Способ получения полимерной композиции и полимерная композиция

Способ получения полимерной композиции и полимерная композиция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Заявка имеет приоритет по U.S. Provisional Application № 61/017,913 от декабря 31, 2007, которая включена сюда в качестве ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Один или несколько вариантов осуществления настоящего изобретения относится к способу получения полимерной композиции, обладающей свойством повышенного сопротивления холодному течению полимеров благодаря использованию некоторых ацеталей и кеталей альдитолов.

Уровень техники

Некоторые полимеры, например, полидиеновые эластомеры, проявляют холодное течение в стандартных условиях. Другими словами, полимеры текут под действием собственной массы, что создает проблемы при попытке транспортировки или хранения полимеров. Поэтому предпочтительно предотвратить проявление холодного течения путем повышения сопротивления холодному течению полимера.

Одно из решений, используемых в данной области техники, включает в себя сшивание полимеров. В качестве примера, линейные полидиены, например, те, которые получают анионной полимеризацией или координационным катализом, сшивают химическими соединениями. Хотя сшивающие агенты могут способствовать повышению сопротивления холодному течению, они не всегда способствуют обеспечению свойств, необходимых для шин.

Поэтому в области техники по производству шин, особенно, шинных покрышек, функционализированные полимеры преимущественно используют для улучшения таких свойств, как потери на гистерезис. Указанные функционализированные полимеры обычно получают в результате обрыва растущих полимерных цепей функционализирующими агентами, благодаря чему происходит включение функциональной группы в конец полимерной цепи.

К сожалению, функционализирующие агенты, используемые для обрыва полимерной цепи и обеспечивающие благоприятные свойства покрышки, не всегда способствуют обеспечению сопротивления холодному течению полимера. Кроме того, сшивающие агенты, которые повышают сопротивление холодному течению, часто несовместимы с функционализирующими агентами, взаимодействующими с полимерной цепью. Поэтому не всегда возможно соединить функционализирующие агенты и сшивающие агенты для достижения как сопротивления холодному течению, так и желаемых свойств покрышек.

Поскольку остается потребность в функционализированных полимерах и фактически существует необходимость в функционализированных полимерах с высокой степенью функциональности, использование сшивающих агентов, конкурирующих с функционализирующими агентами, может быть вредным для этой цели. Поэтому существует необходимость в повышении сопротивления холодному течению посредством использования других реакций, чем реакции сшивания.

Сущность изобретения

Один или несколько вариантов осуществления настоящего изобретения обеспечивает способ получения полимерной композиции, способ, состоящий в получении полимерного цемента, включающего в себя полимер и растворитель, внесении ацеталя или кеталя альдитола вместе с полимерным цементом и выделении, по меньшей мере, части полимера и ацеталя или кеталя альдитола из раствора для получения полимерной композиции, содержащей полимер и ацеталь или кеталь альдитола.

Другой вариант осуществления обеспечивает способ получения полимерной композиции, способ, состоящий в получении полимерного цемента и включении дибензилиденсорбита в полимерный цемент.

Еще другой вариант осуществления обеспечивает полимерную композицию, содержащую эластомер и производное сорбита.

Подробное описание чертежей

Фигура 1 представляет собой сравнение динамической вязкости (η) БСК (SBR) и БСК, содержащего ДВС (DBS) в концентрации 1 и 3 мас.%, используя частотное свипирование при 2%-ной деформации и 25°С.

Фигура 2 является графиком, представляющим собой данные по релаксации напряжения, обсчитанные с помощью RPA (50°С при 100%-ной деформации) для БСК, обработанного 0,1 и 3 мас.% ДВС.

Подробное описание изобретения

Неожиданно было обнаружено, что ацетали или кетали альдитолов могут быть использованы для улучшения характеристик холодного течения эластомеров, не оказывая при этом вредного воздействия на свойства или использование эластомеров. В отдельных вариантах осуществления было найдено, что эти ацетали или кетали альдитолов пригодны для улучшения характеристик холодного течения функционализированных эластомеров. В одном или нескольких вариантах осуществления ацетали или кетали альдитолов неожиданно способствуют увеличению сопротивления холодному течению полимеров, не оказывая при этом вредного воздействия на способность полимера к смешиванию или переработке. Другими словами, было неожиданно обнаружено, что действие ацеталей или кеталей альдитолов или продукта их взаимодействия с полимером зависят от температуры и/или деформации сдвига, что чрезвычайно благоприятно для транспортировки, хранения и смешивания некоторых полимеров, которые обладают низким сопротивлением холодному течению. Кроме того, полимерные композиции, приготовленные из эластомерных композиций согласно одному или нескольким вариантам осуществления данного изобретения, проявляют подобные отверждающие свойства, подобные вязкости Муни и сравнимые динамические свойства в отношении тех композиций, которые приготовлены подобным образом, но не содержат ацеталей или кеталей альдитолов.

