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JPH0220644B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0220644B2
JPH0220644B2 JP55081965A JP8196580A JPH0220644B2 JP H0220644 B2 JPH0220644 B2 JP H0220644B2 JP 55081965 A JP55081965 A JP 55081965A JP 8196580 A JP8196580 A JP 8196580A JP H0220644 B2 JPH0220644 B2 JP H0220644B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polymerization
styrene
temperature
butadiene copolymer
vinyl content
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP55081965A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS578211A (en
Inventor
Yoshito Yoshimura
Noboru Ooshima
Akira Tsuji
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JSR Corp
Original Assignee
Japan Synthetic Rubber Co Ltd
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 Japan Synthetic Rubber Co Ltd filed Critical Japan Synthetic Rubber Co Ltd
Priority to JP8196580A priority Critical patent/JPS578211A/en
Publication of JPS578211A publication Critical patent/JPS578211A/en
Publication of JPH0220644B2 publication Critical patent/JPH0220644B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Polymerization Catalysts (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、スチレン−ブタジエン共重合体の製
造方法に関し、詳しくは、スチレンと1,3−ブ
タジエンを炭化水素溶媒中で有機リチウム開始剤
を用いて共重合させるにあたり、ルイス塩基と特
定のアニオン性界面活性剤を添加し、上昇温度下
で重合を行なうことによつて得られる、少くとも
20%のビニル含量の分布巾を有し、平均ビニル含
量が20%以上70%未満のランダムスチレン−ブタ
ジエン共重合体の製造方法に関するものである。 炭化水素溶媒中でルイス塩基の存在のもとに、
1,3−ブタジエンを上昇温度下で重合して得ら
れる、分子鎖中にビニル含量の分布があるポリブ
タジエンが、タイヤ材料としてウエツトスキツド
特性、摩耗特性において調和がとれていること
は、特公昭49−43267に示されている。しかし、
上記ポリブタジエンは、その破壊特性に実用上問
題がある。 一方ルイス塩基の存在下で1,3−ブタジエン
とスチレンとを等温重合条件で共重合を行なうこ
とによつてランダムなスチレン−ブタジエン共重
合体が得られるが、上昇温度下での重合ではしば
しばブロツクスチレンを含むスチレン−ブタジエ
ン共重合体が生成し、その加硫物も発熱特性の点
で劣り、タイヤ材料として好ましくない。 本発明者らは、低燃費の目安である転がり摩擦
抵抗が小さく、走行安全性の目安であるウエツト
スキツド抵抗が大きく、さらに耐摩耗性、破壊特
性の点で調和のとれた材料を鋭意検討したとこ
ろ、ムーニー粘度(ML1+4100℃)が10〜150、平
均ビニル含量が20%以上70%未満、結合スチレン
が5〜35重量%のランダムなスチレン−ブタジエ
ン共重合体で、分子鎖中のビニル含量の分布が少
くとも20%以上ある重合体がこれら目的に適する
ことを見出した。 本発明は、かゝる知見に基き、上記スチレン−
ブタジエン共重合体の製造方法を鋭意検討した結
果、到達したものである。 すなわち、本発明は、炭化水素溶媒中で有機リ
チウム開始剤の存在下にスチレンとブタジエンと
を共重合してスチレン−ブタジエン共重合体を製
造するにあたり、該重合系にルイス塩基と−
SO3M基または−OSO3M基(MはNa,K,Rb
またはCsを示す)を有するアニオン性界面活性
剤を存在させると共に上昇温度条件下で重合を行
ない、平均ビニル含量が20%以上70%未満でかつ
少なくとも20%のビニル含量の分布巾を有し、ム
ーニー粘度(ML1+4,100℃)が10〜150で、スチ
レン含量が5〜35重量%のランダムスチレン−ブ
タジエン共重合体を得ることを特徴とするスチレ
ン−ブタジエン共重合体の製造方法である。 本発明に使用される有機リチウム開始剤として
は、メチルリチウム、エチルリチウム、n−ブチ
ルリチウム、sec−ブチルリチウム、tert−ブチ
ルリチウム、アミルリチウム、フエニルリチウ
ム、トリルリチウム、ビニルリチウム、プロベニ
ルリチウム、テトラメチレンジリチウム、ペンタ
メチレンジリチウム、ヘキサメチレンジリチウ
ム、デカメチレンジリチウム、1,3−ビス(1
−リチオ−3−メチルペンチル)ベンゼン、1,
3−ビス(1−リチオ−1,3−ジメチルペンチ
ル)ベンゼン、1,1,4,4−テトラフエニル
−1,4−ジリチオブタンなどを用いることがで
きる。 有機リチウム開始剤の使用量は生成重合体の分
子量、ムーニー粘度によつて決定されるが、単量
体100g当り通常リチウム原子として0.05〜10ミ
リグラム原子程度、好適には0.1〜5.0ミリグラム
原子の範囲で用いられる。 ルイス塩基としては、エーテルおよび第3級ア
ミンが好適に使用される。具体例としてジエチル
エーテル、ジブチルエーテル、ジオクチルエーテ
