリマーは、高分子量側に変性率分布が偏っており、高分子量成分の変性率が高い一方、低分子量成分は変性率が非常に低いため、ゴム組成物のマトリクス用変性ポリマーと、無変性の低分子量ポリマーとのブレンド物と同様の組成になる。
　そのため、本発明の方法で製造される変性ポリマーを、前述のマトリクス用変性ポリマーを低分子量ポリマーで伸展した伸展ゴムの代わりに、ゴム組成物に使用することで、ゴム組成物の低発熱性と耐摩耗性とを高度にバランスさせることができ、また、ゴム組成物のマトリクス用変性ポリマー相当成分と低分子量ポリマー相当成分とを同時に製造できるため、ポリマー合成工場での生産速度が高くなり、経済性を向上させることができる。
　本発明の変性ポリマーの製造方法に用いる流通式反応器としては、各原料を連続的に供給でき、且つ、生成物を連続的に排出できる限り、特に限定されず、公知の流通式反応器を使用できる。本発明の変性ポリマーの製造方法では、流通式反応器を用いるため、原料モノマーを連続的に重合させてポリマーを連続的に生成させることができる。また、該流通式反応器には、変性剤も供給するため、生成したポリマーの変性反応も連続的に行うことができる。
　本発明の変性ポリマーの製造方法に用いる原料モノマーは、少なくとも共役ジエン化合物を含み、更に、芳香族ビニル化合物を含んでもよい。
　ここで、共役ジエン化合物としては、１，３－ブタジエン、イソプレン、１，３－ペンタジエン、２，３－ジメチルブタジエン、２－フェニル－１，３－ブタジエン、１，３－ヘキサジエン等が挙げられる。また、芳香族ビニル化合物としては、スチレン、α－メチルスチレン、１－ビニルナフタレン、３－ビニルトルエン、エチルビニルベンゼン、ジビニルベンゼン、４－シクロヘキシルスチレン、２，４，６－トリメチルスチレン等が挙げられる。
　なお、原料モノマーとして、共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物とを併用する場合、原料モノマー中の芳香族ビニル化合物の割合は、目的とする変性ポリマーの芳香族ビニル化合物含有量に応じて適宜選択することができる。
　本発明の変性ポリマーの製造方法に用いる重合開始剤は、リチウムを含有する重合開始剤であり、該リチウム含有重合開始剤は、上述した原料モノマーのアニオン重合を開始させることができる。該リチウム含有重合開始剤の使用量は、原料モノマー１００ｇ当り０．２～２０ｍｍｏｌの範囲が好ましい。
　前記リチウム含有重合開始剤としては、ヒドロカルビルリチウム及びリチウムアミド化合物が挙げられ、これらの中でも、ヒドロカルビルリチウムが好ましい。なお、リチウム含有重合開始剤として、リチウムアミド化合物を使用した場合、重合開始部位に窒素含有官能基が付加するため、低分子量成分も、変性ポリマーとなる。
　前記ヒドロカルビルリチウムとしては、エチルリチウム、ｎ－プロピルリチウム、イソプロピルリチウム、ｎ－ブチルリチウム、ｓｅｃ－ブチルリチウム、ｔｅｒｔ－オクチルリチウム、ｎ－デシルリチウム、フェニルリチウム、２－ナフチルリチウム、２－ブチル－フェニルリチウム、４－フェニル－ブチルリチウム、シクロヘキシルリチウム、シクロペンチルリチウム、ジイソプロペニルベンゼンとブチルリチウムとの反応生成物等が挙げられる。
　一方、前記リチウムアミド化合物としては、リチウムヘキサメチレンイミド、リチウムピロリジド、リチウムピペリジド、リチウムヘプタメチレンイミド、リチウムドデカメチレンイミド、リチウムジメチルアミド、リチウムジエチルアミド、リチウムジプロピルアミド、リチウムジブチルアミド、リチウムジヘキシルアミド、リチウムジヘプチルアミド、リチウムジオクチルアミド、リチムジ－２－エチルヘキシルアミド、リチウムジデシルアミド、リチウム－Ｎ－メチルピペラジド、リチウムエチルプロピルアミド、リチウムエチルブチルアミド、リチウムメチルブチルアミド、リチウムエチルベンジルアミド、リチウムメチルフェネチルアミド等が挙げられる。
　また、上記リチウムアミド化合物として、式：Ｌｉ－ＡＭ［式中、ＡＭは、下記式（I）：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 （式中、Ｒ1は、それぞれ独立して炭素数１～１２の、アルキル基、シクロアルキル基又はアラルキル基である）で表される置換アミノ基、又は、下記式（II）：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 （式中、Ｒ2は、３～１６個のメチレン基を有する、アルキレン基、置換アルキレン基、オキシアルキレン基又はＮ－アルキルアミノ－アルキレン基を示す）で表される環状アミノ基である］で表されるリチウムアミド化合物を用いることで、式（I）で表される置換アミノ基及び式（II）で表される環状アミノ基からなる群から選択される少なくとも一種の窒素含有官能基が導入された変性ポリマーが得られる。
