普利司通等开发可减轻轮胎质量的合成橡胶用催化剂

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理化学研究所、普利司通、JSR共同开发出了可在实际反应条件下合成顺式结构(CISSE)质量分数高达99%的聚丁二烯(超高顺式BR)的钆金属茂络合物催化剂。使用该催化剂,聚合活性提高且使用量仅为原来的1/5000。由于合成橡胶的耐久性提高,因此能够减轻轮胎的质量、改善车辆的燃效。
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1 T1 L; @/ i- n6 ]0 z在轮胎原料———合成橡胶中,仅次于苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)的代表性原料是聚丁二烯(BR),特点是低温下具有柔软性、抗弯曲疲劳及磨损的耐久性出色。为了发挥这些特点,通常在合成时使用催化剂,使聚丁二烯发生反应来形成顺式结构。原来的BR的顺式结构质量分数在92%~97%左右,不过最近的研究表明,在制造出质量分数接近100%的超高顺式BR时,橡胶材料的耐久性等得到了大幅提高。虽然原来可在实验室中制造出超高顺式BR,不过在工业上几乎没有能够合成的技术实例,达到实用水平的可能性极低。
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为了解决这一课题,此次利用钆金属茂络合物催化剂,以超高顺式BR的可实现性为目标,进行了共同研究。具体为,通过在分子级别分析钆金属茂络合物催化剂能够聚合超高顺式BR的原因,通过实验验证,设计出了新的催化剂。
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2 R) U+ D4 H1 l) e) f8 F) f' E& u此次开发的催化剂具有较高的聚合活性,能够使1×107个丁二烯分子对络合物催化剂的1个钆原子发生反应,从而大幅减少催化剂的使用量。另外,即使在70℃的高温下反应,也可合成顺式构造的质量分数高达99%以上的BR。