JP6430854B2 - Process for producing conjugated diene polymer - Google Patents
Process for producing conjugated diene polymer Download PDFInfo
- Publication number
- JP6430854B2 JP6430854B2 JP2015031052A JP2015031052A JP6430854B2 JP 6430854 B2 JP6430854 B2 JP 6430854B2 JP 2015031052 A JP2015031052 A JP 2015031052A JP 2015031052 A JP2015031052 A JP 2015031052A JP 6430854 B2 JP6430854 B2 JP 6430854B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mass
- conjugated diene
- component
- cycloaliphatic
- diene polymer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Polymerisation Methods In General (AREA)
- Polymerization Catalysts (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Description
本発明は、共役ジエン重合体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a conjugated diene polymer.
炭化水素溶剤中で有機アルカリ金属及び/又は有機アルカリ土類金属を重合開始剤として、共役ジエンモノマー、又は共役ジエンモノマーと芳香族ビニルモノマーとを重合して得られる共役ジエン重合体は、例えばタイヤトレッド材料として用いられ、最近ではタイヤの省燃費性を高めるのに適した材料として注目されている。共役ジエン重合体の製造時に用いる炭化水素溶剤としては、重合体の溶解性や溶剤回収性の観点から、炭素数6個(以下、単にC6ともいう)の炭化水素溶剤が主に用いられている。 A conjugated diene polymer obtained by polymerizing a conjugated diene monomer or a conjugated diene monomer and an aromatic vinyl monomer using an organic alkali metal and / or organic alkaline earth metal as a polymerization initiator in a hydrocarbon solvent is, for example, a tire. It is used as a tread material and has recently attracted attention as a material suitable for improving the fuel economy of a tire. As the hydrocarbon solvent used in the production of the conjugated diene polymer, a hydrocarbon solvent having 6 carbon atoms (hereinafter also simply referred to as C6) is mainly used from the viewpoint of the solubility of the polymer and the solvent recoverability. .
特許文献1(特開昭63−186748号公報)は、炭化水素溶剤としてノルマルヘキサンを用いる変性ゴム組成物の製造方法を記載している。特許文献2(特開昭63−66246号公報)は、炭化水素溶剤としてシクロヘキサンを用いるゴム組成物の製造方法を記載している。 Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 63-186748) describes a method for producing a modified rubber composition using normal hexane as a hydrocarbon solvent. Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 63-66246) describes a method for producing a rubber composition using cyclohexane as a hydrocarbon solvent.
しかしながら、上記文献に記載の製造方法では、得られる共役ジエン重合体に含まれるゲル成分の量と残溶剤の量の両者を共に低減することが困難であるという問題があることが、発明者らの分析により明らかとなった。すなわち、非環式脂肪族C6成分(環構造を有しない炭素数6個の脂肪族炭化水素からなる成分)のみを溶剤とすると、分子量の高い重合体が重合槽の内壁に析出、付着して、得られる共役ジエン重合体にゲル成分として残留するという問題がある。一方、環式脂肪族C6成分(環構造を少なくとも1つ有する炭素数6個の脂肪族炭化水素からなる成分)のみを溶剤とすると、分子量の高い重合体の重合槽の内壁への析出、付着を抑え、ゲルの生成を防ぐ効果はあるが、脱溶剤工程での脱揮速度が遅く、残揮発成分として残りやすいという問題がある。 However, the production methods described in the above documents have a problem that it is difficult to reduce both the amount of the gel component and the amount of the residual solvent contained in the resulting conjugated diene polymer. It became clear by analysis. That is, when only the acyclic aliphatic C6 component (component consisting of an aliphatic hydrocarbon having 6 carbon atoms having no ring structure) is used as a solvent, a polymer having a high molecular weight is deposited and adhered to the inner wall of the polymerization tank. There is a problem that the resulting conjugated diene polymer remains as a gel component. On the other hand, if only the cycloaliphatic C6 component (the component consisting of an aliphatic hydrocarbon having 6 ring carbons having at least one ring structure) is used as a solvent, the polymer having a high molecular weight is deposited on the inner wall of the polymerization tank. However, there is a problem that the devolatilization rate in the desolvation process is slow and it is likely to remain as a residual volatile component.
そこで、本発明は、得られる共役ジエン重合体に含まれるゲル成分の量と残溶剤の量の両者を共に低減することができる共役ジエン重合体の製造方法を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the manufacturing method of the conjugated diene polymer which can reduce both the quantity of the gel component contained in the conjugated diene polymer obtained, and the quantity of a residual solvent.
本発明は以下の事項に関する。
1. 炭化水素溶剤中で有機アルカリ金属及び/又は有機アルカリ土類金属を重合開始剤として、共役ジエンモノマーを重合、又は共役ジエンモノマーと芳香族ビニルモノマーとを重合させる工程を含む共役ジエン重合体の製造方法であって、
前記炭化水素溶剤が、炭素数6個の環式脂肪族炭化水素からなる環式脂肪族C6成分を全炭化水素溶剤の質量に対して1〜30質量%含む、共役ジエン重合体の製造方法。
The present invention relates to the following matters.
1. Production of a conjugated diene polymer comprising a step of polymerizing a conjugated diene monomer or polymerizing a conjugated diene monomer and an aromatic vinyl monomer using an organic alkali metal and / or organic alkaline earth metal as a polymerization initiator in a hydrocarbon solvent A method,
The manufacturing method of the conjugated diene polymer in which the said hydrocarbon solvent contains 1-30 mass% of the cycloaliphatic C6 component which consists of a C6 cycloaliphatic hydrocarbon with respect to the mass of all the hydrocarbon solvents.
2. 前記炭化水素溶剤が、炭素数6個の非環式脂肪族炭化水素からなる非環式脂肪族C6成分を全炭化水素溶剤の質量に対して70〜99質量%含む、上記1に記載の共役ジエン重合体の製造方法。 2. 2. The conjugate according to 1 above, wherein the hydrocarbon solvent contains 70 to 99% by mass of an acyclic aliphatic C6 component composed of an acyclic aliphatic hydrocarbon having 6 carbon atoms based on the mass of the total hydrocarbon solvent. A method for producing a diene polymer.
3. 前記環式脂肪族C6成分が、シクロヘキサン及びメチルシクロペンタンを含有する、上記1又は2に記載の共役ジエン重合体の製造方法。 3. 3. The method for producing a conjugated diene polymer according to 1 or 2 above, wherein the cycloaliphatic C6 component contains cyclohexane and methylcyclopentane.
4. 前記環式脂肪族C6成分が、環式脂肪族C6成分の全質量に対し5〜80質量%のメチルシクロペンタンを含む、上記1〜3のいずれかに記載の共役ジエン重合体の製造方法。 4). The manufacturing method of the conjugated diene polymer in any one of said 1-3 whose said cycloaliphatic C6 component contains 5-80 mass% methylcyclopentane with respect to the total mass of cycloaliphatic C6 component.
本発明の共役ジエン重合体の製造方法によれば、ゲル成分と残溶剤の含有量が少ない共役ジエン重合体を得ることができる。 According to the method for producing a conjugated diene polymer of the present invention, a conjugated diene polymer having a low content of gel components and residual solvent can be obtained.
以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」という)について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。 Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “the present embodiment”) will be described in detail. In addition, this invention is not restrict | limited to the following embodiment, A various deformation | transformation can be implemented within the range of the summary.
本実施形態の一態様は、炭化水素溶剤中で有機アルカリ金属及び/又は有機アルカリ土類金属を重合開始剤として、共役ジエンモノマーを重合、又は共役ジエンモノマーと芳香族ビニルモノマーとを重合させる工程(以下、「重合工程」とも記載する。)を含む共役ジエン重合体の製造方法であって、該炭化水素溶剤が、炭素数6個の環式脂肪族炭化水素からなる環式脂肪族C6成分を全炭化水素溶剤の質量に対して1〜30質量%含む。なお、本明細書において、炭化水素溶剤のことを単に「溶剤」と記載することもある。 One aspect of this embodiment is a step of polymerizing a conjugated diene monomer or polymerizing a conjugated diene monomer and an aromatic vinyl monomer using an organic alkali metal and / or organic alkaline earth metal as a polymerization initiator in a hydrocarbon solvent. (Hereinafter, also referred to as “polymerization step”), wherein the hydrocarbon solvent is a cycloaliphatic C6 component comprising a cycloaliphatic hydrocarbon having 6 carbon atoms. 1-30 mass% is included with respect to the mass of all the hydrocarbon solvents. In the present specification, the hydrocarbon solvent may be simply referred to as “solvent”.
