[发明专利]官能化聚合物

说明书

本申请是中国专利申请200710163750.0的分案申请，原申请200710163750.0的申请日为2007年10月26日，其名称为“官能化聚合物”。

背景技术

橡胶制品如轮胎胎面经常由含有一种或多种补强材料如粒状炭黑和二氧化硅的弹性体组合物制成；参见，例如The Vanderbilt Rubber Handbook，13th ed.(1990)，pp.603-04。

良好的抓地性和耐磨性对于轮胎胎面是首要的考虑；然而，机动车的燃料效率涉及对于与在轮胎运行期间的滞后和生热性有关的滚动阻力最小化的争论。这些方面的考虑在很大程度上是相互竞争，并且有些相互矛盾：由设计为提供良好路面抓地性的组合物制成的胎面通常显示增加的滚动阻力，反之亦然。

典型地选择填料、聚合物和添加剂以提供这些性质可接受的折衷或平衡。保证补强填料良好地分散遍布于弹性体材料不仅提高可加工性而且对提高物理性质起作用。填料的分散可以通过增加它们与弹性体的相互作用来改进。这种努力的实例包括在选择性的反应性促进剂存在下的高温混合、配混材料的表面氧化、表面接枝和典型地在其末端对聚合物的化学改性。

各种弹性体材料经常用于制造硫化橡胶如轮胎组件。除了天然橡胶以外，最常采用的一些包括经常通过采用催化剂的方法制备的高顺聚丁二烯，以及经常通过采用阴离子引发剂的方法制备的基本无规的苯乙烯/丁二烯共聚体。可引入至高顺聚丁二烯中的官能度经常不能引入至阴离子引发的苯乙烯/丁二烯共聚体中，反之亦然。

发明内容

一方面中，提供包括直接键合的腙自由基的聚合物，该自由基任选可位于聚合物的末端。这可通过使碳负离子(活性)聚合物与腙化合物反应来提供。

另一方面中，提供包括聚合物链和直接键合到该链上的由下式定义的部分的大分子：

-NH-NR¹R²    (I)

其中R¹和R²各自独立地为取代或未取代的烷基、链烯基、环烷基、环烯基、芳基、烯丙基、芳烷基、烷芳基或炔基，或者共同形成取代或未取代的亚烷基、亚链烯基、亚环烷基、亚环烯基或亚芳基。

另一方面中，提供制备官能化聚合物的方法。该方法包括使碳负离子聚合物与腙反应以提供包括肼官能度的聚合物。在某些方面中，构成肼官能度的氮原子之一可构成环部分的原子之一。任选地，可将肼官能度还原为伯胺基团。

另一方面中，提供向聚合物提供胺官能度的方法。该方法包括使碳负离子聚合物与腙反应以提供包括胺官能度的聚合物。在某些方面中，胺官能度可为环结构，其中氨基氮构成环结构的原子。如果需要，可将该官能度还原为伯胺。

无论特性如何，该聚合物可与粒状填料如炭黑相互作用。还提供包括含粒状填料和这种聚合物的硫化橡胶的组合物，以及提供和使用这种组合物的方法。

在这些方面的任一方面或每一方面中，该聚合物可包括直接键合的芳族侧基、可基本为直链，和/或可在聚合物链内和/或聚合物链的侧基内包括不饱和度。该不饱和度由多烯链节单元的引入而产生，并优选沿聚合物链是基本无规的。

根据以下说明性的实施方案的描述，本发明的其它方面对于本领域的普通熟练技术人员将显而易见。为了有助于理解以下的各个实施方案的描述，以下紧接着提供某些定义。这些定义意欲应用于全文，除非上下文明确表明相反的含义。

“聚合物”指一种或多种单体的聚合产物，并包括均聚物、共聚物、三元聚合物、四元聚合物等；

“链节”或“链节单元”指衍生自单一反应物分子的聚合物的部分(例如，乙烯链节具有通式-CH₂CH₂-)；

“共聚物”指包括衍生自两种通常为单体的反应物的链节单元的聚合物，并包括无规、嵌段、链段、接枝等的共聚物；

“共聚体”指包括衍生自至少两种通常为单体的反应物的链节单元的聚合物，并包括共聚物、三元聚合物、四元聚合物等；

“碳负离子”和“活性”可互换使用；

“腙”指包括＞C＝N-N＜单元的化合物；

“肼”指包括-NH-N＜单元的化合物；

“取代的”指含有不干扰所讨论基团的预期目的的杂原子或官能度(例如，烃基)的一类；

“直接键合”指共价连接而无间隔或插入原子或基团；

“多烯”指具有至少两个位于其最长部分或链中的双键的分子，并具体包括二烯、三烯等；