　上記式（I）において、Ｒ1は、炭素数１～１２の、アルキル基、シクロアルキル基又はアラルキル基であり、具体的には、メチル基、エチル基、ブチル基、オクチル基、シクロヘキシル基、３－フェニル－１－プロピル基及びイソブチル基等が好適に挙げられる。なお、Ｒ1は、それぞれ同じでも異なってもよい。
　また、上記式（II）において、Ｒ2は、３～１６個のメチレン基を有する、アルキレン基、置換アルキレン基、オキシアルキレン基又はＮ－アルキルアミノ－アルキレン基である。ここで、置換アルキレン基には、一置換から八置換のアルキレン基が含まれ、置換基としては、炭素数１～１２の、鎖状若しくは分枝状アルキル基、シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、アリール基及びアラルキル基が挙げられる。また、Ｒ2として、具体的には、トリメチレン基、テトラメチレン基、ヘキサメチレン基、オキシジエチレン基、Ｎ－アルキルアザジエチレン基、ドデカメチレン基及びヘキサデカメチレン基等が好ましい。
　上記リチウムアミド化合物は、二級アミンとリチウム化合物から予備調製して重合反応に用いてもよいが、重合系中で生成させてもよい。
　ここで、二級アミンとしては、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジブチルアミン、ジオクチルアミン、ジシクロヘキシルアミン、ジイソブチルアミン等の他、アザシクロヘプタン（即ち、ヘキサメチレンイミン）、２－（２－エチルヘキシル）ピロリジン、３－（２－プロピル）ピロリジン、３，５－ビス（２－エチルヘキシル）ピペリジン、４－フェニルピペリジン、７－デシル－１－アザシクロトリデカン、３，３－ジメチル－１－アザシクロテトラデカン、４－ドデシル－１－アザシクロオクタン、４－（２－フェニルブチル）－１－アザシクロオクタン、３－エチル－５－シクロヘキシル－１－アザシクロヘプタン、４－ヘキシル－１－アザシクロヘプタン、９－イソアミル－１－アザシクロヘプタデカン、２－メチル－１－アザシクロヘプタデセ－９－エン、３－イソブチル－１－アザシクロドデカン、２－メチル－７－ｔｅｒｔ－ブチル－１－アザシクロドデカン、５－ノニル－１－アザシクロドデカン、８－（４’－メチルフェニル）－５－ペンチル－３－アザビシクロ［５．４．０］ウンデカン、１－ブチル－６－アザビシクロ［３．２．１］オクタン、８－エチル－３－アザビシクロ［３．２．１］オクタン、１－プロピル－３－アザビシクロ［３．２．２］ノナン、３－（ｔｅｒｔ－ブチル）－７－アザビシクロ［４．３．０］ノナン、１，５，５－トリメチル－３－アザビシクロ［４．４．０］デカン等の環状アミンが挙げられる。また、リチウム化合物としては、上記ヒドロカルビルリチウムを用いることができる。
　本発明の変性ポリマーの製造方法には、連鎖移動剤として、１，２－ブタジエンを使用し、該１，２－ブタジエンは、リビングポリマーの活性部位（末端カルバニオン等）を移動させる作用を有する。
　ここで、１，２－ブタジエンの使用量は、該１，２－ブタジエン（１，２－Ｂｄ）と前記リチウム含有重合開始剤中のリチウム（Ｌｉ）とのモル比（１，２－Ｂｄ／Ｌｉ）が０．３７以下、好ましくは０．１０～０．３５となるように選択される。１，２－ブタジエン（１，２－Ｂｄ）と前記リチウム含有重合開始剤中のリチウム（Ｌｉ）とのモル比（１，２－Ｂｄ／Ｌｉ）が０．３７以下であれば、リチウム含有重合開始剤中のリチウムに対して１，２－ブタジエンの分子数が少なく、活性部位の移動による失活を低減でき、変性率を向上させることができる。
　本発明の変性ポリマーの製造方法に用いる変性剤は、生成したリビングポリマーの活性部位と反応して、ポリマーに官能基を付加し、変性ポリマーを生成させる。ここで、変性剤としては、窒素原子及びケイ素原子の少なくとも一方を含む変性剤が好ましい。
　上記窒素原子を含む変性剤（即ち、窒素含有化合物）としては、置換又は非置換のアミノ基、アミド基、イミノ基、イミダゾール基、ニトリル基、ピリジル基等を有する窒素含有化合物が挙げられ、より具体的には、Ｎ，Ｎ’－ジメチルイミダゾリジノン（１，３－ジメチル－２－イミダゾリジノン）、Ｎ－メチルピロリドン、４－ジメチルアミノベンジリデンアニリン、４，４’－ビス（Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４’－ビス（Ｎ，Ｎ－ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、４－（Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４－（Ｎ，Ｎ－ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、［４－（Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノ）フェニル］メチルエチルケトン、４，４’－ビス（１－ヘキサメチレンイミノメチル）ベンゾフェノン、４，４’－ビス（１－ピロリジノメチル）ベンゾフェノン、４－（１－ヘキサメチレンイミノメチル）ベンゾフェノン、４－（１－ピロリジノメチル）ベンゾフェノン、［４－（１－ヘキサメチレンイミノ）フェニル］メチルエチルケトン等が挙げられる。