<炭化水素溶剤>
共役ジエンモノマーを重合、又は共役ジエンモノマーと芳香族ビニルモノマーとを重合させる重合工程に用いられる炭化水素溶剤は、環式脂肪族C6成分を、全炭化水素溶剤の質量に対して1〜30質量%含有する。ここで、本発明において、「環式脂肪族C6成分」とは、炭素数6個の脂肪族炭化水素であって、分子内に環構造を少なくとも一つ有する化合物からなる成分のことをいう。環式脂肪族C6成分に含まれる化合物は、分子内に不飽和結合を有してもよい。
<Hydrocarbon solvent>
The hydrocarbon solvent used in the polymerization step for polymerizing the conjugated diene monomer or polymerizing the conjugated diene monomer and the aromatic vinyl monomer is a cycloaliphatic C6 component in an amount of 1 to 30 mass relative to the mass of the total hydrocarbon solvent. %contains. Here, in the present invention, the “cycloaliphatic C6 component” refers to a component composed of a compound having 6 carbon atoms and having at least one ring structure in the molecule. The compound contained in the cycloaliphatic C6 component may have an unsaturated bond in the molecule.
環式脂肪族C6成分に含まれる化合物としては、例えば、シクロヘキサン、シクロヘキセン、メチルシクロペンタン、及びメチルシクロペンテンからなる群から選択される少なくとも1つ以上の化合物を用いることができる。環式脂肪族C6成分は、好ましくは、シクロヘキサン及び/又はメチルシクロペンタンを含有し、より好ましくは、シクロヘキサン及びメチルシクロペンタンを含有する。 As the compound contained in the cycloaliphatic C6 component, for example, at least one compound selected from the group consisting of cyclohexane, cyclohexene, methylcyclopentane, and methylcyclopentene can be used. The cycloaliphatic C6 component preferably contains cyclohexane and / or methylcyclopentane, more preferably cyclohexane and methylcyclopentane.
炭化水素溶剤に含まれる環式脂肪族C6成分の量は、全炭化水素溶剤の質量に対し1〜30質量%である。炭化水素溶剤に含まれる環式脂肪族C6成分の量が1質量%以上であることで共役ジエン共重合体に含まれるゲルの含有量が抑えられ、30質量%以下であることで共役ジエン共重合体中に残留する溶剤を少量に抑えることができる。環式脂肪族C6成分の含有量の下限値としては、全炭化水素溶剤中に1質量%以上であればよく、3質量%以上、6質量%以上、12質量%以上、14質量%以上、24質量%以上、又は27質量%以上とすることができ、上限値としては、全炭化水素溶剤中に30質量%以下であればよく、27質量%以下、24質量%以下、14質量%以下、12質量%以下、6質量%以下、又は3質量%以下とすることができる。環式脂肪族C6成分の含有量は、例えば、特にゲルの含有量を低減する観点からは、全炭化水素溶剤の質量に対し、好ましくは14〜30質量%、より好ましくは24〜27質量%とすることができ、特に残溶剤量を低減する観点からは好ましくは5〜15重量%、より好ましくは6〜14質量%とすることができる。 The amount of the cycloaliphatic C6 component contained in the hydrocarbon solvent is 1 to 30% by mass with respect to the mass of the total hydrocarbon solvent. When the amount of the cycloaliphatic C6 component contained in the hydrocarbon solvent is 1% by mass or more, the content of the gel contained in the conjugated diene copolymer is suppressed, and when it is 30% by mass or less, the conjugated diene copolymer is contained. The solvent remaining in the polymer can be suppressed to a small amount. The lower limit of the content of the cycloaliphatic C6 component may be 1% by mass or more in all hydrocarbon solvents, 3% by mass, 6% by mass, 12% by mass, 14% by mass, The upper limit value may be 30% by mass or less in the total hydrocarbon solvent, and may be 27% by mass or less, 24% by mass or less, and 14% by mass or less. 12 mass% or less, 6 mass% or less, or 3 mass% or less. The content of the cycloaliphatic C6 component is preferably, for example, from 14 to 30% by mass, more preferably from 24 to 27% by mass, based on the mass of the total hydrocarbon solvent, particularly from the viewpoint of reducing the gel content. Especially from the viewpoint of reducing the amount of residual solvent, it is preferably 5 to 15% by weight, more preferably 6 to 14% by weight.
本発明の一実施形態において、環式脂肪族C6成分の全質量に対し、環式脂肪族C6成分が5〜80質量%のメチルシクロペンタンを含むことが好ましい。メチルシクロペンタンの含有量の下限値は、限定されないが、環式脂肪族C6成分のうち、好ましくは5質量%以上、10質量%以上、30質量%以上、50質量%以上、又は70質量%以上とすることができ、上限値は、限定されないが、環式脂肪族C6成分のうち、好ましくは80質量%以下、75質量%以下、50質量%以下、又は15質量%以下とすることができる。 In one Embodiment of this invention, it is preferable that cycloaliphatic C6 component contains 5-80 mass% methylcyclopentane with respect to the total mass of cycloaliphatic C6 component. The lower limit of the content of methylcyclopentane is not limited, but among the cycloaliphatic C6 component, preferably 5% by mass or more, 10% by mass or more, 30% by mass or more, 50% by mass or more, or 70% by mass. Although the upper limit value is not limited, among the cycloaliphatic C6 components, it is preferably 80% by mass or less, 75% by mass or less, 50% by mass or less, or 15% by mass or less. it can.
環式脂肪族C6成分は溶剤の中でも共役ジエン重合体との親和性が比較的高いために重合体の溶解性も高く、分子量の高い重合体の重合槽の内壁への析出、付着を抑え、ゲルの生成を防いでいると考えられる。しかし、環式脂肪族C6成分は、共役ジエン重合体との親和性が高いが故に、脱溶剤工程での脱揮速度が遅く、残揮発成分として残りやすい性質もある。本発明により溶剤中の環式脂肪族C6成分の組成を特定範囲にすることで、上記ゲルの生成量の低減と残揮発成分の量の低減の両立を達成した。 Since the cycloaliphatic C6 component has a relatively high affinity with the conjugated diene polymer among the solvents, the solubility of the polymer is also high, and the precipitation and adhesion of the polymer having a high molecular weight on the inner wall of the polymerization tank is suppressed, It is thought that the formation of gel is prevented. However, since the cycloaliphatic C6 component has a high affinity with the conjugated diene polymer, the devolatilization rate in the desolvation step is slow and it tends to remain as a residual volatile component. By making the composition of the cycloaliphatic C6 component in the solvent into a specific range according to the present invention, the reduction in the amount of gel produced and the reduction in the amount of residual volatile components were achieved.
炭化水素溶剤は、上記で説明した環式脂肪族C6成分に加えて、他の成分、例えば芳香族成分、非環式脂肪族成分、および環式脂肪族C6成分以外の環式脂肪族成分からなる群から選ばれる少なくとも一種等を更に含有してもよい。ここで、芳香族成分、非環式脂肪族成分、および環式脂肪族C6成分以外の環式脂肪族成分は、それぞれ、芳香族化合物、非環式脂肪族化合物、および環式脂肪族C6成分以外の環式脂肪族化合物からなる成分である。これらのうち、炭化水素溶剤は非環式脂肪族成分を含有することが好ましい。非環式脂肪族成分として、好ましくは非環式脂肪族C6成分が挙げられる。ここで、「非環式脂肪族C6成分」とは、炭素数6個の脂肪族炭化水素であって、分子内に環構造を有しないものをいう。非環式脂肪族C6成分は、分子内に不飽和結合を有してもよい。本実施形態の一態様として、炭化水素溶剤の全量に対して非環式脂肪族C6成分の量が70〜99質量%であることが好ましい。 In addition to the cycloaliphatic C6 component described above, the hydrocarbon solvent is derived from other components such as an aromatic component, an acyclic aliphatic component, and a cycloaliphatic component other than the cycloaliphatic C6 component. You may further contain at least 1 type chosen from the group which consists of. Here, the cycloaliphatic components other than the aromatic component, the acyclic aliphatic component, and the cycloaliphatic C6 component are the aromatic compound, the acyclic aliphatic compound, and the cycloaliphatic C6 component, respectively. It is a component which consists of cycloaliphatic compounds other than. Of these, the hydrocarbon solvent preferably contains an acyclic aliphatic component. The acyclic aliphatic component is preferably an acyclic aliphatic C6 component. Here, the “acyclic aliphatic C6 component” means an aliphatic hydrocarbon having 6 carbon atoms and having no ring structure in the molecule. The acyclic aliphatic C6 component may have an unsaturated bond in the molecule. As one aspect of the present embodiment, the amount of the acyclic aliphatic C6 component is preferably 70 to 99% by mass with respect to the total amount of the hydrocarbon solvent.
