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KR102744314B1 - Modified conjugated diene polymer and rubber composition comprising the same - Google Patents

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KR102744314B1
KR102744314B1 KR1020190053949A KR20190053949A KR102744314B1 KR 102744314 B1 KR102744314 B1 KR 102744314B1 KR 1020190053949 A KR1020190053949 A KR 1020190053949A KR 20190053949 A KR20190053949 A KR 20190053949A KR 102744314 B1 KR102744314 B1 KR 102744314B1
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Abstract

본 발명은 변성 공액디엔계 중합체 및 이를 포함하는 고무 조성물에 관한 것으로, 이에 따른 변성 공액디엔계 중합체는 겔 투과 크로마토그래피에 의한 분자량 분포 곡선이 유니모달 형태를 가지면서 분자량 분포가 좁고, 화학식 1로 표시되는 변성 단량체 유래 작용기 및 변성제 유래 작용기를 포함함으로써 가공성이 뛰어나면서도, 인장특성 및 점탄성 특성이 뛰어난 효과가 있다.The present invention relates to a modified conjugated diene polymer and a rubber composition comprising the same. The modified conjugated diene polymer thus obtained has a narrow molecular weight distribution curve having a unimodal shape in a gel permeation chromatography manner, and contains a functional group derived from a modified monomer and a functional group derived from a modifier represented by the chemical formula 1, thereby exhibiting excellent processability as well as excellent tensile properties and viscoelastic properties.

Description

변성 공액디엔계 중합체 및 이를 포함하는 고무 조성물{MODIFIED CONJUGATED DIENE POLYMER AND RUBBER COMPOSITION COMPRISING THE SAME}Modified conjugated diene polymer and rubber composition comprising the same {MODIFIED CONJUGATED DIENE POLYMER AND RUBBER COMPOSITION COMPRISING THE SAME}

본 발명은 가공성이 뛰어나면서도 인장강도 및 점탄성 특성이 우수한 변성 공액디엔계 중합체 및 이를 포함하는 고무 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to a modified conjugated diene polymer having excellent processability as well as excellent tensile strength and viscoelastic properties, and a rubber composition comprising the same.

최근 자동차에 대한 저연비화의 요구에 따라, 타이어용 고무 재료로서 구름 저항이 적고, 내마모성, 인장 특성이 우수하며, 젖은 노면 저항성으로 대표되는 조정 안정성도 겸비한 공액디엔계 중합체가 요구되고 있다.Recently, in response to the demand for fuel efficiency in automobiles, conjugated diene polymers that have low rolling resistance, excellent wear resistance and tensile properties, and also have steering stability represented by wet road resistance are required as rubber materials for tires.

타이어의 구름 저항을 감소시키기 위해서는 가황 고무의 히스테리시스 손실을 작게 하는 방안이 있으며, 이러한 가황 고무의 평가 지표로서는 50℃ 내지 80℃의 반발탄성, tan δ, 굿리치 발열 등이 이용된다. 즉, 상기 온도에서의 반발탄성이 크거나 tan δ, 굿리치 발열이 작은 고무 재료가 바람직하다.In order to reduce the rolling resistance of tires, there is a method of reducing the hysteresis loss of vulcanized rubber, and as evaluation indices of such vulcanized rubber, rebound elasticity, tan δ, Goodrich heat generation, etc. at 50℃ to 80℃ are used. In other words, a rubber material having a large rebound elasticity or a small tan δ and Goodrich heat generation at the above temperature is desirable.

히스테리시스 손실이 작은 고무 재료로서는, 천연 고무, 폴리이소프렌 고무 또는 폴리부타디엔 고무 등이 알려져 있지만, 이들은 젖은 노면 저항성이 작은 문제가 있다. 이에 최근에는 스티렌-부타디엔 고무(이하, SBR이라 함) 또는 부타디엔 고무(이하, BR이라 함)와 같은 공액디엔계 중합체 또는 공중합체가 유화중합이나 용액중합에 의해 제조되어 타이어용 고무로서 이용되고 있다. 이 중, 유화중합에 비해 용액중합이 갖는 최대의 장점은 고무 물성을 규정하는 비닐 구조 함량 및 스티렌 함량을 임의로 조절할 수 있고, 커플링(coupling)이나, 변성(modification) 등에 의해 분자량 및 물성 등을 조절할 수 있다는 점이다. 따라서, 최종 제조된 SBR 이나 BR의 구조 변화가 용이하고, 사슬 말단의 결합이나 변성으로 사슬 말단의 움직임을 줄이고 실리카 또는 카본블랙 등의 충진제와의 결합력을 증가시킬 수 있어 용액중합에 의한 SBR이 타이어용 고무 재료로 많이 사용된다.Natural rubber, polyisoprene rubber, or polybutadiene rubber are known as rubber materials with small hysteresis loss, but they have the problem of low wet road resistance. Therefore, conjugated diene polymers or copolymers such as styrene-butadiene rubber (hereinafter referred to as SBR) or butadiene rubber (hereinafter referred to as BR) have been manufactured by emulsion polymerization or solution polymerization and used as rubber for tires. Among these, the greatest advantage of solution polymerization over emulsion polymerization is that the vinyl structure content and styrene content, which determine the rubber properties, can be arbitrarily controlled, and the molecular weight and properties can be controlled by coupling or modification. Therefore, the structure of the finally manufactured SBR or BR is easy to change, and the movement of the chain ends can be reduced by bonding or modification of the chain ends, and the bonding strength with fillers such as silica or carbon black can be increased, so SBR manufactured by solution polymerization is widely used as a rubber material for tires.

이러한 용액중합 SBR이 타이어용 고무 재료로 사용되는 경우, 상기 SBR 내의 비닐 함량을 증가시킴으로써 고무의 유리전이온도를 상승시켜 주행저항 및 제동력과 같은 타이어 요구 물성을 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 유리전이온도를 적절히 조절함으로써 연료소모를 줄일 수 있다. 상기 용액중합 SBR은 음이온 중합 개시제를 사용하여 제조하며, 형성된 중합체의 사슬 말단을 여러 가지 변성제를 이용하여 결합시키거나, 변성시켜 사용되고 있다. 예를 들어, 미국특허 제4,397,994호에는 일관능성 개시제인 알킬리튬을 이용하여 비극성 용매 하에서 스티렌-부타디엔을 중합하여 얻어진 중합체의 사슬 말단의 활성 음이온을 주석화합물과 같은 결합제를 사용하여 결합시킨 기술을 제시하였다.When such solution-polymerized SBR is used as a rubber material for tires, the glass transition temperature of the rubber can be raised by increasing the vinyl content in the SBR, thereby controlling the tire's required physical properties such as driving resistance and braking power, and fuel consumption can be reduced by appropriately controlling the glass transition temperature. The solution-polymerized SBR is manufactured using an anionic polymerization initiator, and the chain terminals of the formed polymer are bonded or modified using various modifiers and used. For example, U.S. Patent No. 4,397,994 proposes a technology for bonding the active anion of the chain terminal of a polymer obtained by polymerizing styrene-butadiene in a nonpolar solvent using a monofunctional initiator, alkyllithium, using a bonding agent such as a tin compound.

한편, 상기 SBR 또는 BR의 중합은 회분식(batch) 또는 연속식 중합에 의해 실시될 수 있는데, 회분식 중합에 의하는 경우, 제조된 중합체의 분자량 분포가 좁아 물성 개선 측면에서 장점이 있으나, 생산성이 낮고, 가공성이 열악한 문제점이 있고, 연속식 중합에 의하는 경우, 중합이 연속적으로 이루어져 생산성이 뛰어나고, 가공성 개선 측면에서 장점이 있으나, 분자량 분포가 넓어 물성이 열악한 문제점이 있다. 이에, SBR 또는 BR 제조 시, 생산성, 가공성 및 물성을 모두 동시에 개선시키기 위한 연구가 지속적으로 요구되고 있는 실정이다.Meanwhile, the polymerization of the SBR or BR can be carried out by batch or continuous polymerization. In the case of batch polymerization, the molecular weight distribution of the manufactured polymer is narrow, so there is an advantage in terms of improving physical properties, but there are problems such as low productivity and poor processability. In the case of continuous polymerization, the polymerization is carried out continuously, so there is an advantage in terms of excellent productivity and improving processability, but there is a problem such as poor physical properties due to a broad molecular weight distribution. Accordingly, there is a continuous demand for research to simultaneously improve productivity, processability, and physical properties when manufacturing SBR or BR.

USUS 43979944397994 AA

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 연속식 중합에 의해 제조되어 가공성이 뛰어나면서도, 인장 특성 등의 물성이 우수하고, 점탄성 특성이 뛰어난 변성 공액디엔계 중합체 및 이를 포함하는 고무 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the problems of the above-mentioned prior art, and aims to provide a modified conjugated diene polymer which is manufactured by continuous polymerization and has excellent processability, excellent physical properties such as tensile properties, and excellent viscoelastic properties, and a rubber composition comprising the same.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은 겔 투과 크로마토그래피(GPC, Gel permeation chromatography)에 의한 분자량 분포 곡선이 유니모달(unimodal) 형태를 갖고, 분자량 분포(PDI; MWD)가 1.0 이상 1.7 미만이며, 하기 화학식 1로 표시되는 변성 단량체 유래 작용기를 포함하고, 적어도 일 말단에 피페라진계 변성제 유래 작용기를 포함하는 변성 공액디엔계 중합체를 제공한다:According to one embodiment of the present invention for solving the above problems, the present invention provides a modified conjugated diene polymer having a molecular weight distribution curve by gel permeation chromatography (GPC) having a unimodal shape, a molecular weight distribution (PDI; MWD) of 1.0 or more and less than 1.7, a functional group derived from a modified monomer represented by the following chemical formula 1, and a functional group derived from a piperazine-based modifier at at least one terminal:

[화학식 1][Chemical Formula 1]

상기 화학식 1에서, In the above chemical formula 1,

F1은 아민 함유 기능기이고, R1은 탄소수 2 내지 10의 알케닐기이다.F 1 is an amine-containing functional group, and R 1 is an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms.

또한, 본 발명은 상기 변성 공액디엔계 중합체 및 충진제를 포함하는 고무 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a rubber composition comprising the modified conjugated diene polymer and a filler.

본 발명에 따른 변성 공액디엔계 중합체는 겔 투과 크로마토그래피에 의한 분자량 분포 곡선이 유니모달 형태를 가지면서 1.7 미만의 좁은 분자량 분포를 가지고, 가공성이 뛰어나면서도 인장특성 및 점탄성 특성이 우수할 수 있다. The modified conjugated diene polymer according to the present invention has a narrow molecular weight distribution of less than 1.7 and a unimodal molecular weight distribution curve as determined by gel permeation chromatography, and may have excellent processability as well as superior tensile and viscoelastic properties.

또한, 본 발명에 따른 변성 공액디엔계 중합체는 변성 단량체 유래 작용기를 포함하고, 적어도 일 말단에 변성제 유래 작용기를 포함함으로써 인장특성 및 점탄성 특성이 더욱 향상될 수 있다. In addition, the modified conjugated diene polymer according to the present invention can further improve tensile properties and viscoelastic properties by including a functional group derived from a modified monomer and a functional group derived from a modifier at least at one terminal.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면은 본 발명의 구체적인 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 안된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 실시예 1의 변성 공액디엔계 중합체의 겔 투과 크로마토그래피(GPC, Gel permeation chromatography)에 의한 분자량 분포 곡선을 나타낸 것이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 비교예 1의 변성 공액디엔계 중합체의 겔 투과 크로마토그래피(GPC, Gel permeation chromatography)에 의한 분자량 분포 곡선을 나타낸 것이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 비교예 2의 변성 공액디엔계 중합체의 겔 투과 크로마토그래피(GPC, Gel permeation chromatography)에 의한 분자량 분포 곡선을 나타낸 것이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 비교예 3의 변성 공액디엔계 중합체의 겔 투과 크로마토그래피(GPC, Gel permeation chromatography)에 의한 분자량 분포 곡선을 나타낸 것이다.
The following drawings attached to this specification illustrate specific embodiments of the present invention, and together with the contents of the invention described above, serve to further understand the technical idea of the present invention, and therefore, the present invention should not be interpreted as being limited to matters described in such drawings.
FIG. 1 shows a molecular weight distribution curve of a modified conjugated diene polymer of Example 1 according to one embodiment of the present invention, as determined by gel permeation chromatography (GPC).
Figure 2 shows a molecular weight distribution curve of a modified conjugated diene polymer of Comparative Example 1 according to one embodiment of the present invention, as determined by gel permeation chromatography (GPC).
Figure 3 shows a molecular weight distribution curve of a modified conjugated diene polymer of Comparative Example 2 according to one embodiment of the present invention, as determined by gel permeation chromatography (GPC).
Figure 4 shows a molecular weight distribution curve of a modified conjugated diene polymer of Comparative Example 3 according to one embodiment of the present invention, obtained by gel permeation chromatography (GPC).

이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail to help understand the present invention.

본 발명의 설명 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms or words used in the description and claims of the present invention should not be interpreted as limited to their usual or dictionary meanings, but should be interpreted as meanings and concepts that conform to the technical idea of the present invention, based on the principle that the inventor can appropriately define the concept of the term in order to explain his or her own invention in the best manner.

본 발명에서 용어 '치환'은 작용기, 원자단, 또는 화합물의 수소가 특정 치환기로 치환된 것을 의미할 수 있고, 작용기, 원자단 또는 화합물의 수소가 특정 치환기로 치환되는 경우에는 상기 작용기, 원자단 또는 화합물 내에 존재하는 수소의 개수에 따라 1개 또는 2개 이상의 복수의 치환기가 존재할 수 있으며, 복수의 치환기가 존재하는 경우 각각의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.In the present invention, the term 'substitution' may mean that a hydrogen of a functional group, an atomic group, or a compound is substituted with a specific substituent, and when a hydrogen of a functional group, an atomic group, or a compound is substituted with a specific substituent, one or two or more substituents may be present depending on the number of hydrogens present in the functional group, an atomic group, or a compound, and when multiple substituents are present, each of the substituents may be the same as or different from each other.

본 발명에서 용어 '알킬기(alkyl group)'는 1가의 지방족 포화 탄화수소를 의미할 수 있고, 메틸, 에틸, 프로필 및 부틸 등의 선형 알킬기; 이소프로필(isopropyl), 세크부틸(sec-butyl), 터셔리부틸(tert-butyl) 및 네오펜틸(neo-pentyl) 등의 분지형 알킬기; 및 환형의 포화 탄화수소, 또는 불포화 결합을 1개 또는 2개 이상 포함하는 환형의 불포화 탄화수소를 모두 포함하는 의미일 수 있다.In the present invention, the term 'alkyl group' may mean a monovalent aliphatic saturated hydrocarbon, and may mean all of linear alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, and butyl; branched alkyl groups such as isopropyl, sec-butyl, tert-butyl, and neopentyl; and cyclic saturated hydrocarbons, or cyclic unsaturated hydrocarbons including one or more unsaturated bonds.

본 발명에서 용어 '알킬렌기(alkylene group)'는 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌 및 부틸렌 등과 같은 2가의 지방족 포화 탄화수소를 의미할 수 있다.In the present invention, the term 'alkylene group' may mean a divalent aliphatic saturated hydrocarbon such as methylene, ethylene, propylene, and butylene.

본 발명에서 용어 '시클로알킬기(cycloalkyl group)'는 환형의 포화 탄화수소를 의미할 수 있다.In the present invention, the term 'cycloalkyl group' may mean a cyclic saturated hydrocarbon.

본 발명에서 용어 '아릴기(aryl group)'는 환형의 방향족 탄화수소를 의미할 수 있고, 또한 1개의 환이 형성된 단환 방향족 탄화수소(monocyclic aromatic hydrocarbon), 또는 2개 이상의 환이 결합된 다환 방향족 탄화수소(polycyclic aromatic hydrocarbon)을 모두 포함하는 의미일 수 있다.In the present invention, the term 'aryl group' may mean a cyclic aromatic hydrocarbon, and may also mean a monocyclic aromatic hydrocarbon in which one ring is formed, or a polycyclic aromatic hydrocarbon in which two or more rings are combined.

본 발명에서 용어 '헤테로고리기'는 환형의 포화 탄화수소, 또는 불포화 결합을 1개 이상 포함하는 환형의 불포화 탄화수소이되, 탄화수소 내의 탄소 원자가 1개 이상의 헤테로원자로 치환된 것일 수 있고, 여기에서 헤테로원자는 N, O 및 S에서 선택된 것일 수 있다.The term 'heterocyclic group' in the present invention refers to a cyclic saturated hydrocarbon, or a cyclic unsaturated hydrocarbon containing one or more unsaturated bonds, wherein carbon atoms in the hydrocarbon may be substituted with one or more heteroatoms, and wherein the heteroatoms may be selected from N, O, and S.

본 발명에서 용어 '1가 탄화수소기'는 탄화수소기로부터 유도된 1가 치환기를 나타내는 것으로, 예컨대 알킬기, 알케닐기, 알카이닐기, 시클로알킬기, 불포화 결합을 1개 이상 포함하는 시클로알킬기 및 아릴기 등의 탄소와 수소가 결합된 1가의 원자단을 나타낼 수 있으며, 상기 1가의 원자단은 그 결합의 구조에 따라 선형 또는 분지형 구조를 가지는 것일 수 있다.In the present invention, the term 'monovalent hydrocarbon group' refers to a monovalent substituent derived from a hydrocarbon group, and may refer to a monovalent atomic group in which carbon and hydrogen are bonded, such as an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a cycloalkyl group, a cycloalkyl group including one or more unsaturated bonds, and an aryl group, and the monovalent atomic group may have a linear or branched structure depending on the structure of the bond.

본 발명에서 용어 '2가 탄화수소기'는 탄화수소기로부터 유도된 2가 치환기를 나타내는 것으로, 예컨대 알킬렌기, 알케닐렌기, 알카이닐렌기, 사이클로알킬렌기, 불포화 결합을 1개 이상 포함하는 사이클로알킬렌기 및 아릴렌기 등의 탄소와 수소가 결합된 2가의 원자단을 나타낼 수 있으며, 상기 2가의 원자단은 그 결합의 구조에 따라 선형 또는 분지형 구조를 가지는 것일 수 있다.In the present invention, the term 'divalent hydrocarbon group' refers to a divalent substituent derived from a hydrocarbon group, and may refer to a divalent atomic group in which carbon and hydrogen are bonded, such as an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, a cycloalkylene group, a cycloalkylene group including one or more unsaturated bonds, and an arylene group, and the divalent atomic group may have a linear or branched structure depending on the structure of the bond.

본 발명에서 용어 '단일결합'은 별도의 원자 또는 분자단을 포함하지 않는 단일 공유결합 자체를 의미할 수 있다. In the present invention, the term 'single bond' may mean a single covalent bond itself that does not include a separate atom or molecular group.

본 발명에서 용어 '유래 단위' 및 '유래 작용기'는 어떤 물질로부터 기인한 성분, 구조 또는 그 물질 자체를 의미할 수 있다. In the present invention, the terms 'derived unit' and 'derived functional group' may mean a component, structure, or the substance itself derived from a certain substance.

본 발명은 가공성이 우수하면서도 인장특성 및 점탄성 특성이 우수한 변성 공액디엔계 중합체를 제공한다. The present invention provides a modified conjugated diene polymer having excellent processability as well as excellent tensile and viscoelastic properties.

본 발명의 일 실시예에 따른 변성 공액디엔계 중합체는 겔 투과 크로마토그래피(GPC, Gel permeation chromatography)에 의한 분자량 분포 곡선이 유니모달(unimodal) 형태를 갖고, 분자량 분포(PDI; MWD)가 1.0 이상 1.7 미만이며, 하기 화학식 1로 표시되는 변성 단량체 유래 작용기를 포함하고, 적어도 일 말단에 피페라진계 변성제 유래 작용기를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to one embodiment of the present invention, a modified conjugated diene polymer has a unimodal molecular weight distribution curve as determined by gel permeation chromatography (GPC), a molecular weight distribution (PDI; MWD) of 1.0 or more and less than 1.7, and includes a functional group derived from a modified monomer represented by the following chemical formula 1, and includes a functional group derived from a piperazine-based modifier at at least one terminal.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

상기 화학식 1에서, In the above chemical formula 1,

F1은 아민 함유 기능기이고, R1은 탄소수 2 내지 10의 알케닐기이다.F 1 is an amine-containing functional group, and R 1 is an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 공액디엔계 단량체 유래 반복 단위, 변성 단량체 유래 작용기 및 변성제 유래 작용기를 포함하는 것일 수 있다. 상기 공액디엔계 단량체 유래 반복 단위는 공액디엔계 단량체가 중합 시 이루는 반복 단위를 의미할 수 있고, 상기 변성 단량체 유래 작용기 및 변성제 유래 작용기는 각각 중합체 사슬에 존재하는 변성 단량체로부터 유래된 작용기 및 변성제로부터 유래된 작용기를 의미할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the modified conjugated diene polymer may include a repeating unit derived from a conjugated diene monomer, a functional group derived from a modified monomer, and a functional group derived from a modifier. The repeating unit derived from the conjugated diene monomer may refer to a repeating unit formed when the conjugated diene monomer is polymerized, and the functional group derived from the modified monomer and the functional group derived from the modifier may refer to a functional group derived from a modified monomer and a functional group derived from a modifier, respectively, present in a polymer chain.

