JPS5815529A - 交互共重合エステルカ−ボネ−ト樹脂 - Google Patents

交互共重合エステルカ−ボネ−ト樹脂

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JPS5815529A
JPS5815529A JP10920081A JP10920081A JPS5815529A JP S5815529 A JPS5815529 A JP S5815529A JP 10920081 A JP10920081 A JP 10920081A JP 10920081 A JP10920081 A JP 10920081A JP S5815529 A JPS5815529 A JP S5815529A
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JP
Japan
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alternating
copolymers
copolymer
reaction
phenylene
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JP10920081A
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English (en)
Inventor
ダニエル・ジエイ・スワ−ト
ジヤクリ−ン・シムズ・ケリマン
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Dow Chemical Co
Original Assignee
Dow Chemical Co
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はカーボネート基ど直鎖状のカルボキシレート
基を含む直鎖状共重合体エステルに関する。
ポリカーボネート樹脂は強靭および硬いことで知られて
おりそして適度に高い軟化温度を有する。米国特許3,
028,365に記載されたようなビスフェノール−A
ジオールのポリカーボネートが特に興味がある。一方テ
レフタル酸、イソフタル酸および/または1.4−ブタ
ンジオールから誘導されたポリエステルのようなポリエ
ステルは高い軟化温度を持ち、しかし低衝撃強度を持つ
成形樹脂として知られている。
過去において、これらのカーボネートの特性よりも一般
に高い加熱撓み温度を持つポリマーを得るためエステル
結合およびカーボネート結合を含むランダム直鎖状コポ
リマーが作られて来た。
例えば米国特許3,169,121 + 3,549,
57013.053,810+3..030,331お
よび3.220゜976参照。しかしながら不運にも所
望の加熱撓み性は、しばしば多くの用途に必要な程高く
はなかった。より重要なことは、加熱撓み性の増加はポ
リカーボネート樹脂の特性であるほとんどすべての高い
衝撃抵抗性を犠牲にすることによってのみ達成されると
いうことである。
通常のポリエステル、ポリカーボネートおよびそれのコ
ポリマーの上述の欠点を考慮して、はとんどすべての衝
撃抵抗性の犠牲なしに、改良された熱抵抗性が得られる
ように同じ又は類似のモノマー物質のポリマーを提供す
ることが高く望ましい。
本発明は、一般式 (式中各Rは独立に芳香族ヒドロカルビレン又は不活性
基置換芳香族ヒドロカルビレンであり 11はフェニレ
ン又は不活性基置換フェニレンでありセしてXは0,0
5〜10の数である)を有する繰返し単位を含む通常固
体の交互コポリエステルカーボネートにおいてRはメタ
−フェニレン又は不活性基置換メタ−フェニレンである
ことを特徴とする交互コポリエステルカーボネートに関
する。
この発明の目的のため不活性置換基とはそのコポリマー
を作るために使用される縮合反応に不活性である1個又
