Резиновая смесь и пневматическая шина

Резиновая смесь и пневматическая шина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к резиновой смеси и пневматической шине, получаемой из резиновой смеси.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В последнее время, по мере ужесточения мер по защите окружающей среды происходит все большее ужесточение требований к экономии топлива транспортными средствами. Определенный вклад в экономию топлива также может быть получен за счет применения автомобильных шин, изготовленных из соответствующих резиновых смесей. Например, для изготовления автомобильных шин могут быть использованы резиновые смеси, содержащие сопряженный диеновый полимер (например, полибутадиен, бутадиен-стирольный сополимер) и наполнитель (например, углеродную сажу, оксид кремния).

Например, в патентной публикации [1] предложен способ повышения экономии топлива. В этом способе применяют диеновый каучук, модифицированный кремнийорганическим соединением, содержащим аминогруппу и алкоксигруппу. Однако в последние несколько лет требования к экономии топлива еще более ужесточились. Более того, поскольку некоторые другие свойства, которыми должны обладать резиновые смеси, используемые для изготовления автомобильных шин, например, обеспечение хорошего сцепления шины с мокрым дорожным покрытием и высокого сопротивления истиранию, обычно не согласуются со свойством экономии топлива, достичь оптимального баланса между требуемыми свойствами бывает достаточно сложно.

Цитируемая литература:

Патентная публикация [1]: JP 2000-344955А

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Техническая задача

Задача настоящего изобретения состоит в решении рассмотренных выше проблем и предоставлении резиновой смеси, обеспечивающей хороший баланс повышения экономии топлива, сцепления шины с мокрым дорожным покрытием и сопротивления истиранию, а также в изготовлении из указанной резиновой смеси пневматической шины.

Пути решения поставленной задачи

Настоящее изобретение относится к резиновой смеси, включающей каучуковый компонент и оксид кремния, где каучуковый компонент содержит не менее 5% масс. сопряженного диенового полимера в пересчете на 100% масс. каучукового компонента,

сопряженный диеновый полимер содержит структурную единицу, полученную из сопряженного диена, и указанная структурная единица представлена следующей формулой (I):

где каждый из X¹, X² и X³ независимо представляет собой группу, имеющую формулу (Ia), представленную ниже, гидроксильную группу, углеводородную группу или замещенную углеводородную группу, и, по меньшей мере, один из X¹, X² и X³ представляет собой гидроксильную группу или группу, имеющую формулу (Ia):

где каждый из R¹ и R² независимо представляет собой С_1-6 углеводородную группу, замещенную C_1-6 углеводородную группу, силильную группу или замещенную силильную группу, и R¹ и R² могут быть соединены друг с другом с образованием циклической структуры, включающей атом азота, по меньшей мере, одна терминальная группа сопряженного диенового полимера модифицирована соединением кремния, содержащим, по меньшей мере, одну группу, представленную нижеследующей формулой (II), и группу, представленную нижеследующей формулой (III):

содержание оксида кремния составляет от 5 до 150 масс. частей на 100 масс. частей каучукового компонента.

R¹ и R² в формуле (Ia) предпочтительно представляют собой C_1-6 углеводородные группы.

Две группы из X¹, X² и X³ в формуле (I) предпочтительно выбраны из группы, состоящей из групп, имеющих формулу (Ia), и гидроксильной группы.

Предпочтительно, соединение кремния содержит группу, представленную следующей формулой (IV):

где каждый из R³, R⁴ и R⁵ независимо представляет собой C_1-4 углеводородную группу или C_1-4 гидрокарбилоксигруппу, и, по меньшей мере, один из R³, R⁴ и R⁵ представляет собой гидрокарбилоксигруппу.

Предпочтительно, соединение кремния содержит группу, представленную следующей формулой (IIa):

где m равно целому числу, составляющему от 1 до 10; и каждый из R⁶, R⁷ и R⁸ независимо представляет собой C_1-4 углеводородную группу или C_1-4 гидрокарбилоксигруппу, и, по меньшей мере, один из R⁶, R⁷ и R⁸ представляет собой гидрокарбилоксигруппу.

Содержание винильных связей в сопряженном диеновом полимере предпочтительно составляет по меньшей мере 10% мол., но не превышает 80% мол. в пересчете на 100% мол. структурных единиц, полученных из сопряженного диена.

Резиновая смесь предпочтительно включает, по меньшей мере, одно из следующих веществ: натуральный каучук и бутадиеновый каучук.

Предпочтительно, удельная площадь поверхности оксида кремния, определяемая способом адсорбции азота, составляет от 40 до 400 м²/г.