II. Ацетали или Кетали Альдитолей

В одном или нескольких вариантах осуществления ацетали или кетали альдитолов включают в себя моно-, ди- и триацетали или кетали альдитолов. В этих или других вариантах осуществления ацетали или кетали альдитолов включают в себя продукт реакции альдитола с альдегидом, кетоном или как альдегидом, так и кетоном. Такие реакции известны в данной области. Например, альдитолы могут взаимодействовать с альдегидами в присутствии кислотных катализаторов, как описано в U.S. Patent №4429140 и 5106999, U.S. Publications №2007/0299256 и 2007/0249850 и International Application N WO/1992/000301, все патенты включены сюда в качестве ссылок. Кроме того, кетали альдитолов могут быть получены взаимодействием альдитолов с диметоксиалканами, как описано в Smith, Michael В.; March, Jerry; March's Advanced Organic Chemistry, 5^th Ed.; John Wiley& Sons, Inc: New York, 2001.

В одном или нескольких вариантах осуществления альдитолы, которые можно рассматривать как замещенные или незамещенные альдитолы, включают в себя соединения, обозначаемые формулой

где каждый из R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷ и R⁸ независимо представляет собой атом водорода или одновалентную органическую группу, и n равно 0, 1 или 2.

В одном или нескольких вариантах осуществления одновалентные органические группы могут включать в себя гидрокарбильные группы или замещенные гидрокарбильные группы, такие как, но не ограниченные алкильными, циклоалкильными, замещенными циклоалкильными, алкилциклоалкенильными, замещенными циклоалкенильными, арильными, аллильными, замещенными арильными, аралкильными, алкарильными или алкинильными группами. Замещенные гидрокарбильные группы включают в себя гидрокарбильные группы, в которых один или несколько атомов водорода заменены на заместитель, например, на алкильную группу. В одном или нескольких вариантах осуществления эти группы могут включать в себя от одного или соответствующего минимальному числу атомов углерода, необходимых для формирования группы, до 20 атомов углерода. Эти гидрокарбильные группы могут содержать гетероатомы, такие как, но не ограниченные атомами азота, бора, кислорода, кремния, серы и фосфора.

В отдельных вариантах осуществления каждый из R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷ и R⁸ независимо представляет собой атом водорода или одновалентную органическую группу, содержащую 2 или меньшее число атомов углерода, и каждый из R¹ и R⁷ независимо представляет собой атом водорода или одновалентную органическую группу. В отдельных вариантах осуществления каждый из R¹ и R⁷ независимо представляет собой атом водорода, алкенильную группу, алкильную группу, алкоксильную группу, гидроксиалкильную группу или галогеналкильную группу.

Отдельные примеры альдитолов включают в себя, но не ограничены сорбитом, ксилитом, аллил сорбитом, пропилсорбитом, 1-метил-2-пропенилсорбитом, аллилксилитом и пропилксилитом.

В одном или нескольких вариантах осуществления альдегиды включают в себя соединения, представленные формулой R⁹-C(O)H, где R⁹ представляет собой одновалентную органическую группу. В отдельных вариантах осуществления R⁹ представляет собой ациклическую гидрокарбильную группу или замещенную гидрокарбильную группу, содержащую, по меньшей мере, три атома углерода, в других вариантах осуществления, по меньшей мере, шесть атома углерода и в других вариантах осуществления, по меньшей мере, от девяти атомов углерода до 20 атомов углерода, где термин замещенный относится к замещению одного или нескольких атомов углерода, присоединенных к атому углерода одновалентной органической группы. В других вариантах осуществления R⁹ представляет собой циклическую гидрокарбильную группу или замещенную циклическую гидрокарбильную группу, включающую шесть атомов углерода, в других вариантах осуществления, по меньшей мере, восемь атомов углерода, и в других вариантах осуществления, по меньшей мере, десять атомов углерода в цикле. В отдельных вариантах осуществления R⁹ представляет собой гетероциклическую группу или замещенную гетероциклическую группу. В еще других вариантах осуществления R⁹ представляет собой ароматическую группу или замещенную ароматическую группу. В отдельных вариантах осуществления R⁹ представляет собой гетероароматическую группу или замещенную гетероароматическую группу.

