JPS5884811A - ポリオレフイングラフト変成物の製造方法 - Google Patents

ポリオレフイングラフト変成物の製造方法

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JPS5884811A
JPS5884811A JP18193881A JP18193881A JPS5884811A JP S5884811 A JPS5884811 A JP S5884811A JP 18193881 A JP18193881 A JP 18193881A JP 18193881 A JP18193881 A JP 18193881A JP S5884811 A JPS5884811 A JP S5884811A
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maleic anhydride
polyolefin
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KUMAMOTO KOGYO DAIGAKU
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

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】 本発明は、ポリオレフィン変成物の製造方法KjlL、
さらに詳しくは、本発明は、無水マレイン酸のポリオー
ルエステルをポリオレアインと溶融混練してグラフト変
成物を製造する方法に関する。
ポリオレフィンの改質方法に社、触媒の改良、共重会体
組成若しくは共重合方法の改夷などのオレフィンの重合
段階での改質と、各種の添加剤、充填剤ま大は他種ポリ
!−の混合基しくは他種モノマーのグラフト重合など重
含後のポリオレアインの段階での改質がある。グラ重合
重舎El!用するグラフトモノマーをポリオレフィしく
は他の媒体中でラジカル開始剤を作用させる方法又は放
射線を用いる方法も知られているが、いづれも広く実用
化されるには至っていない。他方、溶剤若しくは媒体を
用いずポリオレフィンの融点以上の温度でグラフトモノ
マー及びラジカル発生剤を用いてポリオレフィンを改質
する試みも徨々報告されている。それらは例えば・内部
架橋を目的としたゴム状ポリオレフィン変成物の処理、
ポリオレフィンの架橋、ビ= −k % / マーの添
加によるポリオレフィンのグラフト変成などである。こ
のグラフト変成の一つの目的としてポリオレフィンの極
性化合物との親和性の改善があシ、この目的の為には、
グラフト用モノマーとしてマレイン酸若しくはアクリル
#等が最も好ましbと考えられる。しかしながらこれら
の七ツマ−すなわちビニール単量体L、いづれも揮発性
または昇華性である。
し九がってこれらを用いるポリオレフィンのグラフト変
成を前述の溶融法で行おうとするとそれらの揮発性酸が
揮発することによる生理的刺激が強く作業環境を害する
のみでなく刺激を防止する九めの加工設備の換気装置、
取扱の為の密封装置が必要とな9、揮発物の発主による
グラフト反応装置の運転上のトラブルが発生し 反応装
置の保守整備にも支障をおよばずのである。
本発明者は、前述のような溶融グラフト化を行うに際し
て前述の環境的、整備的不利益を解消すぺ〈鋭意研究を
行った−その結果、ポリオレフィンの極性を改善する場
合であっても前述のマレイン酸等に代えて、無水マレイ
ン酸のポリオールエステルを用いることによって前記不
利益が一挙に解消され、溶融グラフト化によるグラフト
化率も良好であることを織って本発明を完成した。こ0
11Kして得られた変成ポリオレフィン嬬他の樹脂類と
のブレンド、ラミネート等によ〉親和性を良くする為の
添加剤又は基礎樹脂として使用し更に各種クイ2−配金
時には混合助剤又は基礎樹脂として使用される。
以上の説明から明らかなように本発明の目的社、ポリオ