ル、テトラヒドロフラン、2−メトキシテトラヒ
ドロフラン、2−メトキシメチルテトラヒドロフ
ラン、2,5−ジメトキシメチルテトラヒドロフ
ラン、ジオキサン、エチレングリコールジメチル
エーテル、エチレングリコールジエチルエーテ
ル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジ
エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレ
ングリコールジブチルエーテル、トリエチレング
リコールジメチルエーテル、トリエチレングリコ
ールジエチルエーテル、テトラエチレングリコー
ルジメチルエーテルなどのエーテル化合物や、
N,N,N′,N′−テトラメチルエチレンジアミ
ン、N,N,N′,N′−テトラエチルエチレンジ
アミン、トリエチレンジアミン、N−メチルモル
ホリン、N−エチルモルホリン、トリメチルアミ
ン、トリエチルアミン、ビリジンなどの第3級ア
ミン化合物が用いられる。中でもエチレングリコ
ールジメチルエーテル、エチレングリコールジエ
チルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエ
ーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテ
ル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ト
リエチレングリコールジメチルエーテル、トリエ
チレングリコールジエチルエーテル、テトラエチ
レングリコールジメチルエーテル、2−メトキシ
メチルテトラヒドロフラン、2,5−ジメトキシ
メチルテトラヒドロフランなどのポリエーテルや
N,N,N′,N−テトラメチルエチレンジアミ
ン、N,N,N′,N′−テトラエチルエチレンジ
アミンなどのポリアミンを用いた場合、少ない使
用量で本発明の目的とする平均ビニル含量が70%
以上ではのランダム共重合体が得られるため、好
ましい。 ルイス塩基の使用量はルイス塩基の種類によつ
て異るが、有機リチウム開始剤のリチウム1グラ
ム原子当たり0.05〜500モル、の範囲で用いられ
る。 本発明においてルイス塩基とともに使用される
−SO3M基あるいは−OSO3M基(MはNa,K,
Rb,Csを示す)を有するアニオン性界面活性剤
としては、特公昭54−44315で示されるアルキル
アリールスルホン酸塩、アミド結合スルホン酸
塩、エステル結合スルホン酸塩、高級アルコール
硫酸エステル塩、エステル結合硫酸エステル塩が
用いられる。 上記アニオン性界面活性剤は、開始剤のリチウ
ム1グラム原子当たり、アルカリ金属原子を基準
として0.005〜1.0グラム原子割合で用いられる。 重合溶媒としてはベンゼン、トルエン、キシレ
ン、エチルベンゼンなどの芳香族炭化水素、シク
ロヘキサン、メチルシクロペンタン、シクロオク
タンなどの脂環族炭化水素、プロパン、ブタン、
ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカ
ンなどの脂肪族炭化水素が用いられる。これな炭
化水素は二種以上を混合して用いてもよい。これ
ら炭化水素の中で、脂環族炭化水素、脂肪族炭化
水素が重合溶媒として好ましい。 溶媒は単量体1重量部に対して1〜20重量部の
範囲で用いられる。 本発明で得られるスチレン−ブタジエン共重合
体の平均ビニル含量は使用するルイス塩基の種
類、及びその添加量、重合溶媒の種類、重合温度
などによつて決まるが、本発明の共重体の平均ビ
ニル含量は20%以上70%未満、好ましくは30〜60
%の範囲になるように調節されねばならない。平
均ビニル含量が20%未満では十分なウエツトスキ
ツド特性が得られず、70%以上では耐摩耗特性、
破壊特性の点で十分でない。 さらにビニル含量の分布は重合中の重合温度の
履歴によつて決まるので、上昇温度重合条件下で
ビニル含量の分布が少くとも20%、好ましくは30
%以上になるような重合温度範囲を設定せねばな
らない。ビニル含量の分布巾が20%未満ではウエ
ツトスキツド特性と耐摩耗性、破壊特性の調和が
とれない。即ちウエツトスキツド特性はよくても
耐摩耗性、破壊特性が悪かつたり、また逆に耐摩
耗性、破壊特性がよくてもウエツトスキツド特性
が悪かつたりする。 なおここでいうビニル含量の分布巾とはルイス
塩基の種類、添加量、重合溶媒が決まれば重合温
度と重合体のビニル含量が相関するので、上昇温
度下の重合で重合温度の経時変化を追跡し、重合
開始温度(Ti)すなわち最低の重合温度でのビ
ニル含量と重合中の最高到達温度(Tm)でのビ
ニル含量との差を%で表わしたものをいう。 第1図中、重合開始剤としてn−ブチルリチウ
ム、ルイス塩基としてジエチレングリコールジメ
チルエーテルを、アニオン性界面活性剤としてド
デシルベンゼンスルホン酸カリウムをモル比で
1:0.3:0.05で用い、溶媒としてシクロヘキサ
ンを用いた場合の結合スチレン25重量%のスチレ
ン−ブタジエン共重合体中のビニル含量と重合温
度の関係を示す。 本発明の共重合体の結合スチレン含量は5〜35
重量%、好ましくは10〜30重量%である。結合ス
チレン含量が5重量%未満では耐摩耗性、耐破壊
特性の点で好ましくない。また35重量%を超える
と転がり摩擦抵抗の点で好ましくない。 ムーニー粘度(ML1+4,100℃)は10〜150特に
3〜120が好ましく10未満では引張強度、転がり
摩擦抵抗特性の点で、150を越えると、加工性の
点で好ましくない。 本発明において重合温度は特に制限はないが、
重合開始温度(Ti)は10〜60℃が好ましい。一
方、重合開始温度(Ti)と重合途中または重合
終了時の最高温度(Tm)との温度差(ΔT)は
ビニル含量の分布巾を20%以上とするために、40
℃以上とするのが好ましい。さらに最高温度
(Tm)は好ましくは130℃以下である。130℃を
越えると重合体の低分子量部分が多くなり、転が
り摩擦抵抗の点で好ましくなくなる。 重合開始から重合終了までの温度上昇条件下で
の重合は回分重合又は連続重合で、種々の温度上
昇の方法で行なうことができる。例えば重合開始
から重合終了まで熱損をできるだけ少くすること
によつて、重合転化率と共に直線的に温度上昇が
行なわれる断熱的な重合方法、重合開始から終了
までの間、反応器外からの熱除去を調節すること
によつて、所定の重合転化率まで等温重合を行な
