Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2709530C1 - Method of producing caoutchouc, a rubber composition containing caoutchouc obtained using said method, as well as use of a rubber composition - Google Patents

Method of producing caoutchouc, a rubber composition containing caoutchouc obtained using said method, as well as use of a rubber composition Download PDF

Info

Publication number
RU2709530C1
RU2709530C1 RU2019103407A RU2019103407A RU2709530C1 RU 2709530 C1 RU2709530 C1 RU 2709530C1 RU 2019103407 A RU2019103407 A RU 2019103407A RU 2019103407 A RU2019103407 A RU 2019103407A RU 2709530 C1 RU2709530 C1 RU 2709530C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rubber
rubbers
butadiene
producing
initiator
Prior art date
Application number
RU2019103407A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Михайлович Аверков
Светлана Викторовна Туренко
Original Assignee
Публичное акционерное общество "СИБУР Холдинг"
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "СИБУР Холдинг" filed Critical Публичное акционерное общество "СИБУР Холдинг"
Application granted granted Critical
Publication of RU2709530C1 publication Critical patent/RU2709530C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • B60C1/0016Compositions of the tread
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F136/00Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds
    • C08F136/02Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds
    • C08F136/04Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds conjugated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F236/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds
    • C08F236/02Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds
    • C08F236/04Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds conjugated
    • C08F236/10Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds conjugated with vinyl-aromatic monomers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F36/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds
    • C08F36/02Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds
    • C08F36/04Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds conjugated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/46Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides selected from alkali metals
    • C08F4/48Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides selected from alkali metals selected from lithium, rubidium, caesium or francium
    • C08F4/486Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides selected from alkali metals selected from lithium, rubidium, caesium or francium at least two metal atoms in the same molecule
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/50Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides selected from alkaline earth metals, zinc, cadmium, mercury, copper or silver
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • C08L9/06Copolymers with styrene

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

FIELD: manufacturing technology.
SUBSTANCE: present invention relates to production of caoutchouc, as well as rubber based thereon. Described is a method of producing caoutchouc by anionic polymerisation of a conjugated diene and/or copolymerisation of a conjugated diene and a vinyl aromatic compound in an organic solvent medium in the presence of an electron donor and lithium organozincate of general formula R4ZnLi2 as an initiator. Electron donor used is 2,2-bis(2-oxolanyl)propane (ditetrahydrofurylpropane, DTHFP) in a hydrocarbon solvent and an inert medium. Invention also relates to rubber obtained using said method and to rubber compositions containing said caoutchouc.
EFFECT: improved hysteresis characteristics of caoutchouc based rubbers.
13 cl, 2 dwg, 4 tbl, 7 ex

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к области получения каучуков, а также резин на их основе, характеризующихся улучшенным комплексом гистерезисных свойств. В частности, изобретение относится к способу получения (со)полимеров бутадиена методом растворной анионной полимеризации в присутствии органоцинката лития общей формулой (I) R4ZnLi2, где R - одинаковые или различные алифатические и/или ароматические углеводородные радикалы, в качестве инициатора и 2,2-бис(2-оксоланил)пропана (дитетрагидрофурилпропана, ДТГФП) в качестве электронодонора. Данным методом можно получить бутадиеновый, бутадиен-стирольный или бутадиен-стирол-изопреновый каучуки.The present invention relates to the field of production of rubbers, as well as rubber based on them, characterized by an improved complex of hysteresis properties. In particular, the invention relates to a method for producing (co) butadiene polymers by solution anionic polymerization in the presence of lithium organozincate by the general formula (I) R4Znli2where R is the same or different aliphatic and / or aromatic hydrocarbon radicals, as the initiator, and 2,2-bis (2-oxolanyl) propane (ditetrahydrofurylpropane, DTGFP) as the electron donor. Using this method, you can get butadiene, butadiene-styrene or butadiene-styrene-isoprene rubbers.

Получаемые заявленным способом каучуки характеризуются среднечисловой молекулярной массой от 50000 до 400000 г/моль, коэффициентом полидисперсности от 1 до 3, количеством винилалкильных (1,2- и/или 3,4-звеньев) бутадиена равным более 60% масс. на бутадиеновую часть каучука и количеством винилароматических звеньев от 0 до 40% масс. на каучук, и находят применение в шинной промышленности для изготовления протекторных резин, характеризующихся улучшенным комплексом упруго-гистерезисных характеристик, в частности, улучшенным сцеплением с мокрой и обледенелой дорогой.The rubbers obtained by the claimed method are characterized by a number average molecular weight of 50,000 to 400,000 g / mol, a polydispersity coefficient of 1 to 3, and the amount of vinylalkyl (1,2- and / or 3,4 units) butadiene equal to more than 60% of the mass. on the butadiene part of the rubber and the number of vinyl aromatic units from 0 to 40% of the mass. rubber, and are used in the tire industry for the manufacture of tread rubber, characterized by an improved set of elastic-hysteresis characteristics, in particular, improved grip on wet and icy roads.

Уровень техникиState of the art

Эксплуатационные свойства резины для протектора шин, в частности, такие как сопротивление качению, сцепление с дорожным покрытием, во многом определяются строением каучука. Одним из главных факторов является соотношение мономеров в молекуле каучука, например, стирола, бутадиена и специальных мономеров (при их наличии), имеющих функциональные группы, а также изомерный состав мономеров, и, в частности, количество винилалкильных звеньев. Шины, изготовленные из каучука с высоким содержанием винилалкильных звеньев, прежде всего, обладают хорошим сцеплением с дорогой.The performance properties of rubber for the tire tread, in particular, such as rolling resistance, traction, are largely determined by the structure of the rubber. One of the main factors is the ratio of monomers in the rubber molecule, for example styrene, butadiene and special monomers (if any) having functional groups, as well as the isomeric composition of the monomers, and, in particular, the number of vinylalkyl units. Tires made of rubber with a high content of vinylalkyl units, above all, have good grip.

В настоящее время основным промышленно реализуемым способом производства каучуков, преимущественно бутадиен-стирольных, с высоким содержанием винилалкильных и/или винилароматических звеньев, является анионная растворная полимеризация. В качестве инициатора полимеризации традиционно используют литийорганические соединения. Однако все большую популярность приобретают органоцинкаты лития, которые по активности несколько уступают литийорганическим инициаторам, но являются более стабильными и, следовательно, более удобными в применении, в том числе и в промышленности, а также менее чувствительными к загрязнителям.Currently, the main industrially feasible method for the production of rubbers, mainly styrene-butadiene, with a high content of vinyl alkyl and / or vinyl aromatic units is anionic solution polymerization. Organolithium compounds are traditionally used as a polymerization initiator. However, lithium organozincates are becoming increasingly popular, which are slightly inferior in activity to organolithium initiators, but are more stable and, therefore, more convenient to use, including in industry, and also less sensitive to pollutants.

Так, в патенте US3716495 в качестве инициатора анионной полимеризации используют композицию, полученную взаимодействием литийорганического R(Li)x и металлоорганического RnM соединений, где М выбраны из 2a, 2b или 3а групп Периодической системы, и R представляет углеводородный радикал, содержащий до 20 атомов углерода. Растворитель для получения инициатора выбирают из полярных соединений, например, простых эфиров, тиоэфиров или третичных аминов. Полученный инициатор используют для (со)полимеризации таких мономеров как сопряженные диены, содержащие от 4 до 12 атомов углерода, винилароматические углеводороды, содержащие до 20 атомов углерода. Авторы US3716495 не исключают возможности использования специальных мономеров, способных вступать в процесс полимеризации (т.е. способных встроиться в макромолекулу получаемого каучука и имеющих в своем составе функциональные группы). Также отмечено, что введение в реактор полимеризации полярных соединений, например, тетрагидрофурана (ТГФ) или диэтилового эфира, не влияет на микроструктурные характеристики каучука, в том числе и на содержание винилалкильных звеньев. Недостатком известного способа является невысокое содержание винилалкильных звеньев. Так, в случае полибутадиена, их количество находится на уровне 10% масс.Thus, in patent US3716495, as the initiator of anionic polymerization, a composition obtained by reacting organolithium R (Li) x and organometallic R n M compounds is used, where M is selected from 2a, 2b or 3a of the Periodic Table and R represents a hydrocarbon radical containing up to 20 carbon atoms. The solvent for preparing the initiator is selected from polar compounds, for example, ethers, thioethers or tertiary amines. The obtained initiator is used for (co) polymerization of such monomers as conjugated dienes containing from 4 to 12 carbon atoms, vinyl aromatic hydrocarbons containing up to 20 carbon atoms. The authors of US3716495 do not exclude the possibility of using special monomers capable of entering into the polymerization process (i.e., capable of incorporating into the macromolecule of the resulting rubber and incorporating functional groups). It was also noted that the introduction of polar compounds, for example, tetrahydrofuran (THF) or diethyl ether, into the polymerization reactor does not affect the microstructural characteristics of the rubber, including the content of vinylalkyl units. The disadvantage of this method is the low content of vinylalkyl units. So, in the case of polybutadiene, their amount is at the level of 10% of the mass.

В заявке на патент JP2010209271 описан инициатор общей формулы трет-BuR3ZnM, где R - представляют собой алкильные или арильные углеводородные радикалы, М - щелочной металл, в том числе и литий. Инициатор применяется в анионной полимеризации сопряженных диенов, и, прежде всего, при сополимеризации 1,3-бутадиена и стирола. Технический результат заключается в получении каучука с содержанием винилалкильных звеньев 17,1% масс. и с содержанием стирола 10,2% масс. В заявке на патент JP2010209273 описан такой же инициатор, но увеличивается содержание стирола до 21-23% масс. и винилалкильных звеньев до 53-61% масс. за счет использования электронодоноров, описываемых формулами R2NRNR2, например, N,N,N',N'- тетраметилэтилендиамина (ТМЭДА), и ROROR. При этом для достижения требуемого технического результата необходимо применять семикратный избыток ТМЭДА по отношению к инициатору. Однако использование данного инициатора в промышленности затруднено из-за необходимости обязательного использования трет-бутиллития, который является пирофорным веществом, способным самовоспламеняться при контакте с воздухом. Кроме того, наличие трет-бутиллития требует температур значительно ниже 0 оС. Также заявляемое содержание стирола в полимере в обоих способах указывает на его неполную конверсию в процессе полимеризации, так как при 100%-й конверсии содержание стирола в каучуке должно составлять 25% масс.JP2010209271 describes an initiator of the general formula tert-BuR 3 ZnM, where R - are alkyl or aryl hydrocarbon radicals, M is an alkali metal, including lithium. The initiator is used in the anionic polymerization of conjugated dienes, and, above all, in the copolymerization of 1,3-butadiene and styrene. The technical result consists in obtaining rubber with a content of vinylalkyl units of 17.1% of the mass. and with a styrene content of 10.2% of the mass. In the patent application JP2010209273 the same initiator is described, but the styrene content is increased up to 21-23% of the mass. and vinylalkyl units up to 53-61% of the mass. through the use of electron donors described by the formulas R 2 NRNR 2 , for example, N, N, N ', N'-tetramethylethylenediamine (TMEDA), and ROROR. Moreover, to achieve the desired technical result, it is necessary to apply a seven-fold excess of TMEDA in relation to the initiator. However, the use of this initiator in industry is difficult due to the need for mandatory use of tert-butyl lithium, which is a pyrophoric substance capable of self-igniting upon contact with air. Furthermore, the presence of tert-butyllithium requires temperatures well below 0 ° C. It is also claimed a styrene content in the polymer in both methods, it indicates incomplete conversion during the polymerization, since a 100% conversion of the styrene content in the rubber must be 25 wt% .

Заявка на патент JP2010209273 раскрывает использование органоцинкатных литиевых инициаторов в присутствии электронодонорного соединения, отличного от электронодонорного соединения по настоящему изобретению, что приводит к получению каучука с низким количеством винилалкильных звеньев и низкой конверсией по стиролу. Патент EP0594107 раскрывает применение литийорганических инициаторов в сочетании с избытком тетрагидрофурана или 2,2-бис(2-оксоланил)пропана (дитетрагидрофурилпропана, ДТГФП) в качестве электронодоноров, что приводит к получению каучука с количеством винилалкильных звеньев не более 40% масс.JP2010209273 discloses the use of organozincate lithium initiators in the presence of an electron donor compound other than the electron donor compound of the present invention, which results in rubber having a low amount of vinyl alkyl units and low styrene conversion. Patent EP0594107 discloses the use of organolithium initiators in combination with an excess of tetrahydrofuran or 2,2-bis (2-oxolanyl) propane (ditetrahydrofurylpropane, DTGFP) as electron donors, which leads to the production of rubber with no more than 40% by weight of vinylalkyl units.

Общим недостатком известных способов также является низкая конверсия по стиролу, низкое содержание винилалкильных звеньев в получаемом каучуке, а также технологические трудности, связанные с использованием низких температур и склонного к самовоспламенению трет-бутиллития.A common disadvantage of the known methods is also the low styrene conversion, the low content of vinylalkyl units in the resulting rubber, as well as the technological difficulties associated with the use of low temperatures and self-igniting tert-butyl lithium.