非環式脂肪族C6成分としては、例えば、n−ヘキサン、ヘキセン、2,2−ジメチルブタン、2,3−ジメチルブタン、2−メチルペンタン、及び3−メチルペンタンからなる群から選択される少なくとも1つの化合物を用いることができ、一種を単独で用いても二種以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of the acyclic aliphatic C6 component include at least selected from the group consisting of n-hexane, hexene, 2,2-dimethylbutane, 2,3-dimethylbutane, 2-methylpentane, and 3-methylpentane. One compound can be used, and one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
芳香族成分としては、例えば、トルエン、キシレン、及びエチルベンゼンからなる群から選択される少なくとも1つの化合物を用いることができ、一種を単独で用いても二種以上を組み合わせて用いてもよい。 As the aromatic component, for example, at least one compound selected from the group consisting of toluene, xylene, and ethylbenzene can be used, and one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
<共役ジエンモノマー>
本発明において、共役ジエンモノマーは、重合可能なモノマーであれば特に限定されず、例えば1,3−ブタジエン、イソプレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、3−メチル−1,3−ペンタジエン、1,3−ヘプタジエン、及び1,3−ヘキサジエン等が挙げられる。これらの中でも、工業的入手の容易さの観点から、1,3−ブタジエン、及びイソプレンが好ましい。これらは1種を単独で使用しても2種以上を併用してもよい。
<Conjugated diene monomer>
In the present invention, the conjugated diene monomer is not particularly limited as long as it is a polymerizable monomer. For example, 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, 3- Examples include methyl-1,3-pentadiene, 1,3-heptadiene, and 1,3-hexadiene. Among these, 1,3-butadiene and isoprene are preferable from the viewpoint of industrial availability. These may be used alone or in combination of two or more.
本実施形態においては、上記共役ジエンモノマーと芳香族ビニルモノマーとを共重合して、これらの共重合体である共役ジエン重合体を製造してもよい。芳香族ビニルモノマーは、共役ジエンモノマーと共重合可能なモノマーであれば特に限定されず、例えばスチレン、mまたはp−メチルスチレン、α−メチルスチレン、ビニルエチルベンゼン、ビニルキシレン、ビニルナフタレン、ジフェニルエチレン、及びジビニルベンゼン等が挙げられる。これらの中でも、工業的入手の容易さの観点から、スチレンが好ましい。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 In the present embodiment, the conjugated diene monomer and the aromatic vinyl monomer may be copolymerized to produce a conjugated diene polymer that is a copolymer thereof. The aromatic vinyl monomer is not particularly limited as long as it is a monomer copolymerizable with a conjugated diene monomer. For example, styrene, m or p-methylstyrene, α-methylstyrene, vinylethylbenzene, vinylxylene, vinylnaphthalene, diphenylethylene, And divinylbenzene. Among these, styrene is preferable from the viewpoint of industrial availability. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
<共役ジエン重合体>
本実施形態において製造される共役ジエン重合体は、共役ジエンモノマーのみの重合体であってもよいし、共役ジエンモノマーと芳香族ビニルモノマーとの重合体(共重合体)であってもよいし、これらの重合体が他の重合可能なモノマー等と重合していてもよい。また、該共役ジエンモノマーおよび該芳香族ビニルモノマーは、それぞれ、1種の化合物単独であっても2種以上の化合物を含んでもよい。
<Conjugated diene polymer>
The conjugated diene polymer produced in the present embodiment may be a polymer containing only a conjugated diene monomer, or may be a polymer (copolymer) of a conjugated diene monomer and an aromatic vinyl monomer. These polymers may be polymerized with other polymerizable monomers. In addition, each of the conjugated diene monomer and the aromatic vinyl monomer may be a single compound or two or more compounds.
共役ジエン重合体が、共役ジエンモノマーと芳香族ビニルモノマーとの共重合体である場合、共役ジエン重合体中に結合した芳香族ビニルモノマーの量(以下、「結合芳香族ビニル量」という。)は、特に限定されないが、共役ジエン重合体の総量100質量%に対して、好ましくは5質量%以上70質量%以下であり、より好ましくは10質量%以上50質量%以下である。結合芳香族ビニル量が上記範囲であると、得られた共役ジエン重合体を例えばタイヤトレッドの材料として用いる場合、低ヒステリシスロス性とウェットスキッド抵抗性のバランスがさらに優れ、耐摩耗性や破壊強度も満足する共役ジエン重合体の加硫物を得やすくなる。ここで、結合芳香族ビニル量は、フェニル基の紫外吸光によって測定でき、ここから結合共役ジエン量も求めることができる。具体的には、試料をクロロホルムに溶解して測定サンプルとし、スチレンのフェニル基によるUV254nmの吸収により結合スチレン量(質量%)を測定できる(例えば、島津製作所社製、分光光度計「UV−2450」)。 When the conjugated diene polymer is a copolymer of a conjugated diene monomer and an aromatic vinyl monomer, the amount of the aromatic vinyl monomer bonded to the conjugated diene polymer (hereinafter referred to as “bound aromatic vinyl amount”). Is not particularly limited, but is preferably 5% by mass or more and 70% by mass or less, more preferably 10% by mass or more and 50% by mass or less, with respect to 100% by mass of the total amount of the conjugated diene polymer. When the amount of bonded aromatic vinyl is in the above range, when the obtained conjugated diene polymer is used as a material for, for example, a tire tread, the balance between low hysteresis loss and wet skid resistance is further excellent, and wear resistance and fracture strength It becomes easy to obtain a vulcanized product of a conjugated diene polymer satisfying the above. Here, the amount of bonded aromatic vinyl can be measured by ultraviolet absorption of a phenyl group, and the amount of bonded conjugated diene can also be obtained from this. Specifically, the sample is dissolved in chloroform to obtain a measurement sample, and the amount of bound styrene (% by mass) can be measured by absorption at UV254 nm by the phenyl group of styrene (for example, a spectrophotometer “UV-2450 manufactured by Shimadzu Corporation”). ").
共役ジエン重合体における共役ジエン結合単位中のビニル結合量(1,2−又は3,4−結合)は、特に限定されないが、10モル%以上75モル%以下であることが好ましく、13モル%以上65モル%以下であることがより好ましい。ビニル結合量が上記範囲であると、得られた共役ジエン重合体を例えばタイヤトレッドの材料として用いた場合、低ヒステリシスロス性とウェットスキッド抵抗性のバランスがさらに優れ、耐摩耗性や破壊強度も満足する共役ジエン重合体の加硫物を得ることができる。ここで、共役ジエン重合体がブタジエンとスチレンの共重合体である場合には、ハンプトンの方法(R.R.Hampton,Analytical Chemistry,21,923(1949))により、ブタジエン結合単位中のビニル結合量(1,2−結合量)を求めることができる。 The vinyl bond amount (1,2- or 3,4-bond) in the conjugated diene bond unit in the conjugated diene polymer is not particularly limited, but is preferably 10 mol% to 75 mol%, preferably 13 mol%. More preferably, it is 65 mol% or less. When the amount of vinyl bonds is in the above range, when the obtained conjugated diene polymer is used, for example, as a tire tread material, the balance between low hysteresis loss and wet skid resistance is further improved, and wear resistance and fracture strength are also improved. A satisfactory vulcanized product of a conjugated diene polymer can be obtained. Here, when the conjugated diene polymer is a copolymer of butadiene and styrene, the vinyl bond in the butadiene bond unit is obtained by the method of Hampton (RR Hampton, Analytical Chemistry, 21, 923 (1949)). The amount (1,2-bond amount) can be determined.
共役ジエン重合体が共重合体である場合、ランダム共重合体であっても、ブロック共重合体であってもよい。 When the conjugated diene polymer is a copolymer, it may be a random copolymer or a block copolymer.
ランダム共重合体としては、例えばブタジエン−イソプレンランダム共重合体、ブタジエン−スチレンランダム共重合体、イソプレン−スチレンランダム共重合体、及びブタジエン−イソプレン−スチレンランダム共重合体等が挙げられる。共重合体鎖中の各モノマーの組成分布は特に限定されないが、例えば統計的ランダムな組成に近い完全ランダム共重合体、及び組成分布に勾配があるテーパー(勾配)ランダム共重合体等が挙げられる。共役ジエン重合体の結合様式、すなわち1,4−結合や1,2−結合等の組成は、分子鎖によって均一であってもよいし、異なっていてもよい。 Examples of the random copolymer include a butadiene-isoprene random copolymer, a butadiene-styrene random copolymer, an isoprene-styrene random copolymer, and a butadiene-isoprene-styrene random copolymer. The composition distribution of each monomer in the copolymer chain is not particularly limited, and examples thereof include a completely random copolymer close to a statistical random composition and a tapered (gradient) random copolymer having a gradient in composition distribution. . The bonding mode of the conjugated diene polymer, that is, the composition such as 1,4-bond or 1,2-bond may be uniform or different depending on the molecular chain.
