JP3109175B2 - 架橋重合体の製造方法 - Google Patents
架橋重合体の製造方法Info
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Description
の架橋重合体の製造方法に関する。さらに詳しくは、特
定の極性基を持ったノルボルネン系化合物を必須成分と
して含有するノルボルネン系化合物をメタセシス重合触
媒を用いて塊状開環重合せしめて得られた架橋重合体の
製造方法に関する。
タジエンなどのノルボルネン系化合物を、金型内でメタ
セシス触媒により塊状開環重合せしめ架橋重合体成形物
を得る反応成形法は知られている。ところで、上記反応
成形法において用いられるメタセシス重合触媒は、一般
にタングステン、モリブデン、レニウム、タンタルなど
の遷移金属塩触媒とそれを活性化するための有機アルミ
ニウムや有機スズなどの組み合せによって、触媒として
活性が発現される。上記の架橋重合体の製造法はこの点
を利用して、前記触媒と活性化剤両成分を、別々に分け
られたノルボルネン系化合物中に溶解しておき、両者を
急激に混合することによりメタセシス重合が開始され重
合成形が進行し成形物が一挙に得られる用に工夫されて
いる。しかしながら、メタセシス重合触媒は非常に活性
が高く、上述したごとき工夫をしても両成分を混合した
直後の反応速度が速すぎるため、十分に金型中に流し込
まないうちに架橋が開始され良好な成形物が得られない
ことが多かった。
し、良好な成形物を得る方法として触媒系にルイス塩基
を添加することが知られている。(特開昭63−234
021号公報)。しかしながら、メタセシス重合触媒の
活性度を調整するためにかかるルイス塩基を添加する
と、ルイス塩基が成形物中に残存し、成形物の物性を低
下させたり、揮発性成分を発生させたりする問題があっ
た。そこで、これらの問題点を解決するものとして、例
えばナディック酸ジエステルなどのルイス塩基含有メタ
セシス反応性モノマーを添加する方法が提案されてい
る。(特開昭63ー234020号公報)しかしながら、
ナディック酸ジエステルの使用は得られる成形品の耐熱
性を低下させるという欠点があった。
セシス重合触媒の活性度の調節を可能とし、しかも成形
品の耐熱性を低下させない架橋重合体の製造方法を提供
するものである。
(A)ジシクロペンタジエンおよび/またはトリシクロ
ペンタジエン20〜80重量%および(B)下記一般式
(1)で示される化合物20〜80重量%からなる混合
物をメタセシス重合触媒系の存在下、塊状開環重合させ
ることを特徴とする架橋重合体の製造方法を提供するも
のである。 一般式(1)
は炭素数1〜10の炭化水素基をしめす。)
クロペンタジエンはナフサクラッキングによるエチレン
製造時に副生するC5溜分中の主成分のひとつとして得
られるが、メタセシス重合を阻害する物質、例えば直鎖
状オレフィン、水、アルコール類、フェノール類、カル
ボニル化合物、チオール化合物、カルボン酸類などを含
まなければ特に高純度を必要とせず、一般に95%以上
の純度があれば良い。また、同じく(A)成分として使
用されるトリシクロペンタジエンはシクロペンタジエン
および/またはジシクロペンタジエンを加熱する事で容
易に製造することが出来るが、これもメタセシス重合を
阻害する物質、例えば水、アルコール類、フェノール
類、カルボニル化合物、チオール化合物、カルボン酸類
などを含まなければ特に高純度を必要とせず、ノルボル
ネン環を持たない化合物の含量が5重量%以下であれば
使用することが出来る。
式(1)で表される化合物は、例えば特開平1−132
626号に記載される一般式(I)と同様のものを挙げ
ることができる。一般式(1)で表される化合物におい
て、極性を有する基としては、得られる架橋重合体が高
いガラス転移温度と低い吸湿性を有する点で、式−CO
OR1で表される基が好ましい。R1は炭素数1〜20の
炭化水素基であるが、炭素数が多くなるほど架橋重合体
の吸湿性は小さくなるが、ガラス転移温度と熱安定性が
低下するので、得られる重架橋合体のガラス転移温度と
のバランスの点から、R1は炭素数1〜4の鎖状炭化水
素基、または炭素数5〜7の環状炭化水素基であること
好ましい。
に炭素数1〜10の炭化水素基、特にメチル基が置換さ
れているものが、得られる架橋重合体のガラス転移温度
を低下させずに吸湿性を低下させるため好ましく、具体
的には、8−メチル−8−メトキシカルボニルテトラシ
クロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、
8−メチル−8−エトキシカルボニルテトラシクロ
[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8−
メチル−8−イソプロポキシカルボニルテトラシクロ
[4.4.0.12,5 .17,10]−3−ドデセン、8−
メチル−8−プロポキシカルボニルテトラシクロ[4.