Резиновую смесь предпочтительно применяют для изготовления протекторов шин.

Настоящее изобретение также относится к пневматической шине, изготовляемой из рассматриваемой резиновой смеси.

Полезный эффект изобретения

Согласно настоящему изобретению, резиновая смесь содержит специфический сопряженный диеновый полимер и оксид кремния, и из такой смеси может быть получена пневматическая шина, обеспечивающая улучшенный баланс экономии топлива, сцепления шины с мокрым дорожным покрытием и сопротивления истиранию.

ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ВОПЛОЩЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Резиновая смесь согласно настоящему изобретению содержит оксид кремния и сопряженный диеновый полимер, который содержит структурную единицу, полученную из сопряженного диена, и указанная структурная единица представлена следующей формулой (I):

где каждый из X¹, X² и X³ независимо представляет собой группу, имеющую формулу (Ia), представленную ниже, гидроксильную группу, углеводородную группу или замещенную углеводородную группу, и, по меньшей мере, один из X¹, X² и X³ представляет собой гидроксильную группу или группу, имеющую формулу (Ia):

где каждый из R¹ и R² независимо представляет собой C_1-6 углеводородную группу, замещенную C_1-6 углеводородную группу, силильную группу или замещенную силильную группу, и R¹ и R² могут быть соединены друг с другом с образованием циклической структуры, включающей атом азота, и

в котором, по меньшей мере, одна терминальная группа модифицирована соединением кремния, содержащим группу, представленную нижеследующей формулой (II), и/или группу, представленную нижеследующей формулой (III):

Примеры сопряженного диена, используемого для получения структурных единиц сопряженного диена, включают 1,3-бутадиен, изопрен, 1,3-пентадиен, 2,3-диметил-1,3-бутадиен и 1,3-гексадиен. Каждый из них может быть использован как таковой, или может быть использована комбинация двух или более названных веществ. С точки зрения простоты получения предпочтительными являются 1,3-бутадиен и изопрен.

Каждый из X¹, X², и X³ в формуле (I) структурной единицы, имеющей формулу (I), независимо представляет собой группу, имеющую формулу (Ia), гидроксильную группу, углеводородную группу или замещенную углеводородную группу, и, по меньшей мере, один из X¹, X², и X³ представляет собой групп, имеющую формулу (Ia), или гидроксильную группу.

Каждый из R¹ и R² в формуле (Ia) независимо представляет собой C_1-6 углеводородную группу, замещенную C_1-6 углеводородную группу, силильную группу или замещенную силильную группу, и R¹ и R² могут быть соединены друг с другом с образованием циклической структуры, включающей атом азота.

Согласно используемой теминологии, термин "углеводородная группа" обозначает углеводородный остаток. Такой углеводородный остаток означает одновалентную группу, получаемую удалением из углеводорода водорода. Термин "замещенная углеводородная группа" обозначает группу, получаемую замещением одного или более атомов водорода в углеводородном остатке заместителями. Термин "гидрокарбилоксигруппа" обозначает группу, получаемую замещением атома водорода гидроксильной группы углеводородной группой, а термин "замещенная гидрокарбилоксигруппа" обозначает группу, получаемую замещением одного или более атомов водорода гидрокарбилоксигруппы заместителями. Термин "замещенная силильная группа" обозначает группу, получаемую замещением одного или более атомов водорода силильной группы заместителями.

Примеры C_1-6 углеводородной группы в R¹ и R² включают алкильные группы, например, метильную группу, этильную группу, н-пропильную группу, изопропильную группу, н-бутильную группу, втор-бутильную группу, трет-бутильную группу, н-пентильную группу, неопентильную группу, изопентильную группу, и н-гексильную группу; циклоалкильные группы, например, циклогексильную группу; и фенильную группу.

Примеры замещенной C_1-6 углеводородной группы в R¹ и R² включают замещенные углеводородные группы, каждая из которых содержит, по меньшей мере, один заместитель, выбранный из группы, состоящей из азотсодержащих групп, кислородсодержащих групп и кремнийсодержащих групп. Неограничивающие примеры групп, содержащих в качестве заместителя азотсодержащую группу, включают диалкиламиноалкильные группы, например, диметиламиноэтильную группу и диэтиламиноэтильную группу; неограничивающие примеры групп, содержащих в качестве заместителя кислородсодержащую группу, включают алкоксиалкильные группы, например, метоксиметильную группу, метоксиэтильную группу, этоксиметильную группу и этоксиэтильную группу; и неограничивающие примеры групп, содержащих в качестве заместителя кремнийсодержащую группу, включают триалкилсилилалкильные группы, например, триметилсилилметильную группу и подобные группы.