　また、上記ケイ素原子を含む変性剤（即ち、ケイ素含有化合物）としては、ヒドロカルビルオキシシラン化合物が好ましく、下記式（III）：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 ［式中、Ａ1は（チオ）エポキシ、（チオ）インシアネート、（チオ）ケトン、（チオ）アルデヒド、イミン、アミド、イソシアヌル酸トリエステル、（チオ）カルボン酸ヒドロカルビルエステル、（チオ）カルボン酸の金属塩、カルボン酸無水物、カルボン酸ハロゲン化物及び炭酸ジヒドロカルビルエステルの中から選ばれる少なくとも一種の官能基を有する一価の基で；Ｒ3及びＲ4は、それぞれ独立に炭素数１～２０の一価の脂肪族炭化水素基又は炭素数６～１８の一価の芳香族炭化水素基で；Ｒ5は単結合又は炭素数１～２０の二価の不活性炭化水素基であり；ｎは１～３の整数であり；Ｒ3Ｏが複数ある場合、複数のＲ3Ｏは互いに同一でも異なっていてもよく；Ｒ4が複数ある場合、複数のＲ4は互いに同一でも異なっていてもよく；また分子中には活性プロトン及びオニウム塩は含まれない］、又は、下記式(IV)：
　　　Ｒ6 p－Ｓｉ－(ＯＲ7)4-p　・・・　(IV)
［式中、Ｒ6及びＲ7は、それぞれ独立して炭素数１～２０の一価の脂肪族炭化水素基又は炭素数６～１８の一価の芳香族炭化水素基であり；ｐは０～２の整数であり；Ｒ6が複数ある場合、複数のＲ6は互いに同一でも異なっていてもよく；ＯＲ7が複数ある場合、複数のＯＲ7は互いに同一でも異なっていてもよく；また分子中には活性プロトン及びオニウム塩は含まれない］で表されるヒドロカルビルオキシシラン化合物が更に好ましい。
　ここで、「（チオ）エポキシ」とは、エポキシ及びチオエポキシを指し、「（チオ）インシアネート」とは、インシアネート及びチオインシアネートを指し、「（チオ）ケトン」とは、ケトン及びチオケトンを指し、「（チオ）アルデヒド」とは、アルデヒド及びチオアルデヒドを指し、「（チオ）カルボン酸ヒドロカルビルエステル」とは、カルボン酸ヒドロカルビルエステル及びチオカルボン酸ヒドロカルビルエステルを指し、「（チオ）カルボン酸の金属塩」とは、カルボン酸の金属塩及びチオカルボン酸の金属塩を指す。
　式（III）に関し、Ａ1における官能基の中で、イミンはケチミン、アルジミン、アミジンを包含し、（チオ）カルボン酸ヒドロカルビルエステルは、アクリレートやメタクリレート等の不飽和カルボン酸エステルを包含する。また、（チオ）カルボン酸の金属塩の金属としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、Ａｌ、Ｓｎ、Ｚｎ等を挙げることができる。また、ｎは１～３の整数であるが、３が好ましい。
　Ｒ3及びＲ4としては、炭素数１～２０のアルキル基、炭素数２～１８のアルケニル基、炭素数６～１８のアリール基、炭素数７～１８のアラルキル基等が挙げられる。ここで、上記アルキル基及びアルケニル基は、直鎖状、枝分かれ状、環状のいずれであってもよく、例えば、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ビニル基、プロぺニル基、アリル基、ヘキセニル基、オクテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等が挙げられる。また、上記アリール基は、芳香環上に低級アルキル基等の置換基を有していてもよく、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等が挙げられる。更に、上記アラルキル基は、芳香環上に低級アルキル基等の置換基を有していてもよく、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基等が挙げられる。
　Ｒ5の内の炭素数１～２０の二価の不活性炭化水素基としては、炭素数１～２０のアルキレン基が好ましい。該アルキレン基は、直鎖状、枝分かれ状、環状のいずれであってもよいが、特に直鎖状のものが好適である。該直鎖状アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基、デカメチレン基、ドデカメチレン基等が挙げられる。