Задачей настоящего изобретения является разработка промышленного способа получения каучуков, предпочтительно бутадиен-стирольных каучуков, с содержанием винилалкильных звеньев выше 60% масс., а в случае бутадиен-стирольных каучуков с содержанием винилароматических звеньев до 40% масс., методом растворной (со)полимеризации сопряженных диенов и/или винилароматических соединений в присутствии органоцинкатов лития общей формулы (I) R4ZnLi2, где R - одинаковые или различные алифатические и/или ароматические углеводородные радикалы, в качестве инициатора и 2,2-бис(2-оксоланил)пропана (дитетрагидрофурилпропан, ДТГФП) в качестве электронодонора в углеводородном растворителе и инертной среде.The objective of the present invention is to develop an industrial method for producing rubbers, preferably styrene-butadiene rubbers, with vinylalkyl content of more than 60 wt.%, And in the case of styrene-butadiene rubbers with vinylaromatic content of up to 40 wt.%, By solution (co) polymerization dienes and / or vinylaromatic compounds in the presence of lithium organotsinkatov general formula (I) R 4 ZnLi 2 wherein R - identical or different aliphatic and / or aromatic hydrocarbon radicals as nitsiatora and 2,2-bis (2-oxolanyl) propane (ditetragidrofurilpropan, DTGFP) as an electron donor in a hydrocarbon solvent and an inert atmosphere.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в улучшении гистерезисных характеристик резин на основе каучуков, полученных заявляемым способом, и, в частности, улучшении сцепления протекторных резин с дорогой за счет содержания винилалкильных звеньев в каучуке более 60% масс.Technical result the claimed invention consists in improving the hysteretic characteristics of rubbers based on rubbers obtained by the claimed method, and, in particular, improving the adhesion of tread rubbers to the road due to the content of vinylalkyl units in the rubber of more than 60% of the mass.

ОПИСАНИЕ ФИГУРDESCRIPTION OF FIGURES

На фигуре 1, иллюстрирующей настоящее изобретение, приведены дифференциальные кривые молекулярно-массового распределения каучука для образца сравнения; на фигуре 2 приведены дифференциальный кривые молекулярно-массового распределения каучука для образца, полученного в соответствии с примером 3 настоящего изобретения.Figure 1, illustrating the present invention, shows differential curves of molecular weight distribution of rubber for a reference sample; figure 2 shows the differential curves of molecular weight distribution of rubber for the sample obtained in accordance with example 3 of the present invention.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDESCRIPTION OF THE INVENTION

Поставленная задача и технический результат достигаются за счет получения каучука анионной (со)полимеризацией диена и/или винилароматического соединения в среде органического растворителя в присутствии органоцинката лития с общей формулой (I) R4ZnLi2 в качестве инициатора и 2,2-бис(2-оксоланил)пропана (дитетрагидрофурилпропана, ДТГФП) в качестве электронодонора.The task and technical result are achieved by obtaining rubber anionic (co) polymerization of diene and / or vinyl aromatic compounds in an organic solvent in the presence of lithium organozincate with the general formula (I) R 4 ZnLi 2 as the initiator and 2,2 bis (2 -oxolanyl) propane (ditetrahydrofurylpropane, DTGFP) as an electron donor.

Кроме того, авторами данного изобретения при синтезе бутадиен-стирольных каучуков было обнаружено, что заявляемый технический результат обеспечивается сочетанием органоцинкатных литиевых инициаторов с 2,2-бис(2-оксоланил)пропаном (дитетрагидрофурилпропан, ДТГФП) в качестве электронодонора.In addition, the authors of the present invention in the synthesis of styrene-butadiene rubbers found that the claimed technical result is provided by a combination of organozincate lithium initiators with 2,2-bis (2-oxolanyl) propane (ditetrahydrofurylpropane, DTGFP) as an electron donor.

Способ получения сопряженного диенового каучука включает две стадии: стадию получения инициатора и стадию анионной полимеризации.The method for producing conjugated diene rubber comprises two stages: a stage for producing an initiator and a stage for anionic polymerization.

Получение инициатора представлено на схеме 1:Getting the initiator is shown in scheme 1:

Figure 00000001
Figure 00000001

Схема 1Scheme 1

Исходными компонентами являются цинксодержащие вещества и литийорганические соединения.The starting components are zinc-containing substances and organolithium compounds.

В качестве цинксодержащих компонентов используются галогениды цинка общей формулы ZnHаl2, где галоген Hаl - это хлор, бром или йод, или соединения общей формулы R2Zn,где R - одинаковые или различные алифатические или ароматические углеводородные радикалы. Например, в качестве соединений общей формулы R2Zn могут быть использованы диметилцинк, диэтилцинк, диизопропилцинк и ди-трет-бутилцинк.As zinc-containing components, zinc halides of the general formula ZnHal 2 are used , where Hal hal is chlorine, bromine or iodine, or compounds of the general formula R 2 Zn, where R are the same or different aliphatic or aromatic hydrocarbon radicals. For example, dimethylzinc, diethylzinc, diisopropylzinc and di-tert-butylzinc can be used as compounds of the general formula R 2 Zn.

В качестве литийорганического соединения используются соединения общей формулы RLi, где R представляет собой алкильный или арильный углеводородный радикал. Примеры алкильного радикала включают, но не ограничиваются, метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, изобутил, втор-бутил, трет-бутил, н-пентил, неопентил, изопентил, н-гексил, 2- этилгексил, гептил, н-нонил, н-децил, н-ундецил, предпочтительными являются радикалы, содержащие 1-4 атома углерода, наиболее предпочтительны н-бутил, втор-бутил. Примеры арильного радикала включают, но не ограничиваются, фенил, 2-толил, 3-толил, 4-толил, 2,3-ксилил, 2,4-ксилил, 2,5-ксилил, 2,6-ксилил, 3,4-ксилил, 3,5-ксилил, 2,3,4-триметилфенил, 2,3,5-триметилфенил, 2,3,6-триметилфенил, 2,4,6-триметилфенил, 3,4,5-триметилфенил, 2,3,4,5-тетраметил, 2,3,4,6-тетраметилфенил, предпочтительными являются арильные радикалы, содержащие 6-12 атомов углерода, наиболее предпочтительна фенильная группа.As the organolithium compound, compounds of the general formula RLi are used, where R is an alkyl or aryl hydrocarbon radical. Examples of the alkyl radical include, but are not limited to, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, n-pentyl, neopentyl, isopentyl, n-hexyl, 2-ethylhexyl, heptyl , n-nonyl, n-decyl, n-undecyl, radicals containing 1-4 carbon atoms are preferred, n-butyl, sec-butyl are most preferred. Examples of the aryl radical include, but are not limited to, phenyl, 2-tolyl, 3-tolyl, 4-tolyl, 2,3-xylyl, 2,4-xylyl, 2,5-xylyl, 2,6-xylyl, 3.4 xylyl, 3,5-xylyl, 2,3,4-trimethylphenyl, 2,3,5-trimethylphenyl, 2,3,6-trimethylphenyl, 2,4,6-trimethylphenyl, 3,4,5-trimethylphenyl, 2 , 3,4,5-tetramethyl, 2,3,4,6-tetramethylphenyl, aryl radicals containing 6-12 carbon atoms are preferred, the phenyl group is most preferred.

Мольное соотношение используемых цинксодержащих и литийорганических соединений составляет 1:4 в случае ZnHаl2: RLi и 1:2 в случае R2Zn: RLi.The molar ratio of the used zinc-containing and organolithium compounds is 1: 4 in the case of ZnHal 2 : RLi and 1: 2 in the case of R 2 Zn: RLi.

Синтез инициатора проводят при постоянном перемешивании и температуре от -78 °С до 80 °С, предпочтительно от -30 °С до 60 °С, наиболее предпочтительно от 20 °С до 40 °С. Время реакции зависит от исходных веществ и варьируется от нескольких минут до нескольких часов.The synthesis of the initiator is carried out with constant stirring and a temperature of from -78 ° C to 80 ° C, preferably from -30 ° C to 60 ° C, most preferably from 20 ° C to 40 ° C. The reaction time depends on the starting materials and varies from several minutes to several hours.

Растворители для синтеза катализатора выбираются из группы безводных простых эфиров, включающей, например, тетрагидрофуран (ТГФ), диэтиловый эфир, дипропиловый эфир. Реакция проводится в инертной атмосфере, например, в среде азота или аргона.The solvents for the synthesis of the catalyst are selected from the group of anhydrous ethers, including, for example, tetrahydrofuran (THF), diethyl ether, dipropyl ether. The reaction is carried out in an inert atmosphere, for example, in an atmosphere of nitrogen or argon.

Концентрацию органоцинката лития после реакции определяют титрованием по Кнохелю, как это описано в A. Krasovskiy, P. Knochel. Convenient Titration Method for Organometallic Zinc, Magnesium, and Lanthanide Reagents. Synthesis, 2006, 890-891.The concentration of lithium organozincate after the reaction is determined by Knochel titration, as described in A. Krasovskiy, P. Knochel. Convenient Titration Method for Organometallic Zinc, Magnesium, and Lanthanide Reagents. Synthesis, 2006, 890-891.

В качестве электронодоноров в реакциях полимеризации можно использовать любой известный из уровня техники донор, в частности, бис(2-оксоланил)метан, 1,1-бис(2-оксоланил)этан, 2,2-бис(2-оксоланил)пропан (дитетрагидрофурилпропан, ДТГФП), 2,2-бис(2-оксоланил)бутан, 2,2-бис(5-метил-2-оксоланил)пропан, 2,2-бис(3,4,5-триметил-2-оксоланил)пропан, тетрагидрофуран, диалкиловые эфиры моно и олигоалкиленгликолей, например, диметиловый эфир этиленгликоля, дибутиловый эфир этиленгликоля, третичные амины, например, N,N,N',N'-тетраметилэтилендиамин, N,N,N',N'-тетраэтилэтилендиамин.Any electron donor known in the art can be used as electron donors in polymerization reactions, in particular, bis (2-oxolanyl) methane, 1,1-bis (2-oxolanyl) ethane, 2,2-bis (2-oxolanyl) propane ( ditetrahydrofurylpropane, DTGFP), 2,2-bis (2-oxolanyl) butane, 2,2-bis (5-methyl-2-oxolanyl) propane, 2,2-bis (3,4,5-trimethyl-2-oxolanyl ) propane, tetrahydrofuran, mono and oligoalkylene glycol dialkyl ethers, for example, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, tertiary amines, for example N, N, N ', N'-tetramethylethylenediamine, N, N, N', N'-tetraethyl Iamine.

Согласно настоящему изобретению, мольное соотношение инициатор: электронодонор составляет от 0,1 до 100, предпочтительно от 0,5 до 50 и наиболее предпочтительно от 1 до 3.According to the present invention, the initiator: electron donor molar ratio is from 0.1 to 100, preferably from 0.5 to 50, and most preferably from 1 to 3.

В качестве сопряженных диенов используются сопряженные диены с числом углеродных атомов от 4 до 12, например, 1,3-бутадиен, 2-метил-1,3-бутадиен (изопрен), 2-этил-1,3-бутадиен, 2,3-ди(С1-С5 алкил)-1,3-бутадиены, такие как 2,3-диметил-1,3-бутадиен, 2,3-диэтил-1,3-бутадиен, 2-метил-3-этил-1,3-бутадиен, 2-метил-3-изопропил-1,3-бутадиен, фенил-1,3-бутадиен, 1,3-пентадиен, 2,4-гексадиен, 2-метил-пентадиен, 4-метил-пентадиен. Предпочтительно используют 1,3-бутадиен или изопрен. As conjugated dienes, conjugated dienes are used with the number of carbon atoms from 4 to 12, for example, 1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-butadiene (isoprene), 2-ethyl-1,3-butadiene, 2,3 -di (C1-C5 alkyl) -1,3-butadiene such as 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2,3-diethyl-1,3-butadiene, 2-methyl-3-ethyl-1 , 3-butadiene, 2-methyl-3-isopropyl-1,3-butadiene, phenyl-1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, 2,4-hexadiene, 2-methyl-pentadiene, 4-methyl-pentadiene . Preferably, 1,3-butadiene or isoprene is used.

Винилароматические соединения могут быть выбраны из стирола, α-метилстирола, орто-, мета- и пара-метилстирола, 3-винилтолуола, этилвинилбензола, 4-циклогексилстирола, пара-трет-бутилстирола, метоксистиролов, винилмезитилена, дивинилбензола, 1-винилнафталина, 2,4,6-триметилстирола. Предпочтительно используют стирол или α-метилстирол.Vinyl aromatic compounds can be selected from styrene, α-methylstyrene, ortho-, meta- and para-methylstyrene, 3-vinyltoluene, ethylvinylbenzene, 4-cyclohexylstyrene, para-tert-butylstyrene, methoxystyrenes, vinylmesitylene, divinylbenzene, 1-vinylbenzene, 1 4,6-trimethylstyrene. Styrene or α-methylstyrene are preferably used.

Настоящее изобретение допускает добавление специальных мономеров, которые содержат функциональные группы и обычно вводятся в систему либо совместно с исходными мономерами в начале полимеризации, либо в процессе вплоть до конверсии исходного мономера 50%, что позволяет функционализировать макромолекулы каучука вдоль цепи; либо в конце при конверсии исходного мономера 95-100%, что позволяет функционализировать каучук по концам макромолекул Таким образом, мономеры, содержащие функциональные группы, используют для функционализации макромолекул каучука как вдоль цепи (рандомно- или микроблочно-), так и, в некоторых случаях, по концам цепи.The present invention allows the addition of special monomers that contain functional groups and are usually introduced into the system either together with the starting monomers at the beginning of polymerization, or in the process up to the conversion of the starting monomer 50%, which allows functionalization of rubber macromolecules along the chain; or at the end, when the conversion of the starting monomer is 95-100%, which allows the rubber to functionalize at the ends of the macromolecules. Thus, monomers containing functional groups are used to functionalize the rubber macromolecules both along the chain (random or microblock), and, in some cases , at the ends of the chain.