또한, 상기 변성 단량체 유래 작용기는 중합체 사슬 내에 존재하거나, 중합체 사슬의 적어도 일 말단에 존재하는 것일 수 있고, 상기 변성 단량체 유래 작용기가 중합체 사슬의 일 말단에 존재하는 경우에는 중합체 사슬의 일 말단에는 변성 단량체 유래 작용기가, 다른 일 말단에는 변성제 유래 작용기가 존재하는 것일 수 있다. 즉, 이 경우 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체는 양 말단이 변성되어 있는 양말단 변성 공액디엔계 중합체일 수 있다.In addition, the functional group derived from the modified monomer may be present within the polymer chain or may be present at at least one terminal of the polymer chain, and when the functional group derived from the modified monomer is present at one terminal of the polymer chain, the functional group derived from the modified monomer may be present at one terminal of the polymer chain and the functional group derived from the modifier may be present at the other terminal. That is, in this case, the modified conjugated diene polymer according to one embodiment of the present invention may be a double-terminal modified conjugated diene polymer in which both terminals are modified.

또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 공액디엔계 단량체 유래 반복 단위, 방향족 비닐계 단량체 유래 반복 단위, 변성 단량체 유래 작용기 및 변성제 유래 작용기를 포함하는 공중합체일 수 있다. 여기에서, 상기 방향족 비닐계 단량체 유래 반복 단위는 방향족 비닐계 단량체가 중합시 이루는 반복 단위를 의미할 수 있다. In addition, according to another embodiment of the present invention, the modified conjugated diene polymer may be a copolymer including a repeating unit derived from a conjugated diene monomer, a repeating unit derived from an aromatic vinyl monomer, a functional group derived from a modified monomer, and a functional group derived from a modifier. Here, the repeating unit derived from an aromatic vinyl monomer may mean a repeating unit formed when an aromatic vinyl monomer is polymerized.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 공액디엔계 단량체는 1,3-부타디엔, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 피페릴렌, 3-부틸-1,3-옥타디엔, 이소프렌, 2-페닐-1,3-부타디엔 및 2-할로-1,3-부타디엔(할로는 할로겐 원자를 의미한다)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the conjugated diene monomer may be at least one selected from the group consisting of 1,3-butadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, piperylene, 3-butyl-1,3-octadiene, isoprene, 2-phenyl-1,3-butadiene, and 2-halo-1,3-butadiene (halo means a halogen atom).

상기 방향족 비닐계 단량체는 일례로 스티렌, α-메틸스티렌, 3-메틸스티렌, 4-메틸스티렌, 4-프로필스티렌, 1-비닐나프탈렌, 4-시클로헥실스티렌, 4-(p-메틸페닐)스티렌, 1-비닐-5-헥실나프탈렌, 3-(2-피롤리디노 에틸)스티렌(3-(2-pyrrolidino ethyl)styrene), 4-(2-피롤리디노 에틸)스티렌(4-(2-pyrrolidino ethyl)styrene) 및 3-(2-피롤리디노-1-메틸 에틸)-α-메틸스티렌(3-(2-pyrrolidino-1-methyl ethyl)styrene)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.The above aromatic vinyl monomer may be at least one selected from the group consisting of, for example, styrene, α-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, 4-propylstyrene, 1-vinylnaphthalene, 4-cyclohexylstyrene, 4-(p-methylphenyl)styrene, 1-vinyl-5-hexylnaphthalene, 3-(2-pyrrolidino ethyl)styrene, 4-(2-pyrrolidino ethyl)styrene, and 3-(2-pyrrolidino-1-methyl ethyl)-α-methylstyrene.

또 다른 예로, 상기 변성 공액디엔계 중합체는, 상기 공액디엔계 단량체 유래 반복 단위와 함께 탄소수 1 내지 10의 디엔계 단량체 유래 반복 단위를 더 포함하는 공중합체일 수 있다. 상기 디엔계 단량체 유래 반복 단위는 상기 공액디엔계 단량체와는 상이한 디엔계 단량체로부터 유래된 반복 단위일 수 있고, 상기 공액디엔계 단량체와는 상이한 디엔계 단량체는 일례로 1,2-부타디엔일 수 있다. 상기 변성 공액디엔계 중합체가 디엔계 단량체를 더 포함하는 공중합체인 경우, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 디엔계 단량체 유래 반복 단위를 0 초과 중량% 내지 1 중량%, 0 초과 중량% 내지 0.1 중량%, 0 초과 중량% 내지 0.01 중량%, 또는 0 초과 중량% 내지 0.001 중량%로 포함할 수 있고, 이 범위 내에서 겔 생성을 방지하는 효과가 있다.As another example, the modified conjugated diene polymer may be a copolymer further including a repeating unit derived from a diene monomer having 1 to 10 carbon atoms together with the repeating unit derived from the conjugated diene monomer. The repeating unit derived from the diene monomer may be a repeating unit derived from a diene monomer different from the conjugated diene monomer, and the diene monomer different from the conjugated diene monomer may be, for example, 1,2-butadiene. When the modified conjugated diene polymer is a copolymer further including a diene monomer, the modified conjugated diene polymer may include a repeating unit derived from the diene monomer in an amount of from more than 0 wt% to 1 wt%, from more than 0 wt% to 0.1 wt%, from more than 0 wt% to 0.01 wt%, or from more than 0 wt% to 0.001 wt%, and has an effect of preventing gel formation within this range.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 공중합체는 랜덤 공중합체일 수 있고, 이 경우 각 물성 간의 밸런스가 우수한 효과가 있다. 상기 랜덤 공중합체는 공중합체를 이루는 반복 단위가 무질서하게 배열된 것을 의미할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the copolymer may be a random copolymer, in which case there is an excellent effect of balance between each property. The random copolymer may mean that the repeating units forming the copolymer are arranged randomly.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체는 수평균 분자량(Mn)이 1,000 g/mol 내지 2,000,000 g/mol, 10,000 g/mol 내지 1,000,000 g/mol, 또는 100,000 g/mol 내지 800,000 g/mol일 수 있고, 중량평균 분자량(Mw)가 1,000 g/mol 내지 3,000,000 g/mol, 10,000 g/mol 내지 2,000,000 g/mol, 또는 100,000 g/mol 내지 2,000,000 g/mol일 수 있으며, 피크평균 분자량(Mp)가 1,000 g/mol 내지 3,000,000 g/mol, 10,000 g/mol 내지 2,000,000 g/mol, 또는 100,000 g/mol 내지 2,000,000 g/mol일 수 있다. 이 범위 내에서 구름 저항 및 젖은 노면 저항성이 우수한 효과가 있다. 또 다른 예로, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 분자량 분포(PDI; MWD; Mw/Mn)가 1.0 이상 내지 1.7 미만, 또는 1.1 이상 내지 1.7 미만일 수 있고, 이 범위 내에서 인장특성 및 점탄성 특성이 우수하고, 각 물성 간의 밸런스가 뛰어난 효과가 있다. 이와 동시에, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 겔 투과 크로마토그래피(GPC, Gel permeation chromatography)에 의한 분자량 분포 곡선이 유니모달(unimodal) 형태를 갖는 것으로, 이는 연속식 중합에 의해 중합된 중합체에서 나타나는 분자량 분포로써, 변성 공액디엔계 중합체가 균일할 특성을 갖는 것을 의미할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 변성 공액디엔계 중합체는 연속식 중합에 의해 제조되어, 유니모달 형태의 분자량 분포 곡선을 가지면서도, 분자량 분포가 1.0 이상 1.7 미만인 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the modified conjugated diene polymer may have a number average molecular weight (Mn) of 1,000 g/mol to 2,000,000 g/mol, 10,000 g/mol to 1,000,000 g/mol, or 100,000 g/mol to 800,000 g/mol, a weight average molecular weight (Mw) of 1,000 g/mol to 3,000,000 g/mol, 10,000 g/mol to 2,000,000 g/mol, or 100,000 g/mol to 2,000,000 g/mol, and a peak average molecular weight (Mp) of 1,000 g/mol to 3,000,000 g/mol, 10,000 g/mol to 2,000,000 g/mol. g/mol, or 100,000 g/mol to 2,000,000 g/mol. Within this range, there is an excellent effect in cloud resistance and wet road resistance. As another example, the modified conjugated diene polymer may have a molecular weight distribution (PDI; MWD; Mw/Mn) of 1.0 or more to less than 1.7, or 1.1 or more to less than 1.7, and within this range, there is an effect in which the tensile properties and viscoelastic properties are excellent, and the balance between each physical property is excellent. At the same time, the modified conjugated diene polymer has a molecular weight distribution curve by gel permeation chromatography (GPC) that has a unimodal shape, which is a molecular weight distribution appearing in a polymer polymerized by continuous polymerization, and may mean that the modified conjugated diene polymer has uniform characteristics. That is, a modified conjugated diene polymer according to one embodiment of the present invention may be manufactured by continuous polymerization and have a molecular weight distribution curve of a unimodal shape, while having a molecular weight distribution of 1.0 or more and less than 1.7.

일반적으로, 공액디엔계 중합체를 회분식 중합방법으로 제조하고 변성반응을 시킬 경우 제조된 변성 공액디엔계 중합체의 분자량 분포 곡선은 바이모달(bimodal) 이상의 다봉의 분자량 분포곡선을 가진다. 구체적으로, 회분식 중합의 경우 원료들이 모두 투입된 이후에 중합 반응이 개시되어 다수의 개시제에 의해 발생되는 개시점으로부터 사슬의 성장이 동시에 일어날 수 있기 때문에 각 사슬의 성장이 대체로 균일할 수 있고, 이에 따라 제조된 중합체 사슬들의 분자량이 일정하여 분자량 분포가 상당히 좁은 유니모달 형태일 수 있다. 그러나, 변성제를 투입하여 변성반응을 시키는 경우에는 '변성이 되지 않는 경우'와 '변성 및 커플링 되는 경우', 2가지 경우의 수가 발생할 수 있고, 이에 따라 중합체 사슬들 사이에서 분자량의 차이가 큰 2개의 그룹이 형성될 수 있으며, 결국 분자량 분포 곡선의 피크가 2개 이상인 다봉의 분자량 분포 곡선을 형성하게 된다. 한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 연속식 중합방법의 경우, 회분식 중합과 달리 반응의 개시와 원료의 투입이 연속적으로 수행되고, 반응이 개시되는 개시점이 생성되는 시점이 상이하며, 이에 따라 중합 개시가 반응 초기부터 시작된 것, 반응 중간에 시작된 것, 반응 말기에 시작된 것 등 다양하기 때문에 중합 반응을 완료하였을 때에는 다양한 분자량을 갖는 중합체 사슬들이 제조된다. 이에 따라 분자량의 분포를 나타내는 곡선에서 특정 피크가 우세하게 나타나지 않아 단일한 피크로서 분자량 분포 곡선이 넓게 나타나며, 반응 말기에 중합이 개시된 사슬이 커플링되어도 반응 초기에 중합이 개시된 사슬의 분자량과 유사할 수 있어 분자량 분포의 다양성은 동일하게 유지될 수 있으므로 여전히 유니모달의 분포 곡선이 유지되는 것이 일반적인 경우다.In general, when a conjugated diene polymer is manufactured by a batch polymerization method and a modification reaction is performed, the molecular weight distribution curve of the manufactured modified conjugated diene polymer has a multi-modal molecular weight distribution curve that is bimodal or more. Specifically, in the case of batch polymerization, the polymerization reaction is initiated after all raw materials are input, and since chain growth can occur simultaneously from the initiation points generated by a plurality of initiators, the growth of each chain can be generally uniform, and accordingly, the molecular weights of the manufactured polymer chains are constant, and the molecular weight distribution can be a unimodal form that is considerably narrow. However, when a modification agent is input to perform a modification reaction, two cases can occur: 'when modification does not occur' and 'when modification and coupling occur', and accordingly, two groups having a large difference in molecular weight can be formed between the polymer chains, which ultimately forms a multi-modal molecular weight distribution curve with two or more peaks. Meanwhile, in the case of a continuous polymerization method according to an embodiment of the present invention, unlike batch polymerization, the initiation of the reaction and the input of raw materials are performed continuously, the point in time at which the reaction is initiated is different, and accordingly, the initiation of polymerization varies, such as from the beginning of the reaction, in the middle of the reaction, or at the end of the reaction, so that when the polymerization reaction is completed, polymer chains having various molecular weights are manufactured. Accordingly, a specific peak does not appear dominantly in the curve representing the distribution of molecular weight, so that the molecular weight distribution curve appears broadly as a single peak, and even if a chain whose polymerization is initiated at the end of the reaction is coupled, the molecular weight of the chain whose polymerization is initiated at the beginning of the reaction can be similar to that of the chain whose polymerization is initiated at the end of the reaction, so that the diversity of the molecular weight distribution can be maintained the same, so that a unimodal distribution curve is still generally maintained.

다만, 회분식 중합방법으로 중합체를 제조하고 변성하는 경우에도 유니모달의 형태를 가지도록 변성 조건을 조절할 수는 있으나, 이 경우에는 중합체 전체가 커플링되지 않은 것이거나, 중합체 전체가 커플링된 것이어야 하고, 그 이외의 경우에는 유니모달의 분자량 분포 곡선을 나타낼 수 없다.However, even when manufacturing and modifying a polymer by a batch polymerization method, the modification conditions can be adjusted to have a unimodal form, but in this case, the entire polymer must be uncoupled or the entire polymer must be coupled, and in other cases, a unimodal molecular weight distribution curve cannot be exhibited.

또한, 전술한 것과 같이 회분식 중합방법으로 제조되었음에도 변성 공액디엔계 중합체의 분자량 분포 곡선이 유니모달의 분포를 나타내는 경우로서 중합체 전부가 커플링된 경우에는 모두 동등 수준의 분자량을 갖는 중합체들만 존재함으로써 가공성이 열악할 수 있고, 실리카 또는 카본블랙 등의 충전제와 상호작용할 수 있는 관능기가 커플링으로 인하여 감소함으로 인해 배합물성이 열악할 수 있으며, 반대의 경우로서, 중합체 전부가 커플링되지 않은 경우에는 가공시 실리카 또는 카본블랙 등의 충전제와 상호작용을 하여야 하는 중합체 말단의 관능기가 충전제 보다 중합체 말단 관능기 서로간 상호작용이 우세하게 되어 충전제와의 상호작용을 방해하는 현상이 발생될 수 있고 이에 가공성이 상당히 열악해질 수 있으므로, 결국 회분식 중합방법으로 중합체를 제조하면서 유니모달의 분자량 분포 곡선을 갖도록 조절하는 경우 제조된 변성 공액디엔계 중합체의 가공성 및 배합물성이 떨어지는 문제가 있을 수 있고, 특히 가공성이 현저하게 떨어질 수 있다.In addition, even though the modified conjugated diene polymer is manufactured by a batch polymerization method as described above, if the molecular weight distribution curve of the modified conjugated diene polymer shows a unimodal distribution, when the entire polymer is coupled, only polymers having the same level of molecular weight exist, which may result in poor processability, and since the functional groups capable of interacting with fillers such as silica or carbon black decrease due to coupling, the compounding properties may be poor, and in the opposite case, when the entire polymer is not coupled, the functional groups at the terminals of the polymer, which should interact with fillers such as silica or carbon black during processing, may have a dominant interaction between the functional groups at the terminals of the polymer than with the filler, which may interfere with the interaction with the filler, and thus the processability may be significantly poor. Therefore, when the polymer is manufactured by a batch polymerization method and controlled to have a unimodal molecular weight distribution curve, there may be a problem that the processability and compounding properties of the manufactured modified conjugated diene polymer are poor, and in particular, the processability may be significantly poor.

한편, 변성 공액디엔계 중합체의 커플링 여부는 커플링 수(Coupling Number, C.N)로 확인할 수 있으며, 여기에서 커플링 수는 중합체의 변성 후, 변성제에 존재하는 중합체가 결합할 수 있는 관능기 수에 의존적인 수치이다. 즉, 중합체 사슬 간 커플링이 없고 말단 변성만 이루어진 중합체와 하나의 변성제에 다수의 중합체 사슬이 커플링된 중합체의 비율을 나타내는 것으로 1≤C.N≤F의 범위를 가질 수 있으며, 이 때 F는 변성제에서, 활성중합체 말단과 반응할 수 있는 관능기 수를 의미하는 것이다. 다시 말해, 커플링 수가 1인 변성 공액디엔계 중합체는 중합체 사슬 모두가 커플링되지 않은 것을 의미하고, 커플링 수가 F인 변성 공액디엔계 중합체는 중합체 사슬 모두가 커플링된 것을 의미한다.Meanwhile, whether or not a modified conjugated diene polymer is coupled can be confirmed by the coupling number (C.N), where the coupling number is a numerical value that depends on the number of functional groups to which the polymer can be bonded in the modifier after modification of the polymer. In other words, it represents the ratio of a polymer in which there is no coupling between polymer chains and only terminal modification is achieved and a polymer in which a plurality of polymer chains are coupled to one modifier, and can have a range of 1≤C.N≤F, where F represents the number of functional groups in the modifier that can react with the terminals of the active polymer. In other words, a modified conjugated diene polymer having a coupling number of 1 means that none of the polymer chains are coupled, and a modified conjugated diene polymer having a coupling number of F means that all of the polymer chains are coupled.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 변성 공액디엔계 중합체는 분자량 분포 곡선이 유니모달 형태이면서도 커플링수가 1 보다는 크고 사용된 변성제의 관능기 수보다는 작은 것일 수 있다(1<C.N<F).Therefore, the modified conjugated diene polymer according to one embodiment of the present invention may have a molecular weight distribution curve of a unimodal form, while having a coupling number greater than 1 and less than the number of functional groups of the modifier used (1<C.N<F).

또 다른 예로, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 Si 함량이 중량을 기준으로, 50 ppm 이상, 100 ppm 이상, 100 ppm 내지 10,000 ppm, 또는 100 ppm 내지 5,000 ppm일 수 있고, 이 범위 내에서 변성 공액디엔계 중합체를 포함하는 고무 조성물의 인장 특성 및 점탄성 특성 등의 기계적 물성이 뛰어난 효과가 있다. 상기 Si 함량은 상기 변성 공액디엔계 중합체 내에 존재하는 Si 원자의 함량을 의미할 수 있다. 한편, 상기 Si 원자는 변성제 유래 작용기로부터 유래된 것일 수 있다.As another example, the modified conjugated diene polymer may have a Si content of 50 ppm or more, 100 ppm or more, 100 ppm to 10,000 ppm, or 100 ppm to 5,000 ppm based on weight, and within this range, the rubber composition including the modified conjugated diene polymer has excellent mechanical properties such as tensile properties and viscoelastic properties. The Si content may refer to the content of Si atoms present in the modified conjugated diene polymer. Meanwhile, the Si atoms may be derived from a functional group derived from a modifier.

또 다른 예로, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 총 중량을 기준으로 N 함량이 50 ppm 이상, 100 ppm 이상, 100 ppm 내지 10,000 ppm 또는 100 ppm 내지 5,000 ppm일 수 있고, 이 범위 내에서 변성 공액디엔계 중합체를 포함하는 고무 조성물의 인장 특성 및 점탄성 특성 등의 기계적 물성이 뛰어난 효과가 있다. 상기 N 함량은 상기 변성 공액디엔계 중합체 내에 존재하는 N 원자의 함량을 의미할 수 있고, 이때 상기 N 원자는 변성제 유래 작용기로부터 유래된 것일 수 있다.As another example, the modified conjugated diene polymer may have an N content of 50 ppm or more, 100 ppm or more, 100 ppm to 10,000 ppm, or 100 ppm to 5,000 ppm based on the total weight, and within this range, the rubber composition including the modified conjugated diene polymer has excellent mechanical properties such as tensile properties and viscoelastic properties. The N content may refer to the content of N atoms present in the modified conjugated diene polymer, and in this case, the N atoms may be derived from a functional group derived from a modifier.

상기 Si 함량은 일례로 ICP 분석 방법을 통해 측정된 것일 수 있고, 상기 ICP 분석 방법은 유도 결합 플라즈마 발광 분석기(ICP-OES; Optima 7300DV)를 이용하여 측정된 것일 수 있다. 상기 유도 결합 플라즈마 발광 분석기를 이용하는 경우, 시료 약 0.7 g을 백금 도가니(Pt crucible)에 넣고, 진한 황산(98 중량%, Electronic grade) 약 1 mL를 넣어, 300℃에서 3시간 동안 가열하고, 시료를 전기로(Thermo Scientific, Lindberg Blue M)에서, 하기 스텝(step) 1 내지 3의 프로그램으로 회화를 진행한 후,The above Si content may be measured, for example, by an ICP analysis method, and the ICP analysis method may be measured using an inductively coupled plasma optical emission spectrometer (ICP-OES; Optima 7300DV). When the inductively coupled plasma optical emission spectrometer is used, about 0.7 g of the sample is placed in a platinum crucible, about 1 mL of concentrated sulfuric acid (98 wt%, Electronic grade) is added, and the sample is heated at 300°C for 3 hours, and the sample is annealed in an electric furnace (Thermo Scientific, Lindberg Blue M) using the following program of steps 1 to 3,

1) step 1: initial temp 0℃, rate (temp/hr) 180 ℃/hr, temp(holdtime) 180 ℃ (1hr)1) step 1: initial temp 0℃, rate (temp/hr) 180 ℃/hr, temp(holdtime) 180 ℃ (1hr)

2) step 2: initial temp 180℃, rate (temp/hr) 85 ℃/hr, temp(holdtime) 370 ℃ (2hr)2) step 2: initial temp 180℃, rate (temp/hr) 85 ℃/hr, temp(holdtime) 370 ℃ (2hr)

3) step 3: initial temp 370℃, rate (temp/hr) 47 ℃/hr, temp(holdtime) 510 ℃ (3hr)3) step 3: initial temp 370℃, rate (temp/hr) 47 ℃/hr, temp(holdtime) 510 ℃ (3hr)

잔류물에 진한 질산(48 중량%) 1 mL, 진한 불산(50 중량%) 20 ㎕를 가하고, 백금 도가니를 밀봉하여 30분 이상 흔들어(shaking)준 후, 시료에 붕산(boric acid) 1 mL를 넣고 0℃에서 2시간 이상 보관한 후, 초순수(ultrapure water) 30 mL에 희석하여, 회화를 진행하여 측정한 것일 수 있다.It can be measured by adding 1 mL of concentrated nitric acid (48 wt%) and 20 ㎕ of concentrated hydrofluoric acid (50 wt%) to the residue, sealing the platinum crucible, and shaking for more than 30 minutes, then adding 1 mL of boric acid to the sample, storing it at 0°C for more than 2 hours, diluting it in 30 mL of ultrapure water, and performing incineration.