はそれ以上の置換基である。ヒドロカルビレンは芳香族
および/または脂肪族炭化水素ジラジカルは勿論 1 によって−諸に結合した炭化水素基を含む主として炭化
水素二価基である。
その交互コポリマーは最初過剰の2個のヒドロカルビレ
ンとイソフタロイルハライドと反応させ、そしてそれか
らその得られたジヒドロキシエステル生成物とホスゲン
又はジオールとカーボネート結合を形成できる類似の化
合物と反応させることによって作られることが有利であ
る。その最初の反応はピリジンのような塩化水素受容体
の存在において実施されることが有利である。その第二
の反応は典形的にはポリカーボネートを形成するだめに
ホスゲンと単純なジオールとの反応に共通な条件を使用
して行なわれる。その交互コポリマーを作るための二工
程反応は次によって表わすことができる。
(式中R,RおよびXは上記に定義されたとおりである
。) この発明の交互コポリマーは多くの点で対応するランダ
ムコポリマーと類似であるけれども、交互コポリマーは
ランダムコポリマーよりも高い熱抵抗性、透明性、可溶
性および強度を有する。
インフタロイルハライド、から作られたこのような交互
ポリマは、テレフタロイルクロライドから作られた類似
の交互ポリマーに比較して高い衝撃強さおよび改良され
た加工性を示すことはより以上に驚くべきである。従っ
てこの発明の交互コポリマー、特にその樹脂状交互コポ
リマーはポリカーボネート、ポリエステルおよびそれの
コポリマーが普通に使用される多くの用途において有用
である。%にこのような交互コポリマーが透明、かつ強
靭なフィルムおよび高い熱抵抗性を持つ成形品を作るた
めに有用である。加えてこのような交互コポリマーはA
BS樹脂スチレン/アクリロニトリルコポリマーおよび
耐衝撃性ポリスチレンのような他のポリマと混合して生
成混合物を得ることができセして/または交互コポリマ
ーはガラス繊維のような補強材と組合せできる。
この発明の交互コポリマを作るのに使用される二価のヒ
ドロカルビレンはフェノール性水酸基を含む少なくとも
2種のアルコール性水酸基を′含む主として炭化水素化
合物である。グリコールおよび脂環族ジオールを含む脂
肪族ジオール、アルカリールジオールを含む芳香族ジオ
ール、二価のフェノールおよびフェノールフタレインの
ような複素環基を有する芳香族ジオールはその二価のヒ
ドロカルビレンに含まれる。その二価のヒドロカルビレ
ンのうち二価のフェノールが好ましい。
本発明の交互コポリマーを作るのに好ましく使用される
二価フェノールは適宜2個の水酸基に芳香族的に結合し
ている芳香族ヒドロカルビレン基を有する芳香族化合物
であることが有利である。
もつとも好ましくは、その二価のフェノールは一般式 によって表わされた芳香族ジオールである。その一般式
において、Aは例えばフェニレン、ビフェニレン、ナフ
タレンおよびアンスラセニレンのような芳香族基である
。Eはまたはメチレン、エチレン、エチリデン、プロピ
レン、グロヒリテン、インプロピリデン、ブチレン、□
ブチリデン、インブチリデン、アミレン、インアミレン
、アミリデンおよびインブチリデンのようなアルキレン
又はアルキリデンであり、又はEはシクロペンチレンま
たはシクロヘキシレンのようなシクロアルキレン1スル
フアイド、スルホキシドまたはスルホンのようなイオウ
含有結合2工−テル結合;カルボニル結合;第三級窒素
基またはシランまたはシロキシのようなシリコーン含有
結合であっても良い。
mは0からA上の置換可能な数であり、pは0からE上
の置換可能な数であり、tは少なくとも1であり、Sは
0又は1であり、そしてUは0以上である。このような
二価のフェノールの例は、2゜2−ビス(4−ヒドロキ
シフェニル)プロパン〔ビスフェノール−A〕、ビス(
4−ヒドロキシフェニル)メタン;1,1−ビス(4−
ヒドロキシフェニル)エタンおよび米国特許第3,16
9,121第2欄60行〜第3欄55行に挙げたジヒド
ロキシ芳香族エーテルを含む。
