DE2638023A1

DE2638023A1 - Thermoelastische polymerisate mit einem gehalt an radialen blockcopolymerisaten

Info

Publication number: DE2638023A1
Application number: DE19762638023
Authority: DE
Inventors: Warren Evan Eichelberger; Glen Henry Graham; Edward Lawrence Hillier
Original assignee: Abbott Laboratories
Current assignee: Abbott Laboratories
Priority date: 1975-08-26
Filing date: 1976-08-24
Publication date: 1977-03-10
Also published as: IE43534B1; AU1617776A; SE7609335L; BR7605486A; FR2323738A1; JPS5227448A; GB1517099A; ZA764161B; IE43534L

Description

Patentanwälte
Dr. Ing. W«?.{t©r Abitz

Dr. Di9t3r F. K4orf 2k. iugust 1976

Dr. Hans - A. Brauns _325O

B Müncben 68, Pienzenaueretr.28

ABBOTT LABORATORIES
North Chicago, Illinois 60064 , V.St.A.

Thermoelastische Polymerisate mit einem Gehalt an radialen

Blockcopolymerisaten

Die Erfindung betrifft thermoplastische Polymerisate, die zu kautschuk- bzw. gummiartigen, zum Kontakt mit Körperflüssigkeiten geeigneten Materialien verformt werden können. Insbesondere betrifft die Erfindung thermoplastische Polymerisate, die aus einem radialen Blockcopolymerisat vom Dien-arylsubstituierten Olefin-Typ bzw. Butadien-Styrol-Typ im Gemisch mit bestimmten polymeren Materialien bestehen, so daß eine kautschuk- bzw. gummiartige Masse entsteht, die einen hohen Grad an Elastizität und Wiederverschließbarkeit (resealability) aufweist und sich als Material zur Herstellung von punktierbaren, wieder verschließbaren Teilen von parenteralen Verabreichungsvorrichtungen sowie von Behältern für Materialien, die dem Körper verabfolgt werden sollen, eignet. Ferner kann diese Masse auch auf anderen Anwendungsgebieten von kautschuk- bzw. gummiartigen Produkten eingesetzt werden, beispielsweise in Form von Spritzengefäßen.

In letzter Zeit haben radiale Blockcopolymerisate vom Butadien-Styrol-Typ besonderes Interesse gefunden, da sie ohne Vulkanisation oder Verstärkung durch Füllstoffe eine hohe Zugfestigkeit aufweisen. In den US-PSen 3 281 383 und 3 078 254 ist ein Verfahren zur Herstellung derartiger radialer Blockcopolymerisate

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beschrieben. Ferner sind in der US-PS 3 646 161 besondere Gemische von Butadien-Styrol-Blockcopolymerisaten angegeben. Aus der US-PS 3 562 355 ist ein mechanisches Gemisch eines Butadien-Styrol-Copolymerisats mit einem Po lye st erur ethan, bekannt. Es sind Jedoch aus der Literatur keine radialen Blockcopolymerisate vom Butadien-Styrol-Typ bekannt, die einen bestimmten Butadien-Styrol-Anteil aufweisen und die nach Kombination mit bestimmten polymeren Materialien eine plastische Masse mit einer solchen Elastizität und Wiederverschließbarkeit bilden, daß sie sich zur Herstellung von plastischen, sich xtfieder schließenden Verschlußmaterialien, die in Kontakt mit dem Körper zu verabfolgenden Flüssigkeit kommen, eignet. Ferner ist bisher keine plastische Masse beschrieben, die sich auf dem Gebiet der medizinischen Kunststoffe leicht einsetzen läßt und eine so geringe alkalische Extraktion aufweist, daß keine Bestandteile der Masse mit den zu verabfolgenden Flüssigkeiten beim Kontakt mit dem Verschlußmaterial extrahiert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine neue Kombination von radialen Blockcopolymerisaten vom Butadien-Styrol-Typ mit anderen polymeren Materialien zur Verfügung zu stellen. Dabei sollen thermoplastische Massen vom radialen Blockcopolymerisat-Typ mit einem hohen Maß an Elastizität und Viederverschließbarkeit entstehen, so daß sich die Massen als wiederverschließbare Injektionsstellen bei parenteralen Verabreichungsvorrichtungen eignen.