이때, 시료는 스팀으로 가열된 온수에 넣고 교반하여 용매를 제거한 변성 공액디엔계 중합체로, 잔류 단량체, 잔류 변성제 및 오일이 제거된 것이다.At this time, the sample is placed in hot water heated by steam and stirred to remove the solvent, thereby obtaining a modified conjugated diene polymer from which residual monomers, residual denaturants, and oils are removed.

또한, 상기 N 함량은 일례로 NSX 분석 방법을 통해 측정된 것일 수 있고, 상기 NSX 분석 방법은 극미량 질소 정량분석기 (NSX-2100H)를 이용하여 측정된 것일 수 있다. In addition, the N content may be measured, for example, through an NSX analysis method, and the NSX analysis method may be measured using a trace nitrogen quantitative analyzer (NSX-2100H).

예시적으로, 상기 극미량 질소 정량분석기를 이용하는 경우, 극미량 질소 정량분석기(Auto sampler, Horizontal furnace, PMT & Nitrogen detector)를 켜고 Ar을 250 ml/min, O2를 350 ml/min, ozonizer 300 ml/min으로 캐리어 가스 유량을 설정하고, heater를 800℃로 설정한 후 약 3시간 동안 대기하여 분석기를 안정화시켰다. 분석기가 안정화된 후 Nitrogen standard(AccuStandard S-22750-01-5 ml)를 이용하여 검량선 범위 5 ppm, 10 ppm, 50 ppm, 100 ppm 및 500 ppm의 검량선을 작성하고 각 농도에 해당하는 Area를 얻은 후 농도 대 Area의 비율을 이용하여 직선을 작성하였다. 이후, 시료 20 mg가 담긴 세라믹 보트를 상기 분석기의 Auto sampler에 놓고 측정하여 area를 얻었다. 얻어진 시료의 area와 상기 검량선을 이용하여 N 함량을 계산하였다. For example, in case of using the above trace nitrogen quantitative analyzer, the trace nitrogen quantitative analyzer (Auto sampler, Horizontal furnace, PMT & Nitrogen detector) was turned on and the carrier gas flow rates were set to 250 ml/min for Ar, 350 ml/min for O2 , and 300 ml/min for ozonizer, and the heater was set to 800℃, and then the analyzer was stabilized for about 3 hours. After the analyzer was stabilized, a calibration curve was created with a Nitrogen standard (AccuStandard S-22750-01-5 ml) for a calibration curve range of 5 ppm, 10 ppm, 50 ppm, 100 ppm, and 500 ppm, and the Area corresponding to each concentration was obtained, and a straight line was created using the ratio of the Area to the concentration. Thereafter, a ceramic boat containing 20 mg of the sample was placed on the Auto sampler of the analyzer and measured to obtain the area. The N content was calculated using the area of the obtained sample and the above calibration curve.

이 때 상기의 NSX 분석 방법에 사용되는 시료는 스팀으로 가열된 온수에 넣고 교반하여 용매를 제거한 변성 공액 디엔계 중합체 시료로서, 잔류 모노머 및 잔류 변성제를 제거한 시료일 수 있다. 또한, 상기의 시료에 오일이 첨가되어 있다면, 오일이 추출(제거)된 후의 시료일 수 있다.At this time, the sample used in the above NSX analysis method may be a modified conjugated diene polymer sample that has been stirred in hot water heated with steam to remove the solvent, and may be a sample from which residual monomer and residual denaturant have been removed. In addition, if oil is added to the above sample, it may be a sample after the oil has been extracted (removed).

또 다른 예로, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 100℃에서 측정된 무니 완화율이 0.7 이상, 0.7 이상 3.0 이하, 0.7 이상 2.5 이하, 또는 0.7 이상 2.0 이하인 것일 수 있다. As another example, the modified conjugated diene polymer may have a Mooney relaxation rate measured at 100°C of 0.7 or more, 0.7 or more and 3.0 or less, 0.7 or more and 2.5 or less, or 0.7 or more and 2.0 or less.

여기에서, 상기 무니 완화율은 동일 양의 변성(strain)에 대한 반응으로 나타나는 스트레스(stress)의 변화를 나타내는 것으로, 무니점도계를 사용하여 측정한 것일 수 있다. 구체적으로 상기 무니 완화율은 Monsanto社 MV2000E의 Large Rotor를 사용하여 100℃ 및 Rotor Speed 2±0.02 rpm의 조건에서, 중합체를 실온(23±5℃)에서 30분이상 방치한 후 27±3 g을 채취하여 다이 캐비티 내부에 채워 놓고 플래턴(platen)을 작동시켜 토크(torque)를 인가하면서 무니점도를 측정하고, 이후 토크가 풀리면서 나타나는 무니점도 변화의 기울기 값을 측정하여 얻었다. Here, the Mooney relaxation rate indicates the change in stress that appears in response to the same amount of strain, and may be measured using a Mooney viscometer. Specifically, the Mooney relaxation rate was obtained by using a Large Rotor of Monsanto MV2000E, leaving the polymer at room temperature (23±5℃) for more than 30 minutes under the conditions of 100℃ and a rotor speed of 2±0.02 rpm, then sampling 27±3 g and filling it into the die cavity, operating the platen to apply torque, measuring Mooney viscosity, and then measuring the slope value of the Mooney viscosity change that appears when the torque is released.

한편, 무니 완화율은 해당 중합체의 분지구조의 지표로서 사용할 수 있으며, 예컨대 무니점도가 동등한 중합체를 비교하는 경우 분지가 많을수록 무니 완화율이 작아지기 때문에 분지도의 지표로서 사용할 수 있다. Meanwhile, the Mooney relaxation ratio can be used as an indicator of the branching structure of the polymer. For example, when comparing polymers with the same Mooney viscosity, the more branches there are, the smaller the Mooney relaxation ratio becomes, so it can be used as an indicator of the degree of branching.

또한, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 무니점도(Mooney viscosity)가 100℃에서, 30 이상, 40 내지 150, 또는 40 내지 140일 수 있고, 이 범위 내에서 가공성 및 생산성이 우수한 효과가 있다.In addition, the modified conjugated diene polymer may have a Mooney viscosity of 30 or more, 40 to 150, or 40 to 140 at 100°C, and has excellent processability and productivity within this range.

또 다른 예로, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 점도 검출기를 구비한 겔 투과 크로마토그래피-광산란법 측정에 의해 구해지는 수축인자(g')가 0.8 이상, 구체적으로는 0.8 이상 3.0 이하, 더 구체적으로는 0.8 이상 1.3 이하인 것일 수 있다. As another example, the modified conjugated diene polymer may have a shrinkage factor (g') of 0.8 or more, specifically 0.8 or more and 3.0 or less, and more specifically 0.8 or more and 1.3 or less, as determined by gel permeation chromatography-light scattering measurement with a viscosity detector.

여기에서, 상기 겔 투과 크로마토그래피-광산랍법 측정에 의해 구해지는 수축인자(g')는 동일한 절대 분자량을 갖는 선형의 중합체의 고유점도에 대한 분지를 갖는 중합체의 고유점도의 비율로, 분지를 갖는 중합체의 분지구조의 지표, 즉 분지가 차지하는 비율의 지표로서 사용할 수 있으며, 예를 들어 상기 수축인자가 감소함에 따라 해당 중합체의 분지수는 증가하는 경향이 있으며, 따라서 절대 분자량이 동등한 중합체를 비교하는 경우 분지가 많을수록 수축인자가 작아지기 때문에 분지도의 지표로서 사용할 수 있다. Here, the shrinkage factor (g') obtained by the gel permeation chromatography-photodispersion method measurement is a ratio of the intrinsic viscosity of a branched polymer to the intrinsic viscosity of a linear polymer having the same absolute molecular weight, and can be used as an indicator of the branch structure of the branched polymer, that is, an indicator of the proportion occupied by the branch, and for example, as the shrinkage factor decreases, the number of branches of the polymer tends to increase, and therefore, when comparing polymers having the same absolute molecular weight, the shrinkage factor decreases as the number of branches increases, and therefore, it can be used as an indicator of the degree of branching.

또한, 상기 수축인자는 점도 검출기를 구비한 겔 크로마토그래피-광산란 측정장치를 사용하여 크로마토그램을 측정하고, 용액점도 및 광산란법에 기초하여 산출한 것으로, 구체적으로는 폴리스티렌계 겔을 충전제로 한 컬럼 2자루가 연결된 광산란 검출기 및 점도 검출기가 구비된 GPC-광산란 측정장치를 사용하여 절대 분자량과, 각 절대 분자량에 해당하는 고유점도를 얻고, 상기 절대 분자량에 해당하는 선형 중합체의 고유점도를 산출한 후, 각 절대 분자량에 대응하는 고유점도의 비로써 수축인자를 구하였다. 예시적으로, 상기 수축인자는 광산란 검출기 및 점도 검출기가 구비된 GPC-광산란 측정장치(Viscotek TDAmax, Malvern 社)에 시료를 주입해서 광산란 검출기로부터 절대 분자량을 얻고, 광산란 검출기와 점도 검출기로부터 절대 분자량에 대한 고유점도[η]를 얻은 후, 하기 수학식 2를 통하여 상기 절대 분자량에 대한 선형 중합체의 고유점도[η]0를 산출하여, 각 절대 분자량에 대응하는 고유점도의 비([η]/[η]0)의 평균값을 수축인자로 나타내었다. 이때, 용리액은 테트라히드로푸란과 N,N,N',N'-테트라메틸에틸렌디아민의 혼합 용액(N,N,N',N'-테트라메틸에틸렌디아민 20 mL를 테트라히드로푸란 1L에 혼합시켜 조정함)을 사용하고, 칼럼은 PL Olexix(Agilent 社)사용하였으며, 오븐 온도 40℃, THF 유량 1.0 mL/분의 조건에서 측정하였으며, 시료는 10 mL의 THF에 중합체 15 ㎎을 용해시켜 준비하였다.In addition, the shrinkage factor was calculated based on the solution viscosity and light scattering method by measuring the chromatogram using a gel chromatography-light scattering measuring device equipped with a viscosity detector, and specifically, a GPC-light scattering measuring device equipped with a light scattering detector and a viscosity detector connected to two columns using polystyrene gel as a filler was used to obtain the absolute molecular weight and the intrinsic viscosity corresponding to each absolute molecular weight, and then the intrinsic viscosity of the linear polymer corresponding to the absolute molecular weight was calculated, and the shrinkage factor was obtained as the ratio of the intrinsic viscosity corresponding to each absolute molecular weight. For example, the shrinkage factor was obtained by injecting a sample into a GPC-light scattering measuring device (Viscotek TDAmax, Malvern Co.) equipped with a light scattering detector and a viscosity detector, obtaining the absolute molecular weight from the light scattering detector, and obtaining the intrinsic viscosity [η] for the absolute molecular weight from the light scattering detector and the viscosity detector, and then calculating the intrinsic viscosity [η] 0 of the linear polymer for the absolute molecular weight using the following mathematical equation 2, and expressing the average value of the ratio of the intrinsic viscosities corresponding to each absolute molecular weight ([η]/[η] 0 ) as the shrinkage factor. At this time, the eluent used was a mixed solution of tetrahydrofuran and N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine (adjusted by mixing 20 mL of N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine in 1 L of tetrahydrofuran), the column used PL Olexix (Agilent Corporation), and the measurement was performed under the conditions of an oven temperature of 40°C and a THF flow rate of 1.0 mL/min, and the sample was prepared by dissolving 15 mg of the polymer in 10 mL of THF.

[수학식 2][Mathematical formula 2]

[η]0=10-3.883M0.771 [η] 0 =10 -3.883 M 0.771

상기 수학식 2에서 M은 절대 분자량이다.In the above mathematical expression 2, M is the absolute molecular weight.

또한, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 비닐 함량이 5 중량% 이상, 10 중량% 이상, 또는 10 중량% 내지 60 중량%일 수 있다. 여기에서, 상기 비닐 함량은 비닐기를 갖는 단량체와 방향족 비닐계 단량체로 이루어진 공액디엔계 공중합체 100 중량%에 대하여 1,4-첨가가 아닌 1,2-첨가된 공액디엔계 단량체의 함량을 의미할 수 있다.In addition, the modified conjugated diene polymer may have a vinyl content of 5 wt% or more, 10 wt% or more, or from 10 wt% to 60 wt%. Here, the vinyl content may mean the content of a 1,2-added, but not a 1,4-added, conjugated diene monomer with respect to 100 wt% of the conjugated diene copolymer composed of a monomer having a vinyl group and an aromatic vinyl monomer.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 화학식 1로 표시되는 변성 단량체는 다른 단량체와 중합되어 중합체 사슬을 구성하면서 중합체 사슬에 작용기를 도입시킬 수 있는 것일 수 있다. Meanwhile, the modified monomer represented by the chemical formula 1 according to one embodiment of the present invention may be capable of introducing a functional group into the polymer chain while forming a polymer chain by polymerizing with another monomer.

구체적으로, 상기 화학식 1에서, F1은 N, O 및 S 로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 헤테로 원자를 포함하는 탄소수 2 내지 4의 5원 헤테로고리기일 수 있다.Specifically, in the chemical formula 1, F 1 may be a 5-membered heterocyclic group having 2 to 4 carbon atoms and including at least one heteroatom selected from the group consisting of N, O, and S.

더 구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 변성 단량체는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물일 수 있다.More specifically, the modified monomer represented by the chemical formula 1 may be a compound represented by the following chemical formula 2.

[화학식 2][Chemical formula 2]

상기 화학식 2에서, R2는 탄소수 2 내지 10의 알케닐기이다.In the above chemical formula 2, R 2 is an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms.

더 구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 변성 단량체는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물, 즉 1-비닐이미다졸(1-vinyl imidazole; 1-vinyl-1H-imidazole)일 수 있다.More specifically, the modified monomer represented by the chemical formula 1 may be a compound represented by the following chemical formula 3, namely 1-vinylimidazole (1-vinyl-1H-imidazole).

[화학식 3][Chemical Formula 3]

또한, 본 발명에 따른 상기 변성제는 공액디엔계 중합체의 적어도 일 말단을 변성시키기 위한 변성제일 수 있고, 구체적인 예로 실리카 친화성 변성제일 수 있다. 상기 실리카 친화성 변성제는 변성제로 이용되는 화합물 내에 실리카 친화성 작용기를 함유하는 변성제를 의미하는 것일 수 있고, 상기 실리카 친화성 작용기는 충진제, 특히 실리카계 충진제와 친화성이 우수하여, 실리카계 충진제와 변성제 유래 작용기 간의 상호작용이 가능한 작용기를 의미하는 것일 수 있다.In addition, the modifier according to the present invention may be a modifier for modifying at least one terminal of a conjugated diene polymer, and a specific example thereof may be a silica affinity modifier. The silica affinity modifier may refer to a modifier containing a silica affinity functional group in a compound used as a modifier, and the silica affinity functional group may refer to a functional group having excellent affinity with a filler, particularly a silica-based filler, such that interaction between the silica-based filler and the functional group derived from the modifier is possible.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 피페라진계 변성제는 하기화학식 4 내지 화학식 6로 표시되는 화합물 중에서 선택된 것일 수 있다. Specifically, according to one embodiment of the present invention, the piperazine-based modifier may be selected from compounds represented by the following chemical formulae 4 to 6.

[화학식 4][Chemical Formula 4]

상기 화학식 4에서, In the above chemical formula 4,

Ra1 및 Ra2는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기 또는 -Ra7[ORa8]n3-이고, 여기에서 Ra7 및 Ra8은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기이고, n3는 1 내지 30의 정수이며,R a1 and R a2 are each independently an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms or -R a7 [OR a8 ] n3 -, wherein R a7 and R a8 are each independently an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, n 3 is an integer from 1 to 30,

Ra3 내지 Ra6은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기이고, R a3 to R a6 are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms,

n1 및 n2는 서로 독립적으로 0 내지 3에서 선택된 정수이되, n1+n2는 1 이상의 정수이며, n 1 and n 2 are integers independently selected from 0 to 3, and n 1 +n 2 is an integer greater than or equal to 1,

[화학식 5][Chemical Formula 5]

상기 화학식 5에서, In the above chemical formula 5,

Rb1은 탄소수 1 내지 10의 알킬기, -Rb19SiRb9Rb10Rb11 또는 -Rb12A이고, 여기에서 상기 Rb9 내지 Rb11은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, 상기 Rb12는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이며, Rb19는 단일결합 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이며, 상기 A는 하기 화학식 5a로 표시되는 치환기이고, R b1 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, -R b19 SiR b9 R b10 R b11 or -R b12 A, wherein R b9 to R b11 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, R b12 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, R b19 is a single bond or an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and A is a substituent represented by the following chemical formula 5a,

Rb2 내지 Rb4는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고, R b2 to R b4 are independently an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,

Rb5 내지 Rb8은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, R b5 to R b8 are independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms,

m1 및 m2는 서로 독립적으로 1 내지 3의 정수이고,m 1 and m 2 are independently integers from 1 to 3,

[화학식 5a][Chemical formula 5a]

상기 화학식 5a에서, Rb13 및 Rb14는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고, Rb15 내지 Rb18은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이며, m3 및 m4는 서로 독립적으로 1 내지 3의 정수이며, In the above chemical formula 5a, R b13 and R b14 are each independently an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, R b15 to R b18 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, m 3 and m 4 are each independently an integer of 1 to 3,

[화학식 6][Chemical formula 6]

상기 화학식 6에서, In the above chemical formula 6,

A1 및 A2는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 4의 알킬기로 치환되거나 비치환된 탄소수 1 내지 6의 알킬렌기이고, A 1 and A 2 are independently an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, which is unsubstituted or substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,

Rc1 내지 Rc4는 서로 독립적으로 할로겐기이거나 탄소수 1 내지 6의 알콕시기이며, R c1 to R c4 are independently a halogen group or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms,

Rc5 내지 Rc8은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고, R c5 to R c8 are independently an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms,

o1은 1 내지 5의 정수이고, o2 및 o3는 서로 독립적으로 0 내지 4의 정수이다.o 1 is an integer from 1 to 5, and o 2 and o 3 are, independently of each other, integers from 0 to 4.

구체적으로, 상기 화학식 4에서 Ra1 및 Ra2는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기 또는 -Ra7[ORa8]n3-이고, 여기에서 Ra7 및 Ra8은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고, n3는 1 내지 30의 정수이며, Ra3 내지 Ra6은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기일 수 있으며, n1 및 n2는 서로 독립적으로 0 내지 3에서 선택된 정수이되, n1+n2는 1 이상의 정수일 수 있다. Specifically, in the chemical formula 4, R a1 and R a2 are each independently an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms or -R a7 [OR a8 ] n3 -, wherein R a7 and R a8 are each independently an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, n 3 is an integer from 1 to 30, R a3 to R a6 can each independently be an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, n 1 and n 2 are each independently an integer selected from 0 to 3, and n 1 + n 2 can be an integer greater than or equal to 1.