一般式 (式中芳香族環は水酸基置換基に加えて例えば■。
F + CI + Br l I +  NO2+  
Or  アルキル、アシル、カルボキシレートエステル
、又はスルホネートエステルのような置換基を含んでい
る)によって表わされたar p ar’−ジヒドロキ
シトリチル核を有する二価フェノールも又適する。
&r+  ar’−ジヒドロキシトリチル核を含む代表
的なジオールはUSP 3,036,036に記載され
ているようなフェノールフタレイン核化合物、米国特許
第3,036,037+に記載されているフェノールス
ルホンフタレイン核化合物1114?許3.036,0
38に記載されているようなフタリデン核化合物;米国
特許第3.036,039において記載されているよう
なフルオレセン核化合物および米国特許第3,036,
036において記載されているフェノールフタレイン核
化合物に対応するフェノールフタルイミデン核化合物を
含む。上述の二価のフェノールのうち、ビス(ar−ヒ
ドロキシフェニル)アルキリデン、特にビスフェノール
Aそしてフェノールフタレインが好ましく、ビスフェノ
ールAがもつとも好ましい。
この発明の交互コポリマーの製造において、インフタロ
イルハライドが適宜使用される。しかしながら、そのイ
ンフタロイルハライドはイソフタロイルクロライドであ
ることがもつとも好ましく、イソ7タロイルブロマイド
およびイン7タロイルアイオダイドは適するが、しかし
イソフタロイルクロライドよりも劣る。イソフタロイル
クロライドの代りに不活性置換基がハロ、アルキルまた
はアリールのようなヒドロカルビル又はハロヒドロカル
ビルであるイソフタロイルハライドの不活性置換誘導体
であっても良い。そのイン7タロイルハライドは、「高
分子」第27巻の[モノマの縮合JJ、に、ステイルお
よびT、W、カンブベル著509−514頁つイレイー
インタサイエンス1972において記載されている条件
のもとで芳香族溶剤において所望のイソフタル酸とチオ
ニルハライド又は他のチオニルハライドとを反応させる
ことによって作られる。二酸の例は、インフタル酸およ
びハロ誘導体を含む。
その交互コポリマーはイソフタル酸およびそれのハロ誘
導体を含む。
その交互コポリマーは2工程方法、すなわち最初に過剰
の二価ヒドロカルビレンをピリジンのような塩化水素受
容体の存在においてイソフタロイルハライドと反応させ
ることによって作られることが有利である。この反応に
よって作られたジヒドロキシエステル中間体をそれから
ホスゲン又は所望のカーボネート結合を形成する他の剤
と反応させる。その方法の両方の工程は、その反応体は
全体で混和性であるような1種又はそれ以上の溶剤中に
溶解された反応体でもって窒素のような不活性雰囲気の
もとで実施される。その溶剤中のその反応体の濃度は特
に必要な要件でないけれども、好ましくは単量体及び溶
剤の総重量にもとづいて二価のヒドロカルビレンの濃度
は、2〜10重量%、そしてそのイソフタロイルハライ
ドの濃度は1〜5重量係である。その反応の第2工程に
おいて、エステル中間体の濃度は、エステル中間体およ
び溶剤の総重量に基づいて3〜15重量%であることが
好ましい。各種の反応体の溶液は、全体にわたってお互
いに混和性であることが好ましい。しかしながらこのよ
うな溶液が部分的すなわち少なくとも10重量%混和性
であるならば十分である。適宜な溶剤の例はメチレンク
ロライド、クロロホルム、sym−テトラクロロエタン
、1.、 ]、。
]2−トリクロロエタおよびシス−1,2−ジクロロエ
チレンのような塩素化脂肪族炭化水素を含む。
二価のヒドロカルビレン対イソフタロイルハライドのモ
ル比は、その交互コポリマー中の所望なエステル対カー
ボネートに応じて比較的に変化できる。一般に二価のヒ
ドロカルビレン対インフタロイルハライドのモル比は2
1:1〜t1:iが有利で、21:1〜1.3:1がよ
り好ましい。
ジヒドロキシエステル中間体対ホスゲンのモル比は1.