い、その後重合終了まで上昇温度下で重合を行な
う方法、さらに所定の重合転化率毎に段階的に重
合温度を上げる上昇温度下での重合方法など種々
行なうことができる。 本発明の重合の開始は炭化水素溶媒、モノマ
ー、ルイス塩基及びアニオン性界面活性剤が存在
する系に有機リチウム開始剤を加えることにより
行うのが望ましいが、有機リチウム開始剤とルイ
ス塩基及び前記アニオン性界面活性剤を予め接触
させたものを炭化水素溶媒及びモノマーの存在す
る系に仕込んで重合を開始してもよい。 重合反応が所望の転化率まで達したら、老化防
止剤及び水、アルコール、フエノール類などの重
合停止剤を加えて重合を停止させたのち、重合体
溶液を脱溶媒、乾燥して目的とする重合体を得る
ことができる。 本発明の方法により得られるスチレン−ブタジ
エン共重合体は、示差走査熱量計(DSC)によ
つて測定されるガラス転移温度、及び動力学的測
定法による減衰温度曲線の減衰(tanδ)のピーク
巾が広くなつていることからもそのビニル含量の
分布巾が広がつていることが裏付けられる。 なお本発明のランダムスチレンブタジエン共重
合体とはI.M.KolthoffらJ.Polymer Sei.Vol.1
p429(1946)などの酸化分解法により測定したと
き、結合スチレン中のブロツクスチレン含量が10
重量%以下であるスチレンブタジエン共重合体を
意味する。 本発明の方法により得られるスチレン−ブタジ
エン共重合体は、ウエツトスキツド特性、転がり
摩擦抵抗特性、摩耗特性及び破壊特性の点で調和
のとれたゴム材料を提供することができる。 以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に
説明する。 各実施例においてポリブタジエン部分のミクロ
構造はD.Moreroの方法〔chim e Ind.41758
(1959)〕により、共重合体中のスチレン含量は
699cm-1の吸光度を用いた検量線から求めた。 重合転化率は重合体溶液を蒸発乾燥して全固形
分を求めることによつて算出した。 ガラス転移点の測定は理学電機社製低温DSC
(示差走査熱量計(昇温速度20℃/min)で行な
つた。 なお、転がり摩擦抵抗特性の指標として70℃で
の反撥弾性、グツドリツチフレクソメーターによ
る発熱温度を用い、ウエツトスキツド特性の指標
としてスキツドテスターによるウエツトスキツド
抵抗を用いた。 実施例1〜3、比較例1〜5 50反応器に窒素下でシクロヘキサン、スチレ
ン、ジエチレルングリコール、ジメチルエーテ
ル、ドデシルベンゼンスルホン酸カリウム、1,
3−ブタジエンを仕込み、所定の重合開始温度に
調節したのち、n−ブチルリチウムを添加して1
時間重合を行なつた。比較例−1を除き、反応器
外部から熱の除去なしに上昇温度下での重合を行
なつた。 比較例−1は反応器外部から冷媒により熱除去
を行ない、等温下での重合を行なつた。重合処方
及び重合条件を第1表に示す。重合転化率はいず
れも100%であつた。 実施例1、および比較例1にて重合転化率30%
のとき得られる体中の結合スチレンはそれぞれ
25.5%、23.0重量%であつた。 重合体は重合体溶液に2,6−ジタ−シヤリ−
ブチルPクレゾール25gを添加後、スチームスト
リツピングにより脱溶媒し、110℃ロールで乾燥
して得た。重合体の主な性質及び加硫物の性質を
第3表に示す。 なお加硫物は第2表に示す配合処方に従つて混
練りを行ない、145℃45分加硫を行なつて得た。 第2図に実施例1の共重合体の比較例1の共
重合体の示差走査熱量計から測定されるガラス
転移温度のチヤートを示す。 実施例1,2,3は比較例1の等温重合で得ら
れるビニル含量分布のない重合体に比べ、引張り
強さ、伸び、摩耗、ウエツトスキツドの点で優れ
る。また比較例2のアニオン性界面活性剤を含ま
ず、ブロツクスチレンを含む重合体に比べ、引張
強さ、伸び、発熱(グリツドルツチ)の点で優れ
る。 実施例1,2,3は比較例3の重合体に比べ引
張強さ、伸び、摩耗の点で優れ、比較例4の結合
スチレンが40%の重合体、及び比較例5の平均ビ
ニル含量が13%の重合体に比べウエツトスキツ
ド、反撥特性、発熱の点で調和がとれている。
The present invention relates to a method for producing a styrene-butadiene copolymer, and more specifically, in copolymerizing styrene and 1,3-butadiene in a hydrocarbon solvent using an organolithium initiator, a Lewis base and a specific anionic obtained by adding surfactants and carrying out polymerization at elevated temperatures, at least
The present invention relates to a method for producing a random styrene-butadiene copolymer having a vinyl content distribution width of 20% and an average vinyl content of 20% or more and less than 70%. In the presence of a Lewis base in a hydrocarbon solvent,
The fact that polybutadiene, which is obtained by polymerizing 1,3-butadiene at elevated temperatures and has a distribution of vinyl content in its molecular chain, has a well-balanced wet skid property and abrasion property as a tire material was reported in Japanese Patent Publication No. 1973- Shown in 43267. but,