レフィンのグラフト変成反応の際に環境的、整備的不利
益のない製造方法を提供するにある。他の目的は・極性
の改善されたポリオレフィングラフト変成物を能率よく
製造する方法を提供するKある。本発明は、 (1)  ポリオレフィン、無水マレイン酸トボリオー
ルを反応させて得られる無水マレイン酸のポリオールエ
ステルおよびラジカル発生剤を溶融状態で混線押出すこ
とを特徴とするポリオレフィングラフト変成物の製造方
法。
(2)無水マレイン酸のポリオールエステルが無水マレ
イン酸に対し当モル以上のポリオールを反応させて得ら
れたものである前記第(1)項の方法。
(3)無水マレイン酸に対して当モル未満のポリオール
を反応させ、ついで該反応生成物に追加量の1級ポリオ
ールであって、最初に使用したポリオールとの合計量が
無水マレイン酸に対して当モル以上となる量のポリオー
ルを反応させる前記第(2)項の方法。
(4)粉末状のポリオレフィン、無水マレイン酸のポリ
オールエステルおよびラジカル発生剤を混合後押出機に
供給する前記第(1)項の方法。
(6)  ポリオレフィン用安定剤を混合する前記籐(
4)項の方法。
本発明に使用するポリオレフィンとは、ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリブテン−1,ポリ−4−メチルペ
ンテン−1のようないわゆるオレフィン系合成樹脂のほ
か、EPR,EFT。
ポリブタジェンのようないわゆる無定形重合体をもいう
。
本発明に使用する無水マレイン酸のポリオールエステル
社次のように製造する。使用するポリオールとしては、
−分子中に2以上のアルコール基を有し、他の官能基を
持たない低分子有機化合物であればよく、例えば1分子
中に1級アルコール基を意以上有するエチレングリコー
ル、1.1−プロパンジオール、l、4−ブタンジオー
ル、1.6−ベンタンジオール、l。
11−へetンジオールIiJメチロールエタン。
トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペ
ンタエリスリトールがあげられる。また、1分子中に1
級と2級または8級のアルコール基を併有する化合物と
し−C、グリセリン。
1.2.6−ヘキサンドリオール、ソルビトールなどが
らげられる。そして当然のことながら、無水マレイン酸
との反応速度は1級アルコール基が、2級また祉8級ア
ルコール基より速いので、本発明においては、ポリオー
ルのこの性質を未反応の遊離マレイン酸を少なくするた
めに利用する。
無水マレイン酸とポリオールの量比は、前者に対して最
終的に後者のアルコール基が当量以上となるようにする
。好ましい量比は例えば後者がジオールである場合に1
.0〜1.5最も好ましくt′it、ot〜1,2であ
る。反応温度は限定されないが、50℃ないし200°
C好ましくは90℃〜160°Cで反応時間ViIO分
ないし10時間好ましくは80分ないし5時間であるポ
リオール祉同種又は異種のものを二段階以上に分轄て混
合して反応させることもでき、公知のエステル化触媒の
使用とともにポリオールの区分混合方法は、反応混合物
中の遊離無水マレイン酸を早期に減少させることができ
るので望ましい。以上のように製造した本発明に使用す
る無水マレイン酸のポリオールエステル(以下−エステ
ルカルボン酸”という)はついで、ポリオレフィンとグ
ラフト反応させるために少量のラジカル発生剤と混合し
、ついで所定量のポリオレアイン粉末およびポリオレフ
ィン用安定剤と温会する。
前述のラジカル発生剤としては公知の各種の有機過酸化
物が使用できる1例えば、ジプチルパーオキサイド、ジ
ク建ルノ(−オキサイド、直!ビス(t−プチルノく一
オキシ)−パッジイソプロピルベン(ン、2.b−ジメ
チル−16−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン等の
ジアルキル系ノ(−オキサイド、t−プテルノ1イドロ