В качестве мономеров, содержащих функциональные группы, используют соединения, выбранные из группы, включающей кремнийсодержащие, фосфорсодержащие, кремнийазотсодержащие, азотсодержащие, оловосодержащие соединения, в частности, такие как N,N-диметиламиноэтил стирол и N,N-диэтиламиноэтил стирол, 2-диметиламинопропил-1,3-бутадиен, 2-триэтилсилилпропил-1,3-бутадиен или диметиламинометилстирол), триметилсилилстирол, N,N'-бис-(триметилсилил)аминометилстирол, 4-дифенилфосфинстирол, 4- трифенилоловостирол или их смесь.As the monomers containing functional groups, use is made of compounds selected from the group consisting of silicon-containing, phosphorus-containing, silicon-nitrogen-containing, nitrogen-containing, tin-containing compounds, in particular, N, N-dimethylaminoethyl styrene and N, N-diethylaminoethyl styrene, 2-dimethylaminopropyl 1,3-butadiene, 2-triethylsilylpropyl-1,3-butadiene or dimethylaminomethylstyrene), trimethylsilyl styrene, N, N'-bis- (trimethylsilyl) aminomethyl styrene, 4-diphenylphosphine styrene, 4-triphenyltin styrene or a mixture thereof.

Мономер, содержащий функциональные группы, добавляют в количестве 0,01-70,0%, предпочтительно 1-60% масс., более предпочтительно 20-40% масс. в расчете на массу полимера. Функционализацию проводят в течение 15-60 минут при температуре 30-100 °С, предпочтительно при температуре 40-80 oС, более предпочтительно при температуре 50-70 °С.The monomer containing functional groups is added in an amount of 0.01-70.0%, preferably 1-60% by weight, more preferably 20-40% by weight. based on the weight of the polymer. Functionalization is carried out for 15-60 minutes at a temperature of 30-100 ° C, preferably at a temperature of 40-80 o C, more preferably at a temperature of 50-70 ° C.

Для дальнейшего улучшения свойств получаемого каучука проводят дополнительную терминальную функционализацию. Такую функционализацию осуществляют по достижении 95-100% конверсии посредством введения в полимеризационную систему специальных функционализирующих агентов. В качестве функционализирующих агентов используют соединения, выбранные из группы, включающей N,N-ди-замещенные аминоалкилакриламиды и N,N-ди-замещенные аминоалкилметакриламиды, в частности такие, как N,N-диметиламинопропил акриламид и N,N-диметиламинопропил метакриламид; N-замещенные циклические амиды, такие как N-метил-2-пирролидон, N-винил-2-пирролидон, N-фенил-2-пирролидон, N-метил-эпсилон-капролактам; N-замещенные циклические мочевины, такие как 1,3-диметилэтилен мочевина и 1,3-диэтил-2-имидазолидинон; а также N-замещенные аминокетоны, такие, например, как N,N'-бис-(диметиламино)бензофенон (кетон Михлера) и N,N'-бис-(диэтиламино)бензофенон. Функционализирующий агент используют в мольном соотношении к дилитиевому инициатору, составляющем 0,01-2,0, предпочтительно 0,1-1,5, более предпочтительно 0,5-1,0.To further improve the properties of the rubber obtained, additional terminal functionalization is carried out. Such functionalization is carried out upon reaching 95-100% conversion by introducing special functionalizing agents into the polymerization system. As functionalizing agents, compounds selected from the group consisting of N, N-di-substituted aminoalkyl acrylamides and N, N-di-substituted aminoalkyl methacrylamides, in particular, such as N, N-dimethylaminopropyl acrylamide and N, N-dimethylaminopropyl methacrylamide; N-substituted cyclic amides, such as N-methyl-2-pyrrolidone, N-vinyl-2-pyrrolidone, N-phenyl-2-pyrrolidone, N-methyl-epsilon-caprolactam; N-substituted cyclic ureas such as 1,3-dimethylethylene urea and 1,3-diethyl-2-imidazolidinone; as well as N-substituted aminoketones, such as, for example, N, N'-bis- (dimethylamino) benzophenone (Michler's ketone) and N, N'-bis- (diethylamino) benzophenone. The functionalizing agent is used in a molar ratio to the dilithium initiator of 0.01-2.0, preferably 0.1-1.5, more preferably 0.5-1.0.

Предпочтительно использовать сопряженные диены, винилароматические соединения и специальные мономеры со степенью чистоты 99,5% и более и содержанием влаги 50 частей на миллион (ч/млн) и менее.It is preferable to use conjugated dienes, vinyl aromatic compounds and special monomers with a purity of 99.5% or more and a moisture content of 50 ppm (ppm) or less.

В качестве исходных мономеров используют сопряженные диены и винилароматические соединения в массовом соотношении от 0 до 1, предпочтительно от 0,1 до 0,9, более предпочтительно от 0,2 до 0,7.As starting monomers, conjugated dienes and vinyl aromatic compounds are used in a weight ratio of from 0 to 1, preferably from 0.1 to 0.9, more preferably from 0.2 to 0.7.

Количество используемого инициатора, определяется необходимой молекулярной массой каучука и наличием примесей в исходных компонентах. Предпочтительное количество инициатора варьируют в диапазоне от 1 до 50 моль/т каучука, предпочтительно от 2 до 25 моль/т каучука, более предпочтительно от 3 до 12 моль/т каучука.The amount of initiator used is determined by the necessary molecular weight of the rubber and the presence of impurities in the starting components. The preferred amount of initiator is in the range of 1 to 50 mol / t of rubber, preferably 2 to 25 mol / t of rubber, more preferably 3 to 12 mol / t of rubber.

Процесс полимеризации осуществляется в любом оборудовании периодического или непрерывного действия, предназначенном для проведения процесса анионной полимеризации (см., например, Рейхсфельд В. О., Шеин В. С. Ермаков В. И. Реакционная аппаратура и машины заводов органического синтеза и синтетического каучука, стр. 180).The polymerization process is carried out in any equipment of periodic or continuous operation, designed for the anionic polymerization process (see, for example, Reichsfeld V.O., Shein V.S. Ermakov V.I. Reaction equipment and machines of organic synthesis plants and synthetic rubber, p. 180).

Растворители для анионной полимеризации выбираются из групп насыщенных углеводородов, например, пентана, гексана, гептана, циклопентана, циклогексана, метилциклопентана, метилциклогексана, ароматических углеводородов, таких как бензол, толуол, п-ксилол, и их смеси в различном соотношении со степенью чистоты 99% и более. Предпочтительно использовать растворители, содержащие 3-12 атомов углерода. Наиболее предпочтителен нефтяной растворитель (нефрас), представляющий собой смесь растворителей. Например, нефрас гексан-гептановой фракции П1-65/75. Массовое соотношение растворителя к суммарному количеству мономеров составляет от 2 до 20, предпочтительно от 4 до 12, более предпочтительно от 6 до 8.Solvents for anionic polymerization are selected from saturated hydrocarbon groups, for example, pentane, hexane, heptane, cyclopentane, cyclohexane, methylcyclopentane, methylcyclohexane, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, p-xylene, and mixtures thereof in various ratios with a purity of 99% and more. It is preferable to use solvents containing 3-12 carbon atoms. Most preferred is a petroleum solvent (nefras), which is a mixture of solvents. For example, nefras hexane-heptane fraction P1-65 / 75. The mass ratio of solvent to the total amount of monomers is from 2 to 20, preferably from 4 to 12, more preferably from 6 to 8.

Процесс анионной полимеризации проводят при температуре от -80°C до+150оС, предпочтительно от 0°C до 100оС, более предпочтительно от 40°C до 80оС.Anionic polymerization process is conducted at a temperature of from -80 ° C to + 150 ° C, preferably from 0 ° C to 100 ° C, more preferably from 40 ° C to 80 ° C.

Длительность полимеризации варьируется от 5 минут до 48 часов, преимущественно от 30 минут до 10 часов.The duration of polymerization varies from 5 minutes to 48 hours, mainly from 30 minutes to 10 hours.

Исходное мономерное сырье, растворитель, электронодонор могут быть введены в реактор в любой последовательности, исходя из технологического удобства. Предпочтительно компоненты вводят в следующей последовательности: растворитель, исходное мономерное сырье и электронодонор с последующим введением предварительно полученного инициатора или компонентов для его получения in situ.The starting monomer feed, solvent, electron donor can be introduced into the reactor in any sequence, proceeding from technological convenience. Preferably, the components are introduced in the following sequence: a solvent, a starting monomer feed and an electron donor, followed by the introduction of a pre-prepared initiator or components to obtain it in situ .

В полученный полимер могут быть введены антиоксиданты, усиливающие наполнители и прочие технологические добавки.Antioxidants, reinforcing fillers, and other processing aids can be incorporated into the resulting polymer.

В качестве антиоксидантов каучука могут быть использованы любые известные из уровня техники соединения, рекомендуемые для стабилизации каучуков, в том числе антиоксиданты фенольного или аминного типа. Примерами фенольных антиоксидантов являются: 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол (ионол, агидол-1, алкофен, бутилгидрокситолуол, дибунол, 2,6-ди-трет-бутил-п-крезол); 2,2-ди-(4метил-6-трет-бутилфенол)метан (Antioxidant 2246, Агидол 2, Бисалкофен), пентаэритритол тетракис(3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидрокисфенил)пропионат) (Irganox 1010, BASF); эфир бензолпропановой кислоты и 3,5-бис(1,1-диметил-этил)-4-гидрокси-C7-C9 разветвленного алкила (Irganox 1135, BASF); 2,6-ди-трет-бутил-4-(4,6-бис(октилтио)-1,3,5-триазин-2-ил-амино)фенол (BNX™ 565, Mayzo. Inc); октадецил-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат. Примерами анитоксидантов аминного типа являются N-изопропил -N'-фенил-п-фенилендиамин (IPPD, Vulcanox 4010), N(1,3-диметил-бутил)-N'-фенил-п-фенилендиамин (Antioxidant 4020, 6PPD), N(1,3-диметил-фенил)-N'-фенил-п-фенилендиамин (7PPD), N-2-этилгексил-N'-фенил-п-фенилендиамин (Novantox 8 PFDA, Antioxidant С789, ОАО «Оргхим»), N,N'-дифенил-п-фенилендиамин (ДФФД), смесевые антикосиданты типа Santoflex™ 134PD, представляющие собой смесь 1:2 6PPD и 7PPD.As rubber antioxidants, any compounds known from the prior art that are recommended for stabilizing rubbers, including phenolic or amine type antioxidants, can be used. Examples of phenolic antioxidants are: 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol (ionol, agidol-1, alkofen, butylhydroxytoluene, dibunol, 2,6-di-tert-butyl-p-cresol); 2,2-di- (4methyl-6-tert-butylphenol) methane (Antioxidant 2246, Agidol 2, Bisalkofen), pentaerythritol tetrakis (3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate) (Irganox 1010, BASF); benzolpropanoic acid ester of 3,5-bis (1,1-dimethyl-ethyl) -4-hydroxy-C7-C9 branched alkyl (Irganox 1135, BASF); 2,6-di-tert-butyl-4- (4,6-bis (octylthio) -1,3,5-triazin-2-yl-amino) phenol (BNX ™ 565, Mayzo. Inc); octadecyl 3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate. Examples of amine type antioxidants are N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine (IPPD, Vulcanox 4010), N (1,3-dimethyl-butyl) -N'-phenyl-p-phenylenediamine (Antioxidant 4020, 6PPD), N (1,3-dimethyl-phenyl) -N'-phenyl-p-phenylenediamine (7PPD), N-2-ethylhexyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine (Novantox 8 PFDA, Antioxidant C789, Orgkhim OJSC) , N, N'-diphenyl-p-phenylenediamine (DFPD), Santoflex ™ 134PD type mixed antioxidants, which are a 1: 2 mixture of 6PPD and 7PPD.

Вязкость по Муни (ML1+4, 100°C) каучука, полученного согласно заявляемому изобретению, составляет предпочтительно 30-150 ед. и предпочтительнее 40-130 ед. При вязкости каучука меньше 30 ед. когезионная прочность каучука и резин на его основе, как правило, недостаточна, в случае если вязкость по Муни превышает 150 ед, технологичность каучука как при синтезе, так и при переработке является неудовлетворительной: перекачивание полимеризата, выделение и сушка каучука, а также получение резиновых композиций становятся проблематичным и требует повышенных энергозатрат и/или специального оборудования. Если вязкость по Муни находится в пределах 80-150 единиц, каучук рекомендуется разбавлять маслом-наполнителем для улучшения его переработки. Маслами-наполнителями для каучуков могут быть масла, относящиеся к типам ТDАЕ (очищенный дистиллятный ароматический экстракт), TRAE (очищенный остаточный ароматический экстракт), МES (сольват мягкой очистки), RAE (остаточный ароматический экстракт), нафтеновые масла (NAP). Не исключается также возможность применения для наполнения каучуков масел растительного происхождения, например, рапсового. Возможно применение масел типа DAE (ароматические масла), но нежелательно из-за повышенного содержания канцерогенных веществ в их составе. Применение смеси различных масел также является возможным. Примеры масел TDAE: NORMAN 346 (ОАО «Оргхим»), Vivatec 500 (Hansen&Rosental), Nytex 840 (Nynas). Примеры масел MES: Vivatec 200 (Hansen&Rosental), Nytex 832 (Nynas), NORMAN 132 (ОАО «Оргхим»). Примеры масел DAE: ПН-6 (ОАО «Оргхим»). Примеры масел NAP: Nytex 4700 (Nynas), Octopus N317 (Petroyag, Turkey). Примеры масел TRAE: NORMAN 583 (ОАО «Оргхим»). Масло-наполнитель может подаваться в количестве 5-80 масс.ч. на 100 масс.ч. каучука в зависимости от того какие технологические свойства необходимо обеспечить каучуку. Однако чаще всего получают каучук с содержанием 20-40 масс.ч. масла на 100 масс.ч. каучука.The Mooney viscosity (ML1 + 4, 100 ° C) of the rubber obtained according to the claimed invention is preferably 30-150 units. and preferably 40-130 units. When the viscosity of the rubber is less than 30 units. the cohesive strength of rubber and rubber based on it, as a rule, is insufficient if the Mooney viscosity exceeds 150 units, the manufacturability of rubber both in synthesis and in processing is unsatisfactory: pumping the polymerizate, isolating and drying the rubber, and obtaining rubber compositions become problematic and require increased energy costs and / or special equipment. If the Mooney viscosity is in the range of 80-150 units, it is recommended to dilute the rubber with filler oil to improve its processing. The filler oils for rubbers can be oils of the types TDAE (purified distillate aromatic extract), TRAE (purified residual aromatic extract), MES (mild solvate), RAE (residual aromatic extract), naphthenic oils (NAP). The possibility of using oils of vegetable origin, for example, rapeseed, for filling rubbers is also not excluded. It is possible to use oils such as DAE (aromatic oils), but it is undesirable because of the high content of carcinogenic substances in their composition. The use of a mixture of various oils is also possible. Examples of TDAE oils: NORMAN 346 (OJSC Orgkhim), Vivatec 500 (Hansen & Rosental), Nytex 840 (Nynas). Examples of MES oils: Vivatec 200 (Hansen & Rosental), Nytex 832 (Nynas), NORMAN 132 (OJSC Orgkhim). Examples of DAE oils: PN-6 (OJSC "Orgkhim"). Examples of NAP oils: Nytex 4700 (Nynas), Octopus N317 (Petroyag, Turkey). Examples of TRAE oils: NORMAN 583 (OJSC "Orgkhim"). The filler oil may be supplied in an amount of 5-80 parts by weight per 100 parts by weight rubber, depending on what technological properties it is necessary to provide rubber. However, most often receive rubber with a content of 20-40 wt.h. oil per 100 parts by weight rubber.