ブロック共重合体としては、例えばブロックが2個からなる2型ブロック共重合体、3個からなる3型ブロック共重合体、及び4個からなる4型ブロック共重合体等が挙げられる。ここでスチレン等の芳香族ビニルモノマーからなるブロックをSで表し、ブタジエン及びイソプレン等の共役ジエンモノマーからなるブロック並びに/又は芳香族ビニルモノマーと共役ジエンモノマーとの共重合体からなるブロックをBで表すと、S−B2型ブロック共重合体、S−B−S3型ブロック共重合体、及びS−B−S−B4型ブロック共重合体等の式で表される。 Examples of the block copolymer include a 2 type block copolymer composed of 2 blocks, a 3 type block copolymer composed of 3 blocks, and a 4 type block copolymer composed of 4 blocks. Here, a block composed of an aromatic vinyl monomer such as styrene is represented by S, and a block composed of a conjugated diene monomer such as butadiene and isoprene and / or a block composed of a copolymer of an aromatic vinyl monomer and a conjugated diene monomer is represented by B. When expressed, it is expressed by a formula such as an S-B2 type block copolymer, a S-B-S3 type block copolymer, and a S-B-S-B4 type block copolymer.
上記式において、各ブロックの境界は必ずしも明瞭に区別される必要はない。例えばブロックBが芳香族ビニルモノマーと共役ジエンモノマーとの共重合体の場合、ブロックB中の芳香族ビニルモノマーは均一に分布していてもよく、又はテーパー状に分布していてもよい。また、ブロックBに、芳香族ビニルモノマーが均一に分布している部分及び/又はテーパー状に分布している部分がそれぞれ複数個共存していてもよい。ブロックBに、芳香族ビニルモノマー含有量が異なるセグメントが複数個共存していてもよい。共重合体中にブロックS、ブロックBがそれぞれ複数存在する場合、それらの分子量や組成等の構造は、同一でもよいし、異なっていてもよい。 In the above equation, the boundaries of each block need not be clearly distinguished. For example, when the block B is a copolymer of an aromatic vinyl monomer and a conjugated diene monomer, the aromatic vinyl monomer in the block B may be uniformly distributed or may be distributed in a tapered shape. Further, a plurality of portions in which the aromatic vinyl monomer is uniformly distributed and / or a portion in which the block is distributed in a tapered shape may coexist in the block B. A plurality of segments having different aromatic vinyl monomer contents may coexist in the block B. When a plurality of blocks S and blocks B are present in the copolymer, the structures such as molecular weight and composition thereof may be the same or different.
共役ジエン重合体の重量平均分子量(Mw)は、加工性や物性を考慮して10万以上200万以下が好ましく、20万以上100万以下がより好ましく、50万以上100万以下がさらに好ましい。 The weight average molecular weight (Mw) of the conjugated diene polymer is preferably 100,000 or more and 2,000,000 or less, more preferably 200,000 or more and 1,000,000 or less, and further preferably 500,000 or more and 1,000,000 or less in consideration of processability and physical properties.
共役ジエン重合体の分子量分布(Mw/Mn)は、好ましくは1.02以上6.0以下であり、より好ましくは1.05以上5.0以下であり、さらに好ましくは1.07以上4.0以下である。分子量分布が6.0以下であることにより、低ヒステリシスロス性が良好となる傾向にある。また、分子量分布が1.02以上であることにより、シリカ配合物の混合性及び加工性が良好となる。なお、分子量分布は、数平均分子量(Mn)に対する重量平均分子量(Mw)の比(Mw/Mn)である。また、重量平均分子量及び数平均分子量は、標準ポリスチレン試料を用いた検量式として、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下「GPC」と表記する。)から求められ、詳細には下記実施例に記載した方法に準じて測定できる。 The molecular weight distribution (Mw / Mn) of the conjugated diene polymer is preferably 1.02 or more and 6.0 or less, more preferably 1.05 or more and 5.0 or less, and further preferably 1.07 or more and 4. 0 or less. When the molecular weight distribution is 6.0 or less, low hysteresis loss tends to be good. Moreover, when the molecular weight distribution is 1.02 or more, the mixing property and workability of the silica compound are improved. The molecular weight distribution is a ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn). The weight average molecular weight and the number average molecular weight are determined from gel permeation chromatography (hereinafter referred to as “GPC”) as a calibration formula using a standard polystyrene sample, and are described in detail in the following examples. It can measure according to.
<重合開始剤>
本実施形態において、共役ジエンモノマーを重合、又は共役ジエンモノマーと芳香族ビニルモノマーとを重合する際の重合開始剤は、安定性や取扱い性の観点から、有機アルカリ金属及び/又は有機アルカリ土類金属であり、例えば有機アルミニウム、有機マグネシウム、有機リチウム、有機ナトリウム、及び有機カリウム等が好ましく、中でも重合効率の観点から有機リチウムが特に好ましい。重合開始剤として用いる有機リチウムとしては、低分子化合物や可溶化したオリゴマーの有機リチウムが挙げられ、また、有機基とリチウムの結合様式の観点から、炭素−リチウム結合を有する化合物、窒素−リチウム結合を有する化合物、及び錫−リチウム結合を有する化合物等が挙げられる。
<Polymerization initiator>
In the present embodiment, the polymerization initiator for polymerizing the conjugated diene monomer or polymerizing the conjugated diene monomer and the aromatic vinyl monomer is an organic alkali metal and / or an organic alkaline earth from the viewpoint of stability and handleability. For example, organoaluminum, organomagnesium, organolithium, organosodium, and organopotassium are preferred, and organolithium is particularly preferred from the viewpoint of polymerization efficiency. Examples of the organic lithium used as a polymerization initiator include low molecular weight compounds and solubilized oligomeric organic lithium. From the viewpoint of the bonding mode between an organic group and lithium, a compound having a carbon-lithium bond, a nitrogen-lithium bond. And a compound having a tin-lithium bond.
炭素−リチウム結合を有する有機リチウムとしては、例えばn−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウム、n−ヘキシルリチウム、ベンジルリチウム、フェニルリチウム、及びスチルベンリチウム等が挙げられる。 Examples of the organic lithium having a carbon-lithium bond include n-butyllithium, sec-butyllithium, tert-butyllithium, n-hexyllithium, benzyllithium, phenyllithium, and stilbenelithium.
窒素−リチウム結合からなる有機リチウムとしては、例えば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−n−ヘキシルアミド、リチウムジイソプロピルアミド、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、及びリチウムモルホリド等が挙げられる。 Examples of the organic lithium having a nitrogen-lithium bond include lithium dimethylamide, lithium diethylamide, lithium dipropylamide, lithium di-n-hexylamide, lithium diisopropylamide, lithium hexamethyleneimide, lithium pyrrolidide, lithium piperidide, and lithium. Examples include heptamethylene imide and lithium morpholide.
有機リチウムとしては、上記のモノ有機リチウムの代わりに多官能有機リチウムを使用して、又は、モノ有機リチウムと多官能有機リチウムとを併用して重合を行うこともできる。有機リチウムは1種を単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。 As the organic lithium, polymerization can be performed using polyfunctional organic lithium instead of the above monoorganolithium, or using monoorganolithium and polyfunctional organic lithium in combination. Organolithium may be used alone or in combination of two or more.
多官能有機リチウムとしては、例えば1,4−ジリチオブタン、sec−ブチルリチウムとジイソプロペニルベンゼンの反応物、1,3,5−トリリチオベンゼン、n−ブチルリチウムと1,3−ブタジエンとジビニルベンゼンとの反応物、及びn−ブチルリチウムとポリアセチレン化合物との反応物等が挙げられる。米国特許第5,708,092号明細書、英国特許第2,241,239号明細書、米国特許第5,527,753号明細書等に開示されている有機リチウムも使用することもできる。有機リチウムとしては、工業的入手の容易さ及び重合反応のコントロールの容易さの観点から、n−ブチルリチウム、及びsec−ブチルリチウムが好ましい。 Examples of the polyfunctional organic lithium include 1,4-dilithiobutane, a reaction product of sec-butyllithium and diisopropenylbenzene, 1,3,5-trilithiobenzene, n-butyllithium, 1,3-butadiene, and divinylbenzene. And a reaction product of n-butyllithium and a polyacetylene compound. Organolithium disclosed in US Pat. No. 5,708,092, British Patent 2,241,239, US Pat. No. 5,527,753 and the like can also be used. As the organic lithium, n-butyllithium and sec-butyllithium are preferable from the viewpoints of industrial availability and ease of control of the polymerization reaction.