バーオキサイド、キ:s−iルI・イドロノ(−オキサ
イド、パラメンタンノーイドロノく一オキサイド。
等のハイドロパーオキサイド、ペンゾイルノ(−オキサ
イド、ラワロイルパーオキサイド、1−ブチルパーアセ
テート、t−プチルノ(−ベンゾエート−シクロへキサ
ンパーオキサイド等のジアシル系、エステル系およびケ
トン系ノ(−オキサイドである。
本発明に係るエステルカルボン酸に対するラジカル発生
剤の使用割合は、重量比で0.05〜6%好ましくは0
.5〜!!%である。ラジカル発生剤のはか少量のマレ
イン酸当りモル当量までのスチレンを併用することもで
きる。一般にスチレンは無水マレイン酸と交互共重合す
ることが知られているが、本発明に係るポリオレフィン
へのエステルカルボン酸のグラフト重合においテモ、該
エステルカルボン酸中の(無水)マレイン酸基とスチレ
ンとが交互共重合するものと推察されスチレンの共存は
、本発明に係るポリオレフィングラフト変成物のグラフ
ト率向上と該変成物の物性改善に寄与することが期待さ
れるはか、本発明に係るグラフト変11i、@のボリオ
レフィン粉末との混合時におゆるエステルカルボン酸−
ラジカル発生剤混合物の粘度を低下させ、ポリオレフィ
ン粉末との均一混合を容易にする。
ポリオレフィン粉末ポリオレフィン安定剤、エステルカ
ルボン酸およびラジカル発生剤は、好ましくは溶融混線
前に公知のプレンダー例えば、へンシエルミキナ〜(商
品名)を使用し、室温以上好ましくは100”Cないし
1!O”Cで均一に混合する。エステルカルボン酸は室
温では必ずしも液体でないので、加熱軟化させ若しくは
加熱して液体として混合するか、又は冷却微粉砕して使
用してもよい。混合時間は限定されないが、10分ない
し3時間好ましくは80分ないし3時間である。混合割
合は、エステルカルボン酸10(IK対してポリオレフ
ィンl峠ないしiokg好ましくは1.6#ないし6#
であ)、ポリオレフィン安定剤はポリオレフィンの種1
11によfio−511!&である。混合順序は限定さ
れないが、例えば最初ポリオレフィン!00〜5GOf
と100 Nノエステルヵルボン酸と1−2 fのラジ
カル発生剤を混合後1kgないし6に9のポリオレフィ
ンと5〜60Fの安定剤を混合する。以上のようにして
混合した原料混合物はついで、am状態で混線押出され
この間にグラフト反応が行なわれる。この混線押出しに
は、好ましくは溶融(混線)押出し機が使用される。グ
ラフト反応の見地からは他の混線機を使用し、若しくは
溶剤法も考慮の余地があるが、本発明においては、成型
用押出し機ま九は二輪(多軸)混線押出し機を使用する
のであシ、他の機械を使用する場合に較べて実施し易い
。
前述の本発明に係る原料混合物の溶融混線の条件(温度
、滞留時間)は、具体的には使用する溶融押出機の性能
によって規定されるが、混線が円滑に遂行され、かつラ
ジカル開始剤の分解とグラフト重合が効率よく行なわれ
るためには、溶融部分の温度が使用するポリオレフィン
の融点より20℃〜50℃若しくはそれ以上高い温度で
、滞溜時間として1分以上好ましくは8分〜10分が必
要である。
本発明の上記溶融混線は、グラフト反応物が特殊なエス
テルカルボン酸であるところから、無水マレイン酸又は
無水マレイン酸のモノ又はジエステルを溶融混線によシ
ポリオレフインにグラフト重合させる場合Kll’ぺて
、短時間で高いグラフト効率を達成できる特長がある(
後述実施例参照)、すなわち、該エステルカルボン酸1
分子中の無水マレイン酸に基因する多数の二重結合の中
一つでもポリオレフィンにグラフトされれば、その分子
はもはや溶剤抽出されなくなるのであシ、また、前述の
二重結合の多いととに起因して、本発明に係る原料混合
物について溶融押出しを繰シ返すことによりグラフト効
率を上昇させうる効果をも有している。
以下実施例によって本発明を説明する。
実施例1.対照例1 無水マレイy#98 f (1,0モル)とトリメチロ