Примеры альдегидов включают в себя, но не ограничены формальдегидом, ацетальдегидом, пропаналем, бутаналем, пентаналем, гексаналем, гептаналем, октаналем, нонаналем, деканалем, додеканалем, циклогексанкарбоксальдегидом, циклогептанкарбоксальдегидом, циклооктанкарбоксальдегидом, циклодеканкарбоксальдегидом, циклододеканкарбоксальдегидом, бензальдегидом, 2-метоксибензальдегидом, 4-диэтиламинобензальдегидом, транс-циннамальдегидом и их смесями.

В отдельных вариантах осуществления альдегид представляет собой бензальдегид или замещенный бензальдегид, который может быть представлен формулой

где каждый из R¹⁰, R¹¹, R¹², R¹³ и R¹⁴ независимо представляет собой атом водорода или одновалентную органическую группу, или где соединены два или несколько радикалов R¹⁰, R¹¹, R¹², R¹³ и R¹⁴ с образованием двухвалентной органической группы.

В одном или нескольких вариантах осуществления двухвалентные органические группы могут включать в себя ненасыщенные углеводородные группы или замещенные углеводородные группы, такие как, но не ограниченные алкиленовыми, циклоалкиленовыми, замещенными алкиленовыми, замещенными циклоалкиленовыми, алкениленовыми, циклоалкениленовыми, замещенными алкениленовыми, замещенными циклоалкениленовыми, ариленовыми и замещенными ариленовыми группами. Замещенные углеводородные группы включают в себя ненасыщенные углеводородные группы, в которых один или несколько атомов водорода заменены на заместитель, например, алкильную группу. В одном или нескольких вариантах осуществления эти группы могут включать в себя от двух или соответствующего минимальному числу атомов углерода, необходимых для формирования группы, до 20 атомов углерода. Двухвалентные органические группы могут также содержать один или несколько гетероатомов, таких как, но не ограниченных атомами азота, бора, кислорода, кремния, серы и фосфора.

Примеры замещенных бензальдегидов включают в себя, но не ограничены этилбензальдегидом, 4-изобутилбензальдегидом, 4-фтор-3-метилбензальдегидом, 3-метилбензальдегидом, 4-пропилбензальдегидом, 4-бутилбензальдегидом, 4-метоксибензальдегидом, 3-хлорбензальдегидом, 3,4-диметилбензальдегидом, 3,5-дифторбензальдегидом, 3-фторбензальдегидом, 4-фторбензальдегидом, 3-бром-4-фторбензальдегидом, 3-метил-4-метоксибензальдегидом, 2,4,5-триметилбензальдегидом, 4-хлор-3-фторбензальдегидом, 4-метилбензальдегидом, 3-бромбензальдегидом, 4-метоксибензальдегидом, 3,4-дихлорбензальдегидом, 4-фтор-3,5-диметилбензальдегидом, 2,4-диметилбензальдегидом, 4-бромбензальдегидом, 3-этоксибензальдегидом, 4-аллилоксибензальдегидом, 3,5-диметилбензальдегидом, 4-хлорбензальдегидом, 3-метоксибензальдегидом, 4-(трифторметил)бензальдегидом, 2-нафтальдегидом, 4-изопропилбензальдегидом, 3,4-диэтоксибензальдегидом, 3-бром-4-этоксибензальдегидом, пипероналем, 3,4-диметоксибензальдегидом, 4-карбоксибензальдегидом, 3-гекс-1-инилбензальдегидом и 2-хлорбензальдегидом.

В одном или нескольких вариантах осуществления кетоны включают в себя соединения, представленные формулой R⁹-C(O)-R¹⁵, где каждый из R¹⁵ и R⁹ независимо представляет собой одновалентную органическую группу, или где R¹⁵ и R⁹ объединены с образованием двухвалентной органической группы. В отдельных вариантах осуществления, по меньшей мере, один из R¹⁵ и R⁹ представляет собой ациклическую углеводородную или замещенную гидрокарбильную группу, содержащую, по меньшей мере, три атома углерода, в других вариантах осуществления, по меньшей мере, шесть атомов углерода, и других вариантах осуществления, по меньшей мере, от девяти атомов углерода до 20 атомов углерода, где термин «замещенный» относится к замещению одного или нескольких атомов водорода, присоединенных к атому углерода, соединенного с одновалентной органической группой. В других вариантах осуществления, по меньшей мере, один из R¹⁵ и R⁹ представляет собой циклическую углеводородную или замещенную циклическую углеводородные группу, содержащую шесть атомов углерода, в других вариантах осуществления, по меньшей мере, восемь атомов углерода, и других вариантах осуществления, по меньшей мере, 10 атомов углерода в цикле. В других вариантах осуществления, по меньшей мере, один из R¹⁵ и R⁹ представляет собой гетероциклическую или замещенную гетероциклическую группу. В еще других вариантах осуществления, по меньшей мере, один из R¹⁵ и R⁹ представляет собой ароматическую или замещенную ароматическую группу. В еще других вариантах осуществления, по меньшей мере, один из R¹⁵ и R⁹ представляет собой гетероароматическую или замещенную гетероароматическую группу.