Полученный согласно настоящему способу каучук содержит от 40 до 100% винилалкильных звеньев на бутадиеновую часть каучука и количеством винилароматических звеньев от 0 до 40% на каучук.The rubber obtained according to the present method contains from 40 to 100% vinylalkyl units per butadiene part of the rubber and the amount of vinyl aromatic units from 0 to 40% per rubber.

Полученный согласно данному изобретению каучук может применяться в резинах различного назначения, однако, предпочтительно его использование в составе протектора автомобильной шины для повышения ее сцепления с дорогой.The rubber obtained according to this invention can be used in rubber for various purposes, however, it is preferable to use it as part of the tread of a car tire to increase its adhesion to the road.

Общие требования к составу резин хорошо известны специалистам в данной области техники.General requirements for rubber composition are well known to those skilled in the art.

Резины, предлагаемые в настоящем изобретении, отличающиеся от известных композиций аналогичного назначения тем, что включают в свой состав каучуки, полученные согласно данному изобретению.The rubbers proposed in the present invention, differing from known compositions of a similar purpose in that they include rubbers obtained according to this invention.

Резиновые композиции, согласно изобретению, могут также включать следующие ингредиенты, традиционные для шинных и, в частности, протекторных резин (масс. ч. на 100 масс. ч. каучука), например 0-150 масс. ч. диоксида кремния (силика); 0-150 масс. ч. технического углерода; 0-30 масс. ч. силанизирующего агента;The rubber compositions according to the invention may also include the following ingredients traditional for tire and, in particular, tread rubbers (parts by weight per 100 parts by weight of rubber), for example 0-150 parts. including silicon dioxide (silica); 0-150 mass. including carbon black; 0-30 mass. including silanizing agent;

вулканизующую группу, содержащую серу или доноры серы, ускорители из числа сульфенамидов, тиурамов, тиазолов, гуанидинов, фосфатов, и их комбинации, применяющихся для ускорения процесса вулканизации резин и получения оптимальной структуры вулканизационной сетки, активаторы - оксиды металлов, амины, среди которых наиболее широко распространен оксид цинка, замедлители подвулканизации, среди которых наиболее широко распространен Сантогард PVI;vulcanizing group containing sulfur or sulfur donors, accelerators from among sulfenamides, thiurams, thiazoles, guanidines, phosphates, and combinations thereof, used to accelerate the vulcanization of rubbers and obtain the optimal structure of the vulcanization network, activators - metal oxides, amines, among which the most widely zinc oxide, scorch inhibitors are common, among which Santogard PVI is the most widespread;

технологические добавки, улучшающие диспергирование наполнителей и перерабатываемость резиновых композиций; пластификаторы, мягчители, продукты нефтепереработки, растительные, синтетические эфирные, продукты переработки каменно-угольной промышленности, синтетические олигомерные функционализированные и нефункционализированные; противостарители/антиозонанты/противоутомители физические и химические; другие компоненты, обеспечивающие достижение необходимого комплекса технологических, вулканизационных, физико-механических и эксплуатационных характеристик, например: модификаторы; наполнители, в том числе волокнистные, слоистые, полимерные (такие как сшитые полимерные гели); агенты, предотвращающие реверсию при вулканизации и повышающие теплостойкость резин; улучшающие клейкость.technological additives that improve the dispersion of fillers and the processability of rubber compositions; plasticizers, softeners, petroleum products, vegetable, synthetic ether, processed products of the coal industry, synthetic oligomeric functionalized and non-functionalized; antioxidants / antiozonants / physical and chemical antagonists; other components that ensure the achievement of the necessary complex of technological, vulcanizing, physico-mechanical and operational characteristics, for example: modifiers; fillers, including fibrous, layered, polymer (such as crosslinked polymer gels); agents that prevent reversion during vulcanization and increase the heat resistance of rubbers; improving stickiness.

Для получения резин могут быть использованы бутадиеновые и изопреновые каучуки, получаемые на различных каталитических системах (путем полимеризации в растворе в присутствии инициатора или катализатора полимеризации) и содержащие звенья в присоединении 1,4-цис не менее 90% маcс. Резины также могут содержать бутадиен-стирольный сополимер, полученный в эмульсии (водная фаза) или растворе (органический растворитель), с содержанием: звеньев стирола от 10 до 50% маcс., наиболее предпочтительно от 15 до 40% маcс., звеньев 1,2-бутадиена от 10 до 90% маcс. на бутадиеновую часть, наиболее предпочтительно от 20 до 70% маcс.To produce rubbers, butadiene and isoprene rubbers obtained on various catalytic systems (by polymerization in solution in the presence of a polymerization initiator or catalyst) and containing 1,4-cis addition units of at least 90% mass can be used. The rubbers may also contain a styrene-butadiene copolymer obtained in an emulsion (aqueous phase) or solution (organic solvent), containing: styrene units from 10 to 50% wt., Most preferably from 15 to 40% wt., Units 1.2 -butadiene from 10 to 90% wt. per butadiene portion, most preferably from 20 to 70% by weight.

Для получения резиновых композиций, являющихся предметом настоящего изобретения, может использоваться натуральный каучук различных производителей, сортов и марок от RSS (Ribbed Smoked Sheet) до IRQPC (International Standards of Quality and Packing of Natural Rubber - Международные стандарты качества и упаковки натуральных каучуков).To obtain the rubber compositions that are the subject of the present invention, natural rubber of various manufacturers, grades and brands from RSS (Ribbed Smoked Sheet) to IRQPC (International Standards of Quality and Packing of Natural Rubber - International Quality Standards and Packaging of Natural Rubber) can be used.

Эластомерная часть резиновой композиции может также включать тройной сополимер стирола изопрена и бутадиена, получаемый как эмульсионной (в водной фазе), так и растворной (органические растворители) полимеризацией, с соотношением звеньев стирола: бутадиена: изопрена (% масс.), равным соответственно 5-70:20-70:20-70. При этом желательно, чтобы суммарное содержание 1,2-бутадиеновых и 3,4-изопреновых звеньев находилось в пределах от 20 до 90% масс. на бутадиеновую и изопреновую часть, наиболее предпочтительно от 40 до 70% масс. Получение таких сополимеров раскрывается, например, в патентах RU2058322 или в RU2124529.The elastomeric part of the rubber composition may also include a triple copolymer of styrene isoprene and butadiene, obtained as emulsion (in the aqueous phase) and solution (organic solvents) polymerization, with a ratio of styrene: butadiene: isoprene (% wt.), Respectively, equal to 5- 70: 20-70: 20-70. It is desirable that the total content of 1,2-butadiene and 3,4-isoprene units is in the range from 20 to 90% of the mass. on the butadiene and isoprene part, most preferably from 40 to 70% of the mass. The preparation of such copolymers is disclosed, for example, in patents RU2058322 or RU2124529.

Кроме того, в состав резиновой композиции могут входить также маслонаполненные марки каучуков, при этом содержание таких каучуков в резине, как правило, увеличивается таким образом, чтобы суммарное количество всех эластомеров в резине, исключая присутствующие в них добавки, соответствовало 100 масс. ч.In addition, the rubber composition may also include oil-filled brands of rubbers, while the content of such rubbers in the rubber, as a rule, increases so that the total amount of all elastomers in the rubber, excluding the additives present in them, corresponds to 100 masses. hours

Каждый из представленных каучуков, входящих в состав описываемых резин, может иметь разветвленное строение, например, звездчатое строение, полимерных цепей. В качестве усиливающих наполнителей для резиновых композиций, согласно настоящему изобретению, используются синтетический аморфный диоксид кремния (силика), преимущественно осажденная силика, как самостоятельно, так и в комбинации с техническим углеродом, либо технический углерод. Допускается использование двухфазных наполнителей, представляющих собой силику с нанесенным на поверхность техническим углеродом, а также диоксид кремния, поверхность которого пропитана агентом сочетания или химически модифицирована. Допускается применение силики, полученной пирогенетическим методом.Each of the rubbers represented in the described rubbers may have a branched structure, for example, a star structure, of polymer chains. As reinforcing fillers for the rubber compositions according to the present invention, synthetic amorphous silicon dioxide (silica) is used, mainly precipitated silica, either alone or in combination with carbon black, or carbon black. It is allowed to use two-phase fillers, which are silica coated with carbon black on the surface, as well as silicon dioxide, the surface of which is impregnated with a combination agent or chemically modified. The use of silica obtained by the pyrogenetic method is allowed.

Количество технического углерода может изменяться от 0 до 150 масс. ч. Когда содержание технического углерода соответствует 0 масс. ч. это говорит о том, что функцию основного наполнителя выполняет диоксид кремния. При содержании технического углерода выше 150 масс. ч. ухудшаются технологические и некоторые эксплуатационные свойства резин. Количество диоксида кремния, находящегося в эластомерной композиции составляет 0-150 масс. ч., предпочтительно 10-110 масс. ч., а более предпочтительно 30-95 масс. ч. на 100 масс. ч. каучука. Если содержание диоксида кремния соответствует 0 масс. ч., то технический углерод выступает в качестве основного наполнителя. При содержании диоксида кремния выше 150 масс. ч. ухудшаются технологические и некоторые эксплуатационные свойства резин. Диоксид кремния, в соответствии с настоящим изобретением, характеризуется поверхностью по BET в диапазоне 40-600 м2/г и маслопоглощением (DBP) в диапазоне значений 50-400 см3/100 г. В предпочтительном варианте диоксид кремния имеет поверхность по BET 100-250 м2/г, поверхность по СТАВ 100-250 м2/г и маслопоглощение (DBP) 150-250 см3/100 г (см. ГОСТ 25699.2-90; ЕР157703).The amount of carbon black can vary from 0 to 150 mass. o'clock When the content of carbon black corresponds to 0 mass. including this suggests that the function of the main filler performs silicon dioxide. When the content of carbon black is above 150 mass. including the deteriorating technological and some operational properties of rubbers. The amount of silicon dioxide in the elastomeric composition is 0-150 mass. hours, preferably 10-110 mass. hours, and more preferably 30-95 mass. hours per 100 mass. including rubber. If the content of silicon dioxide corresponds to 0 mass. hours, carbon black acts as the main filler. When the content of silicon dioxide is above 150 mass. including the deteriorating technological and some operational properties of rubbers. The silica according to the present invention is characterized by BET surface in the range 40-600 m 2 / g and an oil absorption (DBP) values in the range of 50-400 cm3 / 100g In a preferred embodiment, the silica has a BET surface area of 100- 250 m 2 / g, a CTAB surface area of 100-250 m 2 / g and an oil absorption (DBP) 150-250 cm 3/100 g (see GOST 25699.2-90;. ER157703).

Различные коммерчески доступные марки диоксида кремния могут быть применимы для этих целей, например Zeosil 1165MP, Zeosil 1165 GR, Нi-Sil 210, Нi-Sil 243, Ultrasil VN2, Ultrasil VN3, Ultrasil VN3 GR, а также другие марки силики, преимущественно осажденной и использующиеся для усиления эластомеров.Various commercially available grades of silicon dioxide may be applicable for these purposes, for example Zeosil 1165MP, Zeosil 1165 GR, Hi-Sil 210, Hi-Sil 243, Ultrasil VN2, Ultrasil VN3, Ultrasil VN3 GR, as well as other grades of silica, mainly precipitated and used to strengthen elastomers.