ールプロパン46g(0,848モル)とを180℃で
攪拌下に反応させた。8時間後無水マレイン酸はほとん
ど完全に反応し友。ついで鋏反応混合物にジクミルパー
オキサイド1.25fを加えて混合し、後の工程に使用
する本発明のエステルカルボン酸反応生成物を作った。
60f(D該反応生成物と2001のポリプロピレン粉
末とを高速ミキサー中110’C〜130℃で80分間
混合後1.8 #のポリプロピレン粉末および5fの混
合安定剤(註ポリプロピレン用安定剤組成物)を追加し
、同温度で3分間混合した。以上の混合工程においては
無水マレイン酸とポリオールを予め反応させて得たエス
テルカルボン酸反応生成物を使用した\め無水マレイン
酸に基づく生理的刺激はなかった。その反面、上記のよ
うにして得たエステルカルボン酸反応生成物の粘度が高
く入念な混合を必要とした。ついで得られた混合物を2
0ff押出機に供給し、シリンダ一温度り80℃〜28
0°Cダイス温度180″Cで押出されたストランドを
カットしてベレットとした。得られたベレットをドライ
アイスアセトンで冷却し、該冷却後のペレットを高速粉
砕機で粉砕して微粉末とした。
つ−で201の主機粉末をソックスレー抽出器に入れア
セトンを用いて72時間抽出した。実施例1と別にエス
テルカルボン酸反応生成物を混合しない以外は岡橡に実
施(混合、混線、カット、微粉砕および抽出)して対照
例1とした。
実施例1のアセトン抽出による抽出量は、灯照例1の抽
出量によって混合安定剤その他の抽出物の補正を行なっ
た0以上の結果、実施ガーlのアセトン抽出によるエス
テルカルボン酸量ハo、tset、計算量に対する割合
F127.5%であう九、し九がって、ポリプロピレン
にグラフト重合した非抽出性のエステルカルボン酸の鍍
割合は?!6%となった。別に、被抽出物(グラフト重
合され九ポリプロピレン)を用いて加熱プレスすること
によ)シートを得、このシートの赤外吸収を測定し、そ
の中のC■0に基づくものの強度から定量したマレイン
酸の結合量は、1.49%であり九。
比較例−t、2 ジクミルパーオキサイドを混合しない以外は実施81と
同様に実施した。アセトン抽出によるエステルカルボン
酸量は2Of当fi0.55f−非抽出性エステルカル
ボン酸の割合は5.5%、赤外吸収によるプレスシート
中のマレインamは0.15%であった(比較例1)。
また、エステルカルボン酸反応生成物に代えて無水マレ
イン酸989を用いた以外は同様に実施し友(比較例2
)。この場合は、高速ミキサー中での混合およびペレタ
イズ中無水マレイン酸の昇華に伴う生理的刺戟が強く作
業環境が悪化したのみならず、押出機ベント部の無水マ
レイン酸によるつまシがはげしくおこった。また、ペレ
ット微粉砕後のアセトン抽出品から製造したシート中に
はマレイン酸にもとづく微少の赤外吸収も認められず、
無水マレイく酸の添加混線ペレタイズでは、無水マレイ
ン酸のポリプロピレンへのグラフト反応は起こらないこ
とが判った。なお同時にラジカル添加剤を加えた場合は
グラフト反応が進行するが、無水マレイン酸の刺戟を闘
避すること社出来なかった。
実施飼怠、対照例2 無水マレイン酸11af(1,0モル)とペンタエリス
リトール11@tc0.264モル)とを116 ”C
で攪拌下に6時間反応させた。骸反応混金物に意、b−
ジメチル−2,6−ジターシャリ−ブチルパーオキシヘ
キサンttを加えて混合後室温まで冷却し、粘ちょうな
固状曹としてのグラフト重合用エステルカルボン酸反応
生成物を作った。goyo骸反応主反応生成物010ポ
リプpピレン粉末とを高速建キサー中110℃〜tWO
℃でSO分分間会合後11lFOポリブーピレン粉末お
よび6fの混合安定剤を追加し、同温度で8分間混合し
え0以上の混合工11においては、混合材料として無水
マレイン酸を用い九比較例2に較べて刺戟臭社全く感じ
られなかつ九。ついで得られ良風合物を20WM押出機
ベレタイ望−に供給し、シリンダ一温度111”C〜!
00℃ダイス温度180℃で押出リサイクルを行い得ら
れるストランドをカットしてペレットとした。得られた
ペレットを実施例1の場合と同様に冷却、微粉砕、アセ
トン抽出した。実施例2と別にエステルカルボン酸を混
合しない以外は同様に実施(混合、混線、カット、微粉
砕および抽出)して対照例2とした。
実施例2のアセトン抽出(8回実施し、その平均値)に
よる抽出量は、対照例2の抽出量によって混合安定剤そ
の他の抽出物の補正を行なり九。峡アセトン抽出の方法
は、実施例1の場合と同様に実施した。以上の結果抽出
物量の8回平均値は0.186Fであシ、該抽出物の既
添加エステルカルボン酸に対する割合は28.8%、従
って残部すなわちポリプロピレンにグラフト重合したエ
ステルカルボン酸の鋏割合は76.7%であった。別に
、被抽出物(グラフト重合されたポリプロピレン)を用
いて加熱プレスすることによりシートを得、このシート
の赤外吸収を測定し、その中のC−0に基づくものの強
度から定量したマレイン酸の結合量は1.60%であり
九。
実施例8 無水マレイン酸98f(1,0モル)と1.6−へ中サ
ンジオール61f(0,51モル、計算量より8%過剰
)とをtso’cで攪拌下に反応させた。2時間反応後
該反応混合物に2.6−ジメチル−16−ジ(ターシャ
リープチルパーオ命シ)へキサン115fを加えて混合
し、室Iltで冷却して固体状反応混合物(本発明のエ
ステルカルボン醗反応生成物)を作つ九。
8Oft)皺エステルカルぎン酸反応生成物と!OOf
のプロピレンエチレンコポリマー(MFR6,0,エチ
レン分8.5%を含む)粉末とを高速ミキサー中110
℃〜180℃で16分間混合後1.8#の同じコポリ−
q−粉末と5fのポリプロピレン用混合安定剤を追加し
同温度で6分間混合し良。以上の混合工程および得られ
た混合物を押出機へ投入する次工程においても該混合物
に関してマレイン酸に基づく生理的刺戟は全くなかった
。ついで得られた該混合物°C〜280°Cダイス温[
180°C5平均滞溜時間2分で押出されたストランド
をカットしてペレットを得た。得られたペレットの冷却
、微粉砕およびアセトン抽出を実施例1と同様に行ない
、紋抽出量の8回平均値を算出し、抽出量から安定剤添
加量を差引いてマレイン酸ニスデル(上記エステルカル
ボン#)の抽出量を計算した。以上の結果、実施例−1
のアセトン抽出による抽出されたエステルカルボン酸蓋
は0.2811(抽出率48.4%)、したがってグラ
フト効率は61.6%となった。一方抽出残(グラフト
コポリマー)を使用しての赤外吸収(IR法)によるプ
レスシート中のカルボニール量よす#1定されるマレイ
ン酸含量は、0.9θ%であった。
実施例4 無水マL/(ン1298F(1,0モル)ト当モルよシ
過剰のトリメチロールプロパン46F(0,848モル
)を混合して110〜180″Cで加熱溶融させ攪拌下
に反応させた。、8時間反応後反応混合物を80℃に冷
却し、スチレンUf(0,60モル)を加えて得られた
溶液に2゜6−シメチルー2.5−ジ(ターシャリ−ブ
チルパーオキシ)ヘキサン0.6fを加えて混合し、該
エステルカルボン酸スチレン混合[8(1を使用して次
工程以降のグラフト反応を行なった。
すなわち、@OfO前記エステルカルボン酸スチレン混
合液と2#のポリプロピレン粉末および54の混合安定
剤を高速ンキ′サー中110℃で10分間混合しえ。つ
いで得られた混合物を20ff押出機に供給し、シリン
ダ一温度180℃〜!30℃ダイス温[180℃、平均
滞溜時間2分で押出されたストランドをカットしてペレ
ットとしえ。以上の反応、混合および押出し各工11に
おいて無水マレイン酸に起因する生理的刺戟線なかつ友
。ついで実施例1と同様にしてllれたペレットのアセ
トン抽出を行ガ′つ九。
被抽出物のグラフト率は64%であった。他方、実施例
1と同様に行なつ九プレスシートの赤外吸収によるマレ
イン酸含量社1.65%であった。
実施915 無水マレイア1m98 f (1,0モル)トペンタx
すxす) −#20 f (0,15モル) トt 1
10℃〜180’Cで攪拌下に加熱してペンタエリスリ
トールを混合溶解させた。wI混合溶解物中にさらに1
 、4−ブタ/ジオール18F(0,2モル)を加えて
混合し180’Cで8時間反応させついで放置冷却する
と該反応混合物は固状物(エステルカルボン酸)となっ
た。     ′皺固状物を四環化炭素中に入れドライ
アイスを加えて冷却した。ついで該冷却された固状物を
高速微粉砕機で粉砕した。#粉砕物を25℃で12時間
減圧(5#Hg)で乾燥し、後段のグラフト化反応に使