The above-mentioned polybutadiene has a practical problem in its breaking characteristics. On the other hand, random styrene-butadiene copolymers can be obtained by copolymerizing 1,3-butadiene and styrene under isothermal polymerization conditions in the presence of a Lewis base, but polymerization at elevated temperatures often results in block copolymerization. A styrene-butadiene copolymer containing styrene is produced, and its vulcanizate also has poor heat generation properties, making it undesirable as a tire material. The inventors of the present invention have conducted extensive research to find a material that has low rolling friction resistance, which is a measure of fuel efficiency, and high wet skid resistance, which is a measure of running safety, as well as a material that is well-balanced in terms of wear resistance and fracture properties. , a random styrene-butadiene copolymer with a Mooney viscosity (ML 1+4 at 100℃) of 10 to 150, an average vinyl content of 20% to less than 70%, and a bound styrene content of 5 to 35% by weight. It has been found that polymers with a vinyl content distribution of at least 20% are suitable for these purposes. Based on this knowledge, the present invention provides the above-mentioned styrene-
This was achieved as a result of intensive research into methods for producing butadiene copolymers. That is, in the present invention, when producing a styrene-butadiene copolymer by copolymerizing styrene and butadiene in the presence of an organolithium initiator in a hydrocarbon solvent, a Lewis base and -
SO 3 M group or -OSO 3 M group (M is Na, K, Rb
or Cs), the polymerization is carried out under elevated temperature conditions, the average vinyl content is 20% or more and less than 70%, and the distribution width of the vinyl content is at least 20%; A method for producing a styrene-butadiene copolymer, characterized in that a random styrene-butadiene copolymer having a Mooney viscosity (ML 1+4 , 100°C) of 10 to 150 and a styrene content of 5 to 35% by weight is obtained. be. The organolithium initiators used in the present invention include methyllithium, ethyllithium, n-butyllithium, sec-butyllithium, tert-butyllithium, amyllithium, phenyllithium, tolyllithium, vinyllithium, propenyl Lithium, tetramethylene dilithium, pentamethylene dilithium, hexamethylene dilithium, decamethylene dilithium, 1,3-bis(1
-lithio-3-methylpentyl)benzene, 1,