Резиновые композиции, наполненные диоксидом кремния, содержат силанизирующие агенты (агенты сочетания силики и эластомеров). В качестве агентов сочетания чаще всего используют бис(3-триэтоксисилилпропил)тетрасульфид, бис(2-триэтоксисилилэтил)тетрасульфид, бис(3-триметоксипропил)тетрасульфид, бис (2-триметоксисилилэтил)тетрасульфид, 3-меркаптопропилтриметоксисилан, 3-меркаптопропилтриэтоксисилан, 2-меркаптоэтилтриметоксисилан, 2-меркаптоэтилтриэтоксисилан, 3-нитропропилтриметоксисилан, 3-нитропропилтриэтоксисилан, 3-хлорпропилтриметоксисилан, 3-хлорпропилтриэтоксисилан, 2-хлорэтилтриэтоксисилан, 3-триметоксисилилпропил-N, N-диметилтиокарбамоилтетрасульфид, 3-триметоксисилилпропилбензотиазолтетрасульфид, 3-триэтоксисилилпропилметакрилатмоносульфид. Наиболее предпочтительными являются бис(3-триэтоксисилилпропил)тетрасульфид и 3-триметоксисилил-пропилбензотиазолтетрасульфид.Silicon-filled rubber compositions contain silanizing agents (silica-elastomer combination agents). The most commonly used coupling agents are bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (2-triethoxysilylethyl) tetrasulfide, bis (3-trimethoxypropyl) tetrasulfide, bis (2-trimethoxysilylethyl) tetrasulfide, 3-mercaptropropyltrimethoxysilane, 3-mercanthylpropyltrimethoxysilane , 2-mercaptoethyltriethoxysilane, 3-nitropropyltrimethoxysilane, 3-nitropropyltriethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 2-chloropropyltriethoxysilane, 2-chloroethyltriethoxysilane, 3-trimethoxysilylpropyl-nitroethyl-tetraethyltropyl-nitroethyl-tetraethyl-tetraethyl-tetraethyl-tetraethyl-tetraethyl-tetraethyl-tetra-nitroethyl 3-trimethoxysilylpropylbenzothiazole tetrasulfide; 3-triethoxysilylpropylmethacrylate monosulfide. Most preferred are bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide and 3-trimethoxysilyl-propylbenzothiazole tetrasulfide.

Кроме того, могут использоваться агенты сочетания, представляющие собой композиции из вышеперечисленных соединений и других соединений, предназначенных для этих целей, с порошкообразным носителем, например, техническим углеродом.In addition, combination agents can be used, which are compositions of the above compounds and other compounds intended for these purposes, with a powdered carrier, for example, carbon black.

Допускается применение иных агентов сочетания, предназначенных для улучшения совместимости силики и каучука, например, таких как NXT и NXT Z 100, выпускаемых компанией Momentive (US).Allowed the use of other coupling agents designed to improve the compatibility of silicones and rubber, for example, such as NXT and NXT Z 100, manufactured by Momentive (US).

Содержание силанизирующих агентов в резине определяется таким образом, чтобы количество основного действующего вещества, исключая носитель в случае композиционных силанизирующих агентов, по отношению к силике находилось в пределах от 1-30% масс., наиболее предпочтительно 5-25% масс.The content of silanizing agents in rubber is determined in such a way that the amount of the main active substance, excluding the carrier in the case of composite silanizing agents, with respect to silicone is in the range from 1-30% by weight, most preferably 5-25% by weight.

Вулканизацию резин, осуществляют с применением известных в данной области техники вулканизующих агентов, например, элементарной серы, доноров серы, например N,N'-диморфолилдисульфида, полимерных полисульфидов. Наиболее широко в шинной промышленности применяют элементарную или полимерную серу. Как известно в данной области техники, дозировка вулканизующих агентов в резине чаще всего находится в диапазоне 0,5-4,0 масс. ч., иногда может достигать до 10 масс. ч. Традиционно, вместе с серой используются такие ингредиенты как активаторы вулканизации: оксиды и гидроксиды щелочно-земельных металлов (Zn, Mg, Pb, Ca), металлов совместно с жирными кислотами, ускорители (сульфенамиды, тиазолы, тиурамы, гуанидины, производные мочевины) и замедлители вулканизации (фталевый ангидрид, N-нитрозодифениламин, циклогексилтиофталимид). Их содержание зависит от количества вулканизующего агента и требований к кинетике вулканизации и структуре вулканизационной сетки.Rubber vulcanization is carried out using vulcanizing agents known in the art, for example elemental sulfur, sulfur donors, for example N, N'-dimorpholyl disulfide, polymer polysulfides. Most widely used in the tire industry is elemental or polymer sulfur. As is known in the art, the dosage of vulcanizing agents in rubber is most often in the range of 0.5-4.0 mass. hours, sometimes it can reach up to 10 mass. hours. Traditionally, together with sulfur, such ingredients as vulcanization activators are used: oxides and hydroxides of alkaline-earth metals (Zn, Mg, Pb, Ca), metals together with fatty acids, accelerators (sulfenamides, thiazoles, thiurams, guanidines, urea derivatives) and vulcanization inhibitors (phthalic anhydride, N-nitrosodiphenylamine, cyclohexylthiophthalimide). Their content depends on the amount of vulcanizing agent and the requirements for the kinetics of vulcanization and the structure of the vulcanization network.

Резиновые композиции, наполненные силикой, как правило, содержат также технологические добавки, улучшающие диспергирование наполнителей и перерабатываемость резиновых композиций. Резиновые композиции, наполненные силикой, как правило, содержат также технологические добавки, улучшающие диспергирование наполнителей и перерабатываемость резиновых композиций. К этим ингредиентам, чаще всего, относятся производные жирных кислот (цинковые соли и эфиры, а также их смеси), которые улучшают диспергирование наполнителей и уменьшают вязкость композиции. В качестве примера могут быть названы продукты на основе производных жирных кислот, известные под торговыми марками Struktol E44, Struktol GTI и Actiplast ST.Silicon-filled rubber compositions typically also contain processing aids that improve the dispersion of the fillers and the processability of the rubber compositions. Silicon-filled rubber compositions typically also contain processing aids that improve the dispersion of the fillers and the processability of the rubber compositions. These ingredients most often include derivatives of fatty acids (zinc salts and esters, as well as mixtures thereof), which improve the dispersion of fillers and reduce the viscosity of the composition. As an example, fatty acid derived products known under the trademarks Struktol E44, Struktol GTI and Actiplast ST can be mentioned.

Обычно используемые в резиновой промышленности пластификаторы и мягчители, представляющие собой продукты нефтепереработки, растительные, синтетические эфирные, продукты переработки каменно-угольной промышленности, синтетические олигомерные функционализированные и нефункционализированные, также могут являться компонентами резин по настоящему изобретению.Plasticizers and softeners commonly used in the rubber industry, which are oil products, vegetable, synthetic ethers, coal products, synthetic oligomeric functionalized and non-functionalized, can also be components of the rubbers of the present invention.

В состав резиновых композиций для шин, как правило, входят противостарители, антиозонанты, противоутомители и другие компоненты, обеспечивающие достижение необходимого комплекса технологических, вулканизационных, физико-механических и эксплуатационных характеристик, например: модификаторы; наполнители, в том числе волокнистные, слоистые, полимерные (такие как сшитые полимерные гели); агенты предотвращающие реверсию при вулканизации и повышающие теплостойкость резин; усилители клейкости. Природа таких соединение и их содержание в резине зависят от требуемого уровня свойств резиновых композиций и резин и хорошо известны специалистам данной области.The composition of rubber compositions for tires, as a rule, includes antioxidants, antiozonants, anti-fatigue agents and other components that ensure the achievement of the necessary complex of technological, vulcanizing, physico-mechanical and operational characteristics, for example: modifiers; fillers, including fibrous, layered, polymer (such as crosslinked polymer gels); agents that prevent reversion during vulcanization and increase the heat resistance of rubbers; stickiness enhancers. The nature of such a compound and their content in rubber depend on the required level of properties of rubber compositions and rubbers and are well known to those skilled in the art.

Композиции приготавливают известными в данной области техники методами, раскрытыми, например, в Дж. С. Дик, Технология резины: Рецептуростроение и испытания. стр. 606-616, предпочтительно с использованием закрытых резиносмесителей, например, типа Бенбери или Интермикс. Процесс смешения может проводиться в две или три стадии, причем вторая или третья стадии предназначены для добавления в смесь компонентов вулканизующей группы. Температура вулканизации составляет 130-180 °С, предпочтительно 140-170 °С. Полученные таким образом резиновые композиции находят применение в качестве композиций для изготовления протектора шин, и характеризуются улучшенным комплексом упруго-гистерезисных характеристик, а именно лучшим сцеплением с мокрой и обледенелой дорогой.Compositions are prepared by methods known in the art, disclosed, for example, in J. C. Dick, Rubber Technology: Formulation and Testing. p. 606-616, preferably using closed rubber mixers, such as Banbury or Intermix. The mixing process can be carried out in two or three stages, and the second or third stages are designed to add components of the vulcanizing group to the mixture. The vulcanization temperature is 130-180 ° C., Preferably 140-170 ° C. The rubber compositions thus obtained are used as compositions for manufacturing a tire tread, and are characterized by an improved complex of elastic-hysteresis characteristics, namely, better grip on wet and icy roads.

Осуществление настоящего изобретения иллюстрируется приведенными ниже экспериментальными примерами.The implementation of the present invention is illustrated by the following experimental examples.

Примеры осуществления изобретенияExamples of carrying out the invention

Синтез инициатора (н-Bu)Initiator Synthesis (n-Bu) 44 ZnLiZnli 22

В колбу на 250 мл помещают 0,954 г безводного хлорида цинка, добавляют 120 мл ТГФ, перемешивают до полного растворения, и затем при температуре 20°C добавляют по каплям 11,2 мл н-BuLi (2,5М) так, чтобы температура не превысила 50 оС, и перемешивают в течение 60 минут. После этого полученный раствор инициатора титруют по Кнохелю, для этого в колбе взвешивают 0,025 г йода, добавляют 0,5 мл ТГФ, затем после растворения, титруют раствором полученного инициатора до обесцвечивания раствора. По затраченному объему раствора инициатора определяют концентрацию, которая, в данном случае, составляет 0,2 М.Into a 250 ml flask was placed 0.954 g of anhydrous zinc chloride, 120 ml of THF were added, stirred until complete dissolution, and then, at a temperature of 20 ° C, 11.2 ml of n-BuLi (2.5 M) was added dropwise so that the temperature did not exceed 50 about C, and stirred for 60 minutes. After that, the resulting initiator solution was titrated according to Knohel; for this, 0.025 g of iodine was weighed in a flask, 0.5 ml of THF was added, then, after dissolution, titrated with a solution of the obtained initiator until the solution bleached. The spent volume of the initiator solution determines the concentration, which, in this case, is 0.2 M.

Сравнительный пример. Получение бутадиен-стирольного каучука с использованием н-бутиллития и ДТГФПComparative example. Obtaining styrene-butadiene rubber using n-butyllithium and DTGFP

Процесс получения бутадиен-стирольных каучуков проводят в реакторе фирмы «Buchi» с металлической чашей, имеющей рабочий объем 2 л, снабженном мешалкой, рубашкой для термостатирования, штуцерами и специальными съемными металлическими дозаторами для подачи реагентов.The process for producing styrene-butadiene rubbers is carried out in a Buchi reactor with a metal bowl having a working volume of 2 l, equipped with a stirrer, a jacket for thermostating, fittings and special removable metal batchers for supplying reagents.

В охлажденный до -20 °С (± 2 °С) реактор в токе азота при скорости вращения мешалки 50 об/мин подают нефрас (987 г), бутадиен (47,13 г), стирол (13,68 г) и 1,91 мл раствора 2,2-бис(2-оксоланил)пропана (дитетрагидрофурилпропан, ДТГФП) в нефрасе (0,32 М раствор). Далее устанавливают скорость вращения мешалки 300 об/мин, начинают повышать температуру реакционной массы до 55 ⁰С со скоростью нагрева 7 °/мин, при достижении температуры 15 ⁰С подают 1,62 мл раствора н-бутиллития в нефрасе (0,32 М раствор). По достижению необходимой степени конверсии мономеров (100%) полимер сливают в стакан и заправляют антиоксидантом - Novantox 8 PFDA (0,4% масс. на 100 г полимера). Далее проводят водную дегазацию каучука в масляной бане при температуре 150 ⁰С. Полученный дегазированный каучук сушат на вальцах при температуре 85 оС.Nephras (987 g), butadiene (47.13 g), styrene (13.68 g) and 1, are fed into a reactor cooled to -20 ° С (± 2 ° С) in a nitrogen stream at a stirrer speed of 50 rpm 91 ml of a solution of 2,2-bis (2-oxolanyl) propane (ditetrahydrofurylpropane, DTGFP) in nephras (0.32 M solution). Then, the stirrer rotational speed is set at 300 rpm, the temperature of the reaction mixture begins to increase to 55 ° C with a heating rate of 7 ° / min, at a temperature of 15 ° C, 1.62 ml of a solution of n-butyllithium in nephras (0.32 M solution) is supplied. To achieve the necessary degree of conversion of monomers (100%), the polymer is poured into a glass and seasoned with an antioxidant - Novantox 8 PFDA (0.4% by weight per 100 g of polymer). Next, rubber is degassed in an oil bath at a temperature of 150 ° C. The resulting degassed rubber is dried on rollers at a temperature of 85 about C.

Свойства полученного каучука представлены в таблице 1. Гистерезисные свойства резин, полученных с применением данного каучука, приведены в таблицах 3,4. Каучук, получаемый по данному примеру, неразветвлен и нефункционализирован.The properties of the rubber obtained are presented in table 1. The hysteresis properties of the rubbers obtained using this rubber are shown in tables 3.4. The rubber obtained in this example is unbranched and non-functional.

Пример 1. Получение бутадиен-стирольного каучука с использованием (н-Bu)Example 1. Obtaining styrene-butadiene rubber using (n-Bu) 44 ZnLiZnli 22 без ДТГФП. without DTGFP.

Процесс получения бутадиен-стирольных каучуков проводят в реакторе фирмы «Buchi» со стеклянной чашей, имеющей рабочий объем 1 л, снабженном мешалкой, рубашкой для термостатирования, штуцерами и специальными съемными металлическими дозаторами для подачи реагентов.The process for producing styrene-butadiene rubbers is carried out in a Buchi reactor with a glass bowl having a working volume of 1 liter, equipped with a stirrer, a jacket for temperature control, fittings and special removable metal batchers for supplying reagents.

