Polímero funcionalizado.

Un método para proporcionar un polímero que tiene funcionalidad terminal,

comprendiendo dicho método hacer reaccionar un polímero terminalmente activo con un compuesto cíclico que comprende en su estructura anular uno o más átomos de azufre y uno o más átomos M, donde M es silicio o estaño, proporcionando de este modo un polímero que tiene funcionalidad terminal, en donde al menos uno de dichos uno o más átomos M está unido al menos a un átomo de halógeno o un grupo amina secundaria.

Polïmero funcionalizado

Informaciïn sobre antecedentes Los bienes de caucho tales como bandas de rodadura de neumïticos se preparan a menudo a partir de composiciones elastomïricas que contienen uno o mïs materiales reforzantes tales como, por ejemplo, negro de humo y sïlice en partïculas; vïase, p.ej., The Vanderbilt Rubber Handbook, 13ï ed. (1990) , pïgs. 603-04.

La buena tracciïn y resistencia a la abrasiïn son consideraciones importantes para las bandas de rodadura; sin embargo, la preocupaciïn por la eficacia del combustible en los vehïculos a motor aboga por una minimizaciïn de su resistencia a la rodadura, que se correlaciona con una reducciïn en la histïresis y acumulaciïn de calor durante el funcionamiento del neumïtico. (Una reducciïn en la histïresis se determina comïnmente por una disminuciïn en el valor tan δ a una temperatura elevada, p.ej., 50ï o 60ïC. De manera inversa, el buen rendimiento de tracciïn en mojado se asocia comïnmente con un aumento en el valor tan δ a una temperatura baja, p.ej., 0ïC.)

La histïresis reducida y la tracciïn son, en gran medida, consideraciones competitivas: los neumïticos hechos de composiciones diseïadas para proporcionar una buena tracciïn en carretera normalmente presentan mayor resistencia a la rodadura y viceversa.

La (s) carga (s) , polïmero (s) y aditivos se eligen tïpicamente para proporcionar un compromiso o equilibrio aceptable de estas propiedades. El asegurarse que la o las cargas de refuerzo estïn bien dispersas por todo el o los materiales elastïmeros, potencia la procesabilidad y ademïs actïa para mejorar las propiedades fïsicas. La dispersiïn de las cargas puede ser mejorada aumentando su interacciïn con el (los) elastïmero (s) , lo que da como resultado comïnmente reducciones en la histïresis (vïase anteriormente) . Los ejemplos de esfuerzos de este tipo incluyen mezclar a alta temperatura en presencia de promotores selectivamente reactivos, oxidaciïn de superficie de materiales compuestos, injerto de superficie y modificaciïn quïmica del polïmero, tïpicamente en un extremo del mismo.

Se usan a menudo diversos materiales elastomïricos en la fabricaciïn de vulcanizados, tales como, p.ej., componentes de neumïticos. Ademïs del caucho natural, algunos de los empleados mïs habitualmente incluyen el polibutadieno de alto cis, preparado a menudo por procedimientos que usan catalizadores, e interpolïmeros de estireno/butadieno sustancialmente aleatorios, preparados a menudo por procedimientos que usan iniciadores aniïnicos. Las funcionalidades que se pueden incorporar en polibutadieno de alto cis a menudo no pueden ser incorporadas en interpolïmeros de estireno/butadieno iniciados aniïnicamente y viceversa.

La solicitud de patente internacional WO 2008/076409 enseïa la formaciïn in situ de funcionalidades grandes, similares a partïculas, sobre un tïrmino de un polïmero vivo.

La solicitud de patente internacional WO 2007/120797 estï dirigida a la sïntesis secuencial de una pluralidad de polïmeros funcionalizados, donde la funcionalidad terminal proporcionada a algunos de los polïmeros interactïa preferentemente con un tipo de carga en partïculas, mientras que la funcionalidad terminal proporcionada a otro de los polïmeros interactïa preferentemente con otro tipo de carga en partïculas.