Примеры замещенных силильных групп в R¹ и R² включают триалкилсилильные группы, например, триметилсилильную группу, триэтилсилильную группу и трет-бутилдиметилсилильную группу.

Примеры групп, в которых R¹ и R² соединены друг с другом, включают двухвалентные C_1-12 группы, каждая из которых необязательно содержит, по меньшей мере, один атом, выбранный из группы, состоящей из атома азота, атома кислорода и атома кремния. Конкретные примеры таких групп включают алкиленовые группы, например, триметиленовую группу, тетраметиленовую группу, пентаметиленовую группу и гексаметиленовую группу; оксидиалкиленовые группы, например, оксидиэтиленовую группу и оксидипропиленовую группу; и азотсодержащие группы, например, группу, представленную формулой -CH₂CH₂-NH-CH₂-, и группу, представленную формулой -CH₂CH₂-N=CH-.

Группа, в которой R¹ и R² соединены друг с другом, предпочтительно представляет собой азотсодержащую группу, и более предпочтительно группу, представленную формулой -CH₂CH₂-NH-CH₂-, или группу, представленную формулой -CH₂CH₂-N=CH-.

Углеводородная группа в R¹ и R² предпочтительно представляет собой алкильную группу, более предпочтительно С_1-4 алкильную группу, еще более предпочтительно метил, этил, н-пропил или н-бутил, и особенно предпочтительно этил или н-бутил. Замещенная углеводородная группа в R¹ и R² предпочтительно представляет собой алкоксиалкильную группу и более предпочтительно C_1-4 алкоксиалкильную группу. Замещенная силильная группа в R¹ и R² предпочтительно представляет собой триалкилсилильную группу и более предпочтительно триметилсилильную группу.

Предпочтительно каждый из R¹ и R² представляет собой алкильную группу, алкоксиалкильную группу или замещенную силильную группу, или представляет собой азотсодержащую группу, в которой R¹ и R² соединены друг с другом, и каждый из них более предпочтительно представляет собой алкильную группу, предпочтительнее C_1-4 алкильную группу, и еще более предпочтительно метильную, этильную, н-пропильную или н-бутильную группу.

Примеры групп, имеющих формулу (Ia), включают ациклические аминогруппы и циклические аминогруппы.

Примеры ациклических аминогрупп включают диалкиламиногруппы, например, диметиламиногруппу, диэтиламиногруппу, ди(н-пропил)аминогруппу, ди(изопропил)аминогруппу, ди(н-бутил)аминогруппу, ди(втор-бутил)аминогруппу, ди(трет-бутил)аминогруппу, ди(неопентил)аминогруппу и этилметиламиногруппу; ди(алкоксиалкил)аминогруппы, например, ди(метоксиметил)аминогруппу, ди(метоксиэтил)аминогруппу, ди(этоксиметил)аминогруппу и ди(этоксиэтил)аминогруппу; и ди(триалкилсилил)аминогруппы, например, ди(триметилсилил)аминогруппу и ди(трет-бутилдиметилсилил)аминогруппу.

Примеры циклических аминогрупп включают 1-полиметилениминогруппы, например, 1-пирролидинил, 1-пиперидиногруппу, 1-гексаметилениминогруппу, 1-гептаметилениминогруппу, 1-октаметилениминогруппу, 1-декаметилениминогруппу и 1-додекаметилениминогруппу. Примеры циклических аминогрупп также включают 1-имидазолил, 4,5-дигидро-1-имидазолил, 1-имидазолидинил, 1-пиперазинил и морфолиногруппу.

С точки зрения экономической эффективности и простоты получения, группа, имеющая формулу (Ia), предпочтительно представляет собой ациклическую аминогруппу, предпочтительнее диалкиламиногруппу, более предпочтительно диалкиламиногруппу, содержащую C_1-4 алкильный заместитель, и еще более предпочтительно диметиламиногруппу, диэтиламиногруппу, ди(н-пропил)аминогруппу или ди(н-бутил)аминогруппу.

Примеры углеводородной группы в X¹, X² и X³ в формуле (I) включают алкильные группы, например, метильную группу, этильную группу, н-пропильную группу, изопропильную группу, н-бутильную группу, втор-бутильную группу и трет-бутильную группу. Примеры замещенной углеводородной группы включают алкоксиалкильные группы, например, метоксиметильную группу, этоксиметильную группу, метоксиэтильную группу и этоксиэтильную группу.