В охлажденный до -20 °С (± 2 °С) реактор в токе азота при скорости вращения мешалки 50 об/мин подают нефрас (412,2 г), бутадиен (48,05 г), стирол (12,01 г). Далее устанавливают скорость вращения мешалки 300 об/мин, начинают повышать температуру реакционной массы до 55 ⁰С со скоростью нагрева 7 °/мин, при достижении температуры 15 ⁰С подают 3,6 мл раствора органоцинката лития в ТГФ (0,2 М раствор). По истечении 10 часов синтеза с начала добавления инициатора достигается 100% степень конверсии мономеров. Далее полимер сливают в стакан и заправляют антиоксидантом - Novantox 8 PFDA (0,4% масс. на 100 г полимера). Затем проводят водную дегазацию каучука в масляной бане при температуре 150 ⁰С. Полученный каучук, содержащий воду, сушат на вальцах при температуре 85 оС.Nephras (412.2 g), butadiene (48.05 g), styrene (12.01 g) are fed into a reactor cooled to -20 ° C (± 2 ° C) in a nitrogen stream at a stirrer speed of 50 rpm. Then, the stirrer rotational speed is set at 300 rpm, the temperature of the reaction mixture is increased to 55 ° C with a heating rate of 7 ° / min, and when the temperature reaches 15 ° C, 3.6 ml of a lithium organozincate solution in THF (0.2 M solution) is supplied. After 10 hours of synthesis from the start of the initiator addition, a 100% degree of monomer conversion is achieved. Next, the polymer is poured into a glass and seasoned with an antioxidant - Novantox 8 PFDA (0.4% by weight per 100 g of polymer). Then, rubber is degassed in an oil bath at a temperature of 150 ° C. The resulting rubber containing water is dried on rollers at a temperature of 85 about C.

Свойства полученного каучука представлены в таблице 1.The properties of the rubber obtained are presented in table 1.

Пример 2. Получение бутадиен-стирольного каучука с использованием (н-Bu)Example 2. Obtaining styrene-butadiene rubber using (n-Bu) 44 ZnLiZnli 22 и ДТГФП and DTGFP

Процесс получения бутадиен-стирольных каучуков проводят в реакторе фирмы «Buchi» со стеклянной чашей, имеющей рабочий объем 1 л, снабженном мешалкой, рубашкой для термостатирования, штуцерами и специальными съемными металлическими дозаторами для подачи реагентов.The process for producing styrene-butadiene rubbers is carried out in a Buchi reactor with a glass bowl having a working volume of 1 liter, equipped with a stirrer, a jacket for temperature control, fittings and special removable metal batchers for supplying reagents.

В охлажденный до -20 °С (± 2 °С) реактор в токе азота при скорости вращения мешалки 50 об/мин подают нефрас (412,2 г), бутадиен (50,69 г), стирол (14,72 г) и 0,75 мл раствора 2,2-бис(2-оксоланил)пропана (дитетрагидрофурилпропан, ДТГФП) в нефрасе (0,2 М). Далее устанавливают скорость вращения мешалки 300 об/мин, начинают повышать температуру реакционной массы до 55 ⁰С со скоростью нагрева 7 °/мин, при достижении температуры 15 ⁰С подают 2,26 мл раствора органоцинката лития в ТГФ (0,2 М раствор). По истечении 3 часов синтеза с начала добавления инициатора достигается 100% степень конверсии мономеров. Далее полимер сливают в стакан и заправляют антиоксидантом - Novantox 8 PFDA (0,4% масс. на 100 г полимера). Затем проводят водную дегазацию каучука в масляной бане при температуре 150 ⁰С. Полученный каучук, содержащий воду, сушат на вальцах при температуре 85 оС.Nephras (412.2 g), butadiene (50.69 g), styrene (14.72 g) are fed to a reactor cooled to -20 ° C (± 2 ° C) in a nitrogen stream at a mixer speed of 50 rpm 0.75 ml of a solution of 2,2-bis (2-oxolanyl) propane (ditetrahydrofurylpropane, DTGFP) in nephras (0.2 M). Then, the stirrer rotational speed is set at 300 rpm, the temperature of the reaction mixture begins to increase to 55 ° C with a heating rate of 7 ° / min, and when the temperature reaches 15 ° C, 2.26 ml of a lithium organozincate solution in THF (0.2 M solution) are supplied. After 3 hours of synthesis from the start of initiator addition, a 100% degree of monomer conversion is achieved. Next, the polymer is poured into a glass and seasoned with an antioxidant - Novantox 8 PFDA (0.4% by weight per 100 g of polymer). Then, rubber is degassed in an oil bath at a temperature of 150 ° C. The resulting rubber containing water is dried on rollers at a temperature of 85 about C.

Свойства полученного каучука представлены в таблице 1.The properties of the rubber obtained are presented in table 1.

Пример 3. Получение бутадиен-стирольного каучука с использованием (н-Bu)Example 3. Obtaining styrene-butadiene rubber using (n-Bu) 44 ZnLiZnli 22 и ДТГФП and DTGFP

Процесс получения бутадиен-стирольных каучуков проводят в реакторе фирмы «Buchi» со стеклянной чашей, имеющей рабочий объем 1 л, снабженном мешалкой, рубашкой для термостатирования, штуцерами и специальными съемными металлическими дозаторами для подачи реагентов.The process for producing styrene-butadiene rubbers is carried out in a Buchi reactor with a glass bowl having a working volume of 1 liter, equipped with a stirrer, a jacket for temperature control, fittings and special removable metal batchers for supplying reagents.

В охлажденный до -20 °С (± 2 °С) реактор в токе азота при скорости вращения мешалки 50 об/мин подают нефрас (412,2 г), бутадиен (56,74 г), стирол (17,43 г) и 2,4 мл раствора 2,2-бис(2-оксоланил)пропана (дитетрагидрофурилпропан, ДТГФП) в нефрасе (0,2 М). Далее устанавливают скорость вращения мешалки 300 об/мин, начинают повышать температуру реакционной массы до 55 ⁰С со скоростью нагрева 7 °/мин, при достижении температуры 15 ⁰С подают 1,80 мл раствора органоцинката лития в ТГФ (0,2 М раствор). По истечении 2 часов синтеза с начала добавления инициатора достигается 100% степень конверсии мономеров. Далее полимер сливают в стакан и заправляют антиоксидантом - Novantox 8 PFDA (0,4% масс. на 100 г полимера). Затем проводят водную дегазацию каучука в масляной бане при температуре 150 ⁰С. Полученный каучук, содержащий воду, сушат на вальцах при температуре 85 оС.Nephras (412.2 g), butadiene (56.74 g), styrene (17.43 g) are fed into a reactor cooled to -20 ° C (± 2 ° C) in a nitrogen stream at a stirrer speed of 50 rpm 2.4 ml of a solution of 2,2-bis (2-oxolanyl) propane (ditetrahydrofurylpropane, DTGFP) in nephras (0.2 M). Then, the stirrer rotational speed is set at 300 rpm, the temperature of the reaction mass is increased to 55 ° C with a heating rate of 7 ° / min, and when the temperature reaches 15 ° C, 1.80 ml of a lithium organozincate solution in THF (0.2 M solution) is supplied. After 2 hours of synthesis from the start of the initiator addition, a 100% degree of monomer conversion is achieved. Next, the polymer is poured into a glass and seasoned with an antioxidant - Novantox 8 PFDA (0.4% by weight per 100 g of polymer). Then, rubber is degassed in an oil bath at a temperature of 150 ° C. The resulting rubber containing water is dried on rollers at a temperature of 85 about C.

Свойства полученного каучука представлены в таблице 1. Гистерезисные свойства резин, полученных с применением данного каучука, приведены в таблицах 3,4.The properties of the rubber obtained are presented in table 1. The hysteresis properties of the rubbers obtained using this rubber are shown in tables 3.4.

Пример 4. Получение бутадиен-стирольного каучука с использованием (н-Bu)Example 4. Obtaining styrene-butadiene rubber using (n-Bu) 44 ZnLiZnli 22 и ДТГФП and DTGFP

Процесс получения бутадиен-стирольных каучуков проводят в реакторе фирмы «Buchi» со стеклянной чашей, имеющей рабочий объем 1 л, снабженном мешалкой, рубашкой для термостатирования, штуцерами и специальными съемными металлическими дозаторами для подачи реагентов.The process for producing styrene-butadiene rubbers is carried out in a Buchi reactor with a glass bowl having a working volume of 1 liter, equipped with a stirrer, a jacket for temperature control, fittings and special removable metal batchers for supplying reagents.

В охлажденный до -20 °С (± 2 °С) реактор в токе азота при скорости вращения мешалки 50 об/мин подают нефрас (412,2 г), бутадиен (54,59 г), стирол (16,12 г) и 2,4 мл раствора 2,2-бис(2-оксоланил)пропана (дитетрагидрофурилпропан, ДТГФП) в нефрасе (0,2 М). Далее устанавливают скорость вращения мешалки 300 об/мин, начинают повышать температуру реакционной массы до 55 ⁰С со скоростью нагрева 7 °/мин, при достижении температуры 15 ⁰С подают 0,90 мл раствора органоцинката лития в ТГФ (0,2 М раствор). По истечении 2 часов синтеза с начала добавления инициатора достигается 100% степень конверсии мономеров. Далее полимер сливают в стакан и заправляют антиоксидантом - Novantox 8 PFDA (0,4% масс. на 100 г полимера).Затем проводят водную дегазацию каучука на масляной бане при температуре 150 ⁰С. Полученный каучук, содержащий воду, сушат на вальцах при температуре 85 оС.Nephras (412.2 g), butadiene (54.59 g), styrene (16.12 g) are fed to a reactor cooled to -20 ° C (± 2 ° C) in a nitrogen stream at a mixer speed of 50 rpm 2.4 ml of a solution of 2,2-bis (2-oxolanyl) propane (ditetrahydrofurylpropane, DTGFP) in nephras (0.2 M). Then, the stirrer rotational speed is set at 300 rpm, the temperature of the reaction mixture begins to increase to 55 ° C with a heating rate of 7 ° / min, and when the temperature reaches 15 ° C, 0.90 ml of a lithium organozincate solution in THF (0.2 M solution) is supplied. After 2 hours of synthesis from the start of the initiator addition, a 100% degree of monomer conversion is achieved. Next, the polymer is poured into a glass and seasoned with an antioxidant - Novantox 8 PFDA (0.4% by weight per 100 g of polymer). Then rubber is degassed in an oil bath at a temperature of 150 ° C. The resulting rubber containing water is dried on rollers at a temperature of 85 about C.

Свойства полученного каучука представлены в таблице 1.The properties of the rubber obtained are presented in table 1.

Пример 5 (сравнительный). Коммерчески доступный каучукExample 5 (comparative). Commercially Available Rubber

Свойства каучука-конкурента, являющегося разветвленным и функционализированным, представлены в таблице 1. Гистерезисные свойства резин, полученных с применением данного каучука, приведены в таблицах 3,4.The properties of the competitor rubber, which is branched and functionalized, are presented in Table 1. The hysteresis properties of the rubbers obtained using this rubber are shown in tables 3.4.

Пример 6. Получение бутадиенового каучука с использованием (н-Bu)Example 6. Obtaining butadiene rubber using (n-Bu) 44 ZnLiZnli 22

Процесс получения бутадиенового каучука проводят в реакторе фирмы «Buchi» со стеклянной чашей, имеющей рабочий объем 1 л, снабженном мешалкой, рубашкой для термостатирования, штуцерами и специальными съемными металлическими дозаторами для подачи реагентов.The process for producing butadiene rubber is carried out in a Buchi reactor with a glass bowl having a working volume of 1 liter, equipped with a stirrer, a jacket for temperature control, fittings and special removable metal batchers for supplying reagents.

В охлажденный до -20 °С (± 2 °С) реактор в токе азота при скорости вращения мешалки 50 об/мин подают нефрас (412,2 г), бутадиен (53,99 г). Далее устанавливают скорость вращения мешалки 300 об/мин, начинают повышать температуру реакционной массы до 55 ⁰С со скоростью нагрева 7 °/мин, при достижении температуры 15 ⁰С подают 2,4 мл раствора органоцинката лития в ТГФ (0,2 М раствор). По истечении 2 часов синтеза с начала добавления инициатора достигается 100% степень конверсии мономеров. Далее полимер сливают в стакан и заправляют антиоксидантом - Novantox 8 PFDA (0,4% масс. на 100 г полимера). Затем проводят водную дегазацию каучука на масляной бане при температуре 150 ⁰С. Полученный каучук, содержащий воду, сушат на вальцах при температуре 85 оС.Nephras (412.2 g), butadiene (53.99 g) are fed into a reactor cooled to -20 ° C (± 2 ° C) in a stream of nitrogen at a stirrer speed of 50 rpm. Then, the stirrer rotational speed is set at 300 rpm, the temperature of the reaction mixture begins to increase to 55 ° C with a heating rate of 7 ° / min, when the temperature reaches 15 ° C, 2.4 ml of a lithium organozincate solution in THF (0.2 M solution) is supplied. After 2 hours of synthesis from the start of the initiator addition, a 100% degree of monomer conversion is achieved. Next, the polymer is poured into a glass and seasoned with an antioxidant - Novantox 8 PFDA (0.4% by weight per 100 g of polymer). Then, rubber is degassed in an oil bath at a temperature of 150 ° C. The resulting rubber containing water is dried on rollers at a temperature of 85 about C.

Свойства полученного каучука представлены в таблице 1.The properties of the rubber obtained are presented in table 1.

Пример 7. Получение бутадиенового каучука с использованием (н-Bu)Example 7. Obtaining butadiene rubber using (n-Bu) 44 ZnLiZnli 22 и ДТГФП and DTGFP

Процесс получения бутадиенового каучука проводят в реакторе фирмы «Buchi» со стеклянной чашей, имеющей рабочий объем 1 л, снабженном мешалкой, рубашкой для термостатирования, штуцерами и специальными съемными металлическими дозаторами для подачи реагентов.The process for producing butadiene rubber is carried out in a Buchi reactor with a glass bowl having a working volume of 1 liter, equipped with a stirrer, a jacket for temperature control, fittings and special removable metal batchers for supplying reagents.