3-bis(1-lithio-1,3-dimethylpentyl)benzene, 1,1,4,4-tetraphenyl-1,4-dilithiobutane, etc. can be used. The amount of organolithium initiator to be used is determined by the molecular weight and Mooney viscosity of the resulting polymer, but it is usually in the range of 0.05 to 10 milligram atoms, preferably 0.1 to 5.0 milligram atoms, as lithium atoms per 100 g of monomer. used in Ethers and tertiary amines are preferably used as Lewis bases. Specific examples include diethyl ether, dibutyl ether, dioctyl ether, tetrahydrofuran, 2-methoxytetrahydrofuran, 2-methoxymethyltetrahydrofuran, 2,5-dimethoxymethyltetrahydrofuran, dioxane, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether. , ether compounds such as diethylene glycol dibutyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol diethyl ether, and tetraethylene glycol dimethyl ether;
Tertiary compounds such as N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine, N,N,N',N'-tetraethylethylenediamine, triethylenediamine, N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine, trimethylamine, triethylamine, pyridine, etc. Amine compounds are used. Among them, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol diethyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, 2-methoxymethyltetrahydrofuran, 2,5-dimethoxymethyltetrahydrofuran. When using polyethers such as N,N,N',N-tetramethylethylenediamine, N,N,N',N'-tetraethylethylenediamine, etc., the average vinyl Content is 70%
The above is preferable because a random copolymer can be obtained. The amount of Lewis base used varies depending on the type of Lewis base, but is used in the range of 0.05 to 500 moles per gram atom of lithium in the organolithium initiator. -SO 3 M group or -OSO 3 M group (M is Na, K,
Examples of anionic surfactants having Rb, Cs) include alkylaryl sulfonates shown in Japanese Patent Publication No. 54-44315, amide bond sulfonates, ester bond sulfonates, higher alcohol sulfate ester salts, and ester bond Sulfate ester salts are used. The anionic surfactant is used in an amount of 0.005 to 1.0 gram atom based on the alkali metal atom per gram atom of lithium of the initiator. Polymerization solvents include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, and ethylbenzene, alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane, methylcyclopentane, and cyclooctane, propane, butane,
Aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, octane, decane are used. Two or more kinds of these hydrocarbons may be used in combination. Among these hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons and aliphatic hydrocarbons are preferred as polymerization solvents. The solvent is used in an amount of 1 to 20 parts by weight per 1 part by weight of the monomer. The average vinyl content of the styrene-butadiene copolymer obtained in the present invention depends on the type and amount of Lewis base used, the type of polymerization solvent, the polymerization temperature, etc. The content is 20% or more and less than 70%, preferably 30-60
% range. If the average vinyl content is less than 20%, sufficient wet skid properties cannot be obtained, and if it is more than 70%, wear resistance properties and