Углеводородная группа в X¹, X² и X³ предпочтительно представляет собой алкильную группу, более предпочтительно C_1-4 алкильную группу и еще более предпочтительно метильную группу или этильную группу. Замещенная углеводородная группа в X¹, X² и X³ предпочтительно представляет собой алкоксиалкильную группу и более предпочтительно C_1-4 алкоксиалкильную группу.

Углеводородная группа или замещенная углеводородная группа в X¹, X² и X³ предпочтительно представляет собой алкильную или алкоксиалкильную группу, предпочтительнее C_1-4 алкил или C_1-4 алкоксиалкильную группу, более предпочтительно С_1-4 алкильную группу, и еще более предпочтительно метильную или этильную группу.

По меньшей мере, один из X¹, X² и X³ в формуле (I) представляет собой гидроксильную группу или группу, имеющую формулу (Ia). Предпочтительно, по меньшей мере, две группы из X¹, X² и X³ представляют собой гидроксильную группу или группу, имеющую формулу (Ia). Более предпочтительно, две группы из X¹, X² и X³ представляют собой гидроксильную группу или группу, имеющую формулу (Ia). В целях достижения хорошего баланса высоких значений экономии топлива, сцепления шины с мокрым дорожным покрытием и сопротивления истиранию, предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, одна из групп X¹, X² и X³ представляла собой гидроксильную группу, более предпочтительно, по меньшей мере две группы из X¹, X² и X³ представляли собой гидроксильные группы, и еще более предпочтительно, чтобы две группы из X¹, X², и X³ представляли собой гидроксильные группы.

С точки зрения улучшения баланса экономии топлива, сцепления шины с мокрым дорожным покрытием и сопротивления истиранию, структурная единица, имеющая формулу (I), предпочтительно представляет собой структурную единицу, в которой две группы из X¹, X² и X³ представляет собой ациклическую аминогруппу или гидроксильную группу. Структурная единица, в которой две группы из X¹, X² и X³ представляют собой ациклические аминогруппы, предпочтительно представляет собой бис(диалкиламино)алкилвинилсилановый фрагмент, и более предпочтительно представляет собой бис(диметиламино)метилвинилсилановый фрагмент, бис(диэтиламино)метилвинилсилановый фрагмент, бис(ди(н-пропил)амино)метилвинилсилановый фрагмент или бис(ди(н-бутил)амино)метилвинилсилановый фрагмент. Структурная единица, в которой две группы из X¹, X² и X³ представляют собой гидроксильные группы, предпочтительно представляет собой дигидроксиалкилвинилсилановый фрагмент и более предпочтительно дигидроксиметилвинилсилановый фрагмент.

С точки зрения улучшения баланса экономии топлива, сцепления шины с мокрым дорожным покрытием и сопротивления истиранию, количество структурных единиц, имеющих формулу (I), в сопряженном диеновом полимере (на единицу массы полимера) предпочтительно составляет, по меньшей мере, 0,001 ммоль/г полимера, но не более 0,1 ммоль/г полимера. Более предпочтительно указанное количество составляет, по меньшей мере, 0,002 ммоль/г полимера, но не более 0,07 ммоль/г полимера. Еще более предпочтительно указанное количество, по меньшей мере, 0,003 ммоль/г полимера, но не более 0,05 ммоль/г полимера.

Сопряженный диеновый полимер представляет собой полимер, содержащий, по меньшей мере, одну терминальную группу, модифицированную соединением кремния, содержащим группу, представленную следующей формулой (II), и/или группу, представленную следующей формулой (III):

Примеры групп, содержащих группу, имеющую формулу (II), включают амидные группы, сложноэфирные группы карбоновых кислот, метакрилоильную группу и акрилоильную группу. Примеры групп, содержащих группу, имеющую формулу (III), включают оксидиалкиленовые группы, например, оксидиметиленовую группу и оксидиэтиленовую группу; и алкиленоксидные группы, например, эпоксидную группу и тетрагидрофуранил.

В настоящем описании термин "алкиленоксидная группа" обозначает одновалентную группу, полученную удалением атома водорода из цикла простого циклического эфира.

Соединение кремния предпочтительно содержит группу, представленную следующей формулой (IV):

где каждый из R³, R⁴ и R⁵ независимо представляет собой C_1-4 углеводородную группу или C_1-4 гидрокарбилоксигруппу, и, по меньшей мере, один из R³, R⁴ и R⁵ представляет собой гидрокарбилоксигруппу.