В охлажденный до -20 °С (± 2 °С) реактор в токе азота при скорости вращения мешалки 50 об/мин подают нефрас (412,2 г), бутадиен (52,15 г), и 6,27 мл раствора 2,2-бис(2-оксоланил)пропана (дитетрагидрофурилпропан, ДТГФП) в нефрасе (0,2 М). Далее устанавливают скорость вращения мешалки 300 об/мин, начинают повышать температуру реакционной массы до 55 ⁰С со скоростью нагрева 7 °/мин, при достижении температуры 15 ⁰С подают 2,35 мл раствора органоцинката лития в ТГФ (0,2 М раствор). По истечении 2 часов синтеза с начала добавления инициатора достигается 100% степень конверсии мономеров. Далее полимер сливают в стакан и заправляют антиоксидантом - Novantox 8 PFDA (0,4% масс. на 100 г полимера). Затем проводят водную дегазацию каучука в масляной бане при температуре 150 ⁰С. Полученный каучук, содержащий воду, сушат на вальцах при температуре 85 оС.Nephras (412.2 g), butadiene (52.15 g), and 6.27 ml of solution 2 are fed into a reactor cooled to -20 ° C (± 2 ° C) in a nitrogen stream at a stirrer speed of 50 rpm 2-bis (2-oxolanyl) propane (ditetrahydrofurylpropane, DTGFP) in nephras (0.2 M). Then, the stirrer rotational speed is set at 300 rpm, the temperature of the reaction mixture begins to increase to 55 ° C with a heating rate of 7 ° / min, at a temperature of 15 ° C, 2.35 ml of a lithium organozincate solution in THF (0.2 M solution) is supplied. After 2 hours of synthesis from the start of the initiator addition, a 100% degree of monomer conversion is achieved. Next, the polymer is poured into a glass and seasoned with an antioxidant - Novantox 8 PFDA (0.4% by weight per 100 g of polymer). Then, rubber is degassed in an oil bath at a temperature of 150 ° C. The resulting rubber containing water is dried on rollers at a temperature of 85 about C.

Свойства полученного каучука представлены в таблице 1.The properties of the rubber obtained are presented in table 1.

Испытания каучуков, полученных согласно примеру 3, сравнительному примеру и конкурентного, коммерчески-доступного каучука, проводили в составе резиновой композиции для протектора легковых шин (рецепт 1) и стандартной резиновой композиции (ГОСТ ISO 2322-2013), наполненной техническим углеродом (рецепт 2). Рецептуры резиновых композиций приведены в таблице 3. Приготовление резиновых композиций проводилось на пластикордере Plastograph EC Plus, Model 2008 фирмы «Brabender» (Германия). Свободный объем смесительной камеры с кулачковыми роторами типа N 50 EHT составлял 80 см3. Приготовление резиновой композиции по рецепту 1 проводили в три стадии:The rubbers obtained according to Example 3, a comparative example and a competitive, commercially available rubber were tested as part of a rubber composition for tread of passenger tires (recipe 1) and a standard rubber composition (GOST ISO 2322-2013) filled with carbon black (recipe 2) . The rubber compositions are listed in Table 3. The rubber compositions were prepared on a Plastograph EC Plus, Model 2008 plastikorder company "Brabender" (Germany). The free volume of the mixing chamber with cam rotors of type N 50 EHT was 80 cm 3 . The preparation of the rubber composition according to the recipe 1 was carried out in three stages:

1 стадия - смешение всех ингредиентов за исключением вулканизующей группы, т.е. серы, МБТ, ДФГ, САЦ, начальная температура стенок камеры 130 °С, максимальная в камере в процессе смешения- не более 165 °С, скорость вращения роторов 40-60 об-1;Stage 1 - the mixing of all ingredients except the vulcanizing group, i.e. sulfur, MBT, DFG, SAC, the initial temperature of the chamber walls is 130 ° C, the maximum in the chamber during mixing is not more than 165 ° C, the rotor speed is 40-60 r -1 ;

2 стадия - диспергирующее смешение смеси 1 стадии без добавления дополнительных ингредиентов, начальная температура стенок камеры 80 °С, максимальная- не более 130 °С, скорость вращения роторов 60 об-1;Stage 2 - dispersing mixing of a mixture of stage 1 without adding additional ingredients, the initial temperature of the chamber walls is 80 ° C, the maximum is not more than 130 ° C, the rotor speed is 60 r -1 ;

3 стадия - введение в резиновую композицию вулканизующей группы, начальная температура стенок камеры 80 °С, максимальная- не более 110 °С, скорость вращения роторов 40 об-1. Приготовление резиновых композиций по рецепту 2 проводили в закрытом смесителе в одну стадию согласно ГОСТ ISO 2322-2013.Stage 3 - the introduction of a vulcanizing group into the rubber composition, the initial temperature of the chamber walls is 80 ° C, the maximum is not more than 110 ° C, the rotor speed is 40 r -1 . The preparation of rubber compositions according to recipe 2 was carried out in a closed mixer in one stage according to GOST ISO 2322-2013.

Таблица 1. Структура и свойства каучуковTable 1. The structure and properties of rubbers

Пример №Example No. n-Bu4ZnLi2, ммоль/
100 г
n-Bu 4 ZnLi 2 , mmol /
100 g
С (ДТГФП), ммоль/
100 г
C (DTGFP), mmol /
100 g
Микроструктурные характеристики (Анализ Ик)Microstructural Characteristics (IR Analysis) Молекулярно-массовые характеристикиMolecular weight characteristics Тст, оСT article , about With Вязкость по МуниMooney Viscosity
St,
% мас.
St
% wt.
1,2-Bd,
% мас.
1,2-Bd,
% wt.
1,4-Bd,
% мас.
1,4-Bd,
% wt.
Mn*10-3 M n * 10 -3 Mw* 10-3 M w * 10 -3 Mw/ Mn M w / M n
СравSrav n-BuLi
0,85
n-buli
0.85
1,01,0 22,522.5 62,3262.32 37,6837.68 162162 201201 1,241.24 -22,1-22.1 4949
11 1,21,2 -- 19,919.9 39,839.8 60,260,2 109109 157157 1,441.44 -47,4-47.4 2222 22 0,750.75 0,250.25 22,422.4 54,554.5 45,545.5 156156 216216 1,391.39 -31,6-31.6 4343 33 0,60.6 0,80.8 23,423,4 62,762.7 37,337.3 169169 220220 1,301.30 -20,3-20.3 5454 44 0,30.3 0,80.8 22,622.6 65,865.8 34,234.2 312312 384384 1,231.23 -15,7-15.7 102102 55 Нет данныхNo data Нет данныхNo data 19,319.3 63,363.3 36,736.7 133133 240240 1,801.80 -22,0-22.0 5858 66 0,90.9 -- -- 42,242,2 57,857.8 166166 248248 1,491.49 -73,5-73.5 5656 77 0,90.9 2,42,4 -- 76,076.0 24,024.0 112112 139139 1,231.23 -31,0
-0,7
-31.0
-0.7
11eleven

Каучук по примеру 3, образец сравнения и конкурентный каучук испытывались в резинах.The rubber of example 3, the reference sample and competitive rubber were tested in rubbers.

Таблица 2. Состав резиновых композицийTable 2. The composition of the rubber compositions

Наименование ингредиентовName of ingredients Содержание, масс.ч. на 100 масс.ч. каучукаContent, parts by weight per 100 parts by weight rubber Рецепт 1Recipe 1 Рецепт 2Recipe 2 Каучук натуральный TSR RSS-1Natural rubber TSR RSS-1 30,030,0 -- Растворный бутадиен-стирольный каучук по примерам 1-5Mortar-styrene butadiene rubber according to examples 1-5 70,070.0 100,0100.0 Технический углерод N 339 (Ярославский завод технического углерода)Carbon black N 339 (Yaroslavl plant of carbon black) 13,013.0 50,050,0 Силика Zeosil 1165 MP (Solvay)Silica Zeosil 1165 MP (Solvay) 86,086.0 -- Пластификатор Vivatec 200 (Hansen&Rosental)Plasticizer Vivatec 200 (Hansen & Rosental) 50,050,0 -- Пластификатор рапсовое масло техническое (ООО «Профет»)Plasticizer rapeseed oil technical (LLC "Profet") 8,08.0 -- Противостаритель 6PPD (Eastman Santoflex)Antioxidant 6PPD (Eastman Santoflex) 2,52.5 -- Противостаритель TMQ (Chemtura)Antioxidant TMQ (Chemtura) 2,02.0 -- Защитный воск Antilux 111 (RheinChemie)Antilux 111 Protective Wax (RheinChemie) 2,02.0 -- Оксид цинка (ООО Эмпилс)Zinc oxide (Empils LLC) 2,02.0 3,03.0 Стеариновая кислота (ОАО «Нефис Косметикс»)Stearic acid (OJSC Nefis Cosmetics) 1,01,0 1,01,0 Технологическая добавка Actiplast ST (RheinChemie)Techniplast Actiplast ST (RheinChemie) 4,04.0 -- Силанизирующий агент Si-69 (Evonic)Silanizing agent Si-69 (Evonic) 8,08.0 -- Меркаптобензтиазол (МБТ-2) (Stair, China)Mercaptobenzthiazole (MBT-2) (Stair, China) 0,10.1 -- Дифенилгуанидин (ДФГ) (RheinChemie)Diphenylguanidine (DFG) (RheinChemie) 2,02.0 -- Сульфенамид Ц (САЦ) (Lanxess)Sulfenamide C (SAC) (Lanxess) 2,02.0 1,01,0 Сера молотая техническая 9998 (НК ЛУКОЙЛ)Technical ground sulfur 9998 (NK LUKOIL) 1,71.7 1,751.75

Таблица 3. Гистерезисные свойства резин (изменение показателей относительно сравнительного примера, %)Table 3. Hysteresis properties of rubbers (change in indicators relative to a comparative example,%)

ПоказательIndicator Диоксид кремния в качестве основного наполнителя (рецепт 1)Silicon dioxide as the main filler (recipe 1) Технический углерод в качестве основного наполнителя (рецепт 2)Carbon black as the main filler (recipe 2) Сравнительный примерComparative example Пример 3Example 3 Сравнительный примерComparative example Пример 3Example 3 tgδ (-20°C)tgδ (-20 ° C) 100100 107107 100100 128128 tgδ (0°C)tgδ (0 ° C) 100100 104104 100100 107107 tgδ (60°C)tgδ (60 ° C) 100100 103103 100100 9999

Значения более 100 свидетельствуют об улучшении показателя, значения менее 100 - об ухудшении.Values of more than 100 indicate an improvement in the indicator, values of less than 100 indicate deterioration.

Таблица 4. Гистерезисные свойства резин (изменение показателей относительно конкурентного образца, %)Table 4. Hysteresis properties of rubbers (change in indicators relative to a competitive sample,%)

ПоказательIndicator Диоксид кремния в качестве основного наполнителя (рецепт 1) Silicon dioxide as the main filler (recipe 1) Технический углерод в качестве основного наполнителя (рецепт 2)Carbon black as the main filler (recipe 2) Конкурент Competitor Пример 3Example 3 Конкурент Competitor Пример 3Example 3 tgδ (-20°C)tgδ (-20 ° C) 100100 102102 100100 128128 tgδ (0°C)tgδ (0 ° C) 100100 106106 100100 110110 tgδ (60°C)tgδ (60 ° C) 100100 102102 100100 9999

Значения более 100 свидетельствуют об улучшении показателя, значения менее 100 - об ухудшении.Values of more than 100 indicate an improvement in the indicator, values of less than 100 indicate deterioration.

Подготовка резиновых композиций к вулканизации, вулканизация и подготовка образцов для испытаний осуществлялась согласно ASTM D 3182. Режимы вулканизации резин, полученных по рецепту 1 (табл. 2): 160 °С в течение 20 мин для оценки деформационно-прочностных свойств и в течение 30 мин для оценки твердости и истираемости. Режимы вулканизации резин, полученных по рецепту 2 (табл. 2), приведены в ГОСТ ISO 2322-2013. Оценку основных показателей вулканизатов при растяжении ( f 300, f р, ε отн,) осуществляли по ASTM D 412-98. Истираемость по Шоппер-Шлобаху (метод Б) оценивали согласно ГОСТ 23509-79. Гистерезисные свойства определяли с помощью приборов DMA 242 С (NETZSCH). Условия испытаний на DMA 242 С: двухплечевой изгиб, размеры образца 10,00×6,50×2,0 мм, амплитуда 40 мкм (1%), частота 10 Гц, нагрузка 7 Н. Диапазон температур испытания - от минус 60 °С до плюс 60 °С, скорость повышения температуры - 2 °С/мин.The preparation of rubber compositions for vulcanization, vulcanization and preparation of test specimens was carried out according to ASTM D 3182. The vulcanization modes of the rubber obtained by recipe 1 (table 2): 160 ° C for 20 minutes to assess the deformation-strength properties and for 30 minutes to assess hardness and abrasion. Modes of vulcanization of rubber obtained by recipe 2 (table. 2) are given in GOST ISO 2322-2013. Assessment of the main indicators of vulcanizates in tension ( f 300 , f p, ε rel ,) was carried out according to ASTM D 412-98. Schopper-Schlobach abrasion (method B) was evaluated according to GOST 23509-79. Hysteresis properties were determined using DMA 242 C instruments (NETZSCH). Test conditions for DMA 242 C: two-arm bend, sample dimensions 10.00 × 6.50 × 2.0 mm, amplitude 40 μm (1%), frequency 10 Hz, load 7 N. Test temperature range - from minus 60 ° C up to plus 60 ° С, the rate of temperature increase is 2 ° С / min.

В таблице 3 и 4 приведены гистерезисные свойства резин на основе каучука, описанного в примере 3, сравнительном примере и конкурентного образца.Table 3 and 4 show the hysteresis properties of rubber based rubber described in example 3, a comparative example and a competitive sample.