4.0.12,5.17,10[4.4.0.12,5.17,10]
−3−ドデセン、8−メチル−8−ブトキシカルボニル
テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ド
デセン、8−メトキシカルボニルシクロ[4.4.0.
12,5.17,10]−3−ドデセン、8−エトキシカルボ
ニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3
−ドデセン、8−イソプロポキシカルボニルテトラシク
ロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8
−シクロヘキシルオキシカルボニルテトラシクロ[4.
4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8−フェノ
キシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.1
7,10]−3−ドデセン、9−メチル−8−メトキシカル
ボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−
3−ドデセンなどを挙げることができる。
シクロペンタジエンおよび/またはジシクロペンタジエ
ンと極性基を持った不飽和化合物とのディールス・アル
ダー反応によって製造することが出来る。この時、トリ
シクロペンタジエンも同時に副生する事も多いが、場合
によっては、一般式(1)で示される化合物とトリシク
ロペンタジエンさらにはジシクロペンタジエンを特に分
離せず、混合したまま本発明用の原料化合物として使用
することもできる。例えば、一般式(1)で示される化
合物として、8−メチル−8−メトキシカルボニルテト
ラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセ
ンを使用する場合、この化合物は、ジシクロペンタジエ
ンとメタクリル酸メチルを加熱することで製造できる
が、8−メチル−8−メトキシカルボニルテトラシクロ
[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセンと副成
するトリシクロペンタジエンは比較的その沸点が近いた
め完全に分離するには精密な蒸留を必要とするが、この
場合などは、トリシクロペンタジエンと8−メチル−8
−メトキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.1
2,5.17,10]−3−ドデセンを混合使用することは経
済的に見て非常に好ましい。
(B)成分以外に、他のメタセシス重合性モノマーを本
発明の目的を損なわない範囲で併用することもできる。
かかる化合物としては一般にメタセシス重合性シクロア
ルケン基を1個以上有する化合物があり、特にノルボル
ネン型の構造を有するものが好ましい。その具体例とし
ては、ジヒドロジシクロペンタジエン、シクロペンタジ
エン−メチルシクロペンタジエン共二量体、5−エチリ
デンノルボルネン、ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2
−エン、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]
−3−ドデセン、テトラシクロペンタジエンなどが挙げ
られる。本発明において、(A)成分の使用割合は混合
物の20〜80重量%である。(A)成分の使用割合が
20重量%未満であると十分架橋した重合体が得られな
い。一方、(B)成分は、塊状重合速度を調節するのに
必須であり、その使用量は20〜80重量%である。
(B)成分の使用割合が20重量%未満であると、塊状
重合が速すぎ本発明の目的を達成できない。逆に、
(B)成分の使用量が80重量%を超えると、十分架橋
した重合体が得られない。
は、触媒成分および活性化成分からなる。触媒成分とし
ては、タングステン、モリブデン、レニウム、タンタル
などの化合物、特にこれらのハロゲン塩、オキシハロゲ
ン塩、アルコキシドなどが好ましく、好適にはタングス
テンおよびモリブデンの化合物を挙げることができる。
かかるタングステン化合物としては、タングステンハラ
イド、タングステンオキシハライドおよびタングステン
アルコキシドなどが好ましく、具体的には、タングステ
ンヘキサクロリド、タングステンオキシテトラクロリ
ド、タングステンジオキシジクロリド、ペンタメトキシ
タングステンなどが好ましい。また、タングステン酸の
有機アンモニウム塩、例えばトリデシルアンモニウムタ
ングステート、トリオクチルアンモニウムタングステー
トなども用いることが出来る。さらに、タングステン化
合物、例えば六塩化タングステンをフェノール類やアル
コール類で変性して使用することも好ましい。なお、本
発明において、触媒成分は1種である必要はなく、2種