1〜1:1.2、好ましくはl:1.01〜1:1.0
8である。
ピリジンはこの発明の第1工程において使用される好ま
しい塩化水素受容体であるけれども、他の適当な受容体
はトリエチルアミン、N、N−ジメチルアニリンおよび
N、N−ジメチルシクロヘキシルアミンのような他のア
ミン塩基を含む。このような受容体は解離した塩化水素
を錯化し、そしてその方法の両工程を触媒化するのに十
分な量使用されることが有利である。
その受容体の高濃度は高分子量コポリマーを生ずるので
、受容体の現実な濃度は、所望な分子量に依存して変化
する。さらに一定の停止剤濃度で、高いモノマー濃度は
、高分子量コポリマーを形成する。それがため、七ツマ
ー濃度は所望な分子量に依存して変化する。好ましくは
、25,000〜60,000 の重量平均分子量(M
w)を有するコポリマーを作るためにその受容体は、そ
の七ツマー中の水酸基のモルに基づいて100〜160
モル−の量、好ましくは120〜140モルチの量使用
される。このような受容体濃度で、モノマー濃度は好ま
しくは3〜15重量%、そしてもつとも好ましくは5〜
12重量である。
その二工程方法を実施において、その二価ヒドロカルビ
レンおよびイソフタロイルは、任意の方法で組合わされ
、好ましくはその二価のヒドロカルビレンおよび塩化水
素受容体の溶液に攪拌しながら適当な溶剤中に溶解した
又はしたイソフタロイルハライドを加えることによって
組合わされる。攪拌速度は必要な条件でないけれども、
50〜500 rpm、  もつとも好ましくは150
〜300rpmの攪拌速度は保持される。反応温度は必
要な要件でないけれども、その第1の工程の反応温度は
、10〜35℃、もつとも好ましくは19〜25℃の範
囲に保持される。反応圧力は同様に必要な要件でない。
しかしながら、普通大気圧〜加圧が便利に使用される。
そのエステル中間体は通常そのインフタロイルハライド
の添加後1〜IO分経ってこれらの条件のもとで形成さ
れる。そのエステル中間体はその方法の第2の工程前に
回収されそして精製できるけれども、一般にそのように
することは望ましくない。
したがって、そのエステル中間体を含む上述の反応混合
物は、その反応混合物中にホスゲン又は他の適当なカー
ボネート形成反応体を泡立せることによってその所望の
コポリマーに転換される。
その反応混合物は、得られたコポリマーの分子量の所望
の調節を行なうために1価のフェノールまたは他の適当
な鎖停止剤を含む。使用した鎖停止剤の量は、その停止
剤の効能および所望な分子量によって変わるけれども、
有利な量の停止剤は、エステル中間体に基づいて普通1
−10モルチの範囲、好ましくは2〜7モルチの範囲で
ある。必要な要件ではないが、その第二工程の反応温度
は好ましくは10〜35℃、もつとも好ましくは2〜2
7℃の範囲である。第1工程のように普通反応圧は便宜
上大気圧〜加圧である。その交互コポリマーホスゲン添
加の後1〜10分経てこれらの条件のもとで形成される
前述の方法の両工程において、その反応混合物はその反
応体の親密な接触およびその反応媒体全体にわたって所
望熱転写を実施するために十分に攪拌される。その方法
の第2の工程の完了後、所望の交互コポリマーは下記の
実施例において示されたように普通の技術によってその
反応媒体から容易に回収される。製造容易性および安価
な出発物質のため、ビスフェノール−Aおよびイソフタ
iイルクロライドから誘導される交互コポリマーは好ま
しい。
この発明の交互コポリマーは一般式 式中Yおよび2は、独立ポリエステル又はポリカーボネ
ートにとって普通の末端基であり、R,R’およびXは
上記に定義した通りでありnは5〜300である。明ら
かにYは、 (式中R2はアルキル、アリール又はアラルキルのよう
なヒドロカルビルである。代表的な2は、R2およびH
OR− (抑r R2およびRは上記に定義したとおりである)
を含む。
繰返しユニットを有する交互コポリマーは繰返しユニッ
トを有する交互コポリマーは一般式 (式中Yは−OH又は 0COR2 1 2は−R2又は−ROHであり、Xは0.05〜10、
好ましくは0.05〜3であり1そしてR+ Rlr 
R2およびnは上記に定義したとおりである。好ましい
交互コポリマーはYが 1 0COR2 であり、2は一■ζ であり1Rはヒドロカルビル、例
えばアルキル、アリール、アルカリル、シクロアルキル
またはアラルキルであり;nは5〜300、好ましくは
10〜200とそしてもっとも好ましくは30〜100
であるような一般式によって表わされたものである。こ
の発明の目的のために、ヒドロカルビルは1価の炭化水
素基である。もつとも好ましい交互コポリマーにおいて