　式（III）で表されるヒドロカルビルオキシシラン化合物としては、例えば、（チオ）エポキシ基含有ヒドロカルビルオキシシラン化合物として、２－グリシドキシエチルトリメトキシシラン、２－グリシドキシエチルトリエトキシシラン、（２－グリシドキシエチル）メチルジメトキシシラン、３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３－グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、（３－グリシドキシプロピル）メチルジメトキシシラン、２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン、２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチル（メチル）ジメトキシシラン及びこれらの化合物におけるエポキシ基をチオエポキシ基に置き換えたものを挙げることができるが、これらの中でも、３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン及び３－グリシドキシプロピルトリエトキシシランが特に好ましい。
　また、イミン基含有ヒドロカルビルオキシシラン化合物として、Ｎ－（１，３－ジメチルブチリデン）－３－（トリエトキシシリル）－１－プロパンアミン、Ｎ－（１－メチルエチリデン）－３－（トリエトキシシリル）－１－プロパンアミン、Ｎ－エチリデン－３－（トリエトキシシリル）－１－プロパンアミン、Ｎ－（１－メチルプロピリデン）－３－（トリエトキシシリル）－１－プロパンアミン、Ｎ－（４－Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノベンジリデン）－３－（トリエトキシシリル）－１－プロパンアミン、Ｎ－（シクロヘキシリデン）－３－（トリエトキシシリル）－１－プロパンアミン、及びこれらのトリエトキシシリル化合物に対応するトリメトキシシリル化合物、メチルジエトキシシリル化合物、エチルジエトキシシリル化合物、メチルジメトキシシリル化合物、エチルジメトキシシリル化合物等を挙げることができるが、これらの中でも、Ｎ－（１-メチルプロピリデン）－３－（トリエトキシシリル）－１－プロパンアミン及びＮ－（１，３－ジメチルブチリデン）－３－（トリエトキシシリル）－１－プロパンアミンが特に好ましい。
　また、イミン（アミジン）基含有化合物としては、１－［３－（トリエトキシシリル）プロピル］－４，５－ジヒドロイミダゾール、１－［３－（トリメトキシシリル）プロピル］－４，５－ジヒドロイミダゾール、Ｎ－（３－トリエトキシシリルプロピル）－４，５－ジヒドロイミダゾール、Ｎ－（３－イソプロポキシシリルプロピル）－４，５－ジヒドロイミダゾール、Ｎ－（３－メチルジエトキシシリルプロピル）－４，５－ジヒドロイミダゾール等が挙げられ、これらの中でも、Ｎ－（３－トリエトキシシリルプロピル）－４，５－ジヒドロイミダゾールが好ましい。
　更に、その他のヒドロカルビルオキシシラン化合物として、以下のものを挙げることができる。即ち、カルボン酸エステル基含有化合物としては、３－メタクリロイロキシプロピルトリエトキシシラン、３－メタクリロイロキシプロピルトリメトキシシラン、３－メタクリロイロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３－メタクリロイロキシプロピルトリイソプロポキシシラン等が挙げられ、これらの中でも、３－メタクリロイロキシプロピルトリメトキシシランが好ましい。
　また、イソシアネート基含有化合物としては、３－イソシアナトプロピルトリメトキシシラン、３－イソシアナトプロピルトリエトキシシラン、３－イソシアナトプロピルメチルジエトキシシラン、３－イソシアナトプロピルトリイソプロポキシシラン等が挙げられ、これらの中でも、３－イソシアナトプロピルトリエトキシシランが好ましい。
　更に、カルボン酸無水物含有化合物としては、３－トリエトキシシリルプロピルコハク酸無水物、３－トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物、３－メチルジエトキシシリルプロピルコハク酸無水物等が挙げられ、これらの中でも、３－トリエトキシシリルプロピルコハク酸無水物が好ましい。
　一方、式（IV）において、Ｒ6及びＲ7については、それぞれ上記式（III）におけるＲ3及びＲ4について説明した通りである。式（IV）で表されるヒドロカルビルオキシシラン化合物としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ－ｎ－プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラ－ｎ－ブトキシシラン、テトライソブトキシシラン、テトラ－ｓｅｃ－ブトキシシラン、テトラ－ｔｅｒｔ－ブトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ジビニルジメトキシシラン、ジビニルジエトキシシラン等が挙げられ、これらの中でも、テトラエトキシシランが好ましい。
　上記変性剤の使用量は、使用したリチウム含有重合開始剤１ｍｏｌに対して、０．２５～３．０ｍｏｌの範囲が好ましく、０．５～１．５ｍｏｌの範囲が更に好ましい。