以上を組合わせて使用してもよい。
成分は、周期律表第I〜第III族の金属のアルキル化
物を中心とする有機金属化合物、特に、アルキルアルミ
ニウム化合物、アルキルアルミニウムハライドが好まし
く、また、先に挙げた金属の水素化物も用いることが出
来る。これらの具体例としては、例えば、トリメチルア
ルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチル
アルミニウムなどのトリアルキルアルミニウム;ジエチ
ルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムブロミ
ド、ジプロピルアルミニウクロリド、ジイソブチルアル
ミニウムクロリド、ジオクチルアルミニウムアイオダイ
ドなどのジアルキルアルミニウムハライド;エチルアル
ミニウムセスキクロリド、イソブチルアルミニウムセス
キクロリドなどのアルキルアルミニウムセスキハライ
ド、エチルアルミニウムジクロリド、イソブチルアルミ
ニウムジクロリド等のアルキルアルミニウムジハライ
ド;あるいははこれらの混合物を例示することが出来
る。これらの中で特に高活性触媒となるトリメチルアル
ミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルア
ルミニウム、トリオクチルアルミニウムなどのトリアル
キルアルミニウムが好ましく、さらにはトリオクチルア
ルミニウムがより好ましい。
キル化物、水素化物なども使用することが出来る。これ
らの例として、HSnR1R2R3[式中、R1、R2およ
びR3はそれぞれ水素でも良いし、あるいは、炭素原子
1〜20個の任意に置換されていてもよいアルキル基、
炭素数3〜7の任意に置換されていてよいシクロアルキ
ル基、または任意に置換されていてよいフェニル基を示
す]で表される化合物が挙げられる。これらのスズ化合
物のうち、式HSnR1R2R3[式中、R1、R2および
R3はそれぞれ1〜10個の、特に1〜4個の炭素原子
を有するアルキル基またはフェニル基を示す]で表され
るスズ化合物が好ましく、具体的には水素化トリプロピ
ルスズ、水素化トリペンチルスズ、水素化トリブチルス
ズ、水素化メチルジシクロへキシルスズ、水素化シクロ
ペンチルジメチルスズ、水素化トリオクチルスズ、水素
化トリフェニルスズ、水素化フェニルジメチルスズな
ど、特に水素化トリブチルスズなどが挙げられる。
物も使用することが出来る。これらの例として、HSi
R1R2R3[式中、R1、R2 およびR3はそれぞれ水素
でも良いし、あるいは、炭素原子1〜20個の任意に置
換されていてもよいアルキル基、炭素数3〜7の任意に
置換されていてよいシクロアルキル基、または任意に置
換されていてよいフェニル基]で表される化合物があ
る。これらのケイ素化合物のうち、式HSiR1R2R3
[式中、R1、R2およびR3の打ち少なくとも2個がア
ルキル基またはフェニル基]で表されるケイ素化合物が
好ましく、具体的にはジブチルシラン、トリエチルシラ
ン、トリヘキシルシラン、ジプロピルシラン、ジペンチ
ルシラン、ジフェニルシラン、ジシクロヘキシルシラ
ン、ジシクロペンチルシラン、ジオクチルシランなどが
挙げられる。
化合物を混合使用してもよい。本発明において、上記触
媒成分および活性化成分は、それぞれ別々に前記(A)
成分および/または(B)成分に溶解し、触媒成分を溶
解した溶液(以下「溶液1」という)と活性化成分を溶
解した溶液(以下「溶液2」という)は、重合開始時ま
で混合せずに保存することが好ましい。ここで、触媒成
分を(A)成分のみに溶解するとカチオン重合が起こる
ことがあるため、(B)成分のみに溶解して溶液1とす
るか、まず(B)成分に触媒成分を溶解してから(A)
成分を加えて溶液1を調整することが好ましい。なお、
触媒成分の溶解に際しては触媒成分を予め少量の不活性
溶媒、例えばベンゼン、トルエン、キシレンなどに溶解
または懸濁させておいてもよい。本発明においては、基
本的に前記溶液1および溶液2を混合することにより、
広い重合開始温度で安定に良好な架橋重合体を得ること
が出来るが、さらに重合速度を調節するために溶液1や
溶液2にルイス塩基やキレート剤を添加することもでき
る。かかる添加剤としてはアセチルアセトン、アセト酢
酸エステル類、テトラヒドロフラン、ベンゾニトリル、
ナディック酸ジエステルなどを挙げることが出来る。添
加剤を用いる場合、タングステンなど触媒金属1モルに
対し0.5〜20モル、好ましくは1〜5モルを使用す
る。メタセシス重合触媒の使用量は、触媒成分および活
性化成分の種類によっても異なるが、例えば、触媒成分
としてタングステン化合物を用いた場合、ノルボルネン
系化合物に対するタングステン化合物の比率は、モル基
準で、1000〜15000:1(ノルボルネン系化合
物:タングステン化合物)、好ましくは1500〜10