有機リチウムを重合に用いる際は、取扱い性及び重合溶液への分散性を良くするために、上記で説明した炭化水素溶剤に予め希釈して、溶液にしたものを用いてもよい。 When organolithium is used for polymerization, in order to improve the handleability and dispersibility in the polymerization solution, a solution previously diluted with the hydrocarbon solvent described above may be used.
有機リチウムを上記炭化水素溶剤に希釈した時の濃度は、重合開始効率、及びモノマーとの均一混合性の観点から0.01質量%以上1質量%以下の範囲であることが好ましく、より好ましくは0.1質量%以上0.8質量%以下である。 The concentration when the organic lithium is diluted in the hydrocarbon solvent is preferably in the range of 0.01% by mass or more and 1% by mass or less, more preferably from the viewpoint of polymerization initiation efficiency and uniform mixing with the monomer. It is 0.1 mass% or more and 0.8 mass% or less.
<極性化合物>
共役ジエンモノマーの重合、又は共役ジエンモノマーと芳香族ビニルモノマーとを重合する重合工程においては、反応系中に極性化合物を添加してもよい。極性化合物は、芳香族ビニルモノマーを共役ジエンモノマーとランダムに共重合させるために用いることができ、共役ジエン部のミクロ構造を制御するためのビニル化剤としても用いることができる。また、重合速度の改善等にも効果がある。
<Polar compound>
In the polymerization step of polymerizing the conjugated diene monomer or polymerizing the conjugated diene monomer and the aromatic vinyl monomer, a polar compound may be added to the reaction system. The polar compound can be used for randomly copolymerizing an aromatic vinyl monomer with a conjugated diene monomer, and can also be used as a vinylating agent for controlling the microstructure of the conjugated diene moiety. It is also effective in improving the polymerization rate.
極性化合物としては、特に限定されず、例えばテトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、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、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジメトキシベンゼン、及び2,2−ビス(2−オキソラニル)プロパン等のエーテル類;テトラメチルエチレンジアミン、ジピペリジノエタン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ピリジン、及びキヌクリジン等の第3級アミン化合物;カリウム−t−アミラート、カリウム−t−ブチラート、ナトリウム−t−ブチラート、及びナトリウムアミラート等のアルカリ金属アルコキシド化合物;トリフェニルホスフィン等のホスフィン化合物等が挙げられる。これらの極性化合物は、それぞれ単独で用いてもよく2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The polar compound is not particularly limited, and examples thereof include tetrahydrofuran, diethyl ether, dioxane, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, dimethoxybenzene, and 2,2-bis (2-oxolanyl) propane. Ethers of: tertiary amine compounds such as tetramethylethylenediamine, dipiperidinoethane, trimethylamine, triethylamine, pyridine, and quinuclidine; potassium tert-amylate, potassium tert-butylate, sodium tert-butylate, and sodium Examples thereof include alkali metal alkoxide compounds such as amylate; phosphine compounds such as triphenylphosphine. These polar compounds may be used alone or in combination of two or more.
極性化合物の使用量は、特に限定されず、目的等に応じて選択することができる。重合開始剤1モルに対して0.01モル以上100モル以下であることが好ましい。このような極性化合物(ビニル化剤)は、重合体共役ジエン部分のミクロ構造の調節剤として、所望のビニル結合量に応じて、適量を用いることができる。 The usage-amount of a polar compound is not specifically limited, It can select according to the objective etc. It is preferable that it is 0.01 mol or more and 100 mol or less with respect to 1 mol of polymerization initiators. Such a polar compound (vinylating agent) can be used in an appropriate amount according to the desired vinyl bond amount as a regulator of the microstructure of the polymer conjugated diene moiety.
多くの極性化合物は、同時に共役ジエンモノマーと芳香族ビニルモノマーとの共重合において有効なランダム化効果を有し、芳香族ビニルモノマーの分布の調整やスチレンブロック量の調整剤として用いることができる。共役ジエンモノマーと芳香族ビニルモノマーとをランダム化する方法としては、例えば特開昭59−140211号公報に記載されているように、共重合の途中に1,3−ブタジエンの一部を断続的に添加する方法を用いてもよい。 Many polar compounds simultaneously have an effective randomizing effect in the copolymerization of a conjugated diene monomer and an aromatic vinyl monomer, and can be used as an adjustment of the distribution of the aromatic vinyl monomer and an adjuster of the styrene block amount. As a method for randomizing the conjugated diene monomer and the aromatic vinyl monomer, for example, as described in JP-A No. 59-140221, a part of 1,3-butadiene is intermittently produced during the copolymerization. You may use the method of adding to.
<反応温度>
重合工程における反応温度は、重合が進行する温度であれば特に限定されないが、0℃〜140℃であることが好ましい。反応温度が0℃以上であると生産性の観点から好ましく、140℃以下であるとゲルの生成を抑えることができるため好ましい。重合工程における反応温度の下限は、30℃以上であると重合量を効率よく上げることができるためより好ましく、50℃以上がより好ましく、70℃以上がさらに好ましい。また、反応温度の上限は、120℃以下であると重合中の失活を抑制することができるためより好ましく、100℃以下であるとさらに好ましい。
<Reaction temperature>
Although the reaction temperature in a superposition | polymerization process will not be specifically limited if superposition | polymerization advances, It is preferable that it is 0 to 140 degreeC. A reaction temperature of 0 ° C. or higher is preferable from the viewpoint of productivity, and a reaction temperature of 140 ° C. or lower is preferable because gel formation can be suppressed. The lower limit of the reaction temperature in the polymerization step is more preferably 30 ° C. or higher because the polymerization amount can be increased efficiently, more preferably 50 ° C. or higher, and even more preferably 70 ° C. or higher. Moreover, since the deactivation during superposition | polymerization can be suppressed as the upper limit of reaction temperature is 120 degrees C or less, it is more preferable and it is further more preferable that it is 100 degrees C or less.
<反応時間>
重合工程の反応時間は5〜120分であることが好ましい。5分以上にすることで分子量の高い重合体でも合成することができ、120分以下にすることでゲルの生成を抑えることができる。ここで反応時間とは、単量体と重合開始剤とを混合してから重合反応を停止させるまでの時間である。連続重合を採用する場合、反応時間は、平均反応時間として以下の式より計算される。
平均反応時間(分)=反応槽容積(L)/原料仕込み量の合計(L/分)
<Reaction time>
The reaction time in the polymerization step is preferably 5 to 120 minutes. By setting it to 5 minutes or more, a polymer having a high molecular weight can be synthesized, and by setting it to 120 minutes or less, gel formation can be suppressed. Here, the reaction time is the time from mixing the monomer and the polymerization initiator to stopping the polymerization reaction. When employing continuous polymerization, the reaction time is calculated from the following equation as the average reaction time.
Average reaction time (minutes) = reaction tank volume (L) / total raw material charge (L / minute)
重合プロセスは連続重合でもバッチ重合でもよいが生産効率の観点から連続重合が好ましい。 The polymerization process may be continuous polymerization or batch polymerization, but continuous polymerization is preferred from the viewpoint of production efficiency.
上述のような方法で共役ジエン重合体を得た後、共役ジエン重合体の活性末端にエポキシ基及び/又はアルコキシシリル基を有する化合物を反応させることで、共役ジエン重合体を変性させてもよい。 After obtaining the conjugated diene polymer by the method as described above, the conjugated diene polymer may be modified by reacting a compound having an epoxy group and / or an alkoxysilyl group at the active terminal of the conjugated diene polymer. .
エポキシ基を有する化合物としては、例えばエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル等の多価アルコールのポリグリシジルエーテル、及び4,4’−ジグリシジル−ビスフェノールA等の2個以上のフェノール基を有する芳香族化合物のポリグリシジルエーテル;1,4−ジグリシジルベンゼン、1,3,5−トリグリシジルベンゼン、及びポリエポキシ化液状ポリブタジエン等のポリエポキシ化合物;4,4’−ジグリシジル−ジフェニルメチルアミン、及び4,4’−ジグリシジル−ジベンジルメチルアミン等のエポキシ基含有3級アミン;ジグリシジルアニリン、ジグリシジルオルソトルイジン、テトラグリシジルメタキシレンジアミン、テトラグリシジルアミノジフェニルメタン、テトラグリシジル−p−フェニレンジアミン、ジグリシジルアミノメチルシクロヘキサン、テトラグリシジル−1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサン、及びテトラグリシジル−1,3−ビスアミノメチルシクロペンタン等のジグリシジルアミノ化合物等が挙げられる。これらのうち、ジグリシジルアミノ基を有する多官能化合物が好ましい。また、ジグリシジルアミノ基を有する多官能化合物の分子内のエポキシ基の数は2個以上であり、好ましくは3個以上、より好ましくは4個以上である。 Examples of the compound having an epoxy group include polyglycidyl ethers of polyhydric alcohols such as ethylene glycol diglycidyl ether and glycerin triglycidyl ether, and aromatics having two or more phenol groups such as 4,4′-diglycidyl-bisphenol A. Polyglycidyl ethers of group compounds; 1,4-diglycidylbenzene, 1,3,5-triglycidylbenzene, and polyepoxy compounds such as polyepoxidized liquid polybutadiene; 4,4′-diglycidyl-diphenylmethylamine, and 4 , 4′-diglycidyl-dibenzylmethylamine-containing tertiary amines; diglycidyl aniline, diglycidyl orthotoluidine, tetraglycidyl meta-xylene diamine, tetraglycidyl aminodiphenylmethane, tetraglycyl Jill -p- phenylenediamine, diglycidyl aminomethyl cyclohexane, tetraglycidyl-1,3-bisaminomethylcyclohexane, and diglycidylamino compounds such as tetraglycidyl-1,3-bis-aminomethyl cyclopentane, and the like. Of these, polyfunctional compounds having a diglycidylamino group are preferred. The number of epoxy groups in the molecule of the polyfunctional compound having a diglycidylamino group is 2 or more, preferably 3 or more, more preferably 4 or more.