　本発明の変性ポリマーの製造方法は、溶液重合で行なうことが好ましい。ここで、溶液重合に使用する溶媒としては、重合反応に不活性な炭化水素溶媒が好ましく、該重合反応に不活性な炭化水素溶媒としては、プロパン、ｎ－ブタン、イソブタン、ｎ－ペンタン、イソペンタン、ｎ－ヘキサン、シクロヘキサン、プロペン、１－ブテン、イソブテン、トランス－２－ブテン、シス－２－ブテン、１－ペンテン、２－ペンテン、１－ヘキセン、２－ヘキセン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、二種以上を混合して用いてもよい。
　また、溶液重合の場合、溶液中の上記原料モノマーの濃度は、５～５０質量％の範囲が好ましく、１０～３０質量％の範囲が更に好ましい。
　本発明の変性ポリマーの製造方法は、ランダマイザーの存在下で実施してもよい。該ランダマイザーは、共役ジエン化合物のミクロ構造を制御することができ、例えば、原料モノマーとして１，３－ブタジエンを用いて製造したポリマーのブタジエン単位のビニル結合（１，２－結合）含量を制御したり、モノマーとして共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物とを用いたコポリマーの共役ジエン化合物単位と芳香族ビニル化合物単位とをランダム化する等の作用を有する。
　上記ランダマイザーとしては、例えば、ジメトキシベンゼン、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、２，２－ジ（テトラヒドロフラニル）プロパン、トリエチルアミン、ピリジン、Ｎ－メチルモルホリン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラメチルエチレンジアミン、１，２－ジピペリジノエタン、カリウム－ｔ－アミレート、カリウム－ｔ－ブトキシド、ナトリウム－ｔ－アミレート等が挙げられる。これらランダマイザーの使用量は、リチウム含有重合開始剤１ｍｏｌに対して、０．０１～１００ｍｏｌの範囲が好ましい。
　本発明の変性ポリマーの製造方法では、上述した流通式反応器に、原料モノマーと、リチウム含有重合開始剤と、１，２－ブタジエンと、変性剤とを連続的に供給する。そして、流通式反応器内では、リチウム含有重合開始剤により、原料モノマーの重合が開始されると共に、１，２－ブタジエンにより、生成したリビングポリマー間で、活性部位が移動する。
　ここで、低分子量のリビングポリマーは、より分子量の高いリビングポリマーからプロトン（Ｈ＋）を引き抜き、安定化する傾向がある。安定化した低分子量ポリマーは、更に成長せず、また、変性剤とも反応しないため、低分子量のまま且つ未変性のままとなる割合が高い。一方、プロトン（Ｈ＋）を引き抜かれた高分子量のリビングポリマーは、活性部位を複数有することとなり、更に成長して、更に高分子量化する。そして、高分子量のリビングポリマーと、変性剤とが反応することで、変性ポリマーが生成するため、変性剤由来の官能基を有する変性ポリマーは、分子量が高い傾向がある。従って、本発明の変性ポリマーの製造方法によれば、未変性の低分子量ポリマーと、変性剤由来の官能基を有する変性高分子量ポリマーとのブレンンド物相当物を同時に製造することができる。
　本発明の変性ポリマーの製造方法では、前記重合及び変性を１１０℃以上で行い、好ましくは１１５～１３０℃で行う。１１０℃以上で原料モノマーの重合及び生成ポリマーの変性を行うことで、生成ポリマーの活性部位の連鎖移動を促進しつつ、変性を行うことができ、連鎖移動で失活した低分子量成分は、未変性のままとなる確率が高く、一方、連鎖移動で活性部位を複数有することとなった高分子量成分は、変性反応を受ける確率が高くなるため、分子量による変性率の差異を大きくでき、不均一な変性率分布を有する変性ポリマーを合成できる。
＜変性ポリマー＞
　本発明の変性ポリマーは、上記の変性ポリマーの製造方法で製造されたことを特徴とする。本発明の変性ポリマーは、上述したマトリクス用変性ポリマーと低分子量ポリマーとのブレンド物に相当するため、ゴム組成物のマトリクス用変性ポリマーを、低分子量ポリマーで伸展する工程、及び／又は、マトリクス用変性ポリマーと低分子量ポリマーとを別々に合成して、ブレンドする工程を省略できる。
　本発明の変性ポリマーは、平均変性率が好ましくは６０％以上で、より好ましくは７０～９５％であり、分子量６００，０００における変性率が好ましくは９０％以上であり、分子量８０，０００における変性率が好ましくは４０％以下である。
　前記変性ポリマーの平均変性率が６０％以上であれば、該変性ポリマーをゴム組成物に使用した場合、変性ポリマーと充填剤との親和性が高くなるため、ゴム組成物の低発熱性、耐摩耗性を向上させることができる。
　また、変性ポリマーの分子量６００，０００における変性率が９０％以上で且つ分子量８０，０００における変性率が４０％以下であれば、上記特許文献１に開示の無変性の低分子量ポリマーと、マトリクス用変性ポリマーとのブレンド物と同様となり、該変性ポリマーをゴム組成物に使用することで、上記特許文献１に開示のゴム組成物と同様の、低発熱性と、高い耐摩耗性を発現させることができる。