000:1、より好ましくは2000〜5000:1の
範囲である。また、活性化成分としてアルキルアルミニ
ウムを用いた場合、モル基準で1〜100:1(アルキ
ルアルミニウム:タングステン)、好ましくは1.5〜
50:1、より好ましくは2〜30:1の範囲である。
重合は通常20℃〜250℃で行なわれるが、35〜2
00℃の範囲が好ましい。
必要に応じ、各種添加剤を配合することもできる。かか
る添加剤としては、補強材、充填剤、顔料、着色料、酸
化防止剤、光安定剤、難燃剤などがある。また、エラス
トマーを添加して衝撃強度を改良したり、塊状重合に供
するノルボルネン化合物の粘度を調節することも可能で
ある。このような添加剤は、溶液1に溶解しておいても
良いし、溶液2に溶解しておいてもよく、またメタセシ
ス重合触媒や、活性化剤を含まない第3のノルボルネン
系化合物溶液を作り、溶液1や溶液2と同時に混合、架
橋させてもよい。また、添加剤によっては、金型内に予
め充填しておくこともできる。酸化防止剤としてはフェ
ノール系、アミン系、リン系、イオウ系を用いることが
出来る。 フェノール系酸化防止剤の具体例として、
2、6−t−ブチル−p−クレゾール、2、6−t−ブ
チル−p−メチルフェノールを挙げることが出来る。ア
ミン系酸化防止剤として、N、N’−ジフェニル−p−
フェニレンジアミンなどを挙げることが出来る。
維、雲母、カ−ボンブラックなどを挙げることが出来
る。また、これらの充填剤をシランカップリング剤など
で表面処理したものも使用できる。エラストマーの添加
が耐衝撃性を高めることおよび、溶液の粘度を調節する
上で効果がある。かかる目的に用いられるエラストマー
としては、スチレンーブタジエン共重合体、ポリブタジ
エン、ポリイソプレン、エチレン−プロピレン共重合
体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体、スチレン
−ブタジエン系ブロック共重合体、スチレン−イソプレ
ン系ブロック共重合体などを挙げることが出来る。本発
明で得られる架橋重合体は、自動車等を含めた各種運搬
機器の部材、電気、電子機器のハウジング、構築物外板
など、大形の成形物や印刷回路板を中心に広範な用途に
使用できる。以下に実施例を掲げて本発明を詳述する。
なお、実施例は説明の為であってそれに限定するもので
はない。
ン70mlに窒素気流下で添加し、次いでノニルフェノ
ール13gおよびトルエン16mlからなる溶液を添加
して0.5Mのタングステン含有溶媒溶液を調整し、こ
の溶液に対し、窒素ガスを一晩吹き込み六塩化タングス
テンとノニルフェノールとの反応によって生成した塩化
水素ガスを除去して、重合用溶媒とした。かかる溶液1
mlと8−メチル−8−メトキシカルボニルテトラシク
ロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン50
0mlを混合し、タングステン含量0.001Mの溶液
1を調製した。 (溶液2の調製)トリオクチルアルミニウム0.55gと
ジシクロペンタジエン300ml、トリシクロペンタジ
エン150ml、8−メチル−8−メトキシカルボニル
テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ド
デセン50mlを混合して、アルミニウム 分として、
0.003Mの溶液2を調製した。 (重合)かかる溶液1の10ml、溶液2の10mlを
所定の温度とした後窒素で置換したシリンジ内に取り出
した。かかるシリンジから溶液を一定速度で同時に攪拌
機付きガラス製フラスコ内に攪拌下押し出し、急速攪拌
した後攪拌機を上げ熱電対を挿入し、液のシリンジから
の注入の終った時点から100℃に到達した時間(重合
時間)を測定した。さらに、固化した架橋樹脂を取り出
し、切片を切りだし窒素下、ガラス転移温度を測定し
た。結果を表1に示した。
エンを400ml、トリシクロペンタジエンを100m
lを使用し、8−メチル−8−メトキシカルボニルテト
ラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセ
ンを使用せず に行なった以外は実施例1と同じ様に実
験を行なった。結果を表1に示した。 実施例3 実施例1において、溶液2の調製をジシクロペンタジエ
ンを200ml、トリシクロペンタジエンを200m
l、8−メチル−8−メトキシカルボニルテトラシクロ
[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセンを10
0mlを使用し て行なった以外は実施例1と同じ様に
実験を行なった。結果を表1に示した。 実施例4 実施例1において、溶液1の調製を8−メチル−8−メ
トキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.