、Yは  −〇〇OR2 1 2は−R(Rは H3 である。)Rは この発明の交互コポリマーの分子量は特に必要な要件で
ないけれども、20,000以上の重量平均分子量(ビ
スフェノール−Aボリカーボネール検量線を使用するゲ
ル透過クロマトグラフィーによって決定されたMw )
を持つ交互コポリマーがより意義がある。比較的高分子
量、例えば少なくとも25000から60000までの
Mwを有する交互コポリマーは成形樹脂のもつとも望ま
しい物理的特性を示すことが発見される。25,000
〜40,000の範囲のMwおよび1.5〜5のMw/
Mn  (Mnは数平均分子量)を有する交互コポリマ
ーがこの目的のためにもつとも好ましい。
下記の実施′例は、この発明を明らかにし、そしてその
範囲を限定しない。特にことわりがなければすべての部
およびパーセントは重量による。
2工程方法の1つの工程において、ビスフェノール−A
751.0 ?(3,29モル)、メチレンクロライド
7、938モルおよびピリジン676.6c/−(8,
554モル)を12−1 (リットル)フラスコに入れ
た。攪拌を始めそしてビスフェノール−への透明溶液が
得られた時、イソフタロイルクロライド333.93P
(1,645モル)を、19〜25℃の温度そして25
0 rpmで連続的に攪拌しながら7分間にわたって連
続的に加えた。イソフタロイルの添加後、その第2の工
程が始まる前にさらに10分間攪拌した。
第2工程において、そのエステル中間体を含む上述の反
応溶液は鎖停止剤としてのp−tert−プチルフェノ
ール12.35p(0,082モル)と諸にされる。そ
の得られた溶液は、175 rpmで攪拌し、そしてホ
スゲン175.7y−(1,584モル)を、22〜2
5℃の温度でその液体反応溶液中に泡立たせることによ
って56分間かかつてホスゲンをその液体反応溶液中に
加えた。
その得られた重合体生成物を、下記の方法によってその
反応混合物から回収した;HCl1.5〜3、ONを加
えて過剰のピリジンを中和した。相分離の後、ポリマー
の塩化メチレン溶液を連続的にHCIおよび水で洗浄し
、各洗浄後相分離した。
最終的な洗浄の後、ポリマーのメチレンクロライド溶液
をカチオン交換樹脂(スルホン酸タイプ、500〜60
0mJの床容量)が充填されているカラムに通し、透明
な、はとんど無色な溶液が得られた。そのポリマー生成
物は、急速な攪拌を行ないながら、そのメチレンクロラ
イド溶液1容量をヘキサン5容量にゆっくり添加しなが
ら分離した。
その得られた白色の繊維は濾過により分離し、24時間
空気中で乾燥し、そしてそれから120℃で48時間真
空中で乾燥し、約0.51dl/11の固有粘度(25
℃で0.5P/diの塩化メチレン中で測定した)を有
する生成物9oo、1F!−(理論量の89.3チ)を
得た。
IR,NMRおよび元素分析によるそのポリマーの分析
によって、それは構造式 によって表わされた交互コポリマーであることがわかっ
た。
繰返し単位を有するコポリマーは2:1のエステル:カ
ルボネート比を有していた。この交互コポリマー(サン
プルAI)の圧縮成形テスト棒(300℃で成形され0
.32crn厚)は物理的テストがされ、その結果は表
Iに示される。
比較のため、同じ分子量および2;1のエステル:カー
ボネート比を持つランダムコポリマーは、米国特許3,
169,121(実施例3.10および11)において
記載されたようにビスフェノール−Aとイソフタル酸の
混合物をホスゲン化することによって作られる。その回
収したランダムコポリマーは約0.51#/pの固有粘
度(25℃、0.5デ/dlでCH2Cl、中で測定し
て)を有していた。このコポリマ(サンプルmA)の圧
縮成形テスト棒(300℃で成形、3.211II11
厚)の物理的性質についてテストがなされ、そしてその
結果は表■に示される。そのポリマーの固有粘度は25
℃、0、5 P/dlでメチレンクロライド中で測定さ
れた。
ビカー軟化点はA、STM D −1525によって測
定された。アイゾンド衝撃強さはASTMD−256に
よって測定された。透過度および曇り度はASTMD−
1003によって測定された。黄色度指数はASTMD
−1925によって測定された。
表   1 コポリマータイプ       交 互   ランダム
固有粘度、dVy−0,510,51 ビ力軟化点、℃      180    164透過
度%    85.3  71.3曇  リ  度  
チ                  4.1   
      80.1黄色度指数    13.2  
21.8表1のデータによって示されたように、その某
互コポリマーはランダムコポリマーより熱抵抗性、衝撃
性、透明性の点ですぐれている。
実施例2および3および比較操作BおよびC実施例1の