Примеры кетонов включают в себя, но не ограничены ацетоном, пропаноном, 2-бутаноном, 2-пентаноном, 3-пентаноном, 2-гексаноном, 3-гексаноном, 2-гептаноном, 4-гептаноном, 2-октаноном, 4-октаноном, 2-нонаноном, 3-нонаноном, 5-нонаноном, 2-деканоном, 5-деканоном, ацетофеноном, бензофеноном, 4,4'-бис(диэтиламино)бензофеноном, циклобутаноном, циклогексаноном, циклогептаноном, циклооктаноном, циклододеканоном и их смесями.

В одном или нескольких вариантах осуществления ацетали или кетали альдитолов могут быть определены следующей формулой

где каждый из R²⁰, R²¹, R²², R²³, R²⁴, R²⁵, R²⁶, R²⁷, R²⁸, R²⁹, R³⁰ и R³¹ независимо представляет собой атом водорода или одновалентную органическую группу, или где R²⁰ и R²¹ и/или R²² и R²³ соединены с образованием двухвалентной органической группы, и где n равен 0, 1 или 2. В отдельных вариантах осуществления R²⁰ и R²² представляют собой одновалентную органическую группу, a R²¹ и R²³ - атомы водорода. В этих или других вариантах осуществления R²⁵ представляет собой одновалентную органическую группу, a R²⁴, R²⁶, R²⁷, R²⁸, R²⁹, R³⁰ и R³¹ - атомы водорода.

В одном или нескольких вариантах осуществления R²⁰ и R²² представляют собой ароматические группы, и отдельные варианты осуществления могут быть определены следующей формулой:

где каждая из R²¹, R²³, R²⁴, R²⁵, R²⁶, R²⁷, R²⁸, R²⁹, R³⁰, R³¹, R⁴⁰, R⁴¹, R⁴², R⁴³, R⁴⁴, R⁴⁵, R⁴⁶, R⁴⁷, R⁴⁸ и R⁴⁹ независимо представляет собой атом водорода или одновалентную органическую группу, или где две или несколько групп из R⁴⁰, R⁴¹, R⁴², R⁴³, R⁴⁴, R⁴⁵, R⁴⁶, R⁴⁷, R⁴⁸ и R⁴⁹ объединены с образованием двухвалентной органической группы, и где n равен 0, 1 или 2.

В одном или нескольких вариантах осуществления примеры ацеталей альдитолов включают в себя диметилиденсорбит, дибензилиденсорбит (DBS), ди(алкилбензилиден)сорбиты, 1,3-O-2,4-бис(3,4-диметилбензилиден)сорбит, 1,3,2,4-бис(4-этилбензилиден)-1-аллилсорбит, 1,3,2,4-бис(3'-метил-4'-фторбензилиден)-1-пропилсорбит, 1,3,2,4-бис(5',6',7',8'-тетрагидро-2-нафтальдегидбензилиден)-1-аллилксилит, бис-1,3,2,4-(3',4'-диметилбензилиден)-1''-метил-2''-пропилсорбит и 1,3,2,4-бис(3',4'-диметилбензилиден)-1-пропилксилит.

Полимеры, используемые для модификации

В одном или нескольких вариантах осуществления полимеры, вводимые вместе с ацеталями или кеталями альдитолов согласно настоящему изобретению включают в себя полимеры, обладающие низким сопротивлением холодному течению и поэтому представляющие технологические трудности при хранении и транспортировке.

В одном или нескольких вариантах осуществления такие полимеры могут быть охарактеризованы неблагоприятным холодным течением, определенным с использованием стандартных измерений ASTM (Американского общества по испытанию материалов) или их модификаций. Эти тесты хорошо известны специалистам в данной области техники. Например, гравитационное холодное течение обычно может быть определено следующим способом, который можно считать стандартным тестом. Образцу испытуемого полимера придают цилиндрическую форму, имеющую диаметр, равный приблизительно 10 мм и высоту приблизительно 13 мм. Цилиндр кладут на одно из его круглых оснований и оставляют на месте в течение 28 дней; после этого измеряют высоту цилиндра. Альтернативно, эти образцы могут быть подвешены для того, чтобы смоделировать силу, которая действует на полимер тяжестью дополнительных резиновых грузов, которые могут быть помещены на верхнюю часть донного груза.