Not sufficient in terms of breaking properties. Furthermore, since the distribution of vinyl content is determined by the history of polymerization temperature during polymerization, the distribution of vinyl content under elevated temperature polymerization conditions is at least 20%, preferably 30%.
% or more must be set. If the distribution width of the vinyl content is less than 20%, the wet skid properties, abrasion resistance, and fracture properties cannot be harmonized. That is, even if the wet skid properties are good, the wear resistance and fracture properties are poor, and conversely, even if the wear resistance and fracture properties are good, the wet skid properties are poor. The vinyl content distribution width referred to here means that once the type of Lewis base, the amount added, and the polymerization solvent are determined, there is a correlation between the polymerization temperature and the vinyl content of the polymer, so it can be used to track changes in polymerization temperature over time during polymerization at elevated temperatures. However, it refers to the polymerization initiation temperature (Ti), that is, the difference between the vinyl content at the lowest polymerization temperature and the vinyl content at the highest temperature (Tm) during polymerization, expressed in %. In Figure 1, n-butyllithium was used as a polymerization initiator, diethylene glycol dimethyl ether was used as a Lewis base, potassium dodecylbenzenesulfonate was used as an anionic surfactant in a molar ratio of 1:0.3:0.05, and cyclohexane was used as a solvent. The relationship between the vinyl content in a styrene-butadiene copolymer containing 25% by weight of bound styrene and the polymerization temperature is shown below. The bound styrene content of the copolymer of the present invention is 5 to 35
% by weight, preferably 10-30% by weight. A bound styrene content of less than 5% by weight is unfavorable in terms of wear resistance and fracture resistance. Moreover, if it exceeds 35% by weight, it is unfavorable in terms of rolling friction resistance. The Mooney viscosity (ML 1+4 , 100° C.) is preferably 10 to 150, particularly 3 to 120. If it is less than 10, it is unfavorable in terms of tensile strength and rolling friction resistance, and if it exceeds 150, it is unfavorable in terms of processability. In the present invention, the polymerization temperature is not particularly limited, but
The polymerization initiation temperature (Ti) is preferably 10 to 60°C. On the other hand, the temperature difference (ΔT) between the polymerization initiation temperature (Ti) and the maximum temperature (Tm) during or at the end of polymerization is set at 40% in order to make the vinyl content distribution width 20% or more.