더 구체적으로, 상기 화학식 4로 표시되는 화합물은 1,4-비스(3-(3-(트리에톡시실릴)프로폭시)프로필)피페라진(1,4-bis(3-(3-(triethoxysilyl)propoxy)propyl)piperazine), 1,4-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)피페라진(1,4-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)piperazine), 1,4-비스(3-(트리메톡시실릴)프로필)피페라진(1,4-bis(3-(trimethoxysilyl)propyl)piperazine), 1,4-비스(3-(디메톡시메틸실릴)프로필)피페라진(1,4-bis(3-(dimethoxymethylsilyl)propyl)piperazine), 1-(3-(에톡시디메틸실릴)프로필)-4-(3-(트리에톡시실릴)프로필)피페라진(1-3-(ethoxydimethylsilyl)propyl)-4-(3-(triethoxysilyl)propyl)piperazine), 1-(3-(에톡시디메틸)프로필)-4-(3-(트리에톡시실릴)메틸)피페라진(1-(3-(ethoxydimethyl)propyl)-4-(3-(triethoxysilyl)methyl)piperazine) 및 1-(3-(에톡시디메틸)메틸)-4-(3-(트리에톡시실릴)프로필)피페라진1-(3-(ethoxydimethyl)methyl)-4-(3-(triethoxysilyl)propyl)piperazine)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것일 수 있다. More specifically, the compound represented by the chemical formula 4 is 1,4-bis(3-(3-(triethoxysilyl)propoxy)propyl)piperazine, 1,4-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)piperazine, 1,4-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)piperazine, 1,4-bis(3-(trimethoxysilyl)propyl)piperazine, 1,4-bis(3-(dimethoxymethylsilyl)propyl)piperazine, It may be at least one selected from the group consisting of 1-(3-(ethoxydimethylsilyl)propyl)-4-(3-(triethoxysilyl)propyl)piperazine, 1-(3-(ethoxydimethyl)propyl)-4-(3-(triethoxysilyl)methyl)piperazine, and 1-(3-(ethoxydimethyl)methyl)-4-(3-(triethoxysilyl)propyl)piperazine.

또한, 상기 화학식 5에서, Rb1은 탄소수 1 내지 6의 알킬기, -R19SiRb9Rb10Rb11 또는 -Rb12A이고, 여기에서 상기 Rb9 내지 Rb11은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 알킬기이고, 상기 Rb12는 탄소수 1 내지 6의 알킬렌기이며, Rb19는 단일결합 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬렌기이며, 상기 A는 화학식 5a로 표시되는 치환기이고, Rb2 내지 Rb4는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 알킬렌기이고, Rb5 내지 Rb8은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 알킬기이고, m1 및 m2는 서로 독립적으로 1 내지 3의 정수이고, 화학식 5a에서 Rb13 및 Rb14는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 알킬렌기이고, Rb15 내지 Rb18은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 알킬기이며, m3 및 m4는 서로 독립적으로 1 내지 3의 정수인 것일 수 있다. In addition, in the chemical formula 5, R b1 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, -R 19 SiR b9 R b10 R b11 or -R b12 A, wherein R b9 to R b11 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R b12 is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, R b19 is a single bond or an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, A is a substituent represented by chemical formula 5a, R b2 to R b4 are each independently an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, R b5 to R b8 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, m 1 and m 2 are each independently an integer of 1 to 3, and in chemical formula 5a, R b13 and R b14 are each independently an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and R b15 to R b18 is independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and m 3 and m 4 can be independently an integer of 1 to 3.

더 구체적으로, 상기 화학식 5로 표시되는 화합물은 하기 화학식 5-1 내지 화학식 5-3으로 표시되는 화합물 중에서 선택된 1종 이상인 것일 수 있다. More specifically, the compound represented by the chemical formula 5 may be at least one selected from compounds represented by the following chemical formulas 5-1 to 5-3.

[화학식 5-1][Chemical Formula 5-1]

[화학식 5-2][Chemical Formula 5-2]

[화학식 5-3][Chemical Formula 5-3]

상기 화학식 5-1 내지 화학식 5-3에서, Rb2 내지 Rb8, Rb12 내지 Rb19 및 m1 내지 m4는 상기 화학식 5에서 정의한 바와 같다. In the chemical formulas 5-1 to 5-3 above, R b2 to R b8 , R b12 to R b19 and m 1 to m 4 are as defined in the chemical formula 5 above.

또한, 상기 화학식 6에서 A1 및 A2는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 4의 알킬기로 치환되거나 비치환된 탄소수 1 내지 6의 알킬렌기이고, Rc1 내지 Rc4는 서로 독립적으로 할로겐기이거나 탄소수 1 내지 4의 알콕시기이며, Rc5 내지 Rc8은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고, o1은 1 또는 2의 정수이고, o2 및 o3는 서로 독립적으로 0 내지 4의 정수이다.In addition, in the chemical formula 6, A 1 and A 2 are each independently an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms which is unsubstituted or substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R c1 to R c4 are each independently a halogen group or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, R c5 to R c8 are each independently an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, o 1 is an integer of 1 or 2, and o 2 and o 3 are each independently an integer of 0 to 4.

더 구체적으로, 상기 화학식 6으로 표시되는 화합물은 하기 화학식 6-1로 표시되는 화합물일 수 있다. More specifically, the compound represented by the chemical formula 6 may be a compound represented by the following chemical formula 6-1.

[화학식 6-1][Chemical Formula 6-1]

전술한 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 변성 공액디엔계 중합체는 중합체가 특정 구조를 가지며, 특유의 분자량 분포도 및 형태를 가질 수 있다. 이러한 중합체의 구조는 수축인자, 무니 완화율, 커플링 수와 같은 물성으로 표현될 수 있으며, 상기 분자량 분포도와 그 형태는 분자량 분포 값과 분자량 분포 곡선의 형태, 그리고 커플링 수로 발현될 수 있고, 변성제와 변성 단량체에 의한 양말단 변성은 구조 및 분자량 분포도와 그 형태에 영향을 줄 수 있다. 이러한 중합체의 구조를 표현해 주는 파라미터들과 분자량 분포와 관련된 특징은 후술하는 제조방법에 의해 만족될 수 있다. As described above, the modified conjugated diene polymer according to one embodiment of the present invention may have a specific structure, and a unique molecular weight distribution and shape. The structure of the polymer may be expressed by properties such as a shrinkage factor, a Mooney relaxation rate, and a coupling number, and the molecular weight distribution and its shape may be expressed by a molecular weight distribution value, a shape of a molecular weight distribution curve, and a coupling number, and both-end modification by a modifier and a modified monomer may affect the structure and the molecular weight distribution and its shape. The parameters expressing the structure of the polymer and the features related to the molecular weight distribution can be satisfied by the manufacturing method described below.

또한, 이러한 제조방법을 통해 제조되는 것이 상기한 특징을 만족시키는 데에 바람직하지만, 상기한 특징을 모두 만족하는 경우에는 본 발명에서 구현하고자 하는 효과를 달성할 수 있다.In addition, it is preferable to manufacture through this manufacturing method to satisfy the above-mentioned characteristics, but if all of the above-mentioned characteristics are satisfied, the effect intended for implementation in the present invention can be achieved.

또한, 본 발명은 상기 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체는 후술하는 제조방법에 의하여 제조됨으로써 겔 투과 크로마토그래피에 의한 분자량 분포 곡선이 유니모달 형태이면서, 분자량 분포가 1.0 이상 1.7 미만으로 좁을 수 있다. 이에, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 가공성이 뛰어나면서도 인장특성 및 점탄성 특성이 모두 균형있게 우수할 수 있다.In addition, the present invention provides a method for producing the modified conjugated diene polymer. The modified conjugated diene polymer according to one embodiment of the present invention can have a unimodal molecular weight distribution curve by gel permeation chromatography and a narrow molecular weight distribution of 1.0 or more and less than 1.7 by producing the modified conjugated diene polymer by the production method described below. Accordingly, the modified conjugated diene polymer can have excellent processability and excellent tensile properties and viscoelastic properties in a balanced manner.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법은 탄화수소 용매 중에서, 중합 개시제 존재 하에 하기 화학식 1로 표시되는 변성 단량체와 공액디엔계 단량체 또는 공액디엔계 단량체 및 방향족 비닐계 단량체를 중합하여 상기 변성 단량체 유래 작용기가 도입된 활성 중합체를 제조하는 단계(S1); 및 상기 (S1) 단계에서 제조된 활성 중합체와 피페라진계 변성제를 반응 또는 커플링시키는 단계(S2)를 포함하고, 상기 (S1) 단계는 2기 이상의 중합 반응기에서 연속적으로 실시되며, 상기 중합 반응기 중 제1 반응기에서의 중합 전환율은 50% 이하인 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a method for producing a modified conjugated diene polymer comprises a step (S1) of polymerizing a modified monomer represented by the following chemical formula 1 and a conjugated diene monomer or a conjugated diene monomer and an aromatic vinyl monomer in the presence of a polymerization initiator in a hydrocarbon solvent to produce an active polymer having a functional group derived from the modified monomer introduced; and a step (S2) of reacting or coupling the active polymer produced in step (S1) with a piperazine-based modifier, wherein step (S1) is performed continuously in two or more polymerization reactors, and a polymerization conversion rate in a first reactor among the polymerization reactors may be 50% or less.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

상기 화학식 1에서, F1 및 R1은 앞서 정의한 바와 같고, 상기 피페라진계 변성제는 앞서 설명한 바와 같다. In the above chemical formula 1, F 1 and R 1 are as defined above, and the piperazine-based modifier is as described above.

상기 탄화수소 용매는 특별히 제한되는 것은 아니나, 예컨대 n-펜탄, n-헥산, n-헵탄, 이소옥탄, 시클로 헥산, 톨루엔, 벤젠 및 크실렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.The hydrocarbon solvent is not particularly limited, but may be at least one selected from the group consisting of n-pentane, n-hexane, n-heptane, isooctane, cyclohexane, toluene, benzene, and xylene.

상기 중합 개시제는 특별히 제한되는 것은 아니나, 예컨대 메틸리튬, 에틸리튬, 프로필리튬, 이소프로필리튬, n-부틸리튬, s-부틸리튬, t-부틸리튬, 헥실리튬, n-데실리튬, t-옥틸리튬, 페닐리튬, 1-나프틸리튬, n-에이코실리튬, 4-부틸페닐리튬, 4-톨릴리튬, 사이클로헥실리튬, 3,5-디-n-헵틸사이클로헥실리튬, 4-사이클로펜틸리튬, 나프틸나트륨, 나프틸칼륨, 리튬알콕사이드, 나트륨 알콕사이드, 칼륨 알콕사이드, 리튬 술포네이트, 나트륨 술포네이트, 칼륨 술포네이트, 리튬 아미드, 나트륨 아미드, 칼륨아미드 및 리튬 이소프로필아미드로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.The polymerization initiator is not particularly limited, but may be at least one selected from the group consisting of methyllithium, ethyllithium, propyllithium, isopropyllithium, n-butyllithium, s-butyllithium, t-butyllithium, hexyllithium, n-decyllithium, t-octyllithium, phenyllithium, 1-naphthyllithium, n-eicosyllithium, 4-butylphenyllithium, 4-tolyllithium, cyclohexyllithium, 3,5-di-n-heptylcyclohexyllithium, 4-cyclopentyllithium, naphthylsodium, naphthylpotassium, lithium alkoxide, sodium alkoxide, potassium alkoxide, lithium sulfonate, sodium sulfonate, potassium sulfonate, lithium amide, sodium amide, potassium amide, and lithium isopropylamide.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 중합 개시제는 단량체 총 100 g을 기준으로 0.01 mmol 내지 10 mmol, 0.05 mmol 내지 5 mmol, 0.1 mmol 내지 2 mmol, 0.1 mmol 내지 1 mmol, 또는 0.15 내지 0.8 mmol로 사용할 수 있다. 여기에서, 상기 단량체 총 100 g은 변성 단량체와 공액디엔계 단량체의 합계량이거나, 또는 변성 단량체, 공액디엔계 단량체 및 방향족 비닐계 단량체의 합계량을 나타내는 것일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the polymerization initiator may be used in an amount of 0.01 mmol to 10 mmol, 0.05 mmol to 5 mmol, 0.1 mmol to 2 mmol, 0.1 mmol to 1 mmol, or 0.15 to 0.8 mmol, based on 100 g of the total monomer. Here, the total 100 g of the monomer may represent the total amount of the modified monomer and the conjugated diene monomer, or the total amount of the modified monomer, the conjugated diene monomer, and the aromatic vinyl monomer.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 변성 단량체는 공액디엔계 단량체 100 g 대비 0.001 g 내지 10 g, 바람직하게는 0.01 g 내지 10 g, 보다 바람직하게는 0.1 g 내지 10 g 사용할 수 있다. In addition, according to one embodiment of the present invention, the modified monomer can be used in an amount of 0.001 g to 10 g, preferably 0.01 g to 10 g, and more preferably 0.1 g to 10 g, per 100 g of the conjugated diene monomer.

상기 (S1) 단계의 중합은 일례로 음이온 중합일 수 있고, 구체적인 예로 음이온에 의한 성장 중합 반응에 의해 중합 말단에 음이온 활성 부위를 갖는 리빙 음이온 중합일 수 있다. 또한, 상기 (S1) 단계의 중합은 승온 중합, 등온 중합 또는 정온 중합(단열 중합)일 수 있고, 상기 정온 중합은 중합 개시제를 투입한 이후 임의로 열을 가하지 않고 자체 반응열로 중합시키는 단계를 포함하는 중합방법을 의미할 수 있고, 상기 승온 중합은 상기 중합 개시제를 투입한 이후 임의로 열을 가하여 온도를 증가시키는 중합방법을 의미할 수 있으며, 상기 등온 중합은 상기 중합 개시제를 투입한 이후 열을 가하여 열을 증가시키거나 열을 뺏어 중합물의 온도를 일정하게 유지하는 중합방법을 의미할 수 있다.The polymerization of the step (S1) may be, for example, anionic polymerization, and as a specific example, may be a living anionic polymerization having an anion active site at the polymerization terminal by a growth polymerization reaction by anion. In addition, the polymerization of the step (S1) may be temperature-elevated polymerization, isothermal polymerization, or isothermal polymerization (adiabatic polymerization), and the isothermal polymerization may mean a polymerization method including a step of polymerizing by the heat of reaction itself without arbitrarily applying heat after introducing a polymerization initiator, the temperature-elevated polymerization may mean a polymerization method of increasing the temperature by arbitrarily applying heat after introducing the polymerization initiator, and the isothermal polymerization may mean a polymerization method of maintaining the temperature of the polymerization product constant by applying heat to increase the heat or removing heat after introducing the polymerization initiator.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (S1) 단계의 중합은 상기 공액디엔계 단량체 이외에 탄소수 1 내지 10의 디엔계 화합물 더 포함하여 실시될 수 있고, 이 경우 장시간 운전 시 반응기 벽면에 겔이 형성되는 것을 방지하는 효과가 있다. 상기 디엔계 화합물 일례로 1,2-부타디엔일 수 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, the polymerization in step (S1) may be carried out by further including a diene compound having 1 to 10 carbon atoms in addition to the conjugated diene monomer, and in this case, there is an effect of preventing a gel from being formed on the wall of the reactor during long-term operation. An example of the diene compound may be 1,2-butadiene.

상기 (S1) 단계의 중합은 일례로 80℃ 이하, -20℃ 내지 80℃, 0℃ 내지 80℃, 0℃ 내지 70℃, 또는 10℃ 내지 70℃의 온도범위에서 실시될 수 있고, 이 범위 내에서 중합체의 분자량 분포를 좁게 조절하여, 물성 개선이 뛰어난 효과가 있다.The polymerization in the above step (S1) can be carried out at a temperature range of, for example, 80°C or less, -20°C to 80°C, 0°C to 80°C, 0°C to 70°C, or 10°C to 70°C, and within this range, the molecular weight distribution of the polymer is narrowly controlled, thereby having an excellent effect of improving physical properties.

상기 (S1) 단계에 의해 제조된 활성 중합체는 중합체 음이온과 유기 금속 양이온이 결합된 중합체를 의미할 수 있다. The active polymer manufactured by the above step (S1) may mean a polymer in which a polymer anion and an organic metal cation are combined.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 변성 공액디엔계 중합체 제조방법은 2기 이상의 중합 반응기 및 변성 반응기를 포함하는 복수의 반응기에서 연속식 중합방법에 의해 실시될 수 있다. 구체적인 예로, 상기 (S1) 단계는 제1 반응기를 포함하여 2기 이상의 중합 반응기에서 연속적으로 실시될 수 있고, 상기 중합 반응기의 수는 반응 조건 및 환경에 따라 탄력적으로 결정될 수 있다. 상기 연속식 중합방법은 반응기에 반응물을 연속적으로 공급하고, 생성된 반응 생성물을 연속적으로 배출하는 반응 공정을 의미할 수 있다. 상기 연속식 중합방법에 의하는 경우, 생산성 및 가공성이 우수하고, 제조되는 중합체의 균일성이 뛰어난 효과가 있다.According to one embodiment of the present invention, the method for producing the modified conjugated diene polymer can be carried out by a continuous polymerization method in a plurality of reactors including two or more polymerization reactors and a modification reactor. As a specific example, the step (S1) can be carried out continuously in two or more polymerization reactors including the first reactor, and the number of the polymerization reactors can be flexibly determined according to the reaction conditions and environment. The continuous polymerization method can mean a reaction process of continuously supplying a reactant to a reactor and continuously discharging the generated reaction product. In the case of the continuous polymerization method, there is an effect of excellent productivity and processability, and excellent uniformity of the polymer produced.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 중합 반응기에서 연속적으로 활성 중합체 제조 시, 제1 반응기에서의 중합 전환율은 50% 이하, 10% 내지 50%, 또는 20% 내지 50% 일 수 있고, 이 범위 내에서 중합 반응기 개시된 후, 중합체가 형성되면서 발생되는 부반응을 억제하여 중합 시, 선형(linear) 구조의 중합체를 유도할 수 있으며, 이에 따라 중합체의 분자량 분포를 좁게 조절하는 것이 가능하여, 물성 개선이 뛰어난 효과가 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, when continuously producing an active polymer in the polymerization reactor, the polymerization conversion rate in the first reactor can be 50% or less, 10% to 50%, or 20% to 50%, and within this range, after the polymerization reactor is initiated, side reactions occurring while the polymer is formed can be suppressed, thereby inducing a polymer having a linear structure during polymerization, and accordingly, it is possible to narrowly control the molecular weight distribution of the polymer, so that there is an excellent effect of improving physical properties.

이때, 상기 중합 전환율은 반응온도, 반응기 체류시간 등에 따라 조절될 수 있다.At this time, the polymerization conversion rate can be controlled according to the reaction temperature, reactor residence time, etc.

상기 중합 전환율은 일례로 중합체의 중합 시, 중합체를 포함하는 중합체 용액 상의 고체 농도를 측정하여 결정될 수 있고, 구체적인 예로, 상기 중합체 용액을 확보하기 위해 각 중합 반응기의 출구에 실린더형 용기를 장착하여 일정양의 중합체 용액을 실린더형 용기에 채우고, 상기 실린더형 용기를 반응기로부터 분리하여 중합체 용액이 충진되어 있는 실린더의 무게(A)를 측정한 후, 실린더형 용기에 충진되어 있는 중합체 용액을 알루미늄 용기, 일례로 알루미늄 디쉬에 옮기고 중합체 용액이 제거된 실린더형 용기의 무게(B)를 측정하고, 중합체 용액이 담긴 알루미늄 용기를 140℃의 오븐에서 30분 간 건조시키고, 건조된 중합체의 무게(C)를 측정한 뒤, 하기 수학식 1에 따라 계산한 것일 수 있다.The above polymerization conversion rate can be determined, for example, by measuring the solid concentration of a polymer solution phase containing a polymer during polymerization of the polymer, and as a specific example, in order to secure the polymer solution, a cylindrical container is mounted at the outlet of each polymerization reactor, a certain amount of the polymer solution is filled into the cylindrical container, the cylindrical container is separated from the reactor, the weight (A) of the cylinder filled with the polymer solution is measured, the polymer solution filled in the cylindrical container is transferred to an aluminum container, for example, an aluminum dish, the weight (B) of the cylindrical container from which the polymer solution has been removed is measured, the aluminum container containing the polymer solution is dried in an oven at 140°C for 30 minutes, the weight (C) of the dried polymer is measured, and the result may be calculated according to the following mathematical formula 1.

[수학식 1][Mathematical formula 1]

한편, 상기 제1 반응기에서 중합된 중합물은 변성 반응기 전의 중합 반응기까지 순차적으로 이송되어 최종적으로 중합 전환율이 95% 이상이 될 때까지 중합이 진행될 수 있고, 제1 반응기에서 중합된 이후, 제2 반응기, 또는 제2 반응기 내지 변성 반응기 전의 중합 반응기까지 각 반응기별 중합 전환율은 분자량 분포의 조절을 위해 각 반응기 별로 적절히 조절하여 실시될 수 있다.Meanwhile, the polymer polymerized in the first reactor can be sequentially transferred to a polymerization reactor before the denaturation reactor so that polymerization can proceed until the final polymerization conversion rate becomes 95% or higher, and after polymerization in the first reactor, the polymerization conversion rate of each reactor from the second reactor or the second reactor to the polymerization reactor before the denaturation reactor can be appropriately controlled for each reactor to control the molecular weight distribution.

한편, 상기 (S1) 단계에서, 활성 중합체 제조 시, 제1 반응기에서의 중합물 체류 시간은 1분 내지 40분, 1분 내지 30분, 또는 5분 내지 30분일 수 있고, 이 범위 내에서, 중합 전환율의 조절이 용이하고, 이에 따라 중합체의 분자량 분포를 좁게 조절하는 것이 가능하고, 이에 따라, 물성 개선이 뛰어난 효과가 있다.Meanwhile, in the step (S1), when producing the active polymer, the residence time of the polymer in the first reactor can be 1 minute to 40 minutes, 1 minute to 30 minutes, or 5 minutes to 30 minutes, and within this range, the polymerization conversion rate can be easily controlled, and thus, the molecular weight distribution of the polymer can be narrowly controlled, and accordingly, there is an excellent effect of improving the physical properties.