La solicitud de patente internacional WO 2009/086519 estï dirigida a polïmeros que incluyen al menos un bloque que contiene dieno y al menos un bloque de butilo (BR) , incluyendo uno o mïs de los bloques BR un grupo funcional en un extremo que estï prïximo a un bloque de dieno.

La solicitud de patente internacional WO 2008/156788 enseïa la reacciïn de un polïmero terminalmente activo con un compuesto de halosilano que incluye un grupo amino.

La solicitud de patente internacional WO 2006/128158 estï dirigida a la provisiïn de un polïmero con un grupo funcional amina primaria o secundaria terminal, que implica dotar a un polïmero terminalmente activo del catiïn ïcido del grupo funcional amina y permitir despuïs que una funcionalidad ïcido-reactiva de un material en una composiciïn de caucho convierta el catiïn ïcido en el grupo funcional amina deseado.

Compendio En un aspecto se proporciona un mïtodo para proporcionar un polïmero que tiene funcionalidad terminal que incluye al menos un ïtomo de azufre y al menos un ïtomo de silicio o estaïo. Se hace reaccionar un polïmero terminalmente activo con un compuesto cïclico que comprende en su estructura anular uno o mïs ïtomos de azufre y uno o mïs ïtomos M, donde M es silicio o estaïo, para proporcionar un polïmero que tiene funcionalidad terminal, en donde al menos uno de dichos uno o mïs ïtomos M estï unido al menos a un ïtomo de halïgeno o un grupo amina secundaria. La estructura anular del compuesto cïclico tambiïn puede contener ïtomos de S adicionales y/o otros heteroïtomos.

En el aspecto anterior, el compuesto cïclico puede incluir en una posiciïn del anillo adyacente al ïtomo de Si o Sn un ïtomo de azufre. Adicionalmente los restos unidos a un ïtomo de Si o Sn del anillo pueden ser independientemente grupos alcoxi.

En cada uno de lo anterior, algunas o todas las cadenas polimïricas incluye preferiblemente unidades mïricas de polïmero. En ciertas realizaciones, los polienos pueden ser dienos conjugados, y el mero de dieno conjugado resultante puede ser incorporado sustancialmente de manera aleatoria a lo largo de la cadena del polïmero. En cada aspecto, el polïmero puede ser sustancialmente lineal.

El polïmero funcionalizado puede interactuar con una carga en partïculas tal como, p.ej., negro de humo. Se proporcionan composiciones, incluyendo vulcanizados, que incluyen cargas en partïculas y tambiïn dichos polïmeros, asï como mïtodos para proporcionar y usar dichas composiciones.

Otros aspectos de la invenciïn serïn evidentes para el experto en la tïcnica a partir de la siguiente descripciïn detallada que sigue. Para ayudar a entender esta descripciïn, se proporcionan algunas definiciones inmediatamente a continuaciïn, y se pretende que estas se apliquen en todo el documento, salvo que el texto de alrededor indique explïcitamente una intenciïn contraria.

"polïmero" significa el producto de polimerizaciïn de uno o mïs monïmeros, e incluye homo-, co-, ter-, tetrapolïmeros, etc.;

"Mero" o "unidad mïrica" significa la parte de un polïmero derivada de una sola molïcula reaccionante (p. ej., la unidad mïrica etileno tiene la fïrmula general -CH2CH2-) ;

"copolïmero" significa un polïmero que incluye unidades mïricas derivadas de dos reaccionantes, tïpicamente monïmeros, e incluye copolïmeros aleatorios, de bloques, segmentados, de injerto, etc.;

"interpolïmero" significa un polïmero que incluye unidades mïricas derivadas de al menos dos reaccionantes, tïpicamente monïmeros, e incluye copolïmeros, terpolïmeros, tetrapolïmeros, y similares;

"Sustituido" significa uno que contiene un heteroïtomo o grupo funcional (p. ej., grupo hidrocarbilo) que no interfiere con el propïsito previsto del grupo en cuestiïn;

"directamente enlazado" significa unido covalentemente sin ïtomos o grupos intervinientes;

"polieno" significa una molïcula, tïpicamente un monïmero, con al menos dos dobles enlaces situados en la parte mïs larga o cadena de la misma, e incluye especïficamente dienos, trienos, y similares;

"Polidieno" significa un polïmero que incluye unidades mïricas de uno o mïs dienos;

"phr" significa partes en peso (pbw) por 100 partes en peso de caucho;

"radical" significa la parte de una molïcula que permanece despuïs de reaccionar con otra molïcula, independientemente de si se pierde o gana cualquier ïtomo como resultado de la reacciïn;

"aniïn no coordinante" significa un aniïn estïricamente voluminoso que no forma enlaces de coordinaciïn con, por ejemplo, el centro activo de un sistema catalïtico debido al impedimento estïrico;

"Precursor de aniïn no coordinante" significa un compuesto que es capaz de formar un aniïn no coordinante en las condiciones de reacciïn;

sistema anular" significa un ïnico anillo o dos o mïs anillos condensados o anillos enlazados por un enlace simple, a condiciïn de que cada anillo incluya insaturaciïn;

"Extremo" significa un final de una cadena de polïmero;

"terminalmente activo" significa un polïmero con un tïrmino vivo o pseudo-vivo; y

"Resto terminal" significa un grupo o grupo funcional situado en un extremo.

En todo este documento, todos los valores dados en forma de porcentajes son porcentajes en peso salvo que el texto de alrededor indique... [Seguir leyendo]

1. Un mïtodo para proporcionar un polïmero que tiene funcionalidad terminal, comprendiendo dicho mïtodo hacer reaccionar un polïmero terminalmente activo con un compuesto cïclico que comprende en su estructura anular uno o mïs ïtomos de azufre y uno o mïs ïtomos M, donde M es silicio o estaïo, proporcionando de este modo un polïmero que tiene funcionalidad terminal, en donde al menos uno de dichos uno o mïs ïtomos M estï unido al menos a un ïtomo de halïgeno o un grupo amina secundaria.

2. El mïtodo de la reivindicaciïn 1, en donde al menos uno de dichos ïtomos M estï unido al menos a un grupo alcoxi.

3. El mïtodo de la reivindicaciïn 1, en donde dicho compuesto cïclico se define por la fïrmula

donde M es un ïtomo de silicio o estaïo; cada R3 es independientemente un grupo orgïnico monovalente o un ïtomo de halïgeno, a condiciïn de que al menos un R3 sea un grupo amina secundaria o un ïtomo de halïgeno; cada R4 es independientemente un ïtomo de hidrïgeno o un grupo orgïnico monovalente que estï exento de ïtomos de H activos; y n es un nïmero entero de 1 a aproximadamente 16 inclusive.

4. El mïtodo de la reivindicaciïn 3, en donde un R3 es un grupo alcoxi.

5. El mïtodo de la reivindicaciïn 4, en donde R3 es un grupo amina secundaria.

6. El mïtodo de la reivindicaciïn 4, en donde un R3 es un ïtomo de halïgeno.

7. El mïtodo de la reivindicaciïn 1, en donde dicho polïmero terminalmente activo comprende mero de polieno y, opcionalmente, grupos aromïticos colgantes.

8. El mïtodo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende ademïs aislar dicho polïmero que tiene funcionalidad terminal y aïadirlo a una composiciïn que comprende uno o mïs tipos de carga en partïculas.

9. El mïtodo de la reivindicaciïn 8, que comprende ademïs calentar dicha composiciïn para formar un vulcanizado.

10. El mïtodo de la reivindicaciïn 9, que comprende ademïs formar un componente de neumïtico a partir de dicho vulcanizado.