В других вариантах осуществления подобные тесты могут быть выполнены при использовании тестера Скотта. Они могут быть проведены следующим способом, который можно считать ускоренным тестом. Цилиндр 40 мм×13 мм может быть поставлен на одно из его цилиндрических оснований и на верхушку цилиндра помещен груз массой 5000 г на 30 минут; по истечении этого времени измеряют высоту цилиндра.

В одном или нескольких вариантах осуществления полимеры могут быть предпочтительно обработаны согласно одному или нескольким вариантам осуществления настоящего изобретения, включая те полимеры, для которых характерно холодное течение, перед обработкой согласно настоящему изобретению, обнаруженное по высоте образца, меньшей, чем 7 мм, в других вариантах осуществления - меньшей, чем 6 мм, в других вариантах осуществления - меньшей, чем 5 мм, в других вариантах осуществления 4 мм, в других вариантах осуществления - меньшей, чем 3 мм, после того, как цилиндрический образец полимера высотой 13 мм подвергают стандартному холодному тесту (т.е. гравитационному анализу холодного течения) в течение 28 дней при комнатной температуре.

В одном или нескольких вариантах осуществления полимеры могут быть предпочтительно обработаны согласно одному или нескольким вариантам осуществления настоящего изобретения, включая те полимеры, для которых характерно холодное течение, перед обработкой согласно настоящему изобретению, обнаруженное по высоте образца, меньшей, чем 7 мм, в других вариантах осуществления - меньшей, чем 6 мм, в других вариантах осуществления - меньшей, чем 5 мм, в других вариантах осуществления 4 мм, в других вариантах осуществления - меньшей, чем 3 мм, после того, как цилиндрический образец полимера высотой 13 мм подвергают ускоренному тесту на холодное течение (т.е. ускоренному гравитационному анализу холодного течения с использованием тестера Скотта).

В одном или нескольких вариантах осуществления полимеры, вводимые вместе с ацеталями или кеталями альдитолов согласно настоящему изобретению включают в себя эластомеры, представляющие собой полимеры, способные подвергаться вулканизации с образованием вулканизатов, проявляющих свойства эластомеров. В одном или нескольких вариантах осуществления эластомеры являются ненасыщенными соединениями. В одном или нескольких вариантах осуществления эластомеры имеют температуру стеклования (T_g) ниже 20°С, в других вариантах осуществления ниже 10°С, в других вариантах осуществления ниже 0°С, в других вариантах осуществления ниже -10°С, в других вариантах осуществления ниже -20°С и в других вариантах осуществления ниже -30°С.

В одном или нескольких вариантах осуществления полимеры, вводимые вместе с ацеталями или кеталями альдитолов согласно настоящему изобретению включают в себя линейные молекулы. В других вариантах осуществления полимеры, главным образом, являются линейными и содержат только ограниченное число разветвлений.

В одном или нескольких вариантах осуществления полимеры, вводимые вместе с ацеталями или кеталями альдитолов согласно настоящему изобретению включают в себя природные и/или синтетические эластомеры. В одном или нескольких вариантах осуществления эластомеры включают в себя полимеры, способные к сшиванию или вулканизации с образованием отвержденных соединений (также известных как вулканизаты), проявляющих свойства эластомеров. Синтетические эластомеры могут быть получены полимеризацией сопряженных диеновых мономеров. Такие сопряженные диеновые мономеры могут быть сополимеризованы с другими мономерами, например, винилароматическими мономерами. В одном или нескольких вариантах осуществления сопряженные диеновые мономеры включают в себя 1,3-бутадиен, изопрен, 1,3-пентадиен, 1,3-гексадиен, 2,3-диметил-1,3-бутадиен, 2-этил-1,3-бутадиен, 2-метил-1,3-пентадиен, 3-метил-1,3-пентадиен, 4-метил-1,3-пентадиен и 2,4-гексадиен. В одном или нескольких вариантах осуществления винилароматический мономер включает в себя стирол, α-метилстирол, винилтолуол, винилнафталин, пара-бутилстирол и трет-бутилстирол. Другие каучукоподобные эластомеры могут быть получены полимеризацией этилена вместе с одним или несколькими α-олефинами и необязательно с одним или несколькими сопряженными диеновыми мономерами.