본 발명에서 용어 '중합물'은 (S1) 단계 또는 (S2) 단계가 완료되어, 활성 중합체, 또는 변성 공액디엔계 중합체를 수득하기에 앞서, (S1) 단계 실시 중, 각 반응기 내에서 중합이 실시되고 있는 중합체 형태의 중간체를 의미할 수 있고, 반응기 내에서 중합이 실시되고 있는 중합 전환율 95% 미만의 중합체를 의미할 수 있다.In the present invention, the term 'polymer' may mean an intermediate in the form of a polymer that is polymerized within each reactor during the execution of step (S1) prior to obtaining an active polymer or a modified conjugated diene polymer by completing step (S1) or step (S2), and may mean a polymer having a polymerization conversion rate of less than 95% that is polymerized within the reactor.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (S1) 단계에서 제조된 활성 중합체의 분자량 분포(PDI, polydispersed index; MWD, molecular weight distribution; Mw/Mn)는 1.5 미만, 1.0 이상 내지 1.5 미만, 또는 1.1 이상 내지 1.5 미만일 수 있고, 이 범위 내에서 변성제와의 변성 반응 또는 커플링을 통해 제조되는 변성 공액디엔계 중합체의 분자량 분포가 좁아, 물성 개선이 뛰어난 효과가 있다.According to one embodiment of the present invention, the molecular weight distribution (PDI, polydispersed index; MWD, molecular weight distribution; Mw/Mn) of the active polymer manufactured in the step (S1) may be less than 1.5, 1.0 or more to less than 1.5, or 1.1 or more to less than 1.5, and within this range, the molecular weight distribution of the modified conjugated diene polymer manufactured through a modification reaction or coupling with a modifier is narrow, so that there is an excellent effect of improving physical properties.

한편, 상기 (S1) 단계의 중합은 극성 첨가제를 포함하여 실시될 수 있고, 상기 극성 첨가제는 단량체 총 100g을 기준으로 0.001g 내지 50g, 0.001g 내지 10g, 또는 0.005g 내지 0.1g의 비율로 첨가할 수 있다. 또 다른 예로, 상기 극성첨가제는 중합 개시제 총 1 mmol을 기준으로 0.001g 내지 10g, 0.005g 내지 5g, 0.005g 내지 4g의 비율로 첨가할 수 있다.Meanwhile, the polymerization of the step (S1) may be carried out including a polar additive, and the polar additive may be added in a proportion of 0.001 g to 50 g, 0.001 g to 10 g, or 0.005 g to 0.1 g based on 100 g of the total monomer. In another example, the polar additive may be added in a proportion of 0.001 g to 10 g, 0.005 g to 5 g, or 0.005 g to 4 g based on 1 mmol of the total polymerization initiator.

상기 극성 첨가제는 일례로 테트라하이드로퓨란, 2,2-디(2-테트라하이드로퓨릴)프로판, 디에틸에테르, 시클로아밀에테르, 디프로필에테르, 에틸렌메틸에테르, 에틸렌디메틸에테르, 디에틸글리콜, 디메틸에테르, 3차 부톡시에톡시에탄, 비스(3-디메틸아미노에틸)에테르, (디메틸아미노에틸)에틸에테르, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리프로필아민, N,N,N',N'-테트라메틸에틸렌디아민, 소듐멘톨레이트(sodium mentholate) 및 2-에틸테트라하이드로퍼푸릴 에테르(2-ethyl tetrahydrofurfuryl ether) 로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 2,2-디(2-테트라하이드로퓨릴)프로판, 트리에틸아민, 테트라메틸에틸렌디아민, 소듐멘톨레이트(sodium mentholate) 또는 2-에틸테트라하이드로퍼푸릴 에테르(2-ethyl tetrahydrofurfuryl ether)일 수 있으며, 상기 극성 첨가제를 포함하는 경우 공액디엔계 단량체 및 방향족 비닐계 단량체를 공중합시키는 경우 이들의 반응 속도 차이를 보완해줌으로써 랜덤 공중합체를 용이하게 형성할 수 있도록 유도하는 효과가 있다.The polar additive may be, for example, at least one selected from the group consisting of tetrahydrofuran, 2,2-di(2-tetrahydrofuryl)propane, diethyl ether, cycloamyl ether, dipropyl ether, ethylene methyl ether, ethylene dimethyl ether, diethyl glycol, dimethyl ether, tert-butoxyethoxyethane, bis(3-dimethylaminoethyl) ether, (dimethylaminoethyl) ethyl ether, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine, sodium mentholate, and 2-ethyl tetrahydrofurfuryl ether, and preferably 2,2-di(2-tetrahydrofuryl)propane, triethylamine, tetramethylethylenediamine, sodium mentholate, or 2-ethyl tetrahydrofurfuryl. It may be ether (2-ethyl tetrahydrofurfuryl ether), and when the polar additive is included, it has the effect of inducing easy formation of a random copolymer by compensating for the difference in reaction speed between a conjugated diene monomer and an aromatic vinyl monomer when copolymerizing them.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (S2) 단계의 반응 또는 커플링은 변성 반응기에서 실시될 수 있고, 이때, 상기 변성제는 단량체 총 100g을 기준으로 0.01 mmol 내지 10 mmol의 양으로 사용할 수 있다. 또 다른 예로, 상기 변성제는 상기 (S1) 단계의 중합 개시제 1몰을 기준으로, 1:0.1 내지 10, 1:0.1 내지 5, 또는 1:0.1 내지 1:3의 몰비로 사용할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the reaction or coupling of step (S2) can be performed in a modification reactor, and at this time, the modification agent can be used in an amount of 0.01 mmol to 10 mmol based on 100 g of the total monomer. In another example, the modification agent can be used in a molar ratio of 1:0.1 to 10, 1:0.1 to 5, or 1:0.1 to 1:3 based on 1 mol of the polymerization initiator of step (S1).

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 변성제는 변성 반응기에 투입될 수 있고, 상기 (S2) 단계는 변성 반응기에서 실시될 수 있다. 또 다른 예로, 상기 변성제는 상기 (S1) 단계에서 제조된 활성 중합체를 (S2) 단계를 실시하기 위한 변성 반응기로 이송하기 위한 이송부에 투입될 수 있고, 상기 이송부 내에서 활성 중합체와 변성제의 혼합에 의해 반응 또는 커플링이 진행될 수 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, the denaturant may be introduced into a denaturation reactor, and the step (S2) may be performed in the denaturation reactor. As another example, the denaturant may be introduced into a transport section for transporting the active polymer produced in the step (S1) to a denaturation reactor for performing the step (S2), and a reaction or coupling may proceed by mixing the active polymer and the denaturant within the transport section.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법은, 전술한 변성 공액디엔계 중합체의 특성을 만족시킬 수 있는 방법이며, 상기한 것과 같이 본 발명에서 달성하고자 하는 효과는 위 특징을 만족하였을 경우 달성될 수 있지만, 적어도 상기 제조방법에 있어서 연속식 공정 하에서 제1 반응기에서 제2 반응기로 이송할 때의 중합 전환율은 만족할 필요가 있고, 이 외의 중합 조건들의 경우 다양하게 제어됨으로써, 본 발명에 따른 변성 공액디엔계 중합체가 갖는 물성을 구현할 수 있다.The method for producing the modified conjugated diene polymer according to one embodiment of the present invention is a method capable of satisfying the characteristics of the modified conjugated diene polymer described above, and the effect to be achieved in the present invention as described above can be achieved when the above characteristics are satisfied, but at least in the manufacturing method, the polymerization conversion rate when transferring from the first reactor to the second reactor in a continuous process must be satisfied, and other polymerization conditions are controlled in various ways, thereby realizing the physical properties of the modified conjugated diene polymer according to the present invention.

아울러, 본 발명은 상기의 변성 공액디엔계 중합체를 포함하는 고무 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a rubber composition comprising the above-mentioned modified conjugated diene polymer.

상기 고무 조성물은 상기 변성 공액디엔계 중합체를 10 중량% 이상, 10 중량% 내지 100 중량%, 또는 20 중량% 내지 90 중량%의 양으로 포함하는 것일 수 있고, 이 범위 내에서 인장 강도, 내마모성 등의 기계적 물성이 우수하고, 각 물성 간의 밸런스가 뛰어난 효과가 있다.The above rubber composition may contain the modified conjugated diene polymer in an amount of 10 wt% or more, 10 wt% to 100 wt%, or 20 wt% to 90 wt%, and within this range, the composition has excellent mechanical properties such as tensile strength and wear resistance, and excellent balance between each property.

또한, 상기 고무 조성물은 상기 변성 공액디엔계 중합체 외에 필요에 따라 다른 고무 성분을 더 포함할 수 있고, 이 때 상기 고무 성분은 고무 조성물 총 중량에 대하여 90 중량% 이하의 함량으로 포함될 수 있다. 구체적인 예로 상기 다른 고무 성분은 상기 변성 공액디엔계 중합체 100 중량부에 대하여 1 중량부 내지 900 중량부로 포함되는 것일 수 있다.In addition, the rubber composition may further include other rubber components as needed in addition to the modified conjugated diene polymer, and at this time, the rubber component may be included in an amount of 90 wt% or less based on the total weight of the rubber composition. As a specific example, the other rubber component may be included in an amount of 1 to 900 wt% based on 100 wt% of the modified conjugated diene polymer.

상기 고무 성분은 일례로 천연고무 또는 합성고무일 수 있으며, 구체적인 예로 시스-1,4-폴리이소프렌을 포함하는 천연고무(NR); 상기 일반적인 천연고무를 변성 또는 정제한, 에폭시화 천연고무(ENR), 탈단백 천연고무(DPNR), 수소화 천연고무 등의 변성 천연고무; 스티렌-부타디엔 공중합체(SBR), 폴리부타디엔(BR), 폴리이소프렌(IR), 부틸고무(IIR), 에틸렌-프로필렌 공중합체, 폴리이소부틸렌-코-이소프렌, 네오프렌, 폴리(에틸렌-코-프로필렌), 폴리(스티렌-코-부타디엔), 폴리(스티렌-코-이소프렌), 폴리(스티렌-코-이소프렌-코-부타디엔), 폴리(이소프렌-코-부타디엔), 폴리(에틸렌-코-프로필렌-코-디엔), 폴리설파이드 고무, 아크릴 고무, 우레탄 고무, 실리콘 고무, 에피클로로히드린 고무, 할로겐화 부틸 고무 등과 같은 합성고무일 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.The above rubber component may be, for example, natural rubber or synthetic rubber, and specific examples thereof include natural rubber (NR) including cis-1,4-polyisoprene; modified natural rubber such as epoxidized natural rubber (ENR), deproteinized natural rubber (DPNR), and hydrogenated natural rubber, which are modified or refined from the above general natural rubber; It can be a synthetic rubber such as styrene-butadiene copolymer (SBR), polybutadiene (BR), polyisoprene (IR), butyl rubber (IIR), ethylene-propylene copolymer, polyisobutylene-co-isoprene, neoprene, poly(ethylene-co-propylene), poly(styrene-co-butadiene), poly(styrene-co-isoprene), poly(styrene-co-isoprene-co-butadiene), poly(isoprene-co-butadiene), poly(ethylene-co-propylene-co-diene), polysulfide rubber, acrylic rubber, urethane rubber, silicone rubber, epichlorohydrin rubber, halogenated butyl rubber, and any one of these or a mixture of two or more thereof can be used.

상기 고무 조성물은 일례로 본 발명의 변성 공액디엔계 중합체 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 200 중량부, 또는 10 중량부 내지 120 중량부의 충진제를 포함하는 것일 수 있다. 상기 충진제는 일례로 실리카계 충진제일 수 있고, 구체적인 예로 습식 실리카(함수규산), 건식 실리카(무수규산), 규산칼슘, 규산알루미늄 또는 콜로이드 실리카 등일 수 있으며, 바람직하게는 파괴 특성의 개량 효과 및 웨트 그립성(wet grip)의 양립 효과가 가장 뛰어난 습식 실리카일 수 있다. 또한, 상기 고무 조성물은 필요에 따라 카본블랙계 충진제를 더 포함할 수 있다.The above rubber composition may contain, for example, 0.1 to 200 parts by weight, or 10 to 120 parts by weight, of a filler based on 100 parts by weight of the modified conjugated diene polymer of the present invention. The filler may be, for example, a silica-based filler, and specific examples thereof may include wet silica (hydrated silicic acid), dry silica (anhydrous silicic acid), calcium silicate, aluminum silicate, or colloidal silica, and preferably wet silica, which has the most excellent effect of improving fracture characteristics and achieving wet grip properties. In addition, the rubber composition may further contain a carbon black-based filler, if necessary.

또 다른 예로, 상기 충전제로 실리카가 사용되는 경우 보강성 및 저발열성 개선을 위한 실란 커플링제가 함께 사용될 수 있고, 구체적인 예로 상기 실란 커플링제는 비스(3-트리에톡시실릴프로필)테트라술피드, 비스(3-트리에톡시실릴프로필)트리술피드, 비스(3-트리에톡시실릴프로필)디술피드, 비스(2-트리에톡시실릴에틸)테트라술피드, 비스(3-트리메톡시실릴프로필)테트라술피드, 비스(2-트리메톡시실릴에틸)테트라술피드, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리에톡시실란, 2-머캅토에틸트리메톡시실란, 2-머캅토에틸트리에톡시실란, 3-트리메톡시실릴프로필-N,N-디메틸티오카르바모일테트라술피드, 3-트리에톡시실릴프로필-N,N-디메틸티오카르바모일테트라술피드, 2-트리에톡시실릴에틸-N,N-디메틸티오카르바모일테트라술피드, 3-트리메톡시실릴프로필벤조티아졸릴테트라술피드, 3-트리에톡시실릴프로필벤졸릴테트라술피드, 3-트리에톡시실릴프로필메타크릴레이트모노술피드, 3-트리메톡시실릴프로필메타크릴레이트모노술피드, 비스(3-디에톡시메틸실릴프로필)테트라술피드, 3-머캅토프로필디메톡시메틸실란, 디메톡시메틸실릴프로필-N,N-디메틸티오카르바모일테트라술피드 또는 디메톡시메틸실릴프로필벤조티아졸릴테트라술피드 등일 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 바람직하게는 보강성 개선 효과를 고려할 때 비스(3-트리에톡시실릴프로필)폴리술피드 또는 3-트리메톡시실릴프로필벤조티아질테트라술피드일 수 있다.As another example, when silica is used as the filler, a silane coupling agent may be used together to improve reinforcing properties and low heat generation, and specific examples of the silane coupling agent include bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfide, bis(3-triethoxysilylpropyl)trisulfide, bis(3-triethoxysilylpropyl)disulfide, bis(2-triethoxysilylethyl)tetrasulfide, bis(3-trimethoxysilylpropyl)tetrasulfide, bis(2-trimethoxysilylethyl)tetrasulfide, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 2-mercaptoethyltrimethoxysilane, 2-mercaptoethyltriethoxysilane, 3-trimethoxysilylpropyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfide, 3-Triethoxysilylpropyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfide, 2-Triethoxysilylethyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfide, 3-Trimethoxysilylpropylbenzothiazolyltetrasulfide, 3-Triethoxysilylpropylbenzolyltetrasulfide, 3-Triethoxysilylpropylmethacrylate monosulfide, 3-Trimethoxysilylpropylmethacrylate monosulfide, bis(3-diethoxymethylsilylpropyl)tetrasulfide, 3-mercaptopropyldimethoxymethylsilane, dimethoxymethylsilylpropyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfide, or dimethoxymethylsilylpropylbenzothiazolyltetrasulfide, and the like, and any one or a mixture of two or more of these may be used. Preferably, considering the effect of improving reinforcing properties, it may be bis(3-triethoxysilylpropyl)polysulfide or 3-trimethoxysilylpropylbenzothiazyl tetrasulfide.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 고무 조성물은, 고무 성분으로서 활성 부위에 실리카와의 친화성이 높은 작용기가 도입된 변성 공액디엔계 중합체가 사용되고 있기 때문에, 실란 커플링제의 배합량은 통상의 경우보다 저감될 수 있고, 이에 따라, 상기 실란 커플링제는 실리카 100 중량부에 대하여 1 중량부 내지 20 중량부, 또는 5 중량부 내지 15 중량부로 사용될 수 있으며, 이 범위 내에서 커플링제로서의 효과가 충분히 발휘되면서도 고무 성분의 겔화를 방지하는 효과가 있다.In addition, since the rubber composition according to one embodiment of the present invention uses a modified conjugated diene polymer having a functional group having high affinity for silica introduced into an active site as a rubber component, the amount of the silane coupling agent can be reduced compared to the usual case, and accordingly, the silane coupling agent can be used in an amount of 1 to 20 parts by weight, or 5 to 15 parts by weight, based on 100 parts by weight of silica, and within this range, the effect as a coupling agent is sufficiently exhibited while also having the effect of preventing gelation of the rubber component.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 고무 조성물은 황 가교성일 수 있고, 가황제를 더 포함할 수 있다. 상기 가황제는 구체적으로 황 분말일 수 있고, 고무 성분 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 10 중량부로 포함될 수 있으며, 이 범위 내에서 가황 고무 조성물의 필요한 탄성률 및 강도를 확보함과 동시에 저연비성이 뛰어난 효과가 있다.The rubber composition according to one embodiment of the present invention may be sulfur crosslinkable and may further include a vulcanizing agent. The vulcanizing agent may be specifically sulfur powder and may be included in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubber component, and within this range, the vulcanized rubber composition has the effect of securing the necessary elastic modulus and strength while exhibiting excellent fuel efficiency.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 고무 조성물은 상기한 성분들 외에, 통상 고무 공업계에서 사용되는 각종 첨가제, 구체적으로는 가황 촉진제, 공정유, 산화방지제, 가소제, 노화 방지제, 스코치 방지제, 아연화(zinc white), 스테아르산, 열경화성 수지, 또는 열가소성 수지 등을 더 포함할 수 있다.The rubber composition according to one embodiment of the present invention may further include, in addition to the above-described components, various additives commonly used in the rubber industry, specifically, a vulcanization accelerator, a process oil, an antioxidant, a plasticizer, an anti-aging agent, a scorch inhibitor, zinc white, stearic acid, a thermosetting resin, or a thermoplastic resin.

상기 가황 촉진제는 일례로 M(2-머캅토벤조티아졸), DM(디벤조티아질디술피드), CZ(N-시클로헥실-2-벤조티아질술펜아미드) 등의 티아졸계 화합물, 혹은 DPG(디페닐구아니딘) 등의 구아니딘계 화합물이 사용될 수 있고, 고무 성분 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 5 중량부로 포함될 수 있다.The above-mentioned vulcanization accelerator may be, for example, a thiazole-based compound such as M(2-mercaptobenzothiazole), DM(dibenzothiazyl disulfide), CZ(N-cyclohexyl-2-benzothiazyl sulfenamide), or a guanidine-based compound such as DPG (diphenyl guanidine), and may be included in an amount of 0.1 to 5 parts by weight per 100 parts by weight of the rubber component.

상기 공정유는 고무 조성물 내에서 연화제로서 작용하는 것으로, 일례로 파라핀계, 나프텐계, 또는 방향족계 화합물일 수 있고, 인장 강도 및 내마모성을 고려할 때 방향족계 공정유가, 히스테리시스 손실 및 저온 특성을 고려할 때 나프텐계 또는 파라핀계 공정유가 사용될 수 있다. 상기 공정유는 일례로 고무 성분 100 중량부에 대하여 100 중량부 이하의 함량으로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 가황 고무의 인장 강도, 저발열성(저연비성)의 저하를 방지하는 효과가 있다.The above process oil acts as a softener in the rubber composition, and may be, for example, a paraffinic, naphthenic, or aromatic compound. When considering tensile strength and wear resistance, an aromatic process oil may be used, and when considering hysteresis loss and low-temperature characteristics, a naphthenic or paraffinic process oil may be used. The above process oil may be included in an amount of, for example, 100 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the rubber component, and within this range, there is an effect of preventing a decrease in the tensile strength and low heat generation (low fuel consumption) of the vulcanized rubber.

상기 산화방지제는 일례로 2,6-디-t-부틸파라크레졸, 디부틸히드록시톨루엔일, 2,6-비스((도데실티오)메틸)-4-노닐페놀(2,6-bis((dodecylthio)methyl)-4-nonylphenol) 또는 2-메틸-4,6-비스((옥틸티오)메틸)페놀(2-methyl-4,6-bis((octylthio)methyl)phenol)일 수 있고, 고무 성분 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 6 중량부로 사용될 수 있다.The antioxidant may be, for example, 2,6-di-t-butylparacresol, dibutylhydroxytoluenyl, 2,6-bis((dodecylthio)methyl)-4-nonylphenol or 2-methyl-4,6-bis((octylthio)methyl)phenol, and may be used in an amount of 0.1 to 6 parts by weight per 100 parts by weight of the rubber component.

