Polímero con modificación poliédrica.

Una macromolécula que comprende una pluralidad de polímeros con modificación poliédrica obtenibles haciendo reaccionar un polímero vivo con un compuesto poliédrico,

y, opcionalmente, funcionalizando la macromolécula por reacción con un compuesto que incluye por lo menos un heteroátomo, comprendiendo cada uno de dichos polímeros un radical poliédrico químicamente unido a ellos en un extremo, estando unido o asociado cada uno de dicha pluralidad de polímeros con por lo menos otro de dicha pluralidad de polímeros por medio de sus respectivos radicales poliédricos, siendo la relación molar de polímero a radical poliédrico 1:1.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10012033.

Solicitante: BRIDGESTONE CORPORATION.

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 10-1, KYOBASHI 1-CHOME CHUO-KU, TOKYO 104-8340 JAPON.

Inventor/es: WANG, XIAORONG, POULTON,JASON, Yan,Yuan-Yong, YAKO,Takayuki, WANG,Hao, COTTRELL,Michelle.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C08K3/04 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES.C08K UTILIZACION DE SUSTANCIAS INORGANICAS U ORGANICAS NO MACROMOLECULARES COMO INGREDIENTES DE LA COMPOSICION (colorantes, pinturas, pulimentos, resinas naturales, adhesivos C09). › C08K 3/00 Utilización de ingredientes inorgánicos. › Carbono.
  • C08L19/00 C08 […] › C08L COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones basadas en monómeros polimerizables C08F, C08G; pinturas, tintas, barnices, colorantes, pulimentos, adhesivos C09; filamentos o fibras artificiales D01F; composiciones para el tratamiento de textiles D06). › Composiciones de cauchos no previstas por los grupos C08L 7/00 - C08L 17/00.
  • C08L51/10 C08L […] › C08L 51/00 Composiciones de polímeros injertados en los que el componente injertado es obtenido por reacciones que implican solamente enlaces insaturados carbono-carbono (conteniendo polímeros ABS C08L 55/02 ); Composiciones de los derivados de tales polímeros. › injertados sobre sustancias inorgánicas.

PDF original: ES-2534483_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Polímero con modificación poliédrica Información de los antecedentes

1. Campo de la invención

La invención se refiere a la fabricación, modificación y uso de polímeros que pueden interaccionar con cargas. El objeto de estudio de la presente invención se define en las reivindicaciones 1-7 adjuntas.

2. Antecedentes de la invención

Las bandas de rodadura de neumáticos, correas de transmisión, y similares a menudo se fabrican de composiciones que contienen uno o más elastómeros y uno o más materiales de refuerzo tales como, por ejemplo, partículas de negro de carbono y sílice. Para una discusión general de este tema, véase, por ejemplo, The Vanderbilt Rubber Handbook, 13th ed. (1990), pp. 603-04.

Las consideraciones de seguridad y durabilidad obligan a que las bandas de rodadura proporcionen tanto buena tracción como resistencia a la abrasión; sin embargo, los problemas de eficiencia del combustible de vehículos a motor abogan por una minimización de su resistencia de rodadura, que se correlaciona con una reducción de la histéresis y acumulación de calor durante el funcionamiento del neumático. Las consideraciones anteriores son, en gran medida, conflictivas y algo contradictorias: una composición de banda de rodadura diseñada para mejorar la tracción de la banda de rodadura sobre la carretera por lo general da como resultado un aumento de la resistencia a la rodadura y viceversa.

Típicamente, la(s) carga(s), polímero(s), y aditivos se escogen de modo que proporcionen un equilibrio aceptable de estas propiedades. Asegurar que la(s) carga(s) de refuerzo constituyente(s) estén bien dispersas por todo el(los) material(es) elastómero(s) de tales composiciones tanto mejora la procesabilidad como actúa para mejorar las propiedades físicas, tales como, por ejemplo, viscosidad Mooney del compuesto, módulo elástico, tan 5, y similares. Los artículos resultantes preparados con las composiciones pueden exhibir deseables propiedades tales como histéresis reducida, reducida resistencia a la rodadura, y una buena tracción sobre pavimento mojado, nieve y hielo.