<その他>
重合終了後、反応溶液に必要に応じて、失活剤、中和剤等を添加してもよい。失活剤としては、特に限定されず、例えば水;メタノール、エタノール、及びイソプロパノール等のアルコール等が挙げられる。中和剤としては、特に限定されず、例えばステアリン酸、オレイン酸、及びバーサチック酸等のカルボン酸、無機酸の水溶液、並びに炭酸ガス等が挙げられる。
<Others>
After the polymerization, a deactivator, a neutralizing agent, etc. may be added to the reaction solution as necessary. The quenching agent is not particularly limited, and examples thereof include water; alcohols such as methanol, ethanol, and isopropanol. The neutralizing agent is not particularly limited, and examples thereof include carboxylic acids such as stearic acid, oleic acid, and versatic acid, aqueous solutions of inorganic acids, and carbon dioxide gas.
さらに、重合後のゲルの生成を防止する観点や、加工時の安定性を向上させる観点から、得られた共役ジエン重合体に対して、ゴム用安定剤を添加することが好ましい。ゴム用安定剤は、特に限定されず、公知のものを用いることができるが、例えば2,6−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシトルエン(BHT)、n−オクタデシル−3−(4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−tert−ブチルフェノール)プロピネート、及び2−メチル−4,6−ビス[(オクチルチオ)メチル]フェノール等の酸化防止剤が好ましい。 Furthermore, it is preferable to add a stabilizer for rubber to the obtained conjugated diene polymer from the viewpoint of preventing the formation of gel after polymerization and improving the stability during processing. The stabilizer for rubber is not particularly limited, and a known stabilizer can be used. For example, 2,6-di-tert-butyl-4-hydroxytoluene (BHT), n-octadecyl-3- (4′- Antioxidants such as hydroxy-3 ′, 5′-di-tert-butylphenol) propinate and 2-methyl-4,6-bis [(octylthio) methyl] phenol are preferred.
重合溶液から溶剤を除去する脱揮工程は特に限定されないが、スチームストリッピング法や二軸押し出し機やニーダー等の回転するスクリューで重合体溶液を搬送しながら脱揮する方法が挙げられる。 The devolatilization step for removing the solvent from the polymerization solution is not particularly limited, and examples thereof include a devolatilization method while transporting the polymer solution with a rotating screw such as a steam stripping method or a twin screw extruder or a kneader.
次に、実施例及び比較例を挙げて本実施形態をより具体的に説明するが、本実施形態はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。実施例及び比較例における測定方法および評価方法は以下のとおりである。 Next, the present embodiment will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. However, the present embodiment is not limited to the following examples unless it exceeds the gist. Measurement methods and evaluation methods in Examples and Comparative Examples are as follows.
(1)重量平均分子量及び分子量分布の測定
ポリスチレン系ゲルを充填剤としたカラム3本を連結して用いたGPCを使用して、試料および標準ポリスチレンのクロマトグラムを測定した(ガードカラム:東ソー社製の商品名TSKguardculmn HHR−H、カラム:東ソー社製のTSKgel G6000HHR、TSKgel G5000HHR、TSKgel G4000HHR)。標準ポリスチレンの測定結果から検量線を作成し、これにより重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(Mw/Mn)を計算した。溶離液にはテトラヒドロフラン(THF)を使用した。共役ジエン重合体の試料10mgを、20mLのTHFに溶解し、これを200μLカラムに注入して測定した。測定はオーブン温度40℃、THFの流量1.0mL/分の条件で、東ソー社製のHLC8020(検出器;RI)を用いて行った。
(1) Measurement of weight average molecular weight and molecular weight distribution The chromatogram of a sample and standard polystyrene was measured using GPC using three columns connected with polystyrene gel as a filler (guard column: Tosoh Corporation). (Trade name: TSKguardcumn HHR-H, column: TSKgel G6000HHR, TSKgel G5000HHR, TSKgel G4000HHR manufactured by Tosoh Corporation). A calibration curve was prepared from the measurement results of standard polystyrene, and thereby the weight average molecular weight (Mw) and molecular weight distribution (Mw / Mn) were calculated. Tetrahydrofuran (THF) was used as the eluent. A 10 mg sample of the conjugated diene polymer was dissolved in 20 mL of THF, and this was injected into a 200 μL column and measured. The measurement was performed using an HLC8020 (detector; RI) manufactured by Tosoh Corporation under conditions of an oven temperature of 40 ° C. and a THF flow rate of 1.0 mL / min.
(2)共役ジエン重合体中の残溶剤量の測定
共役ジエン重合体の試料0.1gを20mLのヘッドスペースボトルに封入し、ヘッドスペースサンプラー(Agilent Technology社製G1888)にて150℃で30分間加熱して、加熱後の気相部1mLをガスクロマトグラフ(Agilent Technology社製6890N)に注入した。カラムはUltra1(0.2mmφ×25m、df=0.33μm、Agilent Technology社製)で、注入口温度を250℃とし、カラム温度を試料注入後、40℃で3分保持後、10℃/分で昇温し、100℃に達した時点で昇温速度を20℃/分に変更し、300℃に達した段階で10分間維持した。得られたクロマトグラムのピークの中からn−ヘキサン、2−メチルペンタン、3−メチルペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタンに相当するピークを選択し、予め上記の純試薬を用いて作成したピーク面積と濃度の関係を表す検量線から上記溶剤成分を定量することで、試料1gあたりの各成分の発生量を求め、その合計値を残溶剤量とした。
(2) Measurement of amount of residual solvent in conjugated diene polymer 0.1 g of a conjugated diene polymer sample was sealed in a 20 mL headspace bottle, and 30 minutes at 150 ° C. with a headspace sampler (G1888, manufactured by Agilent Technology). After heating, 1 mL of the heated gas phase portion was injected into a gas chromatograph (6890N manufactured by Agilent Technology). The column was Ultra 1 (0.2 mmφ × 25 m, df = 0.33 μm, manufactured by Agilent Technology), the inlet temperature was 250 ° C., the column temperature was maintained at 40 ° C. for 3 minutes, 10 ° C./minute after sample injection. When the temperature reached 100 ° C., the rate of temperature increase was changed to 20 ° C./min, and when the temperature reached 300 ° C., the temperature was maintained for 10 minutes. Peaks corresponding to n-hexane, 2-methylpentane, 3-methylpentane, cyclohexane, and methylcyclopentane are selected from the peaks of the obtained chromatogram, and the peak area created using the above pure reagent in advance The amount of each component generated per 1 g of the sample was determined by quantifying the solvent component from a calibration curve representing the concentration relationship, and the total value was taken as the residual solvent amount.
(3)ゲル含有量の測定
脱揮操作で溶剤を除去した重合体3gをトルエン100gに完全に溶解させ、100メッシュのろ紙でろ過した。ろ紙の初期重量をα1〔g〕とし、ろ過後のろ紙を乾燥させたときの重量をα2〔g〕とし、以下の計算式からゲル含有量(質量%)を求めた。
ゲル含有量(質量%)=100×(α2−α1)/3
(3) Measurement of gel content 3 g of the polymer from which the solvent was removed by devolatilization was completely dissolved in 100 g of toluene and filtered through 100 mesh filter paper. The initial weight of the filter paper was α1 [g], the weight when the filtered filter paper was dried was α2 [g], and the gel content (mass%) was determined from the following calculation formula.