상기 노화방지제는 일례로 N-이소프로필-N'-페닐-p-페닐렌디아민, N-(1,3-디메틸부틸)-N'-페닐-p-페닐렌디아민, 6-에톡시-2,2,4-트리메틸-1,2-디히드로퀴놀린, 또는 디페닐아민과 아세톤의 고온 축합물 등일 수 있고, 고무 성분 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 6 중량부로 사용될 수 있다.The above-mentioned anti-aging agent may be, for example, N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine, N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine, 6-ethoxy-2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline, or a high-temperature condensate of diphenylamine and acetone, and may be used in an amount of 0.1 to 6 parts by weight per 100 parts by weight of the rubber component.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 고무 조성물은 상기 배합 처방에 의해 밴버리 믹서, 롤, 인터널 믹서 등의 혼련기를 사용하여 혼련함으로써 수득될 수 있고, 성형 가공 후 가황 공정에 의해 저발열성이며 내마모성이 우수한 고무 조성물이 수득될 수 있다.The rubber composition according to one embodiment of the present invention can be obtained by mixing using a mixer such as a Banbury mixer, a roll mixer, or an internal mixer according to the above compounding prescription, and a rubber composition having low heat generation and excellent wear resistance can be obtained by a vulcanization process after molding processing.

이에 따라 상기 고무 조성물은 타이어 트레드, 언더 트레드, 사이드 월, 카카스 코팅 고무, 벨트 코팅 고무, 비드 필러, 췌이퍼, 또는 비드 코팅 고무 등의 타이어의 각 부재나, 방진고무, 벨트 컨베이어, 호스 등의 각종 공업용 고무 제품의 제조에 유용할 수 있다.Accordingly, the rubber composition can be useful in the manufacture of various components of a tire, such as a tire tread, undertread, sidewall, carcass coating rubber, belt coating rubber, bead filler, squeegee, or bead coating rubber, or various industrial rubber products, such as an anti-vibration rubber, belt conveyor, and hose.

아울러, 본 발명은 상기 고무 조성물을 이용하여 제조된 타이어를 제공한다.In addition, the present invention provides a tire manufactured using the rubber composition.

상기 타이어는 타이어 또는 타이어 트레드를 포함하는 것일 수 있다.The above tire may include a tire or tire tread.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples in order to specifically explain the present invention. However, the examples according to the present invention may be modified in various different forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the examples described below. The examples of the present invention are provided in order to more completely explain the present invention to a person having average knowledge in the art.

실시예 1Example 1

3기의 반응기가 직렬로 연결된 연속 반응기 중 제1기 반응기에, n-헥산에 스티렌이 60 중량%로 용해된 스티렌 용액을 1.85 kg/h, n-헥산에 1,3-부타디엔이 60 중량%로 용해된 1,3-부타디엔 용액을 11.9 kg/h, n-헥산에 1-비닐 이미다졸이 15 중량%]로 용해된 변성 단량체 용액 30 g/h, n-헥산 48.0 kg/h, n-헥산에 1,2-부타디엔이 2.0 중량%로 용해된 1,2-부타디엔 용액을 40 g/h, 극성첨가제로 n-헥산에 2,2-(디-2(테트라하이드로퓨릴)프로판이 10 중량%로 용해된 용액을 61.0 g/h, n-헥산에 n-부틸리튬이 6.6 중량%로 용해된 n-부틸리튬 용액을 106.1 g/h의 속도로 주입하였다. 이 때, 제1기 반응기의 온도는 50℃가 되도록 유지하였으며, 중합 전환율이 40%가 되었을 때, 이송 배관을 통해, 제1 반응기에서 제2 반응기로 중합물을 이송하였다.In the first reactor of the continuous reactor having three reactors connected in series, a styrene solution containing 60 wt% of styrene dissolved in n-hexane was fed at 1.85 kg/h, a 1,3-butadiene solution containing 60 wt% of 1,3-butadiene dissolved in n-hexane was fed at 11.9 kg/h, a modified monomer solution containing 15 wt% of 1-vinyl imidazole dissolved in n-hexane was fed at 30 g/h, a n-hexane 48.0 kg/h, a 1,2-butadiene solution containing 2.0 wt% of 1,2-butadiene dissolved in n-hexane was fed at 40 g/h, a solution containing 10 wt% of 2,2-(di-2(tetrahydrofuryl)propane as a polar additive was fed at 61.0 g/h, and a solution containing n-butyllithium dissolved in n-hexane was fed at A 6.6 wt% n-butyllithium solution was injected at a rate of 106.1 g/h. At this time, the temperature of the first reactor was maintained at 50°C, and when the polymerization conversion rate reached 40%, the polymer was transferred from the first reactor to the second reactor through a transfer pipe.

이어서, 제2 반응기에 n-헥산에 1,3-부타디엔이 60 중량%로 용해된 1,3-부타디엔 용액을 2.96 kg/h의 속도로 주입하였다. 이때, 제2기 반응기의 온도는 65℃가 되도록 유지하였으며, 중합 전환율이 95% 이상이 되었을 때, 이송 배관을 통해, 제2 반응기에서 제3 반응기로 중합물을 이송하였다. Next, a 1,3-butadiene solution containing 60 wt% of 1,3-butadiene dissolved in n-hexane was injected into the second reactor at a rate of 2.96 kg/h. At this time, the temperature of the second reactor was maintained at 65°C, and when the polymerization conversion rate was 95% or higher, the polymer was transferred from the second reactor to the third reactor through a transfer pipe.

상기 제2 반응기에서 제3 반응기로 중합물 이송하여, 변성제로 1,4-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)피페라진)(1,4-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)piperazine)이 20 중량%로 용해된 용액을 64.0 g/h의 속도로 제 3반응기에 투입하였다. 제3 반응기의 온도는 65℃가 되도록 유지하였다.The polymer was transferred from the second reactor to the third reactor, and a solution containing 20 wt% of 1,4-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)piperazine as a denaturant was introduced into the third reactor at a rate of 64.0 g/h. The temperature of the third reactor was maintained at 65°C.

이 후, 제3 반응기에서 배출된 중합 용액에 산화방지제로 30 중량%로 용해된 IR1520(BASF社) 용액을 167 g/h의 속도로 주입하여 교반하였다. 그 결과 얻어진 중합물을 스팀으로 가열된 온수에 넣고 교반하여 용매를 제거하여 변성 공액디엔계 중합체를 제조하였다.After this, a solution of IR1520 (BASF) dissolved at 30 wt% as an antioxidant was injected at a rate of 167 g/h into the polymerization solution discharged from the third reactor and stirred. The resulting polymer was placed in hot water heated by steam and stirred to remove the solvent, thereby producing a modified conjugated diene polymer.

실시예 2Example 2

실시예 1에 있어서, 중합 전환율이 38%가 되었을 때, 이송 배관을 통해, 제1 반응기에서 제2 반응기로 중합물을 이송하고, 변성제로 1,4-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)피페라진)(1,4-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)piperazine) 대신에 1-(3-(에톡시디메틸실릴)프로필-4-(3-(트리에톡시실릴)프로필)피페라진(1-(3-(ethoxydimethylsilyl)propyl)-4-(3-(triethoxysilyl)propyl)piperazine)이 20 중량%로 용해된 용액을 116.0 g/h의 속도로 제3 반응기에 연속적으로 공급한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여, 변성 공액디엔계 중합체를 제조하였다.In Example 1, when the polymerization conversion reached 38%, the polymer was transferred from the first reactor to the second reactor through the transfer pipe, and a solution containing 20 wt% of 1-(3-(ethoxydimethylsilyl)propyl-4-(3-(triethoxysilyl)propyl)piperazine instead of 1,4-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)piperazine as a modifier was continuously supplied to the third reactor at a rate of 116.0 g/h, except that the same procedure as in Example 1 was carried out to produce a modified conjugated diene polymer.

실시예 3Example 3

실시예 1에 있어서, 중합 전환율이 41%가 되었을 때, 이송 배관을 통해, 제1 반응기에서 제2 반응기로 중합물을 이송하고, 변성제로 1,4-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)피페라진)(1,4-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)piperazine) 대신에 1-(3-(에톡시디메틸실릴)프로필-4-(3-(트리에톡시실릴)메틸)피페라진(1-(3-(ethoxydimethylsilyl)propyl)-4-((triethoxysilyl)methyl)piperazine)이 20 중량%로 용해된 용액을 103.5 g/h의 속도로 제3 반응기에 연속적으로 공급한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여, 변성 공액디엔계 중합체를 제조하였다.In Example 1, when the polymerization conversion reached 41%, the polymer was transferred from the first reactor to the second reactor through the transfer pipe, and a solution containing 20 wt% of 1-(3-(ethoxydimethylsilyl)propyl-4-(3-(triethoxysilyl)methyl)piperazine instead of 1,4-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)piperazine as a modifier was continuously supplied to the third reactor at a rate of 103.5 g/h, except that the same procedure as in Example 1 was carried out to produce a modified conjugated diene polymer.

실시예 4Example 4

실시예 1에 있어서, 변성제로 1,4-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)피페라진)(1,4-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)piperazine) 대신에 1,1,1-트리메톡시-N-((트리에톡시실릴)메틸)-N-((4-((트리메틸실릴)메틸)피페라진-1-일)메틸)실란아민(1,1,1-trimethoxy-N-((triethoxysilyl)methyl)-N-((4-((trimethylsilyl)methyl)piperazine-1-yl)methyl)silanamine)이 20 중량%로 용해된 용액을 103.5 g/h의 속도로 제3 반응기에 연속적으로 공급한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여, 변성 공액디엔계 중합체를 제조하였다.In Example 1, instead of 1,4-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)piperazine as a modifier, a solution containing 20 wt% of 1,1,1-trimethoxy-N-((triethoxysilyl)methyl)-N-((4-((trimethylsilyl)methyl)piperazine-1-yl)methyl)silanamine was continuously supplied to the third reactor at a rate of 103.5 g/h, except that the same procedure as in Example 1 was carried out to produce a modified conjugated diene polymer.

실시예 5Example 5

실시예 1에 있어서, 변성제로 1,4-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)피페라진)(1,4-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)piperazine) 대신에 1,1,3,3-테트라메톡시-1,3-비스(2-(4-메틸피페라진-1-일)에틸)디실록산(1,1,3,3-tetramethoxy-1,3-bis(2-(4-methylpiperazine-1-yl)ethyl)disiloxane)이 20 중량%로 용해된 용액을 103.5 g/h의 속도로 제3 반응기에 연속적으로 공급한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여, 변성 공액디엔계 중합체를 제조하였다.In Example 1, a solution containing 20 wt% of 1,1,3,3-tetramethoxy-1,3-bis(2-(4-methylpiperazine-1-yl)ethyl)disiloxane instead of 1,4-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)piperazine as a modifier was continuously supplied to the third reactor at a rate of 103.5 g/h, except that the same procedure as in Example 1 was carried out to produce a modified conjugated diene polymer.

비교예 1Comparative Example 1

20 L 오토클레이브 반응기에 스티렌 110 g, 1,3-부타디엔 870 g, 1-비닐 이미다졸 0.54 g, n-헥산 5000 g 및 극성첨가제로 2,2-디(2-테트라하이드로퓨릴)프로판 1.13 g을 넣은 후 반응기 내부 온도를 50℃로 승온하였다. 반응기 내부 온도가 50℃에 도달했을 때, n-부틸리튬 5.5 mmol을 투입하여 단열 승온 반응을 진행시켰다. 20 여분 경과 후 1,3-부타디엔 20 g을 투입하여 중합체 사슬 말단을 부타디엔으로 캡핑(capping)하였다. 5분 후, 변성제로 3-(디메톡시(메틸)실릴)-N,N-디에틸프로판-1-아민(3-(dimethoxy(methyl)silyl)-N,N-diethylpropan-1-amine) 5.5 mmol을 투입하여 15분 간 반응시켰다. 이후 에탄올을 이용하여 중합반응을 정지시키고, 산화방지제인 IR1520(BASF社)가 n-헥산에 0.3 중량% 녹아있는 용액 45 ml를 첨가하였다. 그 결과 얻어진 중합물을 스팀으로 가열된 온수에 넣고 교반하여 용매를 제거하여 변성 공액디엔계 중합체를 제조하였다.A 20 L autoclave reactor was charged with 110 g of styrene, 870 g of 1,3-butadiene, 0.54 g of 1-vinyl imidazole, 5,000 g of n-hexane, and 1.13 g of 2,2-di(2-tetrahydrofuryl)propane as a polar additive, and the internal temperature of the reactor was increased to 50°C. When the internal temperature of the reactor reached 50°C, 5.5 mmol of n-butyllithium was added to perform an adiabatic temperature-raising reaction. After 20 minutes, 20 g of 1,3-butadiene was added to cap the polymer chain ends with butadiene. After 5 minutes, 5.5 mmol of 3-(dimethoxy(methyl)silyl)-N,N-diethylpropan-1-amine was added as a denaturant and reacted for 15 minutes. Thereafter, the polymerization reaction was stopped using ethanol, and 45 ml of a solution containing 0.3 wt% IR1520 (BASF) as an antioxidant in n-hexane was added. The resulting polymer was placed in hot water heated with steam and stirred to remove the solvent, thereby producing a modified conjugated diene polymer.

비교예 2Comparative Example 2

비교예 1에 있어서, 3-(디메톡시(메틸)실릴)-N,N-디에틸프로판-1-아민을 16.5 mmol로 투입한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 실시하여 변성 공액디엔계 중합체를 제조하였다.In Comparative Example 1, a modified conjugated diene polymer was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that 16.5 mmol of 3-(dimethoxy(methyl)silyl)-N,N-diethylpropan-1-amine was added.

비교예 3Comparative Example 3

비교예 1에 있어서, 3-(디메톡시(메틸)실릴)-N,N-디에틸프로판-1-아민을 2.5 mmol로 투입한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 실시하여 변성 공액디엔계 중합체를 제조하였다.In Comparative Example 1, a modified conjugated diene polymer was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that 2.5 mmol of 3-(dimethoxy(methyl)silyl)-N,N-diethylpropan-1-amine was added.

비교예 4Comparative Example 4

2기의 반응기가 직렬로 연결된 연속 반응기 중 제1기 반응기에, n-헥산에 스티렌이 60 중량%로 용해된 스티렌 용액을 1.85 kg/h, n-헥산에 1,3-부타디엔이 60 중량%로 용해된 1,3-부타디엔 용액을 11.9 kg/h, n-헥산 48.0 kg/h, n-헥산에 1,2-부타디엔이 2.0 중량%로 용해된 1,2-부타디엔 용액을 40.0 g/h, 극성첨가제로 n-헥산에 2,2-(디-2(테트라하이드로퓨릴)프로판이 10 중량%로 용해된 용액을 61.0 g/h, n-헥산에 n-부틸리튬이 6.6 중량%로 용해된 n-부틸리튬 용액을 106.1 g/h의 속도로 주입하였다. 이 때, 제1기 반응기의 온도는 55℃가 되도록 유지하였으며, 중합 전환율이 48%가 되었을 때, 이송 배관을 통해, 제1 반응기에서 제2 반응기로 중합물을 이송하였다.In the first reactor of the continuous reactor in which two reactors are connected in series, a styrene solution containing 60 wt% styrene dissolved in n-hexane was injected at a rate of 1.85 kg/h, a 1,3-butadiene solution containing 60 wt% 1,3-butadiene dissolved in n-hexane was injected at a rate of 11.9 kg/h, a 48.0 kg/h n-hexane solution containing 2.0 wt% 1,2-butadiene dissolved in n-hexane was injected at a rate of 40.0 g/h, a 10 wt% 2,2-(di-2(tetrahydrofuryl)propane as a polar additive was dissolved in n-hexane was injected at a rate of 61.0 g/h, and a n-butyllithium solution containing 6.6 wt% n-butyllithium dissolved in n-hexane was injected at a rate of 106.1 g/h. At this time, The temperature of the first reactor was maintained at 55°C, and when the polymerization conversion rate reached 48%, the polymer was transferred from the first reactor to the second reactor through the transfer pipe.

이어서, 제2 반응기에 n-헥산에 1,3-부타디엔이 60 중량%로 용해된 1,3-부타디엔 용액을 2.96 kg/h의 속도로 주입하였다. 이때, 제2기 반응기의 온도는 65℃가 되도록 유지하였으며, 중합 전환율이 95% 이상이 되었을 때, 반응을 종료하였다. Next, a 1,3-butadiene solution containing 60 wt% of 1,3-butadiene dissolved in n-hexane was injected into the second reactor at a rate of 2.96 kg/h. At this time, the temperature of the second reactor was maintained at 65°C, and the reaction was terminated when the polymerization conversion rate was 95% or higher.

이 후, 제2 반응기에서 배출된 중합 용액에 산화방지제로 30 중량%로 용해된 IR1520(BASF社) 용액을 167 g/h의 속도로 주입하여 교반하였다. 그 결과 얻어진 중합물을 스팀으로 가열된 온수에 넣고 교반하여 용매를 제거하여 미변성 공액디엔계 중합체를 제조하였다.After this, a solution of IR1520 (BASF) dissolved at 30 wt% as an antioxidant was injected into the polymerization solution discharged from the second reactor at a rate of 167 g/h and stirred. The resulting polymer was placed in hot water heated by steam and stirred to remove the solvent, thereby producing an unmodified conjugated diene polymer.

비교예 5Comparative Example 5

3기의 반응기가 직렬로 연결된 연속 반응기 중 제1기 반응기에, n-헥산에 스티렌이 60 중량%로 용해된 스티렌 용액을 1.85 kg/h, n-헥산에 1,3-부타디엔이 60 중량%로 용해된 1,3-부타디엔 용액을 11.9 kg/h, n-헥산 48.0 kg/h, n-헥산에 1,2-부타디엔이 2.0 중량%로 용해된 1,2-부타디엔 용액을 40 g/h, 극성첨가제로 n-헥산에 2,2-(디-2(테트라하이드로퓨릴)프로판이 10 중량%로 용해된 용액을 61.0 g/h, n-헥산에 n-부틸리튬이 6.6 중량%로 용해된 n-부틸리튬 용액을 106.1 g/h의 속도로 주입하였다. 이 때, 제1기 반응기의 온도는 50℃가 되도록 유지하였으며, 중합 전환율이 39%가 되었을 때, 이송 배관을 통해, 제1 반응기에서 제2 반응기로 중합물을 이송하였다.In the first reactor of the continuous reactor with three reactors connected in series, a styrene solution containing 60 wt% styrene dissolved in n-hexane was injected at a rate of 1.85 kg/h, a 1,3-butadiene solution containing 60 wt% 1,3-butadiene dissolved in n-hexane was injected at a rate of 11.9 kg/h, a 48.0 kg/h n-hexane solution containing 2.0 wt% 1,2-butadiene dissolved in n-hexane was injected at a rate of 40 g/h, a 10 wt% 2,2-(di-2(tetrahydrofuryl)propane as a polar additive was dissolved in n-hexane was injected at a rate of 61.0 g/h, and a n-butyllithium solution containing 6.6 wt% n-butyllithium dissolved in n-hexane was injected at a rate of 106.1 g/h. At this time, The temperature of the first reactor was maintained at 50°C, and when the polymerization conversion rate reached 39%, the polymer was transferred from the first reactor to the second reactor through the transfer pipe.

이어서, 제2 반응기에 n-헥산에 1,3-부타디엔이 60 중량%로 용해된 1,3-부타디엔 용액을 2.96 kg/h의 속도로 주입하였다. 이때, 제2기 반응기의 온도는 65℃가 되도록 유지하였으며, 중합 전환율이 95% 이상이 되었을 때, 이송 배관을 통해, 제2 반응기에서 제3 반응기로 중합물을 이송하였다. Next, a 1,3-butadiene solution containing 60 wt% of 1,3-butadiene dissolved in n-hexane was injected into the second reactor at a rate of 2.96 kg/h. At this time, the temperature of the second reactor was maintained at 65°C, and when the polymerization conversion rate was 95% or higher, the polymer was transferred from the second reactor to the third reactor through a transfer pipe.

상기 제2 반응기에서 제3 반응기로 중합물 이송하여, 변성제로 1,4-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)피페라진)(1,4-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)piperazine)이 20 중량%로 용해된 용액을 64.0 g/h의 속도로 제 3반응기에 투입하였다. 제3 반응기의 온도는 65℃가 되도록 유지하였다.The polymer was transferred from the second reactor to the third reactor, and a solution containing 20 wt% of 1,4-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)piperazine as a denaturant was introduced into the third reactor at a rate of 64.0 g/h. The temperature of the third reactor was maintained at 65°C.

이 후, 제3 반응기에서 배출된 중합 용액에 산화방지제로 30 중량%로 용해된 IR1520(BASF社) 용액을 167 g/h의 속도로 주입하여 교반하였다. 그 결과 얻어진 중합물을 스팀으로 가열된 온수에 넣고 교반하여 용매를 제거하여 변성 공액디엔계 중합체를 제조하였다.After this, a solution of IR1520 (BASF) dissolved at 30 wt% as an antioxidant was injected at a rate of 167 g/h into the polymerization solution discharged from the third reactor and stirred. The resulting polymer was placed in hot water heated by steam and stirred to remove the solvent, thereby producing a modified conjugated diene polymer.

비교예 6Comparative Example 6

실시예 1에 있어서, 중합 전환율이 47%가 되었을 때, 이송 배관을 통해, 제1 반응기에서 제2 반응기로 중합물을 이송하고, 변성제로 1,4-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)피페라진)(1,4-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)piperazine) 대신에 n-헥산에 디클로로디메틸실란이 2 중량%로 용해된 용액을 40 g/h의 속도로 제3 반응기에 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여, 변성 공액디엔계 중합체를 제조하였다.In Example 1, when the polymerization conversion reached 47%, the polymer was transferred from the first reactor to the second reactor through the transfer pipe, and instead of 1,4-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)piperazine as a modifier, a solution of 2 wt% dichlorodimethylsilane dissolved in n-hexane was introduced into the third reactor at a rate of 40 g/h, except that the same procedure as in Example 1 was repeated to produce a modified conjugated diene polymer.