Подходящие каучукоподобные эластомеры включают в себя натуральный каучук, синтетический полиизопропен, полибутадиен, полиизобутилен-со-изопрен, неопрен, поли(этилен-со-пропилен), поли(стирол-со-бутадиен), поли(стирол-со-изопрен) и поли(стирол-со-изопрен-со-бутадиен), поли(изопрен-со-бутадиен), поли(этилен-со-пропилен-со-диен), полисульфидный каучук, акриловый каучук, уретановый каучук, силиконовый каучук, эпихлоргидриновый каучук и их смеси. Эти эластомеры могут иметь множество макромолекулярных структур, включая линейные, разветвленные и звездообразные.

В одном или нескольких вариантах осуществления подходящие каучукоподобные эластомеры могут иметь среднечисловую молекулярную массу (М_N), меньшую, чем 500 кг/моль, в других вариантах осуществления - меньшую, чем 400 кг/моль, в других вариантах осуществления - меньшую, чем 300 кг/моль, в других вариантах осуществления - меньшую, чем 250 кг/моль, в других вариантах осуществления - меньшую, чем 200 кг/моль, в других вариантах осуществления - меньшую, чем 150 кг/моль и в других вариантах осуществления - меньшую, чем 125 кг/моль. В этих и других вариантах осуществления эластомеры могут иметь среднечисловую молекулярную массу, равную, по меньшей мере, 25 кг/моль, в других вариантах осуществления, равную, по меньшей мере, 50 кг/моль, в других вариантах осуществления, равную, по меньшей мере, 75 кг/моль, в других вариантах осуществления, по меньшей мере, равную, 100 кг/моль. В этих и других вариантах молекулярно-массовое распределение эластомеров (M_W/M_N) меньше 5,5, в других вариантах осуществления меньше 4,5, в других вариантах осуществления меньше 4,0, в других вариантах осуществления меньше 3,5, в других вариантах осуществления меньше 2,5 и в других вариантах осуществления меньше 2,0. Как известно в данной области, техники M_N (среднечисловая молекулярная масса) и M_W (среднемассовая молекулярная масса) могут быть определены гель-проникающей хроматографией (ГПХ), при использовании калибровочных стандартных образцов полистирола и констант Марка-Хоувинка для определяемых образцов полимера.

В одном или нескольких вариантах осуществления эластомером является гомополимер, а в других вариантах осуществления эластомером является сополимер, который представляет собой полимер, содержащий два или более химически различающихся мономерных звеньев, которые можно обозначить как мер-звенья. В одном или нескольких вариантах осуществления мер-звеньями полимера могут быть цис-, транс- или винильные звенья.

В отдельных вариантах осуществления эластомерами являются полидиены, в которых содержание цис-1,4-связей больше, чем 60%, в других вариантах осуществления больше, чем 75%, в других вариантах осуществления больше, чем 90% и в других вариантах осуществления больше, чем 95%. Кроме того, эти эластомеры могут содержать 1,2-связи (т.е. винильные звенья), содержание которых меньше, чем приблизительно 7%, в других вариантах осуществления меньше, чем 5%, в других вариантах осуществления меньше, чем 2% и в других вариантах осуществления меньше, чем 1%. Содержание цис-1,4- и 1,2-связей может быть определено инфракрасной спектроскопией. Среднечисловая молекулярная масса (M_N) этих полидиенов может составлять от приблизительно 25000 до приблизительно 200000, в других вариантах осуществления от приблизительно 30000 до приблизительно 150000 и в других вариантах осуществления от приблизительно 50000 до приблизительно 120000, как определено гель-проникающей хроматографией (ГПХ), при использовании калибровочных стандартных образцов полистирола и констант Марка-Хоувинка для определяемых образцов полимера. Степень полидисперсности этих полидиенов может находиться в диапазоне от приблизительно 1,5 до приблизительно 5,0 и в других вариантах осуществления от приблизительно 2 до приблизительно 4. Типичные высокомолекулярные цис-полибутадиены содержат цис-1,4-полибутадиены, цис-1,4-полиизопрен и цис-1,4-поли(бутадиен-со-изопрен).