Примеры углеводородной группы в R³, R⁴ и R⁵ в формуле (IV) включают алкильные группы, например, метильную группу, этильную группу, н-пропильную группу, изопропильную группу, н-бутильную группу, втор-бутильную группу и трет-бутильную группу. Примеры гидрокарбилоксигрупп в R³, R⁴ и R⁵ включают алкоксигруппы, например, метоксигруппу, этоксигруппу, н-пропоксигруппу, изопропоксигруппу, н-бутоксигруппу, втор-бутоксигруппу и трет-бутоксигруппу.

Углеводородная группа в R³, R⁴, и R⁵ предпочтительно представляет собой алкильную группу, более предпочтительно C_1-3 алкильную группу и еще более предпочтительно метильную группу или этильную группу. Гидрокарбилоксигруппа в R³, R⁴ и R⁵ предпочтительно представляет собой алкоксигруппу, более предпочтительно C_1-3 алкоксигруппу и еще более предпочтительно метоксигруппу или этоксигруппу.

Для обеспечения экономии топлива предпочтительно, чтобы из групп R³, R⁴ и R⁵, по меньшей мере, две группы представляли собой гидрокарбилоксигруппы, и более предпочтительно три группы из R³, R⁴ и R⁵ представляли собой гидрокарбилоксигруппы.

Примеры соединения кремния, содержащего группу, имеющую формулу (II), и группу, имеющую формулу (IV), включают соединения кремния, содержащие группу, представленную следующей формулой (IIa):

где m равно целому числу, составляющему от 1 до 10; и каждый из R⁶, R⁷ и R⁸ независимо представляет собой C_1-4 углеводородную группу или C_1-4 гидрокарбилоксигруппу, и, по меньшей мере, один из R⁶, R⁷ и R⁸ представляет собой гидрокарбилоксигруппу.

Величина m равна целому числу, составляющему от 1 до 10. Для повышения экономии топлива, m предпочтительно составляет не менее 2. Для повышения экономической эффективности производства m предпочтительно составляет не более 4. Особенно предпочтительное значение m равно 3.

Примеры групп и предпочтительные группы для R⁶, R⁷ и R⁸ совпадают с примерами групп и предпочтительными группами, перечисленными выше для R³, R⁴ и R⁵ при описании формулы (IV).

Примеры соединения кремния, содержащего группу, имеющую формулу (IIa), включают соединения, представленные следующей формулой (IIb):

где n равно целому числу, составляющему от 1 до 10; каждый из R¹¹, R¹² и R¹³ независимо представляет собой C_1-4 углеводородную группу или C_1-4 гидрокарбилоксигруппу, и, по меньшей мере, один из R¹¹, R¹² и R¹³ представляет собой гидрокарбилоксигруппу; и каждый из R¹⁴ и R¹⁵ независимо представляет собой С_1-10 углеводородную группу, замещенную C_1-10 углеводородную группу, C_1-10 гидрокарбилоксигруппу или замещенную C_1-10 гидрокарбилоксигруппу, и R¹⁴ и R¹⁵ могут быть соединены друг с другом, и

соединения, представленные следующей формулой (IIc):

где каждый из p, q и r независимо представляет собой целое число, составляющее от 1 до 10; и каждый из R^{21 до} R²⁹ независимо представляет собой C_1-4 углеводородную группу или C_1-4 гидрокарбилоксигруппу, при условии, что, по меньшей мере, один из R²¹, R²² и R²³ представляет собой гидрокарбилоксигруппу, по меньшей мере, один из R²⁴, R²⁵ и R²⁶ представляет собой гидрокарбилоксигруппу, и по меньшей мере один из R²⁷, R²⁸ и R²⁹ представляет собой гидрокарбилоксигруппу.

Значение n в формуле (IIb) равно целому числу, составляющему от 1 до 10. Для получения улучшенного баланса экономии топлива, сцепления шины с мокрым дорожным покрытием и сопротивления истиранию, n предпочтительно составляет не менее 2, но для повышения экономической эффективности производства n предпочтительно составляет не более 4. Особенно предпочтительное значение n равно 3.

Примеры углеводородной группы в R¹¹, R¹² и R¹³ в формуле (IIb) включают алкильные группы, например, метильную группу, этильную группу, н-пропильную группу, изопропильную группу, н-бутильную группу, втор-бутильную группу и трет-бутильную группу. Примеры гидрокарбилоксигрупп в R¹¹, R¹² и R¹³ включают алкоксигруппы, например, метоксигруппу, этоксигруппу, н-пропоксигруппу, изопропоксигруппу, н-бутоксигруппу, втор-бутоксигруппу и трет-бутоксигруппу.