비교예 7Comparative Example 7

실시예 1에 있어서, 반응온도를 제1 반응기에서는 75℃, 제 2 반응기에서는 80℃, 제3 반응기에서는 80℃로 유지하고, 제1 반응기에서 중합 전환율이 55%가 되었을 때, 이송 배관을 통해, 제1 반응기에서 제2 반응기로 중합물을 이송하여 중합한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여, 변성 공액디엔계 중합체를 제조하였다.In Example 1, the reaction temperature was maintained at 75°C in the first reactor, 80°C in the second reactor, and 80°C in the third reactor, and when the polymerization conversion rate in the first reactor reached 55%, the polymer was transferred from the first reactor to the second reactor through a transfer pipe for polymerization, except that the same procedure as in Example 1 was performed to produce a modified conjugated diene polymer.

실험예 1Experimental Example 1

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 각 변성 또는 미변성 공액디엔계 중합체에 대하여 각각 중합체 내 스티렌 단위 함량 및 비닐 함량과 중량평균분자량(Mw, X103 g/mol), 수평균분자량(Mn, X103 g/mol), 분자량 분포(PDI, MWD), 커플링 수, 무니점도(MV), 무니완화율, 수축인자 및 Si 함량 및 N 함량을 각각 측정하였다. 결과를 하기 표 1에 나타내었다. For each modified or unmodified conjugated diene polymer manufactured in the above examples and comparative examples, the styrene unit content and vinyl content, and the weight average molecular weight (Mw, X10 3 g/mol), number average molecular weight (Mn, X10 3 g/mol), molecular weight distribution (PDI, MWD), coupling number, Mooney viscosity (MV), Mooney relaxation rate, shrinkage factor, Si content, and N content in the polymer were measured, respectively. The results are shown in Table 1 below.

1) 스티렌 단위 및 비닐 함량(중량%)1) Styrene units and vinyl content (weight %)

상기 각 중합체 내 스티렌 단위(SM) 및 비닐(Vinyl) 함량은 Varian VNMRS 500 MHz NMR을 이용하여 측정 및 분석하였다. The styrene unit (SM) and vinyl content in each of the above polymers were measured and analyzed using a Varian VNMRS 500 MHz NMR.

NMR 측정 시 용매는 1,1,2,2-테트라클로로에탄을 사용하였으며, solvent peak는 5.97 ppm으로 계산하고, 7.2~6.9 ppm은 랜덤 스티렌, 6.9~6.2 ppm은 블록 스티렌, 5.8~5.1 ppm은 1,4-비닐, 5.1~4.5 ppm은 1,2-비닐의 피크로 하여 스티렌 단위 및 비닐 함량을 계산하였다. In the NMR measurement, 1,1,2,2-tetrachloroethane was used as the solvent, and the solvent peak was calculated as 5.97 ppm. 7.2–6.9 ppm was the peak of random styrene, 6.9–6.2 ppm was the peak of block styrene, 5.8–5.1 ppm was the peak of 1,4-vinyl, and 5.1–4.5 ppm was the peak of 1,2-vinyl, and thus the styrene unit and vinyl content were calculated.

2) 중량평균분자량(Mw, X103 g/mol), 수평균분자량(Mn, X103 g/mol), 분자량 분포(PDI, MWD) 및 커플링 수(coupling number, C.N)2) Weight average molecular weight (Mw, X10 3 g/mol), number average molecular weight (Mn, X10 3 g/mol), molecular weight distribution (PDI, MWD) and coupling number (CN)

GPC(Gel permeation Chromatography) 분석을 통하여 상기 중량평균분자량(Mw), 수평균분자량(Mn)을 측정하였으며, 분자량 분포 곡선을 얻었다. 또한, 분자량 분포(PDI, MWD, Mw/Mn)는 측정된 상기 각 분자량으로부터 계산하여 얻었다. 구체적으로, 상기 GPC는 PLgel Olexis(Polymer Laboratories 社) 컬럼 두 자루와 PLgel mixed-C(Polymer Laboratories 社) 컬럼 한 자루를 조합하여 사용하고 분자량 계산시 GPC 기준물질 (Standard material)은 PS(polystyrene)을 사용하여 실시하였다. GPC 측정 용매는 테트라하이드로퓨란에 2 중량%의 아민 화합물을 섞어서 제조하였다. 이때, 얻어진 분자량 분포 곡선은 도 1 내지 도 4에 나타내었다.Through GPC (Gel permeation chromatography) analysis, the weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) were measured, and a molecular weight distribution curve was obtained. In addition, the molecular weight distribution (PDI, MWD, Mw/Mn) was obtained by calculating from each measured molecular weight. Specifically, the GPC was performed by combining two PLgel Olexis (Polymer Laboratories) columns and one PLgel mixed-C (Polymer Laboratories) column, and PS (polystyrene) was used as the GPC standard material when calculating the molecular weight. The GPC measurement solvent was prepared by mixing 2 wt% of an amine compound into tetrahydrofuran. The molecular weight distribution curves obtained at this time are shown in Figs. 1 to 4.

또한, 커플링 수는 각 실시예 및 비교예에서 변성제 또는 커플링제를 투입하기 전에 일부 중합물을 채취하여 중합체의 피크 분자량(Mp1)을 얻고, 이후 각 변성 공액디엔계 중합체의 피크 분자량(Mp2)을 얻어, 하기 수학식 3으로 계산하였다. In addition, the coupling number was calculated by obtaining the peak molecular weight (Mp 1 ) of the polymer by collecting some polymers before adding the modifier or coupling agent in each example and comparative example, and then obtaining the peak molecular weight (Mp 2 ) of each modified conjugated diene polymer, using the following mathematical formula 3.

[수학식 3][Mathematical Formula 3]

커플링 수(C.N)=Mp2/Mp1 Coupling number (CN) = Mp 2 / Mp 1

3) 무니점도 및 무니완화율3) Muni viscosity and Muni relaxation rate

상기 무니점도(MV, (ML1+4, @100℃) MU)는 MV-2000(ALPHA Technologies 社)를 이용하여 100℃에서 Rotor Speed 2±0.02 rpm, Large Rotor를 사용하여 측정하였으며, 이때 사용된 시료는 실온(23±3℃)에서 30분 이상 방치한 후 27±3 g을 채취하여 다이 캐비티 내부에 채워 놓고 Platen을 작동시켜 4분 동안 측정하였다.The above Mooney viscosity (MV, (ML1+4, @100℃) MU) was measured using MV-2000 (ALPHA Technologies) at 100℃, Rotor Speed 2±0.02 rpm, Large Rotor. The sample used was left at room temperature (23±3℃) for more than 30 minutes, and 27±3 g was collected and filled into the die cavity, and the Platen was operated for 4 minutes to measure.

무니점도 측정 후, 토크가 풀리면서 나타나는 무니점도 변화의 기울기 값을 측정하여 이의 절대값인 무니완화율을 얻었다.After measuring the Mooney viscosity, the slope value of the Mooney viscosity change that appears when the torque is released was measured, and the absolute value, the Mooney relaxation rate, was obtained.

4) Si 함량4) Si content

상기 Si 함량은 ICP 분석 방법으로 유도 결합 플라즈마 발광 분석기(ICP-OES; Optima 7300DV)를 이용하여 측정하였다. 구체적으로, 시료 약 0.7 g을 백금 도가니(Pt crucible)에 넣고, 진한 황산(98 중량%, Electronic grade) 약 1 mL를 넣어, 300℃에서 3시간 동안 가열하고, 시료를 전기로(Thermo Scientific, Lindberg Blue M)에서, 하기 스텝(step) 1 내지 3의 프로그램으로 회화를 진행한 후, The above Si content was measured using an inductively coupled plasma optical emission spectrometer (ICP-OES; Optima 7300DV) as an ICP analysis method. Specifically, about 0.7 g of the sample was placed in a platinum crucible, about 1 mL of concentrated sulfuric acid (98 wt%, electronic grade) was added, heated at 300°C for 3 hours, and the sample was annealed in an electric furnace (Thermo Scientific, Lindberg Blue M) using the following program of steps 1 to 3,

1) step 1: initial temp 0℃, rate (temp/hr) 180 ℃/hr, temp(holdtime) 180℃ (1hr)1) step 1: initial temp 0℃, rate (temp/hr) 180 ℃/hr, temp(holdtime) 180℃ (1hr)

2) step 2: initial temp 180℃, rate (temp/hr) 85 ℃/hr, temp(holdtime) 370℃ (2hr)2) step 2: initial temp 180℃, rate (temp/hr) 85 ℃/hr, temp(holdtime) 370℃ (2hr)

3) step 3: initial temp 370℃, rate (temp/hr) 47 ℃/hr, temp(holdtime) 510℃ (3hr)3) step 3: initial temp 370℃, rate (temp/hr) 47 ℃/hr, temp(holdtime) 510℃ (3hr)

잔류물에 진한 질산(48 중량%) 1 mL, 진한 불산(50 중량%) 20 ㎕를 가하고, 백금 도가니를 밀봉하여 30분 이상 흔들어(shaking)준 후, 시료에 붕산(boric acid) 1 mL를 넣고 0℃에서 2시간 이상 보관한 후, 초순수(ultrapure water) 30 mL에 희석하여, 회화를 진행하여 측정하였다.1 mL of concentrated nitric acid (48 wt%) and 20 ㎕ of concentrated hydrofluoric acid (50 wt%) were added to the residue, the platinum crucible was sealed and shaken for more than 30 minutes, 1 mL of boric acid was added to the sample and stored at 0°C for more than 2 hours, then the sample was diluted in 30 mL of ultrapure water, incinerated, and measured.

5) N 함량5) N content

N 함량은 NSX 분석 방법으로, 극미량 질소 정량분석기 (NSX-2100H)를 이용하여 측정하였다. 구체적으로, 극미량 질소 정량분석기(Auto sampler, Horizontal furnace, PMT & Nitrogen detector)를 켜고 Ar을 250 ml/min, O2를 350 ml/min, ozonizer 300 ml/min으로 캐리어 가스 유량을 설정하고, heater를 800℃로 설정한 후 약 3시간 동안 대기하여 분석기를 안정화시켰다. 분석기가 안정화된 후 Nitrogen standard(AccuStandard S-22750-01-5 ml)를 이용하여 검량선 범위 5 ppm, 10 ppm, 50 ppm, 100 ppm 및 500 ppm의 검량선을 작성하고 각 농도에 해당하는 Area를 얻은 후 농도 대 Area의 비율을 이용하여 직선을 작성하였다. 이후, 시료 20 mg가 담긴 세라믹 보트를 상기 분석기의 Auto sampler에 놓고 측정하여 area를 얻었다. 얻어진 시료의 area와 상기 검량선을 이용하여 N 함량을 계산하였다.N content was measured using a trace nitrogen quantitative analyzer (NSX-2100H) by the NSX analysis method. Specifically, the trace nitrogen quantitative analyzer (Auto sampler, Horizontal furnace, PMT & Nitrogen detector) was turned on and the carrier gas flow rates were set to 250 ml/min for Ar, 350 ml/min for O 2 , and 300 ml/min for ozonizer, and the heater was set to 800℃. The analyzer was then allowed to stabilize for about 3 hours. After the analyzer stabilized, a calibration curve was created using a nitrogen standard (AccuStandard S-22750-01-5 ml) with calibration curve ranges of 5 ppm, 10 ppm, 50 ppm, 100 ppm, and 500 ppm, and the Area corresponding to each concentration was obtained, and a straight line was created using the ratio of the Area to the concentration. After that, a ceramic boat containing 20 mg of the sample was placed on the Auto sampler of the analyzer and measured to obtain the area. The N content was calculated using the area of the obtained sample and the calibration curve.

6) 수축인자(g')6) Contraction factor (g')

수축인자는 광산란 검출기 및 점도 검출기가 구비된 GPC-광산란 측정장치(Viscotek TDAmax, Malvern 社)에 시료를 주입해서 광산란 검출기로부터 절대 분자량을 얻고, 광산란 검출기와 점도 검출기로부터 절대 분자량에 대한 고유점도[η]를 얻은 후, 하기 수학식 2를 통하여 상기 절대 분자량에 대한 선형 중합체의 고유점도[η]0를 산출하여, 각 절대 분자량에 대응하는 고유점도의 비([η]/[η]0)의 평균값을 수축인자로 나타내었다. 이때, 용리액은 테트라히드로푸란과 N,N,N',N'-테트라메틸에틸렌디아민의 혼합 용액(N,N,N',N'-테트라메틸에틸렌디아민 20 mL를 테트라히드로푸란 1L에 혼합시켜 조정함)을 사용하고, 칼럼은 PL Olexix(Agilent 社)사용하였으며, 오븐 온도 40℃, THF 유량 1.0 mL/분의 조건에서 측정하였으며, 시료는 10 mL의 THF에 중합체 15 ㎎을 용해시켜 준비하였다.The shrinkage factor was calculated by injecting a sample into a GPC-light scattering measuring device (Viscotek TDAmax, Malvern) equipped with a light scattering detector and a viscosity detector, obtaining the absolute molecular weight from the light scattering detector, and obtaining the intrinsic viscosity [η] for the absolute molecular weight from the light scattering detector and the viscosity detector. Then, the intrinsic viscosity [η] 0 of the linear polymer for the absolute molecular weight was calculated using the following mathematical equation 2, and the average value of the ratio of the intrinsic viscosities corresponding to each absolute molecular weight ([η] / [η] 0 ) was expressed as the shrinkage factor. At this time, the eluent used was a mixed solution of tetrahydrofuran and N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine (adjusted by mixing 20 mL of N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine in 1 L of tetrahydrofuran), the column used PL Olexix (Agilent Corporation), and the measurement was performed under the conditions of an oven temperature of 40°C and a THF flow rate of 1.0 mL/min, and the sample was prepared by dissolving 15 mg of the polymer in 10 mL of THF.

[수학식 2][Mathematical formula 2]

[η]0=10-3.883M0.771 [η] 0 =10 -3.883 M 0.771

상기 수학식 2에서 M은 절대 분자량이다.In the above mathematical expression 2, M is the absolute molecular weight.

상기 표 1에서, 개시제, 변성제 및 커플링제의 구체적인 물질은 하기와 같다.In Table 1 above, the specific materials of the initiator, modifier, and coupling agent are as follows.

* 변성 단량체 M1: 1-비닐 이미다졸* Modified monomer M1: 1-vinyl imidazole

* 변성제 F1: 1,4-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)피페라진)(1,4-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)piperazine)* Modifier F1: 1,4-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)piperazine)

* 변성제 F2: 1-(3-(에톡시디메틸실릴)프로필-4-(3-(트리에톡시실릴)프로필)피페라진(1-(3-(ethoxydimethylsilyl)propyl)-4-(3-(triethoxysilyl)propyl)piperazine)* Modifier F2: 1-(3-(ethoxydimethylsilyl)propyl-4-(3-(triethoxysilyl)propyl)piperazine

* 변성제 F3: 1-(3-(에톡시디메틸실릴)프로필-4-(3-(트리에톡시실릴)메틸)피페라진(1-(3-(ethoxydimethylsilyl)propyl)-4-((triethoxysilyl)methyl)piperazine)* Modifier F3: 1-(3-(ethoxydimethylsilyl)propyl)-4-((triethoxysilyl)methyl)piperazine

* 변성제 F4: 1,1,1-트리메톡시-N-((트리에톡시실릴)메틸)-N-((4-((트리메틸실릴)메틸)피페라진-1-일)메틸)실란아민 (1,1,1-trimethoxy-N-((triethoxysilyl)methyl)-N-((4-((trimethylsilyl)methyl)piperazine-1-yl)methyl)silanamine)* Modifier F4: 1,1,1-trimethoxy-N-((triethoxysilyl)methyl)-N-((4-((trimethylsilyl)methyl)piperazine-1-yl)methyl)silanamine

* 변성제 F5: 1,1,3,3-테트라메톡시-1,3-비스(2-(4-메틸피페라진-1-일)에틸)디실록산 (1,1,3,3-tetramethoxy-1,3-bis(2-(4-methylpiperazine-1-yl)ethyl)disiloxane)* Modifier F5: 1,1,3,3-tetramethoxy-1,3-bis(2-(4-methylpiperazine-1-yl)ethyl)disiloxane

* 변성제 F6: 3-(디메톡시(메틸)실릴)-N,N-디에틸프로판-1-아민 (3-(dimethoxy(methyl)silyl)-N,N-diethylpropane-1-amine)* Modifier F6: 3-(dimethoxy(methyl)silyl)-N,N-diethylpropane-1-amine

* 커플링제 C1: 디클로로디메틸실란* Coupling agent C1: Dichlorodimethylsilane

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 실시예 1 내지 5의 변성 공액디엔계 중합체는 겔 투과 크로마토그래피에 의한 분자량 분포 곡선이 유니모달(unimodal) 형태를 가지면서(도 1 참고) PDI(분자량 분포)가 1.0 이상 1.7 미만이고, 무니완화율이 0.7 이상이고, 수축인자가 0.8 이상인 것을 확인할 수 있다. 반면에, 비교예 1 내지 비교예 7의 미변성 또는 변성 공액디엔계 중합체는 겔 투과 크로마토그래피에 의한 분자량 분포 곡선이 바이모달 형태를 가지거나(도 2 참고), 무니완화율이 0.7 미만 또는 수축인자가 0.8 미만의 값을 나타내는 것을 확인할 수 있으며, 특히 연속중합으로 제조되되 제1 반응기에서의 중합 전환율이 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예 7은 PDI 값이 1.7을 초과하고 무니 완화율 및 수축인자가 각각 0.7 및 0.8 미만으로 실시예 대비 현저하게 감소된 것을 확인할 수 있다. As shown in Table 1 above, it can be confirmed that the modified conjugated diene polymers of Examples 1 to 5 according to one embodiment of the present invention have a unimodal molecular weight distribution curve by gel permeation chromatography (see FIG. 1), a PDI (molecular weight distribution) of 1.0 or more and less than 1.7, a Mooney relaxation rate of 0.7 or more, and a shrinkage factor of 0.8 or more. On the other hand, it can be confirmed that the unmodified or modified conjugated diene polymers of Comparative Examples 1 to 7 have a bimodal molecular weight distribution curve by gel permeation chromatography (see FIG. 2), or exhibit a Mooney relaxation rate of less than 0.7 or a shrinkage factor of less than 0.8, and in particular, Comparative Example 7, which is manufactured by continuous polymerization but has a polymerization conversion rate in the first reactor outside the range of the present invention, exhibits a PDI value exceeding 1.7 and a Mooney relaxation rate and a shrinkage factor of less than 0.7 and 0.8, respectively, which are significantly reduced compared to the examples.

또한, 본 발명의 회분식 중합방법으로 중합체를 제조한 비교예 1의 경우 겔 투과 크로마토그래피에 의한 분자량 분포 곡선이 바이모달(bimodal) 형태를 나타내었다(도 2 참고). 한편, 비교예 2 및 비교예 3에서와 같이 회분식 중합방법을 적용하였음에도 분자량 분포 곡선이 유니모달(unimoda) 형태를 가지도록 조절할 수는 있으나(도 3 및 4 참고), 이 경우에는 중합체의 커플링수가 각각 1.0 또는 2.0으로, 중합체 전부가 변성제에 의해 커플링이 되지 않은 것(비교예 2)과 중합체 대부분이 변성제에 의해 커플링이 된 것(비교예 3)만이 존재할 수 있으므로 본 발명의 연속식 중합방법에 따른 유니모달의 중합체와는 구조 및 성질에 차이가 있으며, 이에 후술하는 표 3을 통해서 가공성, 인장특성 및 점탄성 특성이 실시예 대비 현저하게 감소된 것을 확인할 수 있다.In addition, in the case of Comparative Example 1 in which a polymer was manufactured by the batch polymerization method of the present invention, the molecular weight distribution curve by gel permeation chromatography showed a bimodal shape (see FIG. 2). On the other hand, as in Comparative Examples 2 and 3, although the batch polymerization method was applied, the molecular weight distribution curve can be adjusted to have a unimodal shape (see FIGS. 3 and 4). However, in this case, the coupling number of the polymer is 1.0 or 2.0, respectively, and only the case in which the entire polymer is not coupled by the modifier (Comparative Example 2) and the case in which the majority of the polymer is coupled by the modifier (Comparative Example 3) can exist. Therefore, there is a difference in structure and properties from the unimodal polymer according to the continuous polymerization method of the present invention. Accordingly, it can be confirmed through Table 3 described below that the processability, tensile properties, and viscoelastic properties are significantly reduced compared to the examples.