В одном или нескольких вариантах осуществления эластомеры содержат цис-полидиен (или полидиеновый сополимер) средней или низкой молекулярной массы, включая полимеры, полученные способами анионной полимеризации. Эти эластомеры могут характеризоваться содержанием цис-связей от приблизительно 10% до приблизительно 70%, в других вариантах осуществления от приблизительно 15% до приблизительно 60% и в других вариантах осуществления от приблизительно 20% до приблизительно 50%, где процентное содержание рассчитывают как отношение числа диеновых мер-звеньев в цис-конфигурации к общему числу диеновых мер-звеньев. Эти эластомеры могут также включать 1,2-связи (т.е. винильные звенья), содержание которых составляет от приблизительно 10% до приблизительно 60%, в других вариантах осуществления от приблизительно 15% до приблизительно 50% и в других вариантах осуществления от приблизительно 20% до приблизительно 45%, где процентное содержание рассчитывают как отношение числа диеновых мер-звеньев в винильной конфигурации к общему числу диеновых мер-звеньев. Баланс диеновых мономерных звеньев может быть в конфигурации транс-1,4-связей.

В отдельных вариантах осуществления эластомеры включают в себя статистический сополимер бутадиена, стирола и необязательно изопрена. В других вариантах осуществления эластомер представляет собой блок-сополимер полибутадиена, полистирола и необязательно полиизопрена. В отдельных вариантах осуществления эластомер является гидрированным или частично гидрированным полимером.

В одном или нескольких вариантах осуществления эластомеры содержат полимеры, полученные по анионному механизму, выбранные из группы, состоящей из полибутадиена, функционализированного полиизопрена, функционализированного поли(стирол-со-бутадиена), функционализированного поли(стирол-со-бутадиена-со-изопрена), функционализированного поли(изопрен-со-стирола) и функционализированного поли(бутадиен-со-изопрена). Среднечисловая молекулярная масса (M_N) этих полидиенов может составлять от приблизительно 25000 до приблизительно 1000000, в других вариантах осуществления от приблизительно 50000 до приблизительно 500000 и в других вариантах осуществления от приблизительно 100000 до приблизительно 300000, как определено гель-проникающей хроматографией (ГПХ), при использовании калибровочных стандартных образцов полистирола и констант Марка-Хоувинка для определяемых образцов полимера. Степень полидисперсности этих полидиенов может находиться в диапазоне от приблизительно 1,0 до приблизительно 3,0 и в других вариантах осуществления от приблизительно 1,1 до приблизительно 2,0.

В одном или нескольких вариантах осуществления синтетические эластомеры могут содержать функционализированные эластомеры. В одном или нескольких вариантах осуществления функционализированные эластомеры содержат, по меньшей мере, одну функциональную группу. В одном или нескольких вариантах осуществления функциональная группа представляет собой группу или заместитель, отличающийся от основной части полимерной цепи. В отдельных вариантах осуществления функциональная группа включает в себя гетероатом. В некоторых вариантах осуществления функциональная группа может быть реакционноспособной или взаимодействующей с другими полимерными цепями (растущими и/или нерастущими) или с другими компонентами, которые могут входить в состав полимера, например, армирующими наполнителями (например, сажей). В отдельных вариантах осуществления функциональные группы также включают в себя группы, присоединенные к полимерной цепи и снижающие потери на гистерезис при 50°С вулканизатов, наполненных сажей, полученных из функционализированного полимера в сравнении с обычными вулканизатами, наполненными сажей, полученными из нефункционализированного полимера. В одном или нескольких вариантах осуществления такое снижение потери на гистерезис равно, по меньшей мере, 5%, в других вариантах осуществления, по меньшей мере, 10% и в других вариантах осуществления, по меньшей мере, 15%.

В одном или нескольких вариантах осуществления функционализированные эластомеры включают в себя функциональную группу, расположенную на конце полимерной цепи. В отдельных вариантах осуществления функциональная группа может быть расположена в головной части полимерной цепи, которая является концом полимерной цепи, где начинается инициирование или полимеризация полимера. В других вариантах осуществления функциональная группа может быть расположена в хвостовой части полимерной цепи, которая является концом полимерной цепи, где полимеризация полимера заканчивается. В отдельных вариантах осуществления функционализированный эластомер включает в себя как головную, так и хвостовую функционализацию; т.е. полимер включает в себя, по меньшей мере, одну функциональную группу в головной части полимерной цепи и, по меньшей мере, одну функциональную группу в хвостовой части полимерной цепи.

Подходящие способы получения функционализированных эластомеров хорошо известны в данной области техники. Например, указанные функциональные группы могут быть введены в полимерную цепь в процессе синтеза эластомера или прививкой к эластомеру.