It is preferable that the temperature is at least ℃. Further, the maximum temperature (Tm) is preferably 130°C or lower. If the temperature exceeds 130°C, the low molecular weight portion of the polymer increases, making it unfavorable in terms of rolling friction resistance. Polymerization under the condition of increasing temperature from the start of polymerization to the end of polymerization can be carried out by batch polymerization or continuous polymerization using various temperature increasing methods. For example, an adiabatic polymerization method in which the temperature rises linearly with the polymerization conversion rate by minimizing heat loss from the start of polymerization to the end of polymerization; A method in which isothermal polymerization is carried out to a predetermined polymerization conversion rate by adjusting removal, and then polymerization is carried out at an elevated temperature until the end of the polymerization, and a method in which the polymerization temperature is increased stepwise at each predetermined polymerization conversion rate. Various polymerization methods can be used, such as the polymerization method described below. Initiation of the polymerization of the present invention is preferably carried out by adding an organolithium initiator to a system in which a hydrocarbon solvent, a monomer, a Lewis base, and an anionic surfactant are present. Polymerization may be initiated by introducing a surfactant into which a hydrocarbon solvent and monomer are present. When the polymerization reaction reaches the desired conversion rate, an antiaging agent and a polymerization terminator such as water, alcohol, or phenols are added to stop the polymerization, and then the polymer solution is desolvented and dried to obtain the desired polymerization. You can get a combination. The styrene-butadiene copolymer obtained by the method of the present invention has a glass transition temperature measured by differential scanning calorimetry (DSC) and a peak width of attenuation (tan δ) of the attenuation temperature curve measured by kinetic measurement. The broadening of the vinyl content also supports the fact that the distribution width of the vinyl content is widening. The random styrene-butadiene copolymer of the present invention is described by IM Kolthoff et al. J. Polymer Sei. Vol. 1
When measured by an oxidative decomposition method such as p429 (1946), the blocked styrene content in bound styrene is 10
% by weight or less of styrene-butadiene copolymer. The styrene-butadiene copolymer obtained by the method of the present invention can provide a rubber material that is well balanced in terms of wet skid properties, rolling friction resistance properties, wear properties and fracture properties. The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below. In each example, the microstructure of the polybutadiene moiety was determined by the method of D. Morero [chim e Ind. 41 758
(1959)], the styrene content in the copolymer is
It was determined from a calibration curve using absorbance at 699 cm -1 . The polymerization conversion rate was calculated by evaporating the polymer solution and determining the total solid content. The glass transition point was measured using a low-temperature DSC manufactured by Rigaku Denki Co., Ltd.
(This was carried out using a differential scanning calorimeter (heating rate: 20°C/min). In addition, the rebound elasticity at 70°C and the heat generation temperature measured by a wet skid flexometer were used as indicators of the rolling friction resistance properties. Wet skid resistance measured by a skid tester was used as an index. Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 to 5 Cyclohexane, styrene, diethylerone glycol, dimethyl ether, potassium dodecylbenzenesulfonate, 1,
After charging 3-butadiene and adjusting it to a predetermined polymerization initiation temperature, n-butyllithium was added and 1
Time polymerization was carried out. With the exception of Comparative Example-1, polymerization was carried out at elevated temperatures without heat removal from outside the reactor. In Comparative Example 1, heat was removed from the outside of the reactor using a refrigerant, and polymerization was carried out under isothermal conditions. The polymerization recipe and polymerization conditions are shown in Table 1. The polymerization conversion rate was 100% in all cases. Polymerization conversion rate of 30% in Example 1 and Comparative Example 1
The combined styrene in the body obtained when
They were 25.5% and 23.0% by weight. The polymer is 2,6-ditertially added to the polymer solution.