Gel content (% by mass) = 100 × (α2−α1) / 3
(実施例1)
1,3−ブタジエンを22g/分、スチレンを12g/分、非環式脂肪族C6成分(a)を150g/分の条件で混合した後、10Lの重合槽の底部に連続的に供給した。非環式脂肪族C6成分(a)の組成は、n−ヘキサンが70質量%、2−メチルペンタンが21質量%、3−メチルペンタンが9質量%であった。この重合槽の底部からは更に、極性物質として2,2−ビス(2−オキソラニル)プロパンを0.038g/分、重合開始剤としてn−ブチルリチウムを0.013g/分、環式脂肪族C6成分としてシクロヘキサンを12g/分、メチルシクロペンタンを12g/分の速度で供給し、重合槽の内温を90℃となるように連続重合反応を継続させた。連続重合の平均反応時間は38分であった。重合槽内の溶剤組成は非環式脂肪族C6成分(a)が86質量%、シクロヘキサンが7質量%、メチルシクロペンタンが7質量%であった。重合槽は重合溶液で満たされており、重合槽の頂上部から押出された重合溶液は、配管を通して容量10Lの変性反応槽の底部へ供給した。変性反応器の温度を85℃に保ち、変性剤としてテトラグリシジル−1,3−ビスアミノメチルシクロペンタンを0.42mmol/分の速度で変性反応槽の底部から添加し、変性反応槽内を攪拌機で撹拌、混合しながら変性反応を実施した。変性反応槽の頂上部から押出された共重合体の溶液に酸化防止剤(BHT)に0.048g/分(n−ヘキサン溶液)を加えた後、ジャケット温度を180℃、装置内を100mmHgとした二軸の回転スクリューを有するニーダーに供給し、溶剤脱揮を行い、共役ジエン共重合体(P1)を得た。(P1)を分析した結果、重量平均分子量が98万、分子量分布が2.1、ゲル含有量が0.1質量%未満、残溶剤量が0.015質量%であった。
(Example 1)
After mixing 1,3-butadiene at 22 g / min, styrene at 12 g / min and acyclic aliphatic C6 component (a) at 150 g / min, the mixture was continuously fed to the bottom of a 10 L polymerization tank. The composition of the acyclic aliphatic C6 component (a) was 70% by mass of n-hexane, 21% by mass of 2-methylpentane, and 9% by mass of 3-methylpentane. From the bottom of this polymerization tank, further, 0.038 g / min of 2,2-bis (2-oxolanyl) propane as a polar substance, 0.013 g / min of n-butyllithium as a polymerization initiator, cycloaliphatic C6 As components, cyclohexane was supplied at a rate of 12 g / min and methylcyclopentane was supplied at a rate of 12 g / min, and the continuous polymerization reaction was continued so that the internal temperature of the polymerization tank was 90 ° C. The average reaction time for continuous polymerization was 38 minutes. The solvent composition in the polymerization tank was 86% by mass of the acyclic aliphatic C6 component (a), 7% by mass of cyclohexane, and 7% by mass of methylcyclopentane. The polymerization tank was filled with the polymerization solution, and the polymerization solution extruded from the top of the polymerization tank was supplied through a pipe to the bottom of the 10 L modified reaction tank. The temperature of the denaturing reactor is maintained at 85 ° C., and tetraglycidyl-1,3-bisaminomethylcyclopentane is added as a denaturing agent at a rate of 0.42 mmol / min from the bottom of the denaturing reactor, and the inside of the denaturing reactor is stirred. The modification reaction was carried out with stirring and mixing. After adding 0.048 g / min (n-hexane solution) to an antioxidant (BHT) to the copolymer solution extruded from the top of the modification reaction vessel, the jacket temperature is 180 ° C. and the inside of the apparatus is 100 mmHg. The conjugated diene copolymer (P1) was obtained by supplying to a kneader having a biaxial rotating screw and performing solvent devolatilization. As a result of analyzing (P1), the weight average molecular weight was 980,000, the molecular weight distribution was 2.1, the gel content was less than 0.1% by mass, and the residual solvent amount was 0.015% by mass.
(実施例2)
重合槽に供給する溶剤を、非環式脂肪族C6成分(a)を164g/分、シクロヘキサンを5g/分、メチルシクロペンタンを5g/分とした他は実施例1と同様に行った。重合槽内の溶剤組成は非環式脂肪族C6成分(a)が94質量%、シクロヘキサンが3質量%、メチルシクロペンタンが質量3%であった。得られた共役ジエン共重合体(P2)を分析した結果、重量平均分子量が98万、分子量分布が2.1、ゲル含有量が0.7質量%、残溶剤量が0.005質量%であった。
(Example 2)
The solvent supplied to the polymerization tank was the same as that of Example 1 except that the acyclic aliphatic C6 component (a) was 164 g / min, cyclohexane was 5 g / min, and methylcyclopentane was 5 g / min. The solvent composition in the polymerization tank was 94% by mass of the acyclic aliphatic C6 component (a), 3% by mass of cyclohexane, and 3% by mass of methylcyclopentane. As a result of analyzing the obtained conjugated diene copolymer (P2), the weight average molecular weight was 980,000, the molecular weight distribution was 2.1, the gel content was 0.7% by mass, and the residual solvent amount was 0.005% by mass. there were.
(実施例3)
重合槽に供給する溶剤を、非環式脂肪族C6成分(a)を132g/分、シクロヘキサンを21g/分、メチルシクロペンタンを21g/分とした他は実施例1と同様に行った。重合槽内の溶剤組成は非環式脂肪族C6成分(a)が77質量%、シクロヘキサンが12質量%、メチルシクロペンタンが質量12%であった。得られた共役ジエン共重合体(P3)を分析した結果、重量平均分子量が98万、分子量分布が2.1、ゲル含有量が0.1質量%未満、残溶剤量が0.083質量%であった。
Example 3
The solvent supplied to the polymerization tank was the same as in Example 1 except that the acyclic aliphatic C6 component (a) was 132 g / min, cyclohexane was 21 g / min, and methylcyclopentane was 21 g / min. The solvent composition in the polymerization tank was 77% by mass of the acyclic aliphatic C6 component (a), 12% by mass of cyclohexane, and 12% by mass of methylcyclopentane. As a result of analyzing the obtained conjugated diene copolymer (P3), the weight average molecular weight was 980,000, the molecular weight distribution was 2.1, the gel content was less than 0.1% by mass, and the residual solvent amount was 0.083% by mass. Met.
(実施例4)
重合槽に供給する溶剤を、非環式脂肪族C6成分(a)を127g/分、シクロヘキサンを12g/分、メチルシクロペンタンを35g/分とした他は実施例1と同様に行った。重合槽内の溶剤組成は非環式脂肪族C6成分(a)が73質量%、シクロヘキサンが7質量%、メチルシクロペンタンが20質量%であった。得られた共役ジエン共重合体(P4)を分析した結果、重量平均分子量が98万、分子量分布が2.1、ゲル含有量が0.1質量%未満、残溶剤量が0.032質量%であった。
(Example 4)
The solvent supplied to the polymerization tank was the same as that of Example 1, except that the acyclic aliphatic C6 component (a) was 127 g / min, cyclohexane was 12 g / min, and methylcyclopentane was 35 g / min. The solvent composition in the polymerization tank was 73% by mass of the acyclic aliphatic C6 component (a), 7% by mass of cyclohexane, and 20% by mass of methylcyclopentane. As a result of analyzing the obtained conjugated diene copolymer (P4), the weight average molecular weight was 980,000, the molecular weight distribution was 2.1, the gel content was less than 0.1% by mass, and the residual solvent amount was 0.032% by mass. Met.
(実施例5)
重合槽に供給する溶剤を、非環式脂肪族C6成分(a)を127g/分、シクロヘキサンを42g/分、メチルシクロペンタンを5g/分とした他は実施例1と同様に行った。重合槽内の溶剤組成は、非環式脂肪族C6成分(a)が73質量%、シクロヘキサンが24質量%、メチルシクロペンタンが3質量%であった。得られた共役ジエン共重合体(P5)を分析した結果、重量平均分子量が98万、分子量分布が2.1、ゲル含有量が0.1質量%未満、残溶剤量が0.042質量%であった。
(Example 5)
The solvent supplied to the polymerization tank was the same as that of Example 1 except that the acyclic aliphatic C6 component (a) was 127 g / min, cyclohexane was 42 g / min, and methylcyclopentane was 5 g / min. The solvent composition in the polymerization tank was 73% by mass of the acyclic aliphatic C6 component (a), 24% by mass of cyclohexane, and 3% by mass of methylcyclopentane. As a result of analyzing the obtained conjugated diene copolymer (P5), the weight average molecular weight was 980,000, the molecular weight distribution was 2.1, the gel content was less than 0.1% by mass, and the residual solvent amount was 0.042% by mass. Met.