　なお、本発明の変性ポリマーは、特に限定されるものではないが、ポリスチレン換算の数平均分子量（Ｍｎ）が７０，０００～２１０，０００、重量平均分子量（Ｍｗ）が１４０，０００～５００，０００、ピーク分子量（Ｍｐ）が１５０，０００～４００，０００の範囲であることが好ましい。これらの分子量を満たす変性ポリマーは、低ロス性と耐摩耗性のバランスに優れるという利点を有する。
＜ゴム組成物＞
　本発明のゴム組成物は、上記の変性ポリマーを含むことを特徴とする。本発明のゴム組成物は、前記変性ポリマーを含むため、低発熱性、耐摩耗性に優れる。本発明のゴム組成物において、前記変性ポリマーは、マトリクスのゴム成分としての作用と、軟化剤としての作用を兼ねる。なお、本発明のゴム組成物は、更に、前記変性ポリマー以外のゴム成分を含んでもよい。
　本発明のゴム組成物には、前記変性ポリマーの他に、カーボンブラック、シリカ等の充填剤、老化防止剤、シランカップリング剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫剤等を、本発明の目的を害しない範囲内で適宜選択して配合することができる。これら配合剤としては、市販品を好適に使用することができる。
　本発明のゴム組成物は、前記変性ポリマーに、必要に応じて適宜選択した各種配合剤とを配合して、混練り、熱入れ、押出等することにより製造することができる。
＜タイヤ＞
　本発明のタイヤは、上述したゴム組成物を用いたことを特徴とする。本発明のタイヤは、前記ゴム組成物が用いられているため、転がり抵抗が小さく、耐摩耗性に優れる。ここで、前記ゴム組成物を用いるタイヤの部位としては、トレッド、サイドウォール、ケース部材等が挙げられるが、トレッドが好ましい。
　本発明のタイヤは、適用するタイヤの種類に応じ、未加硫のゴム組成物を用いて成形後に加硫して得てもよく、又は予備加硫工程等を経た半架橋ゴム組成物（半加硫ゴム）を用いて成形後、さらに本加硫して得てもよい。なお、本発明のタイヤは、好ましくは空気入りタイヤであり、空気入りタイヤに充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。
＜その他の用途＞
　また、タイヤ用途以外にも、防振ゴム、免震ゴム、ベルト（コンベアベルト）、ゴムクローラ、各種ホース、モランなどの、その他のゴム製品に、本発明のゴム組成物、又は、それを架橋してなる架橋ゴム組成物を使用することができる。
　以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。なお、各種の測定及び評価は、下記の方法に基づいて行った。
（１）分子量
　ゲルパーミエーションクロマトグラフィー［ＧＰＣ：東ソー製ＨＬＣ－８０２０、カラム：東ソー製ＧＭＨ－ＸＬ（２本直列）、検出器：示差屈折率計（ＲＩ）］で単分散ポリスチレンを基準として、各ポリマーのポリスチレン換算の数平均分子量（Ｍｎ）、重量平均分子量（Ｍｗ）、ピーク分子量（Ｍｐ）を求めた。
（２）ミクロ構造及び結合スチレン量
　生成したポリマーのブタジエン含量（質量％）と、ブタジエン部分のビニル結合量（質量％）と、スチレン含量（質量％）を１Ｈ－ＮＭＲスペクトルの積分比より求めた。
（３）変性率
（ｉ）バッチ重合品の変性率の測定法
　ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）を用いて、未反応物の変性剤量を測定することにより、変性剤の消費率を算出し、その値を変性率とした。
（ｉｉ）連続重合品の変性率の測定法
　変性剤を入れる直前の反応器からポリマーセメントを耐圧ボトルに取り出し、４，４’－ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン（ＤＥＡＢ）を多量に添加し、５０℃に保たれた恒温槽にて３０分間撹拌した。
　得られた反応物に、２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－ｐ－クレゾール（ＢＨＴ）を添加し、１１０℃に調温された熱ロールで乾燥した。
　得られたＤＥＡＢで変性されたサンプルを、分子量測定用のＧＰＣにて測定し、ＵＶ検出器により２８０ｎｍにおける吸収強度を分析した。
　バッチ重合にて作製した同一分子量で且つ変性率が既知のＤＥＡＢで変性されたサンプル対比の強度を比較することにより、特定の分子量における変性率を算出した。平均変性率は、８０，０００～６００，０００までの変性率の平均により算出した。
（４）生産性
　原料モノマーの転化率が１００％に達するまでの時間を測定した。
　ここで、流通式反応器を用いた連続重合においては、反応器内の滞留時間とした。
　表１及び表２においては、比較例３を基準として、１００％に達するまでの時間（又は滞留時間）の逆数にて指数表示を行い、表３及び表４においては、比較例９を基準として、１００％に達するまでの時間（又は滞留時間）の逆数にて指数表示を行った。指数値が大きい程、原料モノマーの転化率が１００％に達するまでの時間が短く、生産性が高いことを示す。