After adding 25 g of butyl P-cresol, the solvent was removed by steam stripping and dried on a roll at 110°C. Table 3 shows the main properties of the polymer and the properties of the vulcanizate. The vulcanizate was obtained by kneading according to the formulation shown in Table 2 and vulcanizing at 145°C for 45 minutes. FIG. 2 shows a chart of the glass transition temperatures of the copolymer of Example 1 and the copolymer of Comparative Example 1 measured by differential scanning calorimetry. Examples 1, 2, and 3 are superior to the polymer of Comparative Example 1, which is obtained by isothermal polymerization and has no vinyl content distribution, in terms of tensile strength, elongation, abrasion, and wet skid. Furthermore, compared to the polymer of Comparative Example 2 which does not contain an anionic surfactant and contains blocked styrene, it is superior in terms of tensile strength, elongation, and heat generation (grid-strength). Examples 1, 2, and 3 are superior to the polymer of Comparative Example 3 in terms of tensile strength, elongation, and abrasion, and the polymer of Comparative Example 4 with 40% bound styrene and the polymer of Comparative Example 5 with an average vinyl content of Compared to 13% polymers, it is well balanced in terms of wet skid, repulsion properties, and heat generation.

【表】【table】

【表】 第 2 表 配合処方 重量部 スチレンブタジエン共重合体ゴム 100 カーボンブラツク(ISAF) 50 高芳香族系プロセス油 10 ステアリン酸 2 亜 鉛 華 4 促 進 剤(MSA) 0.54 促 進 剤(DM) 0.86 イ オ ウ 2.0【table】 Table 2 Combination prescription Weight part Styrene-butadiene copolymer rubber 100 Carbon black (ISAF) 50 Highly aromatic process oil 10 Stearic acid 2 Zinc flower 4 Accelerator (MSA) 0.54 Accelerator (DM) 0.86 I Ou 2.0

【表】【table】

【表】【table】 【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は結合スチレン25重量%のスチレン−ブ
タジエン共重合体中のビニル含量と重合温度の関
係を示す図、第2図は実施例1の共重合体と比
較例1の共重合体の示差走査熱量計から測定さ
れるガラス転移温度のチヤートを示す。
Figure 1 shows the relationship between the vinyl content in a styrene-butadiene copolymer containing 25% by weight of bound styrene and the polymerization temperature, and Figure 2 shows the difference between the copolymer of Example 1 and the copolymer of Comparative Example 1. Figure 2 shows a chart of glass transition temperatures measured from a scanning calorimeter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 炭化水素溶媒中で有機リチウム開始剤の存在
下にスチレンとブタジエンとを共重合してスチレ
ン−ブタジエン共重合体を製造するにあたり、該
重合系にルイス塩基と−SO3M基または−
OSO3M基(MはNa,K,RbまたはCsを示す)
を有するアニオン性界面活性剤を存在させると共
に上昇温度条件下で重合を行ない、平均ビニル含
量が20%以上70%未満でかつ少なくとも20%のビ
ニル含量の分布巾を有し、ムーニー粘度
(ML1+4,100℃)が10〜150で、スチレン含量が
5〜35重量%のランダムスチレン−ブタジエン共
重合体を得ることを特徴とするスチレン−ブタジ
エン共重合体の製造方法。 2 重合開始温度(Ti)が10〜60℃で重合時の
最高温度(Tm)とTiとの温度間隔(△T)が少
なくとも40℃以上になる上昇温度重合条件である
特許請求の範囲第1項記載のスチレン−ブタジエ
ン共重合体の製造方法。
[Claims] 1. In producing a styrene-butadiene copolymer by copolymerizing styrene and butadiene in the presence of an organolithium initiator in a hydrocarbon solvent, a Lewis base and -SO 3 are added to the polymerization system. M group or -
OSO 3 M group (M represents Na, K, Rb or Cs)
polymerization is carried out under elevated temperature conditions in the presence of an anionic surfactant having A method for producing a styrene-butadiene copolymer, which comprises obtaining a random styrene-butadiene copolymer having a temperature of 10 to 150 ( +4 , 100°C) and a styrene content of 5 to 35% by weight. 2. Claim 1, which is an elevated temperature polymerization condition in which the polymerization initiation temperature (Ti) is 10 to 60°C and the temperature interval (△T) between the maximum temperature during polymerization (Tm) and Ti is at least 40°C or more. A method for producing a styrene-butadiene copolymer as described in 1.
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