一般的手順に従ってコポリマーは、ビスフェノール〜A
(BA)、イソフタロイルクロライド(IPC)および
ホスゲンを使い、2:1(実施例2)および3:1(実
施例3)のエステル:カーボネートモル比でつくられた
。比較のためコポリマーは2:1(比較操作B)および
3:1(比較操作C)のエステル:カーボネート比でも
ってビスフェノール−A1テレフタロイルクロライド(
IPC)およびホスゲンでつくられた。これらのサンプ
ルはコントロールブレyシャ、インク、プロセルセント
リモデル750おヨヒフロセスレコーダー付きのニュー
バU−nr3ogs機を使って射出成形された、下記の
成形条件が使用された:パレス帯域−316℃、ノズル
−304℃、金型部分−121℃、射出時間−10秒、
総サイクル時間−45秒、供給量の整定−2,5、引張
試験片およびランナー限界−2000psi (13,
79MPa)および単一工程射出型、加工性の比較のた
め、その成形された引張り試験片の端部で4000ps
i(27,58MPa)の圧力を得るために必要な射出
圧が決定された。得られた3、2m厚の射出成型サンプ
ルの物理的性質および加工性が表■に示される。
重量平均分子量Mwは、ポリスチレン検量線を使って、
ゲル透過クロマトグラフにより決定された。ポリスチレ
ン検量線と使って決定された重量平均分子量を、ビスフ
ェノール−A検量線によって決定された重量平均分子量
に対応する分子量に補正するために1.7で割った。生
成時の引張り強さ、破壊時の引張り強さ、生成時の伸張
度、破壊時の伸張度および引張り弾性率はASTM D
−638によって測定された。
表    ■ 実施例2 芳香族ジオール             BA二酸ク
ロライド             IPCエステル:
カーボネートモル比2:1 固有粘度dl/f/−0,55 Mw                     55
,8o2ビ力−軟化点 ℃            1
80生成時の伸張度 %           7.0
6破壊時の伸張度 %          53.8透
  過  度  %            87.1
曇   リ  度  %              
4.3黄色度指数         8.4 比較操作B    実施例3    比較操作CBA 
          BA            B
ATPCIPCTPC 2:]       3:i        3:10
.50      0.51      0.5355
.162    51..918     50,61
0197      182      2038.4
7      6.83      8.9434.5
      4.8.8      38.884.5
      86.6      87.44.5  
    2.9       3,010.3    
  15,7      15.3表■に示されたよう
にその交互イン7タレートコポリマーはその交互テレ7
タレートコボリマよりも物理的性質、特に衝撃強さ、加
工性の点ですぐれている。
実施例4〜9 実施例の方法に従って、他の交互コポリマーは表■に示
されたようにイソフタロイルクロライドおよび芳香族ジ
オールを使って作られた。これらのコポリマーは圧縮成
形(C)又は射出成形(I)された。
物理的性質は表■に示す。実施例7においてその芳香族
ジオール供給物はフェノールフタレイン(pp)  1
モルにつきビスフェノール−A(BA)1モルを含んで
いた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 一般式 (式中各Rは独立に芳香族ヒドロカルビレン又は不活性
    基置換ヒドロカルビレンであり R1はフェニレン又は
    不活性基置換フェニレンでありセしてXば0.05〜1
    0の数である)の繰返し単位を持つ通常固体の交互共重
    合エステルカーボネートにおいてRはメタ−フェニレン
    又は不活性基置換メタ−フェニレンであることを特徴と
    する通常固体の交互共重合エステルカーボネート。
JP10920081A 1981-07-13 1981-07-13 交互共重合エステルカ−ボネ−ト樹脂 Pending JPS5815529A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015528816A (ja) * 2013-07-01 2015-10-01 エルジー・ケム・リミテッド ヒドロキシキャッピング単量体、そのポリカーボネート及びそれを含む物品

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