Углеводородная группа в R¹¹, R¹² и R¹³ предпочтительно представляет собой алкильную группу, более предпочтительно C_1-3 алкильную группу и еще более предпочтительно метильную группу или этильную группу. Гидрокарбилоксигруппа в R¹¹, R¹² и R¹³ предпочтительно представляет собой алкоксигруппу, более предпочтительно C_1-3 алкоксигруппу и еще более предпочтительно метоксигруппу или этоксигруппу.

Что касается R¹¹, R¹² и R¹³, то для получения улучшенного баланса экономии топлива, сцепления шины с мокрым дорожным покрытием и сопротивления истиранию, предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, две группы из R¹¹, R¹² и R¹³ представляли собой гидрокарбилоксигруппы, и более предпочтительно, чтобы три группы R¹¹, R¹² и R¹³ представляли собой гидрокарбилоксигруппы.

Примеры углеводородной группы в R¹⁴ и R¹⁵ включают алкильные группы, например, метильную группу, этильную группу, н-пропильную группу, изопропильную группу, н-бутильную группу, втор-бутильную группу и трет-бутильную группу.

Примеры замещенной углеводородной группы в R¹⁴ и R¹⁵ включают замещенные углеводородные группы, каждая из которых содержит, по меньшей мере, один заместитель, выбранный из группы, состоящей из азотсодержащих групп, кислородсодержащих групп и кремнийсодержащих групп. Неограничивающие примеры групп, содержащих в качестве заместителя азотсодержащую группу, включают диалкиламиноалкильные группы, например, диметиламиноэтильную группу и диэтиламиноэтильную группу; неограничивающие примеры групп, содержащих в качестве заместителя кислородсодержащую группу, включают алкоксиалкильные группы, например, метоксиметильную группу, метоксиэтильную группу, этоксиметильную группу и этоксиэтильную группу; и неограничивающие примеры групп, содержащих в качестве заместителя кремнийсодержащую группу, включают триалкилсилилалкильные группы, например, триметилсилилметильную группу и триэтилсилилметильную группу.

Примеры гидрокарбилоксигрупп в R¹⁴ и R¹⁵ включают алкоксигруппы, например, метоксигруппу, этоксигруппу, н-пропоксигруппу, изопропоксигруппу, н-бутоксигруппу, втор-бутоксигруппу и трет-бутоксигруппу. Примеры замещенных гидрокарбилоксигрупп в R¹⁴ и R¹⁵ включают алкоксиалкоксигруппы, например, метоксиметоксигруппу, метоксиэтоксигруппу, этоксиметоксигруппу и этоксиэтоксигруппу.

Примеры групп, в которых R¹⁴ и R¹⁵ соединены друг с другом, включают двухвалентные C_2-12 группы, каждая из которых необязательно содержит, по меньшей мере, один атом, выбранный из группы, состоящей из атома азота, атома кислорода и атома кремния. Конкретные примеры таких групп включают алкиленовые группы, например, триметиленовую группу, тетраметиленовую группу, пентаметиленовую группу, и гексаметиленовую группу; оксидиалкиленовые группы, например, оксидиэтиленовую группу и оксидипропиленовую группу; и азотсодержащие группы, например, группу, представленную формулой -CH₂CH₂-NH-CH₂-, и группу, представленную формулой -CH₂CH₂-N=CH-.

R¹⁴ предпочтительно представляет собой алкильную группу, более предпочтительно C_1-4 алкильную группу и еще более предпочтительно метильную группу или этильную группу.

R¹⁵ предпочтительно представляет собой алкильную группу, более предпочтительно C_1-4 алкильную группу и еще более предпочтительно метильную группу или этильную группу.

Каждый из p, q и r в формуле (IIc) независимо представляет собой целое число, составляющее от 1 до 10. Для достижения улучшенного баланса экономии топлива, сцепления шины с мокрым дорожным покрытием и сопротивления истиранию предпочтительное значение составляет не менее 2, но для повышения экономической эффективности производства предпочтительное значение составляет не более 4. Особенно предпочтительное значение составляет 3.

Примеры углеводородной группы в R^{21 до} R²⁹ в формуле (IIc) включают алкильные группы, например, метильную группу, этильную группу, н-пропильную группу, изопропильную группу, н-бутильную группу, втор-бутильную группу и трет-бутильную группу. Примеры гидрокарбилоксигрупп в R²¹ до R²⁹ включают алкоксигруппы, например, метоксигруппу, этоксигруппу, н-пропоксигруппу, изопропоксигруппу, н-бутоксигруппу, втор-бутоксигруппу и трет-бутоксигруппу.