한편, 비교예 5 및 6의 변성 공액디엔계 중합체는 중합시 변성 단량체의 적용 여부 및 변성제의 종류를 제외하고는 본 발명에 따른 실시예와 동등한 수준에서 제조된 것으로, 분자량 분포, 커플링 수, 무니완화율 및 수축인자와 같은 중합체 물성은 실시예와 유사한 수준을 나타내었으나 본 발명에서 제시하는 변성 단량체 또는 변성제 유래 작용기를 포함하지 않아 충진제와의 친화성이 열악하며, 이는 후술하는 표 3에서 비교예 5 및 6의 인장특성 및 점탄성 특성이 실시예 대비 현저히 감소된 것을 통해 을 통해 확인할 수 있다. Meanwhile, the modified conjugated diene polymers of Comparative Examples 5 and 6 were manufactured at the same level as the examples according to the present invention, except for the application of the modified monomer during polymerization and the type of the modifier, and the polymer properties such as molecular weight distribution, coupling number, Mooney relaxation rate, and shrinkage factor showed similar levels to the examples. However, since they did not include the functional group derived from the modified monomer or modifier presented in the present invention, the compatibility with the filler was poor, and this can be confirmed through the fact that the tensile properties and viscoelastic properties of Comparative Examples 5 and 6 were significantly reduced compared to the examples in Table 3 described below.

실험예 2Experimental example 2

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 각 변성 또는 미변성 공액디엔계 공중합체를 포함하는 고무 조성물 및 이로부터 제조된 성형품의 물성을 비교분석하기 위하여, 인장특성, 점탄성 특성을 각각 측정하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. In order to compare and analyze the properties of the rubber compositions containing each modified or unmodified conjugated diene copolymer manufactured in the above examples and comparative examples and the molded articles manufactured therefrom, the tensile properties and viscoelastic properties were measured respectively and the results are shown in Table 3 below.

1) 고무 시편의 제조1) Manufacturing of rubber specimens

실시예 및 비교예의 각 변성 또는 미변성 공액디엔계 중합체를 원료 고무로 하여 하기 표 2에 나타낸 배합 조건으로 배합하였다. 표 2 내의 원료의 함량은 원료 고무 100 중량부 기준에 대한 각 중량부이다.Each modified or unmodified conjugated diene polymer of the examples and comparative examples was mixed as raw rubber under the mixing conditions shown in Table 2 below. The contents of the raw materials in Table 2 are each part by weight based on 100 parts by weight of the raw rubber.

구체적으로 상기 고무시편은 제1단 혼련 및 제2단 혼련을 통해 혼련된다. 제1단 혼련에서는 온도제어장치를 부속한 반바리 믹서를 사용하여 원료 고무, 실리카(충진제), 유기실란 커플링제(X50S, Evonik), 공정유(TDAE oil), 아연화제(ZnO), 스테아르산, 산화 방지제(TMQ(RD)(2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린 폴리머), 노화 방지제(6PPD((디메틸부틸)-N-페닐-페닐렌디아민) 및 왁스(Microcrystaline Wax)를 혼련하였다. 이때, 혼련기의 초기 온도를 70℃로 제어하고, 배합 완료 후 145℃ 내지 155℃의 배출온도에서 1차 배합물을 얻었다. 제2단 혼련에서는 상기 1차 배합물을 실온까지 냉각한 후, 혼련기에 1차 배합물, 황, 고무촉진제(DPD(디페닐구아닌)) 및 가황촉진제(CZ(N-시틀로헥실-2-벤조티아질술펜아미드))를 가하고, 100℃ 이하의 온도에서 믹싱하여 2차 배합물을 얻었다. 이후, 160℃에서 20분간 큐어링 공정을 거쳐 고무시편을 제조하였다.Specifically, the above rubber specimen is kneaded through first-stage kneading and second-stage kneading. In the first-stage mixing, a semi-automatic mixer equipped with a temperature control device was used to mix raw rubber, silica (filler), an organosilane coupling agent (X50S, Evonik), a process oil (TDAE oil), a zincating agent (ZnO), stearic acid, an antioxidant (TMQ (RD) (2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline polymer), an anti-aging agent (6PPD ((dimethylbutyl)-N-phenyl-phenylenediamine)), and wax (Microcrystaline Wax). At this time, the initial temperature of the mixer was controlled to 70°C, and after mixing was completed, the first mixture was obtained at a discharge temperature of 145°C to 155°C. In the second-stage mixing, the first mixture was cooled to room temperature, and then the first mixture, sulfur, a rubber accelerator (DPD (diphenylguanine)), and A vulcanization accelerator (CZ (N-cytohexyl-2-benzothiazylsulfenamide)) was added and mixed at a temperature of 100°C or lower to obtain a secondary compound. Afterwards, a rubber specimen was manufactured through a curing process at 160°C for 20 minutes.

2) 인장특성2) Tensile properties

인장특성은 ASTM 412의 인장 시험법에 준하여 각 시험편을 제조하고 상기 시험편의 절단시의 인장강도 및 300% 신장시의 인장응력(300% 모듈러스)를 측정하였다. 구체적으로, 인장특성은 Universal Test Machin 4204(Instron 社) 인장 시험기를 이용하여 실온에서 50 cm/min의 속도로 측정하였다. Tensile properties were measured by manufacturing each test piece according to the tensile test method of ASTM 412, and measuring the tensile strength at break and the tensile stress at 300% elongation (300% modulus) of the test piece. Specifically, the tensile properties were measured at room temperature at a speed of 50 cm/min using a Universal Test Machin 4204 (Instron) tensile tester.

3) 점탄성 특성3) Viscoelastic properties

점탄성 특성은 동적 기계 분석기(GABO 社)를 이용하여 Film Tension 모드로 주파수 10 Hz, 각 측정온도(-60℃~60℃)에서 동적 변형에 대한 점탄성 거동을 측정하여 tan δ값을 확인하였다. 측정 값에서 저온 0℃ tan δ값이 높은 것일 수록 젖은 노면저항성이 우수하고, 고온 60℃ tan δ 값이 낮은 것일 수록 히스테리시스 손실이 적고, 저주행저항성(연비성)이 우수함을 나타내는 것이나, 하기 표 3에서는 점탄성 특성을 기준 값을 특정한 후 지수화(%)하여 나타내어, 수치가 높을수록 우수한 것을 의미한다.Viscoelastic properties were measured using a dynamic mechanical analyzer (GABO Corporation) in Film Tension mode at a frequency of 10 Hz and at each measurement temperature (-60℃ to 60℃) to determine the tan δ value for dynamic deformation. In the measured values, the higher the low-temperature 0℃ tan δ value, the better the wet road resistance, and the lower the high-temperature 60℃ tan δ value, the less hysteresis loss and the better the low-pass resistance (fuel efficiency). However, Table 3 below shows the viscoelastic properties by specifying a reference value and then exponentiating it (%), so that a higher value means better.

4) 가공성 특성4) Processability characteristics

상기 1) 고무 시편 제조 시 얻어진 2차 배합물의 무니 점도(MV, (ML1+4, @100℃) MU)를 측정하여 각 중합체의 가공성 특성을 비교분석하였으며, 이때 무니점도 측정값이 낮은 것일수록 가공성 특성이 우수함을 나타낸다. The Mooney viscosity (MV, (ML1+4, @100℃) MU) of the secondary compound obtained during the manufacture of the above 1) rubber specimen was measured to compare and analyze the processability characteristics of each polymer. A lower Mooney viscosity measurement value indicates better processability characteristics.

구체적으로, MV-2000(ALPHA Technologies 社)를 이용하여 100℃에서 Rotor Speed 2±0.02 rpm, Large Rotor를 사용하여, 각 2차 배합물은 실온(23±3℃)에서 30분 이상 방치한 후 27±3 g을 채취하여 다이 캐비티 내부에 채워 놓고 Platen을 작동시켜 4분 동안 측정하였다.Specifically, using MV-2000 (ALPHA Technologies), a Large Rotor with a Rotor Speed of 2±0.02 rpm at 100℃, each secondary compound was left at room temperature (23±3℃) for more than 30 minutes, and then 27±3 g was collected and filled into the die cavity, and the Platen was operated for measurement for 4 minutes.

상기 표 3에서, 실시예 1 내지 실시예 5, 비교예 1 내지 비교예 3 및 비교예 5 내지 비교예 7의 점탄성 특성 결과값은 비교예 4의 측정값을 기준으로 지수화(%)하여 나타내었다.In Table 3 above, the viscoelasticity characteristic results of Examples 1 to 5, Comparative Examples 1 to 3, and Comparative Examples 5 to 7 were expressed as an exponent (%) based on the measured value of Comparative Example 4.

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 실시예 1 내지 실시예 5는 비교예 1 내지 비교예 7 대비 인장특성, 점탄성 특성 및 가공성 특성이 개선되었다. As shown in Table 3 above, Examples 1 to 5 according to one embodiment of the present invention showed improved tensile properties, viscoelastic properties, and processability properties compared to Comparative Examples 1 to 7.

한편, 점탄성 특성에 있어서 통상 0℃에서의 tan δ 값이 향상되면서 동시에 60℃에서의 tan δ 값이 개선되는 특성을 갖는 것은 매우 어려운 것으로 알려져 있다. 따라서, 비교예 대비 0℃에서의 tan δ 값은 동등 이상의 우수한 수준을 나타내면서 동시에 60℃에서의 tan δ 값에서 현저한 개선효과를 나타내는 실시예 1 내지 실시예 4는 점탄성 특성이 매우 우수한 것임을 알 수 있다.Meanwhile, it is known that it is very difficult to have a characteristic in which the tan δ value at 0°C is improved while the tan δ value at 60°C is improved at the same time in terms of viscoelastic properties. Therefore, it can be seen that Examples 1 to 4, which show an excellent level of tan δ at 0°C that is equivalent to or higher than that of the comparative examples while showing a remarkable improvement in tan δ at 60°C, have very excellent viscoelastic properties.

또한, 상기 표 3에 나타난 바와 같이, 비교예 2 및 3에서와 같이 배치중합을 통해 제조되었으나 유니모달 형태의 분자량 분포 곡선을 갖는 경우에 있어서, 배치중합 고유의 열악한 가공성이 개선되지 못하였을 뿐 아니라 통상의 배치중합으로 구현되는 인장특성 및 점탄성 특성과 같은 배합물성도 실시예 대비 현저히 좋지 못하였다. 여기에서, 배치중합 고유의 열악한 가공성은 통상의 배치중합으로 제조되어 바이모달 형태의 분자량 분포 곡선을 갖는 비교예 1의 결과를 통해 확인할 수 있다.In addition, as shown in Table 3 above, in the case of Comparative Examples 2 and 3, which were manufactured through batch polymerization but had a unimodal molecular weight distribution curve, not only was the poor processability inherent in batch polymerization not improved, but also the compounding properties, such as tensile properties and viscoelastic properties, which are realized through conventional batch polymerization were significantly worse than those of the examples. Here, the poor processability inherent in batch polymerization can be confirmed through the results of Comparative Example 1, which was manufactured through conventional batch polymerization and had a bimodal molecular weight distribution curve.

Claims (15)

겔 투과 크로마토그래피(GPC, Gel permeation chromatography)에 의한 분자량 분포 곡선이 유니모달(unimodal) 형태를 갖고,
분자량 분포(PDI; MWD)가 1.0 이상 1.7 미만이며,
하기 화학식 1로 표시되는 변성 단량체 유래 작용기를 포함하고, 적어도 일 말단에 피페라진계 변성제 유래 작용기를 포함하고,
커플링 수(C.N.)는 1<C.N.<F이며, 여기에서 F는 변성제의 관능기 수인 것이고,
상기 화학식 1로 표시되는 변성 단량체는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물이고,
상기 피페라진계 변성제는 하기 화학식 4 내지 화학식 6으로 표시되는 화합물 중에서 선택된 것인 변성 공액디엔계 중합체:
[화학식 1]

상기 화학식 1에서,
F1은 아민 함유 기능기이고, R1은 탄소수 2 내지 10의 알케닐기이고,
[화학식 2]

상기 화학식 2에서,
R2는 탄소수 2 내지 10의 알케닐기이고,
[화학식 4]

상기 화학식 4에서,
Ra1 및 Ra2는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기 또는 -Ra7[ORa8]n3-이고, 여기에서 Ra7 및 Ra8은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기이고, n3는 1 내지 30의 정수이며,
Ra3 내지 Ra6은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기이고,
n1 및 n2는 서로 독립적으로 0 내지 3에서 선택된 정수이되, n1+n2는 1 이상의 정수이며,
[화학식 5]

상기 화학식 5에서,
Rb1은 탄소수 1 내지 10의 알킬기, -Rb19SiRb9Rb10Rb11 또는 -Rb12A이고, 여기에서 상기 Rb9 내지 Rb11은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, 상기 Rb12는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이며, Rb19는 단일결합 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이며, 상기 A는 하기 화학식 5a로 표시되는 치환기이고,
Rb2 내지 Rb4는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고,
Rb5 내지 Rb8은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고,
m1 및 m2는 서로 독립적으로 1 내지 3의 정수이고,
[화학식 5a]

상기 화학식 5a에서, Rb13 및 Rb14는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고, Rb15 내지 Rb18은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이며, m3 및 m4는 서로 독립적으로 1 내지 3의 정수이며,
[화학식 6]

상기 화학식 6에서,
A1 및 A2는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 4의 알킬기로 치환되거나 비치환된 탄소수 1 내지 6의 알킬렌기이고,
Rc1 내지 Rc4는 서로 독립적으로 할로겐기이거나 탄소수 1 내지 6의 알콕시기이며,
Rc5 내지 Rc8은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고,
o1은 1 내지 5의 정수이고, o2 및 o3는 서로 독립적으로 0 내지 4의 정수이다.
The molecular weight distribution curve by gel permeation chromatography (GPC) has a unimodal shape.
The molecular weight distribution (PDI; MWD) is 1.0 or more and less than 1.7,
A functional group derived from a modified monomer represented by the following chemical formula 1, and comprising a functional group derived from a piperazine-based modifier at at least one terminal,
The coupling number (CN) is 1<CN<F, where F is the number of functional groups of the modifier,
The modified monomer represented by the above chemical formula 1 is a compound represented by the following chemical formula 2,
The above piperazine-based modifier is a modified conjugated diene polymer selected from compounds represented by the following chemical formulas 4 to 6:
[Chemical Formula 1]

In the above chemical formula 1,
F 1 is an amine-containing functional group, R 1 is an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms,
[Chemical formula 2]

In the above chemical formula 2,
R 2 is an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms,
[Chemical Formula 4]

In the above chemical formula 4,
R a1 and R a2 are each independently an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms or -R a7 [OR a8 ] n3 -, wherein R a7 and R a8 are each independently an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, n 3 is an integer from 1 to 30,
R a3 to R a6 are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms,
n 1 and n 2 are integers independently selected from 0 to 3, and n 1 +n 2 is an integer greater than or equal to 1,
[Chemical Formula 5]

In the above chemical formula 5,
R b1 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, -R b19 SiR b9 R b10 R b11 or -R b12 A, wherein R b9 to R b11 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, R b12 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, R b19 is a single bond or an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and A is a substituent represented by the following chemical formula 5a,
R b2 to R b4 are independently an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,
R b5 to R b8 are independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms,
m 1 and m 2 are independently integers from 1 to 3,
[Chemical formula 5a]

In the above chemical formula 5a, R b13 and R b14 are each independently an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, R b15 to R b18 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, m 3 and m 4 are each independently an integer of 1 to 3,
[Chemical formula 6]

In the above chemical formula 6,
A 1 and A 2 are independently an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, which is unsubstituted or substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
R c1 to R c4 are independently a halogen group or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms,
R c5 to R c8 are independently an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms,
o 1 is an integer from 1 to 5, and o 2 and o 3 are, independently of each other, integers from 0 to 4.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 화학식 1로 표시되는 변성 단량체는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물인 것인 변성 공액디엔계 중합체.
[화학식 3]

In claim 1,
A modified conjugated diene polymer, wherein the modified monomer represented by the above chemical formula 1 is a compound represented by the following chemical formula 3.
[Chemical Formula 3]

삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 화학식 4에서, Ra1 및 Ra2는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기 또는 -Ra7[ORa8]n3-이고, 여기에서 Ra7 및 Ra8은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고, n3는 1 내지 30의 정수이며, Ra3 내지 Ra6은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기일 수 있으며, n1 및 n2는 서로 독립적으로 0 내지 3에서 선택된 정수이되, n1+n2는 1 이상의 정수인 것인 변성 공액디엔계 중합체.
In claim 1,
A modified conjugated diene polymer, wherein in the chemical formula 4, R a1 and R a2 are each independently an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms or -R a7 [OR a8 ] n3 -, wherein R a7 and R a8 are each independently an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, n 3 is an integer of 1 to 30, R a3 to R a6 can each independently be an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, n 1 and n 2 are each independently an integer selected from 0 to 3, and n 1 + n 2 is an integer of 1 or more.
청구항 1에 있어서,
상기 화학식 5에서, Rb1은 탄소수 1 내지 6의 알킬기, -Rb19SiRb9Rb10Rb11 또는 -Rb12A이고, 여기에서 상기 Rb9 내지 Rb11은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 알킬기이고, 상기 Rb12는 탄소수 1 내지 6의 알킬렌기이며, Rb19는 단일결합 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬렌기이며, 상기 A는 화학식 5a로 표시되는 치환기이고, Rb2 내지 Rb4는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 알킬렌기이고, Rb5 내지 Rb8은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 알킬기이고, m1 및 m2는 서로 독립적으로 1 내지 3의 정수이고, 화학식 3a에서 Rb13 및 Rb14는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 알킬렌기이고, Rb15 내지 Rb18은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 알킬기이며, m3 및 m4는 서로 독립적으로 1 내지 3의 정수인 것인 변성 공액디엔계 중합체.
In claim 1,
In the chemical formula 5, R b1 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, -R b19 SiR b9 R b10 R b11 or -R b12 A, wherein R b9 to R b11 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R b12 is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, R b19 is a single bond or an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, A is a substituent represented by chemical formula 5a, R b2 to R b4 are each independently an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, R b5 to R b8 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, m 1 and m 2 are each independently an integer of 1 to 3, and in chemical formula 3a, R b13 and R b14 are each independently an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and R b15 to R b18 A modified conjugated diene polymer, wherein each independently represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and m 3 and m 4 are each independently an integer of 1 to 3.
청구항 1에 있어서,
상기 화학식 6에서, A1 및 A2는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 4의 알킬기로 치환되거나 비치환된 탄소수 1 내지 6의 알킬렌기이고, Rc1 내지 Rc4는 서로 독립적으로 할로겐기이거나 탄소수 1 내지 4의 알콕시기이며, Rc5 내지 Rc8은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고, o1은 1 또는 2의 정수이고, o2 및 o3는 서로 독립적으로 0 내지 4의 정수인 것인 변성 공액디엔계 중합체.
In claim 1,
A modified conjugated diene polymer, wherein in the chemical formula 6, A 1 and A 2 are each independently an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms which is unsubstituted or substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R c1 to R c4 are each independently a halogen group or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, R c5 to R c8 are each independently an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, o 1 is an integer of 1 or 2, and o 2 and o 3 are each independently integers of 0 to 4.
청구항 1에 있어서,
상기 변성 공액디엔계 중합체는 수평균 분자량(Mn)이 1,000 g/mol 내지 2,000,000 g/mol이고, 중량평균 분자량(Mw)이 1,000 g/mol 내지 3,000,000 g/mol이고, 피크평균 분자량(Mp)이 1,000 g/mol 내지 3,000,000 g/mol인 변성 공액디엔계 중합체.
In claim 1,
The above modified conjugated diene polymer has a number average molecular weight (Mn) of 1,000 g/mol to 2,000,000 g/mol, a weight average molecular weight (Mw) of 1,000 g/mol to 3,000,000 g/mol, and a peak average molecular weight (Mp) of 1,000 g/mol to 3,000,000 g/mol.
청구항 1에 있어서,
상기 변성 공액디엔계 중합체는 Si 함량 및 N 함량 각각 중량을 기준으로 50 ppm 이상인 것인 변성 공액디엔계 중합체.
In claim 1,
The above modified conjugated diene polymer is a modified conjugated diene polymer having a Si content and a N content of 50 ppm or more based on weight, respectively.
청구항 1에 있어서,
상기 변성 공액디엔계 중합체는 100℃에 측정된 무니 완화율이 0.7 이상 3.0이하인 것인 변성 공액디엔계 중합체.
In claim 1,
The above modified conjugated diene polymer is a modified conjugated diene polymer having a Mooney relaxation rate of 0.7 or more and 3.0 or less as measured at 100°C.
청구항 1에 있어서,
상기 변성 공액디엔계 중합체는 점도 검출기를 구비한 겔 투과 크로마토그래피-광산란법 측정에 의해 구해지는 수축인자가 0.8 내지 3.0인 것인 변성 공액디엔계 중합체.
In claim 1,
The above modified conjugated diene polymer is a modified conjugated diene polymer having a shrinkage factor of 0.8 to 3.0 as determined by gel permeation chromatography-light scattering method measurement equipped with a viscosity detector.
삭제delete 청구항 1에 기재된 변성 공액디엔계 중합체 및 충진제를 포함하는 고무 조성물.
A rubber composition comprising a modified conjugated diene polymer and a filler as described in claim 1.
청구항 13에 있어서,
상기 고무 조성물은 상기 변성 공액디엔계 중합체 100 중량부에 대하여, 0.1 중량부 내지 200 중량부의 충진제를 포함하는 것인 고무 조성물.
In claim 13,
The rubber composition comprises 0.1 to 200 parts by weight of a filler based on 100 parts by weight of the modified conjugated diene polymer.
청구항 13에 있어서,
상기 충진제는 실리카계 충진제 또는 카본블랙계 충진제인 고무 조성물.
In claim 13,
A rubber composition wherein the above filler is a silica-based filler or a carbon black-based filler.
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