Из данных таблиц 3 и 4 видно, что каучуки, полученные с применением органоцинкатов лития, позволяют улучшать гистерезисные свойства резин при температурах -20 °С (tgδ-20°C), что равноценно улучшению сцепления с обледенелой дорогой, и гистерезиные свойства при 0 °С, что говорит об улучшении сцепления с мокрой дорогой. Причем, положительные эффекты более значительны в случае резин, наполненных техническим углеродом, что позволяет рекомендовать применение каучуков, получаемых согласно настоящему изобретению, не только в шинах для легковых автомобилей премиум класса, но и для шин грузовых, легкогрузовых и легковых автомобилей, не относящихся к категории А и АА, в протекторе которых используются преимущественно протекторные резины, наполненные техническим углеродом. Наблюдаемый положительный эффект обеспечивается как за счет необходимой микроструткуры каучука, так и характера молекулярно-массового распределения. Так, каучуки, синтезируемые с применением органоцинкатов лития в качестве инициатора и 2,2-бис(2-оксоланил)пропана (дитетрагидрофурилпропан, ДТГФП) в качестве электронодонора, имеют мономодальный характер кривой распределения ( фиг.2, пример 3), тогда как сравнительный образец (см. фиг.1), имеет бимодальное распределение. Это указывает на то, что применение органоцинкатов влияет на структуру и активность инициирующего комплекса, скорость и особенность присоединения мономеров в процессе полимеризации. При сравнении с конкурентным образцом (пример 5) можно отметить более узкое молекулярно-массовое распределение каучуков (см. таблицу 1, примеры 3 и 4), получаемых по заявленному способу, что также способствует снижению гистерезисных потерь.From the data of tables 3 and 4 it is seen that rubbers obtained using lithium organozincates can improve the hysteretic properties of rubbers at temperatures of -20 ° C (tgδ -20 ° C ), which is equivalent to improved grip on icy roads, and hysteretic properties at 0 ° C, which indicates an improvement in wet grip. Moreover, the positive effects are more significant in the case of rubber filled with carbon black, which allows us to recommend the use of rubbers obtained according to the present invention, not only in tires for passenger cars of premium class, but also for tires of trucks, light trucks and cars not belonging to the category A and AA, whose tread mainly uses tread rubber filled with carbon black. The observed positive effect is ensured both due to the necessary microstructure of rubber, and the nature of the molecular weight distribution. So, rubbers synthesized using lithium organozincates as an initiator and 2,2-bis (2-oxolanyl) propane (ditetrahydrofurylpropane, DTGFP) as an electron donor have a monomodal distribution curve (Fig. 2, example 3), while the comparative the sample (see figure 1) has a bimodal distribution. This indicates that the use of organozincates affects the structure and activity of the initiating complex, the speed and the peculiarity of the addition of monomers in the polymerization process. When comparing with a competitive sample (example 5), a narrower molecular weight distribution of rubbers (see table 1, examples 3 and 4) obtained by the claimed method can be noted, which also helps to reduce hysteresis losses.

Claims (13)

1. Способ получения каучука анионной полимеризацией диена и/или сополимеризацией диена и винилароматического соединения в среде органического растворителя в присутствии электронодонора и органоцинката лития общей формулы R4ZnLi2 в качестве инициатора, где R - одинаковые или различные алифатические и/или ароматические углеводородные радикалы, отличающийся тем, что в качестве электронодонора используют 2,2-бис(2-оксоланил)пропан (дитетрагидрофурилпропан, ДТГФП) в углеводородном растворителе и инертной среде.1. A method of producing rubber by anionic polymerization of a diene and / or copolymerization of a diene and a vinyl aromatic compound in an organic solvent in the presence of an electron donor and lithium organozincate of the general formula R 4 ZnLi 2 as an initiator, where R is the same or different aliphatic and / or aromatic hydrocarbon radicals, characterized in that 2,2-bis (2-oxolanyl) propane (ditetrahydrofurylpropane, DTGFP) is used as an electron donor in a hydrocarbon solvent and an inert medium. 2. Способ получения каучука по п. 1, где R - одинаковые алифатические радикалы, предпочтительно содержащие 1-4 атома углерода, наиболее предпочтительно н-бутил или втор-бутил.2. The method of producing rubber according to claim 1, where R is the same aliphatic radicals, preferably containing 1-4 carbon atoms, most preferably n-butyl or sec-butyl. 3. Способ получения каучука по п. 1, где указанные диены содержат от 4 до 12 атомов углерода, и предпочтительно представляют собой 1,3-бутадиен и/или изопрен.3. The method for producing rubber according to claim 1, wherein said dienes contain from 4 to 12 carbon atoms, and are preferably 1,3-butadiene and / or isoprene. 4. Способ получения каучука по п. 1, где винилароматические соединения выбираются из группы, состоящей из стирола, α-метилстирола, орто-, мета- и пара-метилстирола, 3-винилтолуола, этилвинилбензола, 4-циклогексилстирола, пара-трет-бутилстирола, метоксистиролов, винилмезитилена, дивинилбензола, 1-винилнафталина, 2,4,6-триметилстирола, предпочтительно стирола или α-метилстирола.4. The method of producing rubber according to claim 1, wherein the vinyl aromatic compounds are selected from the group consisting of styrene, α-methylstyrene, ortho-, meta- and para-methylstyrene, 3-vinyltoluene, ethylvinylbenzene, 4-cyclohexylstyrene, para-tert-butylstyrene , methoxystyrenes, vinyl mesitylene, divinylbenzene, 1-vinylnaphthalene, 2,4,6-trimethylstyrene, preferably styrene or α-methylstyrene. 5. Способ получения каучука по п. 1, где массовое соотношение исходных диенов и винилароматических соединений составляет от 0 до 1, предпочтительно от 0,1 до 0,9, более предпочтительно от 0,2 до 0,7.5. The method of producing rubber according to claim 1, where the mass ratio of the starting dienes and vinyl aromatic compounds is from 0 to 1, preferably from 0.1 to 0.9, more preferably from 0.2 to 0.7. 6. Способ получения каучука по п. 1, где мольное соотношение инициатор: электронодонор составляет от 0,1 до 100, предпочтительно от 0,5 до 50 и наиболее предпочтительно от 1 до 3.6. The method of producing rubber according to claim 1, wherein the initiator: electron donor molar ratio is from 0.1 to 100, preferably from 0.5 to 50, and most preferably from 1 to 3. 7. Способ получения каучука по п. 1, где полимеризацию проводят при температуре от -80°C до 150оС, предпочтительно от 0°C до 100оС, более предпочтительно от 40°C до 80оС.7. A method for producing rubber as claimed in claim. 1, where the polymerization is carried out at a temperature of from -80 ° C to 150 ° C, preferably from 0 ° C to 100 ° C, more preferably from 40 ° C to 80 ° C. 8. Способ получения каучука по п. 1, где содержание инициатора варьируют в диапазоне от 1 до 50 моль/т каучука, предпочтительно от 2 до 25 моль/т каучука, более предпочтительно от 3 до 12 моль/т каучука.8. The method for producing rubber according to claim 1, wherein the initiator content varies in the range from 1 to 50 mol / t of rubber, preferably from 2 to 25 mol / t of rubber, more preferably from 3 to 12 mol / t of rubber. 9. Способ получения каучука по п. 1, где растворители выбирают из групп насыщенных углеводородов, предпочтительно содержащих 3-12 атомов углерода, или их смесей.9. The method of producing rubber according to claim 1, where the solvents are selected from the groups of saturated hydrocarbons, preferably containing 3-12 carbon atoms, or mixtures thereof. 10. Каучук для изготовления резин на основе полимеров сопряженных диенов и/или сополимеров сопряжённых диенов и винилароматических соединений, полученный способом по пп. 1-9.10. Rubber for the manufacture of rubbers based on polymers of conjugated dienes and / or copolymers of conjugated dienes and vinyl aromatic compounds, obtained by the method according to paragraphs. 1-9. 11. Резиновая композиция, содержащая каучук по п. 10.11. A rubber composition comprising rubber according to claim 10. 12. Резиновая композиция по п. 11, дополнительно содержащая компоненты, выбранные из группы, включающей натуральный каучук, диоксид кремния; технический углерод; силанизирующий агент; вулканизатор; и традиционные технологические добавки, такие как добавки, улучшающие диспергирование наполнителей и перерабатываемость резиновых композиций; пластификаторы, противостарители/анитозонанты/противоутомители физические и химические; модификаторы; наполнители, в том числе волокнистные, слоистые, полимерные; агенты, предотвращающие реверсию при вулканизации и повышающие теплостойкость резин.12. The rubber composition according to claim 11, further comprising components selected from the group consisting of natural rubber, silicon dioxide; carbon black; silanizing agent; vulcanizer; and traditional processing aids, such as those that improve the dispersion of fillers and the processability of rubber compositions; plasticizers, antioxidants / anitozonants / physical and chemical anti-haze agents; modifiers fillers, including fibrous, layered, polymer; agents that prevent reversion during vulcanization and increase the heat resistance of rubbers. 13. Применение резиновой композиции по пп. 11, 12 для изготовления протектора шин.13. The use of the rubber composition according to paragraphs. 11, 12 for the manufacture of a tire tread.
RU2019103407A 2016-07-22 2016-07-22 Method of producing caoutchouc, a rubber composition containing caoutchouc obtained using said method, as well as use of a rubber composition RU2709530C1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2016/000473 WO2018016986A1 (en) 2016-07-22 2016-07-22 A method of producing a rubber, a rubber composition comprising the rubber obtained by said method, and also use of the rubber composition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2709530C1 true RU2709530C1 (en) 2019-12-18

Family

ID=60992669

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019103407A RU2709530C1 (en) 2016-07-22 2016-07-22 Method of producing caoutchouc, a rubber composition containing caoutchouc obtained using said method, as well as use of a rubber composition

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2709530C1 (en)
WO (1) WO2018016986A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3716495A (en) * 1970-09-02 1973-02-13 Phillips Petroleum Co Polymerization initiator composition and use thereof
EP0594107A1 (en) * 1992-10-19 1994-04-27 Bridgestone Corporation Process for preparing a polymer using lithium initiator prepared by in situ preparation
JP2010209273A (en) * 2009-03-12 2010-09-24 Sumitomo Chemical Co Ltd Method of producing conjugated diene polymer
JP2010209271A (en) * 2009-03-12 2010-09-24 Institute Of Physical & Chemical Research Manufacturing method for conjugated diene based polymer
WO2012119918A1 (en) * 2011-03-04 2012-09-13 Styron Europe Gmbh High styrene high vinyl styrene-butadiene rubber and methods for preparation thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3716495A (en) * 1970-09-02 1973-02-13 Phillips Petroleum Co Polymerization initiator composition and use thereof
EP0594107A1 (en) * 1992-10-19 1994-04-27 Bridgestone Corporation Process for preparing a polymer using lithium initiator prepared by in situ preparation
JP2010209273A (en) * 2009-03-12 2010-09-24 Sumitomo Chemical Co Ltd Method of producing conjugated diene polymer
JP2010209271A (en) * 2009-03-12 2010-09-24 Institute Of Physical & Chemical Research Manufacturing method for conjugated diene based polymer
WO2012119918A1 (en) * 2011-03-04 2012-09-13 Styron Europe Gmbh High styrene high vinyl styrene-butadiene rubber and methods for preparation thereof

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018016986A1 (en) 2018-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7339005B2 (en) Process for producing modified diene polymer rubber
TWI703152B (en) Multivinylaminosilanes as branching agents for functionalized elastomeric polymers
JP5952788B2 (en) Branched conjugated diene copolymer, rubber composition and pneumatic tire
JPH0987426A (en) Production of rubber composition
RU2716689C2 (en) Mixture of functionalised polymers for tires
BR112013012201B1 (en) polymers functionalized by end groups, use of 1-oxa-2-silacycloalkanes as functionalization reagents, process to produce polymers functionalized by end groups, use of polymers functionalized by end groups, vulcanizable rubber compositions, use of vulcanizable rubber compositions, tire and mold
TWI744340B (en) Process for preparing branched elastomeric polymer and branched elastomeric polymer obtained thereby, non-vulcanized polymer composition, vulcanized polymer composition and process for preparing the same and article comprising vulcanized polymer composition
TWI772474B (en) Use of specific aminosilyl monomers in the manufacture of rubber
BRPI0904449A2 (en) termination compounds, polymers and their use in rubber and tire compositions
EP3487889B1 (en) A method for producing branched modified rubber and a rubber composition comprising branched modified rubber prepared by the method, and use thereof
TWI466898B (en) Process for producing conjugated diene rubber and composite of the same rubber
US10414841B2 (en) Modified conjugated diene-based polymer, method for preparing the same and rubber composition including the same
EP3006493B1 (en) Rubber composition and pneumatic tire
US11124590B2 (en) Method of producing a modified diene-containing rubber, the rubber and a composition based thereon
EP3006227B1 (en) Rubber composition and pneumatic tire
TWI716512B (en) Terminal-modified copolymer of conjugated diene and vinyl aromatic hydrocarbon and synthesis method thereof, rubber composition and tire
JP5860797B2 (en) Modified conjugated diene rubber and process and composition thereof
RU2709530C1 (en) Method of producing caoutchouc, a rubber composition containing caoutchouc obtained using said method, as well as use of a rubber composition
RU2707102C1 (en) Method of producing modified rubber by solution anionic polymerisation, a rubber composition containing such rubber and use thereof
JP5864400B2 (en) Process for producing modified conjugated diene rubber, modified conjugated diene rubber, and conjugated diene rubber composition
JP3972672B2 (en) Modified diene polymer rubber, method for producing the same, and rubber composition
JP7407280B2 (en) Modified conjugated diene polymer, method for producing the same, and rubber composition containing the same