(実施例6)
重合槽に供給する溶剤を、非環式脂肪族C6成分(a)を171g/分、シクロヘキサンを1.5g/分、メチルシクロペンタンを1.5g/分とした他は実施例1と同様に行った。重合槽内の溶剤組成は非環式脂肪族C6成分(a)が98質量%、シクロヘキサンが1質量%、メチルシクロペンタンが1質量%であった。得られた共役ジエン共重合体(P6)を分析した結果、重量平均分子量が98万、分子量分布が2.1、ゲル含有量が0.3質量%、残溶剤量が0.092質量%であった。
(Example 6)
The solvent supplied to the polymerization tank was the same as in Example 1 except that the acyclic aliphatic C6 component (a) was 171 g / min, cyclohexane was 1.5 g / min, and methylcyclopentane was 1.5 g / min. went. The solvent composition in the polymerization tank was 98% by mass of the acyclic aliphatic C6 component (a), 1% by mass of cyclohexane, and 1% by mass of methylcyclopentane. As a result of analyzing the obtained conjugated diene copolymer (P6), the weight average molecular weight was 980,000, the molecular weight distribution was 2.1, the gel content was 0.3% by mass, and the residual solvent amount was 0.092% by mass. there were.
(実施例7)
重合槽に供給する溶剤を、非環式脂肪族C6成分(a)を148g/分、シクロヘキサンを3g/分、メチルシクロペンタンを23g/分とした他は実施例1と同様に行った。重合槽内の溶剤組成は、非環式脂肪族C6成分(a)が85質量%、シクロヘキサンが2質量%、メチルシクロペンタンが13質量%であった。得られた共役ジエン共重合体(P7)を分析した結果、重量平均分子量が98万、分子量分布が2.1、ゲル含有量が0.5質量%、残溶剤量が0.095質量%であった。
(Example 7)
The solvent supplied to the polymerization tank was the same as that of Example 1 except that the acyclic aliphatic C6 component (a) was 148 g / min, cyclohexane was 3 g / min, and methylcyclopentane was 23 g / min. The solvent composition in the polymerization tank was 85% by mass of the acyclic aliphatic C6 component (a), 2% by mass of cyclohexane, and 13% by mass of methylcyclopentane. As a result of analyzing the obtained conjugated diene copolymer (P7), the weight average molecular weight was 980,000, the molecular weight distribution was 2.1, the gel content was 0.5% by mass, and the residual solvent amount was 0.095% by mass. there were.
(比較例1)
重合槽に供給する溶剤を非環式脂肪族C6成分(a)を112g/分、シクロヘキサンを31g/分、メチルシクロペンタンを31g/分とした他は実施例1と同様に行った。重合槽内の溶剤組成は非環式脂肪族C6成分(a)が64質量%、シクロヘキサンが18質量%、メチルシクロペンタンが18質量%であった。得られた共役ジエン共重合体(P8)を分析した結果、重量平均分子量が98万、分子量分布が2.1、ゲル含有量が0.1質量%未満、残溶剤量が0.22質量%であった。
(Comparative Example 1)
The same procedure as in Example 1 was performed except that the solvent supplied to the polymerization tank was 112 g / min for the acyclic aliphatic C6 component (a), 31 g / min for cyclohexane, and 31 g / min for methylcyclopentane. The solvent composition in the polymerization tank was 64% by mass of the acyclic aliphatic C6 component (a), 18% by mass of cyclohexane, and 18% by mass of methylcyclopentane. As a result of analyzing the obtained conjugated diene copolymer (P8), the weight average molecular weight was 980,000, the molecular weight distribution was 2.1, the gel content was less than 0.1% by mass, and the residual solvent amount was 0.22% by mass. Met.
(比較例2)
重合槽に、環式脂肪族C6成分を含まない溶剤〔すなわち、非環式脂肪族C6成分(a)のみから構成される溶剤〕を174g/分で供給した他は実施例1と同様に行った。得られた共役ジエン共重合体(P9)を分析した結果、重量平均分子量が92万、分子量分布が2.2、ゲル含有量が1.2質量%、残溶剤量が0.02質量%であった。
(Comparative Example 2)
The same procedure as in Example 1 was carried out except that a solvent containing no cycloaliphatic C6 component (that is, a solvent composed only of the acyclic aliphatic C6 component (a)) was supplied to the polymerization tank at 174 g / min. It was. As a result of analyzing the obtained conjugated diene copolymer (P9), the weight average molecular weight was 920,000, the molecular weight distribution was 2.2, the gel content was 1.2% by mass, and the residual solvent amount was 0.02% by mass. there were.
上記実施例および比較例の条件及び結果を下表1にまとめる。 The conditions and results of the above examples and comparative examples are summarized in Table 1 below.
Claims (3)
前記炭化水素溶剤が、炭素数6個の環式脂肪族炭化水素からなる環式脂肪族C6成分を全炭化水素溶剤の質量に対して1〜30質量%含み、
前記環式脂肪族C6成分が、シクロヘキサン及びメチルシクロペンタンを含有する、
共役ジエン重合体の製造方法。 Production of a conjugated diene polymer comprising a step of polymerizing a conjugated diene monomer or polymerizing a conjugated diene monomer and an aromatic vinyl monomer using an organic alkali metal and / or organic alkaline earth metal as a polymerization initiator in a hydrocarbon solvent A method,
It said hydrocarbon solvent is 1 to 30 wt% observed including the mass of the total hydrocarbon solvent cycloaliphatic C6 component comprising 6 carbon cyclic aliphatic hydrocarbon carbon,
The cycloaliphatic C6 component contains cyclohexane and methylcyclopentane;
A method for producing a conjugated diene polymer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015031052A JP6430854B2 (en) | 2015-02-19 | 2015-02-19 | Process for producing conjugated diene polymer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015031052A JP6430854B2 (en) | 2015-02-19 | 2015-02-19 | Process for producing conjugated diene polymer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016151021A JP2016151021A (en) | 2016-08-22 |
| JP6430854B2 true JP6430854B2 (en) | 2018-11-28 |
Family
ID=56695674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015031052A Active JP6430854B2 (en) | 2015-02-19 | 2015-02-19 | Process for producing conjugated diene polymer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6430854B2 (en) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003301113A (en) * | 2002-04-09 | 2003-10-21 | Asahi Kasei Corp | Asphalt composition |
| JP2003301112A (en) * | 2002-04-09 | 2003-10-21 | Asahi Kasei Corp | Modified polymer-containing asphalt composition |
| CN105705566B (en) * | 2013-08-23 | 2018-03-02 | 株式会社可乐丽 | Rubber composition and tire |
-
2015
- 2015-02-19 JP JP2015031052A patent/JP6430854B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2016151021A (en) | 2016-08-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI399389B (en) | A method for producing a conjugated diene-based polymer, a modified conjugated diene-based polymer, a modified conjugated diene-based polymer | |
| US9193807B2 (en) | Method for producing modified conjugated diene-based polymer, modified conjugated diene-based polymer, and modified conjugated diene-based polymer composition | |
| JP5127521B2 (en) | Modified conjugated diene polymer, method for producing the same, and polymer composition | |
| JP6097537B2 (en) | Method for producing branched butadiene polymer | |
| JP6166066B2 (en) | Modified conjugated diene polymer composition, tread, sidewall and tire | |
| JP2018028018A (en) | Modified conjugated diene polymer composition, rubber composition for tread, and tire | |
| JP5971912B2 (en) | Modified conjugated diene polymer composition | |
| CN104918968B (en) | The manufacture method of polymer | |
| JP2014177519A (en) | Modified conjugated diene type polymer composition, tread, side wall and tire | |
| US9593192B2 (en) | Method for producing modified polymer and hydrogenated product thereof | |
| WO2015008736A1 (en) | Polymer manufacturing method | |
| US20190169343A1 (en) | Method for producing polymer | |
| JP3797247B2 (en) | Process for producing modified diene polymer rubber | |
| JP6430854B2 (en) | Process for producing conjugated diene polymer | |
| US10246525B2 (en) | Process for producing conjugated diene polymer | |
| JP6480758B2 (en) | Process for producing conjugated diene polymer | |
| JP6554366B2 (en) | Process for producing conjugated diene polymer | |
| JP2016128543A (en) | Method for producing conjugated diene polymer | |
| JP6587872B2 (en) | Process for producing conjugated diene polymer | |
| JP6754616B2 (en) | Method for Producing Conjugated Diene Polymer Composition | |
| JP6659224B2 (en) | Method for producing conjugated diene polymer | |
| JP2019143081A (en) | Method for producing conjugated diene-based polymer | |
| JP6422403B2 (en) | Process for producing conjugated diene polymer | |
| JP2019143080A (en) | Method for producing conjugated diene-based polymer | |
| CN1958628A (en) | Synthetic method for preparing dialkene polymers with different contents of ethylene |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160523 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171031 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180726 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180731 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180925 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20181026 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20181101 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6430854 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |