DE1769795C3 - Process for the production of polyurethanes - Google Patents
Process for the production of polyurethanesInfo
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Description
Paukte mitCrammed with
In der DT-AS 16 94 080 wird ferner ein Verfahren hochwertigen EigensJaft r enfindunaseemäß zu ver-In the DT-AS 16 94 080 further provides a process quality Eige ns J aft r s findunaseemäß to comparable
zur Herstellung von vernetzten Polyurethanen be- Aueh Gem.sche dieser er ndu"f f^'^^p^for the production of crosslinked polyurethanes, also because of these he ndu "ff ^ '^^ p ^
schrieben, welche durch Umsetzung von Hexandiol- wendenden Polycarbonate m Polyestern oder rlwrote, which by reaction of hexanediol-turning polycarbonates m polyesters or rl
1,6-polycarbonat aus Diphenylcarbonat und Hexan- 40 äthern können eingesetet *«™™·1.6 polycarbonate from diphenyl carbonate and hexane can ethers 40 eingese tet * "™™ ·
diol mit Diisocyanaten und Kettenverlängerern er- Die Herst ellung, der ^°α'^Γ^ε[ diol with diisocyanates and chain extenders- The production, the ^ ° α '^ Γ ^ ε [
halten werden. Diese elastischen Kunststoffe zeichnen erfolgt in der Regel durch Auflosen derwill hold. These elastic plastics are usually drawn by dissolving the
sich neben guten mechanischen Eigenschaften durch baren ungesatt.gten Verbindungη ^ ^In addition to good mechanical properties, there are no unsaturated connections
eine gute Hydrolysenbeständigkeit aus. Bei einer tischen Polycarbonat und anschJege Po^ynu ηgood resistance to hydrolysis. With a table made of polycarbonate and attached po ^ ynu η
Htägigen Hydrolysenalterung dieser Kunststoffe bei 45 saüon unter Zusatz rad.kalb.lde^njjr In^atoi«sn JManHydrolytic aging of these plastics for a day at 45 saüon with the addition of rad.kalb.lde ^ njjr In ^ atoi «sn JMan
70c C und 95 % Luftfeuchtigkeit erfolgt in den meisten kann auch so verfahren, ^"n^ £™™70 c C and 95% humidity takes place in most can also proceed ^ " n ^ £ ™ ™
Fällen nur eine geringe Abnahme der mechanischen Aktivator unter PolymeCases only a slight decrease in the mechanical activator among polymers
Eigenschaften, beispielsweise der Festigkeit. In Aus- dem aliphatischenProperties, such as strength. In Aus the aliphatic
nahmefällen, in denen sogar eine geringe Zunahme der ist auch möglich,exceptional cases in which even a small increase in is also possible
Festigkeit von 3 bis 5 kg beobachtet wurde, liegt diese 50 aliphatischen Polycarbonat ^^^^Strength of 3 to 5 kg was observed, this 50 aliphatic polycarbonate lies ^^^^
Größe im Rahmen der Meßfehler. zu bringen und dann das Monome« bzw MonoSize within the scope of the measurement error. to bring and then the monome «or mono
fd dß sch zuzusetzen Seite ιversüindl ch kannfd the side ιversüindl ch can be added
röße im Rahmen der Meßfehler. zu bringen und dann das Monomesize within the scope of the measurement error. to bring and then the monomial
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß merengem.sch zuzusetzen. Seite ιversüindl ch kannIt has now been found, surprisingly, that merengem.sch add. Page ιversüindl ch can
man Polyurethane erhält, welche nach 14tägiger Hy- man das Polymensationsverfahre von Fall zu FaUone obtains polyurethanes which, after 14 days of hy- man, the polymerisation process from case to case
dll bi 7O0C d 95% Luftfeuchtigkeit den technischen Erfordernissen pmaß ,^ üblicherdll bi 7O 0 C d 95% humidity the technical requirements pmeasure, ^ more usual
man Polyurethane erhält, welche nach 14tägiger Hy- man das PolymensationsePolyurethanes are obtained which, after 14 days of hy- man, polymerize
drolysenalterung bei 7O0C und 95% Luftfeuchtigkeit den technischen Erfordernissen pmaßdrolysenalterung at 7O 0 C and 95% humidity pmaß the technical requirements
erheblich verbesserte mechanische Eigenschaften auf- 55 Weise variieren; dies »U auch u d'\zu greatly improved mechanical properties vary in 55 ways; this »U also u d '\ to
weisen, wenn man solche aliphatischen Polycarbonate ^^^^^^^.^^^ wise when looking at such aliphatic polycarbonates ^^^^^^^. ^^^
mit mindestens zwei Hydroxylgruppen mit Polviso- 5 und 180 C liegen. Die « ^» Ι^^^with at least two hydroxyl groups with Polviso 5 and 180 C lie. The «^» Ι ^^^
cyanaten und gegebenenfalls Kettenverlängerern um- merisate sind in den Polycarbonaten gegebenentdusCyanates and, where appropriate, chain extenders are present in the polycarbonates
seytzt in denen8vorher Polymerisate oder Mischpoly- als Homopolymerisate suspender Je nach der Wahl y se TZT 8 in which earlier polymers or Mischpoly- as homopolymers suspender Depending on the choice
men ate aus polymerisierbar ungesättigten Verbin- 60 der Monomeren oder der ahphaüschen Po^onateMen ates of polymerisable unsaturated compounds of the monomers or the ahphaüschen po ^ onates
düngen in situ hergestellt worden sind. Je nach der können sie auch zum Teil oder ganz in Jm Po^fertilize in situ. Depending on the situation, they can also be partly or wholly in Jm Po ^
Beschaffenheit des im aliphatischen Polycarbonat ge- carbonat gelöst sein oder auch teilweise oder ganz alsNature of the carbonate dissolved in the aliphatic polycarbonate or partly or wholly as
bildeten Polymerisats können sowohl beispielsweise Pfropfpolvmensat vorliegen. v-rhinduneenThe polymer formed can both be present, for example, from a graft polymer. v-rhinduneen
die Zerreißfestigkeiten als auch die Kältefestigkeiten Als polymensierbare ungesattigte VJ^mdungenthe tensile strengths as well as the cold strengths as polymerizable unsaturated VJ ^ joints
der Polyurethane erhöht werden. So werden beispiels- 65 kommen solche Verbindungen in Frage die eine: oderthe polyurethanes are increased. For example, such connections are one of the following: or
weise ais Polycarbonaten, in welchen Acrylnitril poly- mehrere radikal«* Ρ?^™^?1βΓ^™ °°PPJ^Swise as polycarbonates, in which acrylonitrile poly- several radical «* Ρ? ^ ™ ^? 1βΓ ^ ™ °° PPJ ^ S
merisiert worden ist, Kunststoffe erhalten, die nach gen enthalten. Besonders seien erwähnt Acrylmtnhas been merized to obtain plastics that contain after gene. Acrylmtn are particularly worth mentioning
14tägiger Hydrolysenalterung erheblich höhere Festig- sowie Acrylsauremethyl-, athyl-, butylester. Im Kan14 days of hydrolysis aging significantly higher solid and methyl, ethyl, butyl acrylate. In Kan
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men der Erfindung seien auch Vinylaromaten, wie Polycarbonate können nach den bekannten Verfahren Styrol, oder kern- bzw. seitenkettensubstituierte mit Polyisocyanaten und Ketteaverlängerungs- bzw. Styrole, wie a-Methylstyrol, erwähnt, oder Olefin- Vernetzungsmitteln in hochwertige Kunststoffe überkohlenwasserstoffe, wie Äthylen, ferner Vinylester, wie geführt werden. Man kann beispielsweise die erfin-Vinylacetat, Vinylchlorid oder Vinylidenchlorid, ge- 5 dungsgemäß zu verwendenden Polycarbonate mit nannt. Die Verwendung von Folyvinylverbindungen, einem Überschuß an Diisocyanaten umsetzen und wie Divinylbenzol, Triallylcyanurat oder Glykoldi- dann niedermolekulare Verbindungen, wie beispielsmethacrylat, ist ebenfalls möglich. Weiterhin sind auch weise Glykole, Diamine oder Wasser, in einem solchen solche ungesättigte Verbindungen geeignet, die noch Mengenverhältnis zusetzen, daß nach der Umsetzung reaktive, mit Isocyanaten oder anderen Verbindungen io noch NCO-Gruppen vorhanden sind, die für die Verreagierende Gruppen enthalten, wie beispielsweise netzung zur Verfugung stehen. Auf diese Weise können Oxyäthyl- oder Oxypropyl(meth)acrylat, Acrylamid, Formkörper gegossen werden, die beim Nachheizen Methacrylamid-N-methylolallyläther, Methacrylamid- verfestigen und ihre endgültigen Eigenschaften an-N-methylolmethyläther, Glycidyl(meth)aa-ylat oder nehmen. Verzichtet man auf eine längere Nachheizzeit Acrylsäureallylesier. Die ungesättigten Verbindungen 15 nach dem Gießprozeü, so entstehen Produkte, die können auch im Gemisch miteinander eingesetzt unter Feuchtigkeiüausschluß gelagert zu einem bewerden. liebigen späteren Zeitpunkt thermoplastisch verformtAccording to the invention, vinyl aromatics, such as polycarbonates, can also be prepared by the known processes Styrene, or core or side chain substituted with polyisocyanates and chain extensions or Styrenes, such as a-methylstyrene, mentioned, or olefin crosslinking agents in high-quality plastics superhydrocarbons, such as ethylene, also vinyl esters, how to be performed. One can, for example, the invented vinyl acetate, Vinyl chloride or vinylidene chloride, with polycarbonates to be used according to the invention called. The use of polyvinyl compounds, an excess of diisocyanates and implement such as divinylbenzene, triallyl cyanurate or Glykoldi- then low molecular weight compounds such as methacrylate, is also possible. Furthermore, there are also glycols, diamines or water in such a product those unsaturated compounds that still add quantitative proportions that after the reaction are suitable reactive NCO groups are still present with isocyanates or other compounds which are necessary for the reactants Groups included, such as networking, are available. That way you can Oxyäthyl- or oxypropyl (meth) acrylate, acrylamide, moldings are poured during reheating Methacrylamide N-methylol allyl ether, methacrylamide solidify and their final properties on-N-methylol methyl ether, Glycidyl (meth) aa-ylate or take. If you do without a longer post-heating time Acrylic allylesians. The unsaturated compounds 15 after the casting process result in products that can also be used in a mixture with one another and stored under exclusion of moisture. Thermoplastic deformed at any later point in time
Im allgemeinen werden im aliphatischen Polycarbo- werden können. Auf diese Weise können ebenfalls nat 0,5 bis 60 Gewichtsprozent, bevorzugt 1 bis 30 Ge- Produkte mit verschiedenen Härtegraden und hochwichtsprozent, an polymerisierbarer ungesättigter Vei- 20 elastischen Eigenschaften erhalten werden, bindung gelöst und nach Zusatz des Polymerisations- Wählt man die Mengenverhältnisse zwischen denIn general, aliphatic polycarbonate can be used. This way you can as well nat 0.5 to 60 percent by weight, preferably 1 to 30 Ge products with different degrees of hardness and high percent by weight, of polymerizable, unsaturated elastic properties are obtained, bond released and after the addition of the polymerization one chooses the proportions between the
initiators, gegebenenfalls unter Ausschluß von Luft- Polycarbonaten, den niedermolekularen Kettenversauerstoff, unter Rühren zur Polymerisation gebracht. längerungsmitteln und dem Diisocyanat derart, daß Eine andere Ausführungsform besteht darin, daß man nach der Umsetzung noch Hydroxylgruppen vorden Polymerisationsinitiator bei Raumtemperatur in 35 handen sind, so entstehen lagerfähige thermoplastische der ungesättigten Verbindung löst und diese Lösung Produkte, die sich auf der Walze verarbeiten lassen, bei erhöhter Temperatur (Reaktionstemperatur) unter und beispielsweise nach Zugabe von weiterem Diisogutem Rühren in das aliphatische Polycarbonat ein- cyanat, insbesondere dimerem 2,4-Toluylendiisocytropft. Die nach der Polymerisation noch vorhandenen anat, in den vernetzten, elastischen Zustand übergehen. Monomeren werden gegebenenfalls im Vakuum bei 30 Die vorgenannten lagerfähigen Hydroxylgruppen Temperaturen bis 1300C entfernt. enthaltenden Produkte können nicht nur mit Diiso-initiator, optionally with the exclusion of air polycarbonates, the low molecular weight chain oxygen, brought to polymerization with stirring. lengthening agents and the diisocyanate in such a way that, after the reaction, hydroxyl groups are still present in front of the polymerization initiator at room temperature, so that storable thermoplastics of the unsaturated compound are formed and this solution dissolves products that can be processed on the roller, at elevated temperature (reaction temperature) with and, for example, after the addition of further diisogutemic stirring, monocyanate, in particular dimeric 2,4-toluene diisocyanate, is added dropwise to the aliphatic polycarbonate. The anat that is still present after the polymerization change into the crosslinked, elastic state. Monomers are optionally removed in vacuo at 30 The above storable hydroxyl temperatures up to 130 0 C. containing products can be used not only with diiso-
AIs Polymerisationsinitiatoren eignen sich die üb- cyanaten, sondern auch beispielsweise mit Schwefel, licherweise verwendeten Radikalbildner, beispielsweise Peroxyden oder Formaldehyd vernetzt werden. Zweck-Perester, Percarbonate, Hydroperoxyde oder Peroxyde mäßig ist dabei, daß die Hydroxylgruppen enthalvom Typ Lauroylperoxyd, Benzcylperoxyd oder Di- 35 tenden Ketten Komponenten eingebaut enthalten, die cumylperoxyd, oder stickstoffhaltige Radikalbildner, mit den genannten Verbindungen unter Vernetzung wie Azodiisobutyronitril. Auch Redoxsysteme, wie reagieren können. Diese Komponenten werden zweck-Benzoylperoxyd-Dimethyltoluidin, können verwendet mäßigerweise mittels einer niedermolekularen, bifunkwerden. Desgleichen kommt gegebenenfalls zusätzlich tionellen Hydroxylverbindung eingebaut, die initiierung mit Hilfe energiereicher Strahlen in 40 So erhält man beispielsweise durch Umsetzung der Betracht. Die Radikalbildner werden in der Regel in erfindungsgemäß zu verwendenden Polycarbonate mit Mengen von 0,01 bis 15 Gewichtsprozent, Vorzugs- Glycerinmonoallyläther und Diisocyanaten Produkte, weise 0,1 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf die poly- die mit Schwefel vernetzbar sind. Beim Ersatz des merisierbare ungesättigte Verbindung, eingesetzt. Glycerinmonoallyläthers durch n-DioxäthyltoluidinAs polymerization initiators, the cyanoates are suitable, but also, for example, with sulfur, Licherweise used radical formers, for example peroxides or formaldehyde are crosslinked. Purpose perester, Percarbonates, hydroperoxides or peroxides are moderate in that the hydroxyl groups are contained Type lauroyl peroxide, benzcyl peroxide or dietary chains contain built-in components that cumyl peroxide, or nitrogen-containing radical formers, with the compounds mentioned with crosslinking such as azodiisobutyronitrile. Even redox systems, how can react. These components are purpose-benzoyl peroxide-dimethyltoluidine, can be used moderately by means of a low molecular weight, bifunk. Likewise, an additional tional hydroxyl compound is optionally incorporated, initiation with the help of high-energy rays in 40 For example, by implementing the Consideration. The radical generators are generally included in the polycarbonates to be used according to the invention Quantities from 0.01 to 15 percent by weight, preferred glycerol monoallyl ether and diisocyanate products, 0.1 to 5 percent by weight, based on the poly which can be crosslinked with sulfur. When replacing the merizable unsaturated compound, used. Glycerol monoallyl ethers by n-dioxäthyltoluidin
Als erfindungsgemäß zu verwendende Polyiso- 45 oder durch N,N'-Bismethyl-bis-/J-hydroxyäthyl-4,4'-dicyanate
sind bevorzugt Diisocyanate zu nennen, wie aminodiphenylmethan werden Produkte erhalten, die
z. B. 1,4-Butylendiisocyanat, 1,6-Hexamethylendiiso- mit Formaldehyd vernetzbar sind. Verwendet man als
cyanat, 2,4- bzw. 2,6-Toluylendiisocyanat, sowie be- Diisocyanat das 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat, so
liebige Gemische dieser Isomeren, p-Xylylendiiso- entstehen Produkte, die mit Peroxyden vernetzbar sind,
cyanat, 4,4'-Dimethyl-l,3-xylylendiisocyanat, Cyclo- 50
hexylen-4,4'-diisoc\anat, m- bzw. p-Phenylendiiso-As polyisocyanates to be used according to the invention or by N, N'-bismethyl-bis- / I-hydroxyethyl-4,4'-dicyanates, diisocyanates are preferred, such as aminodiphenylmethane products are obtained which, for. B. 1,4-butylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate are crosslinkable with formaldehyde. If one uses as cyanate, 2,4- or 2,6-toluylene diisocyanate, as well as 4,4'-diphenylmethane diisocyanate as diisocyanate, then any mixture of these isomers, p-xylylene diisocyanate, results in products that can be crosslinked with peroxides, cyanate, 4,4'-dimethyl-1,3-xylylene diisocyanate, cyclo-50
hexylene-4,4'-diisocyanate, m- or p-phenylene diisocyanate
cyanat, l-Alkylphenylen-2,4- bzw. -2,6-diisocyanate, Beispiel 1cyanate, 1-alkylphenylene-2,4- or 2,6-diisocyanate, example 1
3-(«-Isocyanato-äthyl)-phenylisocyanat, 2,6-Diäthyl-3 - («- Isocyanato-ethyl) -phenyl isocyanate, 2,6-diethyl-
phenylen-l,4-diisocyanat, Diphenylmethan-4,4'-diiso- In 200 g einer aus Hexandiol-l,6-polycarbonat undphenylene-1,4-diisocyanate, diphenylmethane-4,4'-diiso- In 200 g one of hexanediol-1,4-polycarbonate and
cyanat, Diphenyldimethylmethan-^^'-diisocyanat, Di- 55 Acrylnitril und in situ Polymerisation mit Hydrazoisophenyläther-4,4'-diisocyanat oder Naphthylen-l,5-di- buttersäurenitril erhaltenen Polyhydroxylverbindung isocyanat. Auch tri- oder mehrfunktionelle Isocyanate (3,35% Acrylnitril; OH-Zahl 67), hergestellt durch können mitverwendet werden, z. B. 2,4,6-Triiso- Lösen von 5 g Acrylnitril und 0,1 g Azodiisobutyrocyanatotoluol. nitril in 100 g Hexandiolpolycarbonat mit anschlie-cyanate, diphenyldimethylmethane - ^^ '- diisocyanate, di- 55 acrylonitrile and in situ polymerization with hydrazoisophenyl ether 4,4'-diisocyanate or naphthylene-1,5-di-butyric acid nitrile obtained polyhydroxyl compound isocyanate. Also tri- or polyfunctional isocyanates (3.35% acrylonitrile; OH number 67), produced by can also be used, e.g. B. 2,4,6-triiso dissolving 5 g of acrylonitrile and 0.1 g of azodiisobutyrocyanatotoluene. nitrile in 100 g hexanediol polycarbonate with subsequent
' Erfindungsgemäß gegebenenfalls mitzuverwendende 60 Bender Polymerisation unter N2 bei 80° C und Ent-Kettenverlängerungs- bzw. Vernetzungsmittel sind fernung der Restmonomeren im Vakuum, werden solche der bereits bekannten Art, die in der Regel ein nach dem Entwässern bei 130°C/12 mm Hg 85 ig Molekulargewicht bis 500 aufweisen und z. B. Glykole, 4,4'-Diisocyanatodiphenylnu;than eingerührt. Die Temwie Butandiol-1,4, oder Diamine, wie 3,3'-Dichlor- peratur steigt auf 1370C. Nach etwa 15 Minuten 4,4'-diaminodiphenylmethan, darstellen. Auch Wasser 65 werden 18 g Butandiol-(1,4) in die Schmelze einkommt als Kettenverlängerungs·· bzw. Vernetzungs- gerührt, dann gießt man die homogene Masse in mittel in Frage. Formen. Nach 24stündigem Nachheizen bei 100°C60 Bender polymerization under N 2 at 80 ° C and de-chain extenders or crosslinking agents, which may also be used according to the invention, remove the residual monomers in vacuo mm Hg 85 ig molecular weight up to 500 and z. B. glycols, 4,4'-diisocyanatodiphenylnu; than stirred. The Temwie 1,4-butanediol, or diamines such as 3,3'-dichloro temperature rises to 137 0 C. After about 15 minutes 4,4'-diaminodiphenylmethane, represent. Water 65, 18 g of butanediol- (1,4) is added to the melt as a chain extension ·· or crosslinking agent, then the homogeneous mass is poured into the medium in question. To form. After 24 hours of post-heating at 100 ° C