La dispersión de las cargas se puede mejorar aumentando su interacción con el(los) elastómero(s) en el(los) que se van a dispersar. Los ejemplos de esfuerzos de este tipo incluyen mezcla a alta temperatura en presencia de promotores selectivamente reactivos, oxidación superficial de materiales de mezcla, injerto superficial y modificaciones químicas de los extremos terminales de los polímeros con, por ejemplo, aminas, compuestos de estaño, y similares.

Debido a que los elastómeros usados en tales composiciones a menudo se preparan por medio de técnicas de polimerización aniónica, la unión de ciertos grupos funcionales, particularmente las aminas, es difícil. Los polímeros vivos se terminan con átomos de hidrógeno activo tales como los que están presentes en, por ejemplo, grupos hidroxilo, grupos tiol, y particularmente grupos amina primaria y secundaria. Esta terminación no deseada se puede evitar mediante el uso de esquemas de reacción que permiten la unión de un compuesto que contiene N no-amina seguido de conversión a una amina, es decir, esquemas de unión indirecta.

Los artículos de goma a veces pueden sufrir el crecimiento de grietas o defectos estructurales debido a la fatiga del caucho, denominado a menudo crecimiento de grietas por fatiga (de aquí en adelante "FCG"). La formación y el crecimiento de las grietas pueden jugar un papel importante en la determinación de la vida de servicio útil de tales artículos de caucho. Los esfuerzos para inhibir o reducir el FCG tienden a centrarse en la provisión de elastómeros con baja densidad de reticulación (que reduce la energía de desgarro) y/o la inclusión de componentes rígidos en o con el elastómero (que forman dominios duros que pueden bloquear la propagación de los defectos inducidos por la fatiga tales como grietas).

Adicionalmente, los polímeros de más bajo peso molecular se pueden utilizar como ayudas de proceso; específicamente, pueden ayudar a disminuir la viscosidad de mezcla de compuestos de caucho. A diferencia de los aceites de proceso, los polímeros de más bajo peso molecular típicamente no se exudan de la matriz de caucho y, en cambio, se incorporan al vulcanizado. Sin embargo, los polímeros de más bajo peso molecular pueden complicar el procesado de compuestos de caucho debido a sus pobres propiedades de flujo en frío. El uso de un agente de copulación puede aliviar esta deficiencia de flujo en frío, aunque un tipo (tal como, por ejemplo, SnCI4) tiende a descomponerse completamente durante el procesado, mientras que otro (como, por ejemplo, SiCI4) no se descompone en absoluto.

La reducción de la histéresis continua, la provisión de un mecanismo directo para unir la funcionalidad amina a un polímero vivo, la inhibición del FCG, y la descomposición controlada de polímeros de bajo peso molecular acoplados, todo sigue siendo muy deseable.

Sumario de la invención

En un aspecto se proporciona una macromolécula que incluye un polímero y un radical poliédrico químicamente unido a un extremo del polímero.

En otro aspecto, se proporciona un método de preparación de una macromolécula en el que se permite que un polímero vivo se una químicamente con una molécula poliédrica para proporcionar una macromolécula.

En un aspecto adicional se proporciona una composición que incluye por lo menos una carga de refuerzo y la macromolécula descrita anteriormente.

En otro aspecto más, se proporciona un método de preparación de esta composición, que es útil para la fabricación de productos de caucho. El método Incluye mezclar por lo menos una carga de refuerzo con la macromolécula descrita anteriormente.

En un aspecto adicional más se proporciona un método para inhibir el crecimiento del agrietamiento inducido por la fatiga en un artículo de caucho que Incluye formar un artículo de caucho de la composición anterior.

En otro aspecto más se proporciona un método de proporcionar directamente funcionalidad amina a un polímero. El método incluye proporcionar un medio de reacción en el que se hace reaccionar un polímero vivo y una molécula poliédrica para proporcionar un polímero vivo funcionalizado; enfriar rápidamente el polímero vivo funcionalizado para proporcionar un polímero funcionalizado; introducir en el medio de reacción una molécula que incluye la funcionalidad amina, que Incluye un átomo de hidrógeno activo unido al átomo de nitrógeno de amino de la funcionalidad; y permitir que el grupo amina se una químicamente al radical poliédrico del polímero funcionalizado.

En un aspecto adicional más se proporciona un método para proporcionar funcionalidad a un polímero. El método incluye proporcionar un medio de reacción en el que se hace reaccionar un polímero vivo y una molécula poliédrica para proporcionar un polímero vivo funcionalizado; introducir en el medio de reacción una molécula que Incluye por lo menos un heteroátomo y que es capaz de terminar polímeros vivos; y permitir que la molécula introducida se una químicamente al radical poliédrico del polímero con modificación poliédrica para proporcionar un polímero funcionalizado.

En otro aspecto más se proporciona una macromolécula que incluye una pluralidad de polímeros con modificación poliédrica. Cada uno de los polímeros Incluye un mismo radical poliédrico unido químicamente a ellos en un extremo, y cada uno de los polímeros está unido o asociado con por lo menos otro de los polímeros por medio de sus respectivos radicales poliédricos. Opclonalmente, cada uno de los polímeros puede estar unido a o asociado con por lo menos otros dos de los polímeros por medio de su respectivos radicales poliédricos.

En un aspecto adicional se proporciona un método para procesar composiciones de caucho. El método emplea una composición que Incluye una macromolécula que Incluye una pluralidad de polímeros unidos químicamente a (es decir, copulados por medio de) un radical poliédrico. La composición se somete a tratamiento (que incluye, por ejemplo, mezcla) durante el cual por lo menos algunos de los polímeros copulados se separan de dicho radical poliédrico. Ajustando la relación de equivalentes de iniciador a poliedro, se puede adaptar o controlar el grado de separación (es decir, la descopulación).

Otros aspectos de la presente Invención serán evidentes para el profesional de experiencia media a partir de la descripción detallada a continuación. Para ayudar a entender esta descripción, se proporcionan algunas definiciones inmediatamente a continuación. Estas definiciones se aplican de aquí en adelante a menos que se Indique explícitamente... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una macromolécula que comprende una pluralidad de polímeros con modificación poliédrica obtenibles haciendo reaccionar un polímero vivo con un compuesto poliédrico, y, opcionalmente, funcionalizando la macromolécula por reacción con un compuesto que incluye por lo menos un heteroátomo, comprendiendo cada uno

de dichos polímeros un radical poliédrico químicamente unido a ellos en un extremo, estando unido o asociado cada uno de dicha pluralidad de polímeros con por lo menos otro de dicha pluralidad de polímeros por medio de sus respectivos radicales poliédricos, siendo la relación molar de polímero a radical poliédrico 1:1.

2. La macromolécula de la reivindicación 1, en la que dicha macromolécula comprende por lo menos tres de dichos polímeros con modificación poliédrica.

3. La macromolécula de la reivindicación 2, en la que por lo menos un primer polímero con modificación

poliédrica está unido o asociado con por lo menos dos segundos polímeros con modificación poliédrica por medio del radical poliédrico de dicho primer polímero con modificación poliédrica.

4. La macromolécula de la reivindicación 2, en la que cada uno de dichos polímeros con modificación poliédrica está unido o asociado con por lo menos otros dos de dichos polímeros con modificación poliédrica por

medio de sus respectivos radicales poliédricos.

5. Una composición que comprende por lo menos una carga de refuerzo y la macromolécula de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.

6. Un método de inhibir el crecimiento de grietas inducidas por la fatiga en un artículo de caucho, que comprende formar un artículo de caucho de la composición de la reivindicación 5.

7. El método de la reivindicación 6, que comprende adicionalmente vulcanizar dicho artículo de caucho.


 

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