[发明专利]用杂环腈化合物官能化的聚合物

说明书

本申请要求2007年12月31日提交的美国临时专利申请序列号61/017,845、2007年10月19日提交的美国临时专利申请序列号60/999,679、2007年10月12日提交的美国临时专利申请序列号60/998,674和2008年6月23日提交的美国临时专利申请序列号12/144,504的优先权，将其引入此处以作参考。

技术领域

本发明的一个或多个实施方案涉及官能化聚合物及其制造方法。

背景技术

在制造轮胎的技术领域，期望使用显示降低的滞后，即，较少的机械能转化为热的损失的硫化橡胶。例如，将显示降低的滞后的硫化橡胶有利地用于轮胎组件例如胎侧和胎面中，从而生产具有期望的低滚动阻力的轮胎。硫化橡胶的滞后通常归因于在交联橡胶网络内的游离聚合物链端以及填料附聚物的离解。已将官能化聚合物用于降低硫化橡胶的滞后。官能化聚合物的官能团可以经由与填料颗粒的相互作用减少游离聚合物链端的数目。同样，官能团可以减少填料附聚物。然而，赋予聚合物的特定官能团是否能够降低滞后通常是不可预测的。

官能化聚合物可以通过反应性聚合物与一定的官能化剂的后聚合处理制备。然而，反应性聚合物是否能够通过用特定官能化剂处理来官能化是不可预测的。例如，对于一种类型的聚合物起作用的官能化剂未必对于另一类型的聚合物起作用，反之亦然。

已知镧系元素基催化剂体系可用于聚合共轭二烯单体以形成具有高含量顺式-1，4键的聚二烯。所得顺式-1，4-聚二烯可以显示假活性特性，这是因为在聚合完成时，一些聚合物链具有能够与一定官能化剂反应以产生官能化顺式-1，4-聚二烯的反应性端。

用镧系元素基催化剂体系生产的顺式-1，4-聚二烯典型地具有线性主链，认为所述用镧系元素基催化剂体系生产的顺式-1，4-聚二烯与用其它催化剂体系例如钛类、钴类和镍类催化剂体系制备的顺式-1，4-聚二烯相比，提供更好的拉伸性、更高的耐磨耗性、更低的滞后和更好的耐疲劳性。因此，用镧系元素基催化剂制得的顺式-1，4-聚二烯特别适合用于轮胎组件例如胎侧和胎面中。然而，用镧系元素基催化剂制备的顺式-1，4-聚二烯的缺点在于该聚合物由于它们的线性主链结构而显示高的冷流(cold flow)。高冷流导致在聚合物贮存和输送期间的问题，此外还妨碍在橡胶配混物混合设施中自动进给设备的使用。

已知阴离子引发剂可用于聚合共轭二烯单体以形成具有1，2-键、顺式-1，4-键和反式-1，4-键组合的聚二烯。阴离子引发剂也可用于共轭二烯单体与乙烯基取代的芳族化合物的共聚。用阴离子引发剂制备的聚合物可以显示活性特性，这是因为在聚合完成时，聚合物链具有能够与用于进一步链增长的其它单体反应或与某些官能化剂反应以获得官能化聚合物的活性端。在没有引入任何偶联或支化结构的情况下，用阴离子引发剂制备的聚合可能还显示高冷流的问题。

因为官能化聚合物是有利的，特别是在轮胎制造中，因此存在开发赋予降低的滞后和降低的冷流的新型官能化聚合物的需求。

发明内容

本发明的一个或多个实施方案涉及一种官能化聚合物的制备方法，所述方法包括制备反应性聚合物并将该反应性聚合物与杂环腈化合物反应的步骤。

本发明的一个或多个实施方案涉及一种官能化聚合物的制备方法，所述方法包括以下步骤：引入共轭二烯单体、任选地与该共轭二烯单体可共聚的单体、和催化剂或引发剂，以形成聚合混合物；以及将杂环腈化合物添加至所述聚合混合物。

本发明的一个或多个实施方案涉及一种聚合物的制备方法，所述方法包括制备活性聚合混合物并将所述杂环腈化合物添加至活性聚合混合物。

本发明的一个或多个实施方案涉及一种官能化聚合物，所述官能化聚合物通过聚合单体以形成反应性聚合物并将所述反应性聚合物与杂环腈化合物反应的步骤来制备。

本发明的一个或多个实施方案涉及由下式的至少之一定义的官能化聚合物：

其中π是聚合物链，θ是杂环基，R是二价有机基团。

本发明的一个或多个实施方案涉及一种聚合物的制备方法，所述方法包括制备活性聚合混合物，将所述杂环腈化合物添加至活性聚合混合物，并将共官能化剂(co-functionalizingagent)添加至活性聚合混合物。

附图说明

图1为与未官能化顺式-1，4-聚丁二烯相比，根据本发明的一个或多个实施方案制备的官能化顺式-1，4-聚丁二烯的冷流厚度(gauge)(mm，在8分钟时)相对于门尼粘度(100℃下的ML₁₊₄)的曲线图。