用するエステルカルボン酸微粉末を得た。601の前記
微粉末、2に9のポリプロピレン粉末 0.5fのビス
−(t−ブチルパーオキシ)イングロビルベンゼンおよ
ヒ漉゛合安定剤51Fを高速ミキサー中110°Cで5
分間混合した。ついで得られた混合物を20111押出
機に供給し、シリンダ一温度180〜210℃ダイス温
度180℃で押出され九ストランドをカットしてベレッ
トとした。実施例1と同様に得られたペレットを処理し
て抽出率から求め九グラフト反応の効率は62%であっ
た。
実施例8 無水マレイン59298F(1,0モル)とジペンタエ
リスリトール20f(0,084モル、0.5モル商量
)を反応触媒としてのオクチル酸錫0.2fとともに1
80℃で2時間攪拌下に加熱溶解反応させた。ついで該
反応混合物に1.4−ブタンジオール26 f (0,
28モル、0.56モル尚尚量を加えて溶解して同温度
で8時間反応させえ。その後該混合物を室温まで冷却し
放置して全体を結晶固結化させた。ついで該固結化物を
四塩化炭素ドライアイス中で冷却しながら高速徽粉砕機
で処理し得られた微粉末を室温で12時間減圧(5sw
Hg)で乾燥し、後段のグラフト化反応に使用するエス
テルカルボン酸微粉末を得た。60fの前記微粉末を用
いた以外は、実施例すと同様にして高速ミキサー中でレ
ットの冷却微粉砕、微粉砕物のアセトン抽出、グラフト
率の算出を行なった。その結果、該クラフト率に77%
であった。J着た、実施例5と同様にして得たプレスシ
ートの赤外吸収測定法によるマレイン酸含量は1,55
%であった。
以上 特許出願人 熊本工業大学 チッソ株式会社

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  ポリオレフィン、無水マレイン酸とポリオー
    ルを反応させて得られる無水マレイン酸のポリオールエ
    ステルおよびラジカル発生剤を溶融状態で混練押出すこ
    とを特徴とするポリオレフィングラフト変成物の製造方
    法。
  2. (2)無水iレイン酸のポリオールエステルが無水マレ
    イン酸に対し当モル以上のポリオールを反応させて得ら
    れたものである特許請求の範囲第(1)項の方法。
  3. (3)無水マレイン酸に対して当モル未満のポリオール
    を反応させ、ついで該反応生成物に追加量の1級ポリオ
    ールであって、最初に使用したポリオールとの合計量が
    無水マレイン酸に対して轟モル以上となる量のポリオー
    ルを反応させる特許請求の範囲第(2)項の方法。
  4. (4)粉末状のポリオレフィン、無水マレイン酸のポリ
    オールエステルおよびラジカル発生剤を混合後押出機に
    供給する特許請求の範囲第(1)項の方法。
  5. (5)  ポリオレフィン用安定剤を混合する特許請求
    の範囲第(4)項の方法。
  6. (6)ホ’Jオールカ、エチレングリコールl118−
    プロパンジオール、1.4−ブタンジオール、1.5−
    ベンタンジオール、1.6−ヘキサンジオール若しくは
    ネオペンチルグリコ−犬である特許請求の範囲第(1)
    項の方法。
  7. (7)  ポリオールが、グリセリン、1.2.6−ヘ
    キサンジオール、トリメチロールエタン。 トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペ
    ンタエリスリトール若しくはソルビトールである特許請
    求の範囲第(1)項の方法。
  8. (8)  ラジカル開始剤が、ジブチルパーオキサイド
    、ジクミルパーオキサイド、adビス(1−ブチルパー
    オキシ)−ハラインプロピルベンゼン、2.5−ジメチ
    ル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、t
    −プチルノ−イドロパーオdPサイド、キュミルハイド
    ロパーオキサイド、パラメンタンハイドロパーオキナイ
    ド。 ペンゾイルパーオ中サイド、ツクロイルパーオキサイド
    。t−ブチルパーアセテート、t−ブチルパーベンゾエ
    ート着しくはシクロヘキナンバーオキナイドである特許
    請求の範囲第(1)JJの方法。
JP18193881A 1981-11-13 1981-11-13 ポリオレフイングラフト変成物の製造方法 Granted JPS5884811A (ja)

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