Углеводородная группа в R²¹ до R²⁹ предпочтительно представляет собой алкильную группу, более предпочтительно C_1-3 алкильную группу и еще более предпочтительно метильную группу или этильную группу. Гидрокарбилоксигруппа в R²¹-R²⁹ предпочтительно представляет собой алкоксигруппу, более предпочтительно C_1-3 алкоксигруппу и еще более предпочтительно метоксигруппу или этоксигруппу.

Что касается R²¹, R²² и R²³, то для достижения улучшенного баланса экономии топлива, сцепления шины с мокрым дорожным покрытием и сопротивления истиранию, предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, две группы из R²¹, R²² и R²³ представляли собой гидрокарбилоксигруппы, и более предпочтительно, чтобы три группы R²¹, R²² и R²³ представляли собой гидрокарбилоксигруппы. Что касается R²⁴, R²⁵ и R²⁶, то для достижения улучшенного баланса экономии топлива, сцепления шины с мокрым дорожным покрытием и сопротивления истиранию, предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, две группы из R²⁴, R²⁵ и R²⁶ представляли собой гидрокарбилоксигруппы, и более предпочтительно чтобы три группы R²⁴, R²⁵ и R²⁶ представляли собой гидрокарбилоксигруппы. Что касается R²⁷, R²⁸, и R²⁹, то для достижения улучшенного баланса экономии топлива, сцепления шины с мокрым дорожным покрытием и сопротивления истиранию, предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, две группы из R²⁷, R²⁸ и R²⁹ представляли собой гидрокарбилоксигруппы, и более предпочтительно чтобы три группы R²⁷, R²⁸ и R²⁹ представляли собой гидрокарбилоксигруппы.

Примеры соединений, имеющих формулу (IIb), включают N-алкил-N-триалкоксисилилалкил-замещенные амиды карбоновых кислот, например, N-алкил-N-триалкоксисилилалкилацетамиды, например,

N-метил-N-(триметоксисилилметил)ацетамид,

N-метил-N-(триэтоксисилилметил)ацетамид,

N-метил-N-(2-триметоксисилилэтил)ацетамид,

N-метил-N-(2-триэтоксисилилэтил)ацетамид,

N-метил-N-(3-триметоксисилилпропил)ацетамид, и

N-метил-N-(3-триэтоксисилилпропил)ацетамид; и

N-алкил-N-триалкоксисилилалкилпропионамиды, например,

N-метил-N-(триметоксисилилметил)пропионамид,

N-метил-N-(триэтоксисилилметил)пропионамид,

N-метил-N-(2-триметоксисилилэтил)пропионамид,

N-метил-N-(2-триэтоксисилилэтил)пропионамид,

N-метил-N-(3-триметоксисилилпропил)пропионамид, и

N-метил-N-(3-триэтоксисилилпропил)пропионамид.

Соединение, имеющее формулу (IIb), предпочтительно представляет собой N-алкил-N-триалкоксисилилалкил-замещенный амид карбоновой кислоты, более предпочтительно N-алкил-N-триалкоксисилилалкилпропионамид и еще более предпочтительно N-метил-N-(3-триметоксисилилпропил)пропионамид или N-метил-N-(3-триэтоксисилилпропил)пропионамид.

Примеры соединения, имеющего формулу (IIc), включают 1,3,5-трис(триалкоксисилилалкил)изоцианураты, например, 1,3,5-трис(3-триметоксисилилметил)изоцианурат,

1,3,5-трис(3-триэтоксисилилметил)изоцианурат,

1,3,5-трис(3-триметоксисилилэтил)изоцианурат,

1,3,5-трис(3-триэтоксисилилэтил)изоцианурат,

1,3,5-трис(3-триметоксисилилпропил)изоцианурат, и

1,3,5-трис(3-триэтоксисилилпропил)изоцианурат.

Соединение, имеющее формулу (IIc), предпочтительно представляет собой 1,3,5-трис(3-триметоксисилилпропил)изоцианурат или 1,3,5-трис(3-триэтоксисилилпропил)изоцианурат.

Примеры соединений кремния, содержащих группу, имеющую формулу (III), и группу, имеющую формулу (IV), включают соединения кремния, представленные следующей формулой (IIIa):

где s равно целому числу, составляющему от 1 до 10; каждый из R³¹, R³² и R³³ независимо представляет собой C_1-4 углеводородную группу или C_1-4 гидрокарбилоксигруппу, и, по меньшей мере, один из R³¹, R³² и R³³ представляет собой гидрокарбилоксигруппу; и R³⁴ представляет собой C_1-10 углеводородную группу или замещенную C_1-10 углеводородную группу.