（５）発熱性（ｔａｎδ）
　得られたゴム組成物を１６０℃で２０分加硫後、動的せん断粘弾性測定装置（レオメトリックス社製）を使用し、温度６０℃、動歪５％、周波数１５Ｈｚでｔａｎδを測定した。表５においては、比較例１６のｔａｎδを１００とし、表６においては、比較例２１のｔａｎδを１００として下記式にて指数表示した。指数値が小さい程、発熱性が低く、ヒステリシスロスが小さいことを示す。
　発熱性指数＝［（供試ゴム組成物のｔａｎδ）／（比較例１６又は２１のゴム組成物のｔａｎδ）］×１００
（６）耐摩耗性
　得られたゴム組成物を１６０℃で２０分加硫後、ＪＩＳ　Ｋ　６２６４－２：２００５に準拠し、ランボーン摩耗試験機を使用して、スリップ率２５％、２３℃で摩耗量を測定し、表５においては、比較例１６の摩耗量の逆数を１００とし、表６においては、比較例２１の摩耗量の逆数を１００として下記式にて指数表示した。指数値が大きい程、摩耗量が少なく、耐摩耗性が良好であることを示す。
　耐摩耗性指数＝［（比較例１６又は２１のゴム組成物の摩耗量）／（供試ゴム組成物の摩耗量）］×１００
＜実施例１＞
　内容積７６Ｌの流通式反応器に、モノマー全質量基準で、スチレンモノマーを３５質量％、１，３－ブタジエンモノマーを６５質量％含むヘキサン溶液（２０質量％濃度）を１３８．４７ｋｇ／時で供給した。さらに、重合開始剤として３質量％のｎ－ブチルリチウムを５０３．００ｇ／時で供給し、ｎ－ブチルリチウム対比０．１８当量の１，２－ブタジエン、０．５０当量の２，２－ジ（テトラヒドロフラニル）プロパン、０．５０当量のＮ－（１，３－ジメチルブチリデン）－３－（トリエトキシシリル）－１－プロパンアミン（下記化学式で表される変性剤Ａ）を、反応器の底部より連続的に供給した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 　反応器の２／３の温度（底から約２／３の高さの側壁で測定した温度）を１２２℃に保持しながら、２０分の滞留時間で重合を行った。
　上記反応で得られたポリマーセメントに、イソプロパノールを加えて重合反応を停止させ、老化防止剤として２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－ｐ－クレゾール（ＢＨＴ）を添加した後、ブレンドタンクで約２時間保持した。その後、ポリマーセメントを、脱溶媒し、乾燥することにより、ポリマー１を得た。
　得られたポリマー１のスチレン含量は３５質量％、ポリマー全量に対するブタジエン含量は６５質量％、ブタジエン部分のビニル結合量は２８質量％であった。
＜実施例２、比較例１～２＞
　表１に示すように、ｎ－ブチルリチウム、２，２－ジ（テトラヒドロフラニル）プロパン、１，２－ブタジエンの供給割合を変化させ、重合温度を変化させる以外は、実施例１と同様にして、ポリマー２～４を製造した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
＜比較例３＞
　窒素置換された内容積５リットルのオートクレーブ反応器（バッチ式反応器）に、ヘキサン２４８６ｇ、２，２－ジ（テトラヒドロフラニル）プロパン０．１０ｍｏｌ／Ｌｉ、カリウム－ｔ－アミレート（ＫＴＡ）０．１０ｍｏｌ／Ｌｉ、スチレン１５４ｇ、１，３－ブタジエン２８５ｇを仕込んだ。反応器内容物の温度を１０℃に調整した後、ｎ－ブチルリチウム０．５８７ｍｍｏｌを添加して重合を開始した。重合は断熱条件で実施し、最高温度は８５℃に達した。
　重合転化率が９９％に達した時点で、１，３－ブタジエン１０ｇを追加し、更に５分重合させた。反応器からポリマー溶液を、メタノール１ｇを添加したシクロヘキサン溶液３０ｇ中に少量サンプリングした後、Ｎ－（１，３－ジメチルブチリデン）－３－（トリエトキシシリル）－１－プロパンアミン（変性剤Ａ）０．５０ｍｏｌ／Ｌｉを加えて、変性反応を１５分間行った。その後、反応混合物に、２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－ｐ－クレゾール（ＢＨＴ）を添加した。次いで、スチームストリッピングにより脱溶媒を行い、１１０℃に調温された熱ロールによりゴムを乾燥し、ポリマー５を得た。
＜比較例４～６＞
　表２に示すように、ｎ－ブチルリチウム、２，２－ジ（テトラヒドロフラニル）プロパン、カリウム－ｔ－アミレート（ＫＴＡ）の仕込み量を変化させる以外は、比較例３と同様にして、ポリマー６～８を製造した。なお、比較例６においては、変性剤を使用しなかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
＜実施例３＞
　Ｎ－（１，３－ジメチルブチリデン）－３－（トリエトキシシリル）－１－プロパンアミン（変性剤Ａ）に代えて、Ｎ－（３－トリエトキシシリルプロピル）－４，５－ジヒドロイミダゾール（下記化学式で表される変性剤Ｂ）を使用する以外は、実施例１と同様にして、ポリマー９を製造した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