17,10]−3−ドデセン250mlとジシクロペンタジ
エン250mlの混合物で行ない、さらに、溶液2の調
製をジシクロペンタジエンを250ml、トリシクロペ
ンタジエンを200ml、8−メチル−8−メトキシカ
ルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]
−3− ドデセンを50mlを使用して行なった以外は
実施例1と同じ様に実験を行なった。結果を表1に示し
た。
ニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3
−ドデセン500mlで行ない、溶液2の調 製をジシ
クロペンタジエンを400ml、トリシクロペンタジエ
ンを100mlを使用し、8−メチル−8−メトキシカ
ルボニルテトラシクロ[4.4.0.12, 5.17,10]
−3−ドデセンを使用せずに行なった以外は実施例1と
同じ様に 実験を行なった。結果を表1に示した。 実施例6 実施例−1において、溶液1の調製を8−メチル−8−
メトキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.
12,5.17,10]−3−ドデセン200mlと11−メチ
ル−11−メトキシカルボニルヘキサシクロ[6.6.
1.13,6.110,13.02,7.09,14]−4−ヘプタデ
センを300ml使用して行ない、さらに、溶液2の調
製をジシクロペンタジエンを250ml、トリシクロペ
ンタジエンを200ml、8−メチル−8−メトキシカ
ルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]
−3−ドデセン50mlを使用して行なった以外は実施
例1と同じ様に実験を行なった。結果を表1に示した。
トキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.
17,10]−3−ドデセン400mlと11− メチル−
11−メトキシカルボニルヘキサシクロ[6.6.1.
13,6.110,13.02,7.09,14]−4−ヘプタデセン
を100ml使用して行ない、さらに、溶液2の調製を
ジシクロペンタジエンを250ml、トリシクロペンタ
ジエンを100ml、8−メチル−8−メトキシカルボ
ニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3
−ドデセン50ml、テトラシクロペンタジエン100
mlを使用して行なった以外は実施例1と同じ様に実験
を行なった。結果を表1に示した。 比較例1 実施例1において、溶液1の調製を8−メチル−8−メ
トキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.
17,10]−3−ドデセン50mlとジシクロペンタジエ
ン450mlの混合物で行ない、さらに、溶液2の調製
をジシクロペンタジエンを150ml、トリシクロペン
タジエンを350mlを使用し、8−メチル−8−メト
キシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.1
7,10] −3−ドデセンは使用せずに行なった以外は実
施例1と同じ様に実験を行なった。結果を表1に示し
た。
エステル500mlを用いて行ない、さらに、溶液2の
調製をジシクロペンタジエンを300ml、トリシクロ
ペンタジエンを150mlを使用し、8−メチル−8−
メトキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.
12,5.17,10]−3−ドデセンは使用せ ずに行なった
以外は実施例1と同じ様に実験を行なった。結果を表1
に示した。 比較例3 実施例1において、溶液1の調製を5−メチル−5−メ
トキシカルボニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−
エン500mlを用いて行ない、さらに、溶液2の調製
をジシクロペンタジエンを400ml、トリシクロペン
タジエンを100mlを使用し、8−メチル−8−メト
キシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.1
7,10]−3−ドデセンは使用せずに行なった以外は実施
例1と同じ様に実験を行なった。結果を表1に示した。
活性度を調節することができ、しかも成形品の耐熱性を
低下させない架橋重合体を製造できる。
Claims (1)
- 【請求項1】 (A)ジシクロペンタジエンおよび/ま
たはトリシクロペンタジエン20〜80重量%および
(B)下記一般式(1)で示される化合物20〜80重
量%からなる混合物をメタセシス重合触媒系の存在下、
塊状開環重合させることを特徴とする架橋重合体の製造
方法。 一般式(1) 【化1】 (式中R 1 は炭素数1〜20の炭化水素基、Zは炭素数
1〜10の炭化水素基をしめす。)
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JP03274632A JP3109175B2 (ja) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | 架橋重合体の製造方法 |
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JP03274632A JP3109175B2 (ja) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | 架橋重合体の製造方法 |
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