В одном из вариантов осуществления эластомеры синтезируют способами анионной полимеризации. Как известно в данной области техники, для получения полимеров, содержащих функциональную группу, расположенную в головной части полимерной цепи, может быть использован инициатор, включающий функциональную группу. Например, инициаторы, включающие циклические аминогруппы, которые привносят циклическую аминофункциональность в образующийся полимер. Пример таких инициаторов содержит литийгексаметиленимин, который раскрыт в U.S. Patent №6080835; 5786441; 6025450 и 6046288, включенные сюда в качестве ссылок. В другом варианте осуществления эластомеры синтезируют используя инициаторы анионной полимеризации, включающие, по меньшей мере, один атом олова. Эти соединения содержат трибутилоловолитий, который раскрыт в U.S. Patent №5268439, включенный сюда в качестве ссылки. В еще одном варианте осуществления инициаторы, представляющие собой дитиоацетали, могут быть использованы для введения гетероциклической группы в головную часть полимерной цепи, как это раскрыто в U.S. Patent №7153919 и U.S. Publications №2006/0264590 и 2006/0264589, включенные сюда в качестве ссылки. Еще другие примеры раскрыты в U.S. Patent N 7335712, включенном сюда в качестве ссылки.

В еще одном варианте осуществления эластомеры, полимеризующиеся по анионному механизму, независимо от того, включена ли функциональная группа в головную часть полимерной цепи или нет, обрываются под действием сшивающего агента или агента, обрывающего цепь, которые привносят концевую функциональность в хвостовую часть полимерной цепи. Подходящие соединения, которые могут быть использованы для сшивания или функционализации хвостовой концевой группы живых полимеров включают в себя, но не ограничены такими соединениями, которые могут быть определены формулой R_nMX_4-n, где R - органическая группа, M - кремний или олово, X - атом галогена и n - число от 0 до 3. Предпочтительно, R - простая алкильная группа, содержащая от 1 до 10 атомов углерода. Типичные соединения включают в себя SnCl₄, R₂SnCl₂, RSnCl₃, которые раскрыты в U.S. Patent №57, 332, 810, включенном сюда в качестве ссылки. Другие соединения, которые могут быть использованы как таковые или в сочетании с ранее описанными олово- или кремнийсодержащими соединениями, включают в себя галогениды металлов, галогениды металлоидов, алкоксисиланы, иминосодержащие соединения, сложные эфиры, сложный эфир-карбоксилатные комплексы металлов, алкил сложный эфир-карбоксилатные комплексы металлов, альдегиды и кетоны, амиды, изоцианаты, изотиоцианаты, имины и эпоксиды.

В еще другом варианте осуществления эластомеры, синтезированные на каталитических системах координационного типа, таких как каталитические системы

на основе лантанидов, обрывают сшивающим агентом или агентом обрыва цепи, который привносит концевую функциональность в полимер. Подходящие сшивающие или функционализирующие агенты включают в себя те, которые описаны выше, которые описаны в International Application № PCT/US 00/30743 и PCT/US 00/30875, которые включены сюда в виде ссылки. В одном или нескольких вариантах осуществления подходящие функционализирующие агенты включают в себя те соединения, которые могут содержать такие группы, как кетонные, альдегидные, амидные, эфирные, имидазолидинонные, изоцианатные и изотиоцианатные группы. Примеры таких соединений раскрыты в U.S.Publications №2006/0004131 A₁, 2006/0025539 A₁, 2006/0030677 A₁ и 2004/0147694 A₁, которые включены сюда в виде ссылки. Другие примеры функционализирующих агентов включают в себя азиновые соединения, раскрытые в U.S. Serial N 11/640711, гидробензамидные соединения, раскрытые в U.S. Serial N 11/710713, нитросоединения, раскрытые в U.S. Serial N 11/710845 и соединения защищенного оксима, раскрытые в U.S. Serial N 60/875484, все они включены сюда в виде ссылки. Еще другие раскрыты в U.S. Pat. N 4906706, 49905735, 064910, 5567, 784 и 5844050, 6992147, 6977281; U.S. Publication №2006/0004131 A₁; Japanese Patent Application N 05-051406A, 05-059103A, 10-306113A и 11-035633А, которые включены сюда в виде ссылки. Подходящие функционализирующие агенты, которые могут быть использованы для сшивания реакционноспособных полимерных цепей, такие соединения, которые можно рассматривать также как сшивающие агенты, включают в себя любые из тех, которые известны в данной области техники, но не ограниченные галогенидами металлов, например, тетрахлоридом олова, галогенидами металлоидов, например, тетрахлоридом кремния, сложный эфир-карбоксилатными комплексами металлов, наприме