＜実施例４、比較例７～８＞
　表３に示すように、ｎ－ブチルリチウム、２，２－ジ（テトラヒドロフラニル）プロパン、１，２－ブタジエンの供給割合を変化させ、重合温度を変化させる以外は、実施例３と同様にして、ポリマー１０～１２を製造した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
＜比較例９＞
　Ｎ－（１，３－ジメチルブチリデン）－３－（トリエトキシシリル）－１－プロパンアミン（変性剤Ａ）に代えて、Ｎ－（３－トリエトキシシリルプロピル）－４，５－ジヒドロイミダゾール（変性剤Ｂ）を使用する以外は、比較例３と同様にして、ポリマー１３を製造した。
＜比較例１０～１１＞
　表４に示すように、ｎ－ブチルリチウム、２，２－ジ（テトラヒドロフラニル）プロパン、カリウム－ｔ－アミレート（ＫＴＡ）の仕込み量を変化させる以外は、比較例９と同様にして、ポリマー１４～１５を製造した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
　表１～表４の結果から、本発明の変性ポリマーの製造方法は、生産性が高いことが分かる。
＜ゴム組成物の調製と評価＞
　表５及び表６に示す配合処方で、通常のバンバリーミキサーを用いて、混練の第１段階、混練の最終段階の順に混練を行って、ゴム組成物を製造した。なお、混練の第１段階におけるゴム組成物の最高温度は１６０℃とし、混練の最終段階におけるゴム組成物の最高温度は１０５℃とした。
　得られたゴム組成物の発熱性（ｔａｎδ指数）及び耐摩耗性を上記の方法により評価した。結果を表５及び表６に示す。
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
＊１：　旭カーボン株式会社製、商品名「＃８０」
＊２：　東ソー・シリカ株式会社製、商品名「ニップシールＡＱ」、ＢＥＴ表面積２０５ｍ２／ｇ
＊３：　ビス（３－トリエトシキシリルプロピル）ジスルフィド（平均硫黄鎖長：２．３５）、Ｅｖｏｎｉｋ社製シランカップリング剤、商品名「Ｓｉ７５」（登録商標）
＊４：　Ｎ－（１，３－ジメチルブチル）－Ｎ’－フェニル－ｐ－フェニレンジアミン、大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクラック６Ｃ」
＊５：　１，３－ジフェニルグアニジン、三新化学工業株式会社製、商品名「サンセラーＤ」
＊６：　ジ－２－ベンゾチアゾリルジスルフィド、三新化学工業株式会社製、商品名「サンセラーＤＭ」
＊７：　Ｎ－ｔｅｒｔ－ブチル－２－ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、三新化学工業株式会社製、商品名「サンセラーＮＳ」
　表５及び表６から、本発明の方法で製造された変性ポリマーを用いたゴム組成物は、マトリクス用変性ポリマーと低分子量ポリマーとを別々に合成して配合したゴム組成物と同等の低発熱性及び耐摩耗性を有することが分かる。
　本発明の方法で製造された変性ポリマーは、例えば、タイヤ等に用いられるゴム組成物に使用できる。また、本発明のゴム組成物は、タイヤ及びその他のゴム製品に利用できる。また、本発明のタイヤは、各種車輌向けのタイヤとして利用できる。

Claims (7)

  1. 　流通式反応器に、少なくとも共役ジエン化合物を含む原料モノマーと、リチウム含有重合開始剤と、１，２－ブタジエンと、変性剤とを連続的に供給し、前記原料モノマーを連続的に重合させてポリマーを生成させつつ、該生成したポリマーの一部を前記変性剤で変性する、変性ポリマーの製造方法において、
    　前記重合及び変性を１１０℃以上で行い、
    　前記１，２－ブタジエン（１，２－Ｂｄ）と、前記リチウム含有重合開始剤中のリチウム（Ｌｉ）とのモル比（１，２－Ｂｄ／Ｌｉ）を０．３７以下とすることを特徴とする、
    　変性ポリマーの製造方法。
  2. 　前記変性剤が、窒素原子及びケイ素原子の少なくとも一方を含む、請求項１に記載の変性ポリマーの製造方法。
  3. 　前記原料モノマーが、更に芳香族ビニル化合物を含む、請求項１又は２に記載の変性ポリマーの製造方法。
  4. 　請求項１～３のいずれか一項に記載の変性ポリマーの製造方法で製造されたことを特徴とする、変性ポリマー。
  5. 　平均変性率が６０％以上で、分子量６００，０００における変性率が９０％以上で、且つ分子量８０，０００における変性率が４０％以下である、請求項４に記載の変性ポリマー。
  6. 　請求項４又は５に記載の変性ポリマーを含むことを特徴とする、ゴム組成物。
  7. 　請求項６に記載のゴム組成物を用いたことを特徴とする、タイヤ。
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