Значение s в формуле (IIIa) равно целому числу, составляющему от 1 до 10. Для достижения улучшенного баланса экономии топлива, сцепления шины с мокрым дорожным покрытием и сопротивления истиранию значение s предпочтительно составляет не менее 2. С точки зрения повышения экономической эффективности производства значение s предпочтительно составляет не более 4. Особенно предпочтительное значение составляет 3.

Примеры углеводородной группы в R³¹, R³² и R³³ в формуле (IIIa) включают алкильные группы, например, метильную группу, этильную группу, н-пропильную группу, изопропильную группу, н-бутильную группу, втор-бутильную группу и трет-бутильную группу. Примеры гидрокарбилоксигрупп в R³¹, R³² и R³³ включают алкоксигруппы, например, метоксигруппу, этоксигруппу, н-пропоксигруппу, изопропоксигруппу, н-бутоксигруппу, втор-бутоксигруппу и трет-бутоксигруппу.

Углеводородная группа в R³¹, R³² и R³³ предпочтительно представляет собой алкильную группу, более предпочтительно С_1-3 алкильную группу, и еще более предпочтительно метильную группу или этильную группу. Гидрокарбилоксигруппа в R³¹, R³² и R³³ предпочтительно представляет собой алкоксигруппу, более предпочтительно C_1-3 алкоксигруппу, и еще более предпочтительно метоксигруппу или этоксигруппу.

Что касается R³¹, R³² и R³³, то для достижения улучшенного баланса экономии топлива, сцепления шины с мокрым дорожным покрытием и сопротивления истиранию, предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, две группы из R³¹, R³² и R³³ представляли собой гидрокарбилоксигруппы, и более предпочтительно чтобы три группы R³¹, R³² и R³³ представляли собой гидрокарбилоксигруппы.

Примеры углеводородной группы в R³⁴ включают алкильные группы, например, метильную группу, этильную группу, н-пропильную группу, изопропильную группу, н-бутильную группу, втор-бутильную группу и трет-бутильную группу.

Примеры замещенной углеводородной группы в R³⁴ включают замещенные углеводородные группы, каждая из которых содержит по меньшей мере один заместитель, выбранный из группы, состоящей из азотсодержащих групп, кислородсодержащих групп и кремнийсодержащих групп. Неограничивающие примеры групп, содержащих в качестве заместителя азотсодержащую группу, включают диалкиламиноалкильные группы, например, диметиламиноэтильную группу и диэтиламиноэтильную группу. Неограничивающие примеры групп, содержащих в качестве заместителя кислородсодержащую группу, включают алкоксиалкильные группы, например, метоксиметильную группу, метоксиэтильную группу, этоксиметильную группу и этоксиэтильную группу; и алкиленоксидалкильные группы, например, глицидильную группу и тетрагидрофурфурильную группу. Неограничивающие примеры групп, содержащих в качестве заместителя кремнийсодержащую группу, включают триалкилсилилалкильные группы, например, триметилсилилметильную группу и подобные группы.

Согласно используемой терминологии, термин "алкиленоксидалкильная группа" обозначает группу, получаемую замещением по меньшей мере одного атома водорода в алкильной группе алкиленоксидной группой.

R³⁴ предпочтительно представляет собой алкиленоксидалкильную группу и более предпочтительно глицидильную группу или тетрагидрофурфурильную группу.

Примеры соединений, имеющих формулу (IIIa), включают соединения, в которых R³⁴ представляет собой алкильную группу, например, 3-(алкокси)пропилтриалкоксисиланы, например,

3-(метокси)пропилтриметоксисилан,

3-(этокси)пропилтриметоксисилан,

3-(н-пропокси)пропилтриметоксисилан,

3-(изопропокси)пропилтриметоксисилан,

3-(н-бутокси)пропилтриметоксисилан,

3-(втор-бутокси)пропилтриметоксисилан, и

3-(трет-бутокси)пропилтриметоксисилан.

Также можно назвать соединения, в которых R³⁴ представляет собой алкиленоксидалкильную группу, включающие глицидоксиалкилтриалкоксисиланы, например,

2-глицидоксиэтилтриметоксисилан,

3-глицидоксипропилтриметоксисилан,

2-глицидоксиэтилтриэтоксисилан и

3-глицидоксипропилтриэтокси