Die erfindungsgemäß zu verwendenden modifizierten wird ein Material mit folgenden Eigenschaften erhalten:The modified to be used according to the invention gives a material with the following properties:
Nach 14tägiger Hydrolysenalterung bei 70° C/95% Luftfeuchtigkeit After 14 days of hydrolysis aging at 70 ° C / 95% humidity
Zugfestigkeit, kg/cm2 239 255Tensile strength, kg / cm 2 239 255
Bruchdehnung, % 310 297Elongation at break, % 310 297
Bleibende Dehnung, % 30 21Permanent elongation,% 30 21
Einreißfestigkeit, kg/cm 55 44Tear strength, kg / cm 55 44
Shore-Härte A 91 91Shore hardness A 91 91
Stoßelastizität 34 34Resilience to impact 34 34
Nach den im Beispiel 1 angegebenen Versuchsbedingungen werden 200 g einer aus Hexandiol-1,6-polycarbonat, 10,5% Acrylnitril und 0,5 Gewichtsprozent Methacrylamid hergestellten Polyhydroxylverbindung (OH-Zahl 60), hergestellt analog Beispiel 1, mit 81,5 g 4,4'-Diisocyanatodiphenylmethan und 18 g Butandiol-(1,4) umgesetzt. Das erhaltene Material hat folgende Eigenschaften:According to the test conditions given in Example 1, 200 g of a 1,6-hexanediol polycarbonate, 10.5% acrylonitrile and 0.5% by weight methacrylamide produced polyhydroxyl compound (OH number 60), prepared analogously to Example 1, with 81.5 g of 4,4'-diisocyanatodiphenylmethane and 18 g of butanediol (1,4) reacted. The material obtained has the following properties:
Zugfestigkeit, kg/cm2 255Tensile strength, kg / cm 2 255
Bruchdehnung, % 267Elongation at break,% 267
Bleibende Dehnung, % 44Permanent elongation,% 44
Einreißfestigkeit, kg/cm 46Tear strength, kg / cm 46
Shore-Härte A 94Shore hardness A 94
Stoßelastizität 33Resilience 33
Nach 14tägiger Hydrolysenalterung bei 70°C/95% Luftfeuchtigkeit After 14 days of hydrolysis aging at 70 ° C / 95% humidity
293 305 42 44 95 35293 305 42 44 95 35
Unter den im Beispiel 1 angegebenen Bedingungen werden 200 g einer aus Hexandiol-l,6-polycarbonat und 30 Gewichtsprozent Acrylsäurebutylester, hergestellt indem zu einer auf 1200C erhitzten Menge von 70 g Hexandiolpolycarbonat (Molekulargewicht 2000)Under the given conditions of Example 1 200 Grams of hexane-l, 6-A polycarbonate and 30 weight percent butyl acrylate, prepared by adding to a heated at 120 0 C amount of 70 g of hexane diol (molecular weight 2000)
so im Verlaufe von 1,5 Stunden 30 g einer Lösung von 2 g Azodiisobutyronitril in 98 g Acrylsäurebutylester getropft worden ist, hergestellten Polyhydroxylverbindung (OH-Zahl 44.8) mit 80 g 4,4'-Diisocyanatodiphenylmethan und 19,8 g Butandiol-1,4 umgesetzt. Das erhaltene Material hat folgende Eigenschaften:so in the course of 1.5 hours 30 g of a solution of 2 g of azodiisobutyronitrile has been dropped into 98 g of butyl acrylate, prepared polyhydroxyl compound (OH number 44.8) reacted with 80 g of 4,4'-diisocyanatodiphenylmethane and 19.8 g of 1,4-butanediol. The obtained material has the following properties:
Claims (1)
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US840474A US3637909A (en) | 1968-07-15 | 1969-07-09 | Polyurethanes process and product prepared from aliphatic polycarbonates containing in situ polymerized unsaturated compounds |
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