Erfindungsgemäß wird ein ein radiales Blockeopolymerisat enthaltendes Gemisch zur Verfügung gestellt, das zu etwa 10 bis etwa 90 Gewichtsprozent aus einem radialen Butadien-Styrol-Blockcopolymerisat mit einem Butadiengehalt von etwa 60 . .. · bis etwa 85 Gewichtsprozent, einem Styrolgehalt von etwa 15 bis etwa 40 Gewichtsprozent und einem durchschnittlichen Molekualrgewicht von I50 000 bis 3OO 000 und zu etwa 90 bis etwa 10 Gewichtsprozent aus bestimmten polymeren Materialien, einschließlich chloriertes Polyäthylen, Polyätherurethan- und

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Polyesterurethan-Elastomere und Gemische derselben, besteht. In einer bevorzugten Masse weist das radiale Blockcopolymerisat einen Butadiengehalt von etwa 70 Gewichtsprozent und einen Styrolgehalt von etwa 30 Gewichtsprozent auf. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Butadien-Styrol-Copolymerisat einen Butadiengehalt von etwa 60 Gewichtsprozent und einen Styrolgehalt von etwa 40 Gewichtsprozent auf. Diese Copolymerisate werden einzeln mit einem chlorierten Polyäthylen, einem Gemisch mit einem Gehalt an einem chlorierten Polyäthylen oder einem Gemisch mit einem Gehalt an einem chlorierten Polyäthylen und Polyäther- und Polyesterurethan-Elastomeren vereinigt.

Die erfindungsgemäßen Massen vom radialen Blockcopolymerisat-Typ weisen einen hohen Grad an Elastizität und Wiederverschließbarkeit auf, so daß sie als wiederverschließbare Injektionsstellen bei parenteralen Verabreichungsvorrichtungen verwendet werden können. Ferner eignen sich die Massen als Stopfen für Behälter, bei denen eine Wiederverschließbarkeit nach dem Punktieren erwünscht ist. Das erfindungsgemäße radiale Blockcopolymerisat-Gemisch kann leicht nach üblichen Verfahren verformt, gepreßt,stranggepreßt oder anderweitig verarbeitet werden und stellt ein thermoplastisches Material dar, das mit anderen Kunststoffmaterialien in parenteralen Verabreichungsvorrichtungen verträglich ist und an diese angeschlossen oder mit diesen anderweitig verbunden werden kann. Ferner ist die erfindungsgemäße Masse mit'üblichen Weichmachern, Füllstoffen, Chelathildnern, Gleitmitteln und dergl., die zur Herstellung von Kunststoffen· erforderlich sind, verträglich.

In den nachstehenden Beispielen wird auf bestimmte Polymerisate, Weichmacher, Chelatbildner, Gleitmittel Antioxidantien und dergl. Bezug genommen. Dabei handelt es sich ausschließlich um handelsübliche Produkte, die nachstehend kurz erläutert sind:

709810/103 5.

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Produkt Polymer!sate

Radiales Blockcopolymerisat (70:30 Butadien-Styrol)

Handelsbezeichnung
Solprene 411

Radiales Blockcopoly- Solprene 414 merisat (60:40 Butadien-Styrol)

Chloriertes Polyäthylen CPE-3623

Polyätherurethan- Roylar E-85 Elastomer

Weichmacher
Mineralöl IT. S.P.-Grad

Gleitmittel
Montansäureester

Antioxidantien

Vax OP

3-(3 *,5'-Di-tert.-butyl- Irganox 1076 4' -hydroxyphenyl )-propionsäureoctadecylester

Tetrakis-/methylen-3-(3', Irganox 1010 5' -di-t er t. -butylhydr oxyphenyl )-propionat7-methan

Bezugsquelle

Phillips Petroleum Co,

Phillips Petroleum Co.

Dow Chemical Co.

Uniroyal Chemical Co., Division of Uniroyal, Ine.

beliebig

American Hoechst Corp.

Ciba-Geigy

Ciba-Geigy Corp.

Die Beispiele erläutern die Erfindung, stellen jedoch keine Beschränkung in bezug auf die genauen Mengenangaben, Bestandteile oder sonstigen Angaben dar.

Beispiel 1 Bestandteile

Radiales Butadien-Styrol·- Blockcopolymerisat (70:30)

Chloriertes Polyäthylen

Mineralöl

prozentualer Teile Anteil

100,0 70,30

41,0 28,82

1,0 0,7

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3250

Bestandteile

Antioxidans 0-(3' ,5'-Di-

t ert. -butyl-4^! -hydroxyphenyl)-

propionsäureoctadecylester )

prozentualer Teile Anteil

0,25

0,18

100,00

Die vorstehenden Bestandteile werden vermischt, wobei 300 g radiales Butadien-Styrol-Blockcopolymerisat verwendet werden. Das Material wird auf einem üblichen Zweiwalzenstuhl bei 14-9 bis 163°C geschmolzen und zu einem homogenen Gemisch zermahlen. Sodann werden aus der im Walzenstuhl hergestellten Folie im Preßspritzverfahren wiederverschließbare \ Verschlüsse'für pharmazeutische Zwecke hergestellt. Diese Materialien weisen folgende Eigenschaften auf:

Eigenschaften Shorehärte "A"

Verschließen nach dem Durchstechen (kg) Coring

100 % Modul (kg/cm²) Zugfestigkeit (kg/cm ) % Dehnung Zusammendrückbarkeit (%, 1121⁰C, 2 Stunden) Nephelo s-Extraktion % Dehnung

Beispiel 2

Bestandteile

Radiales Butadien-Styrol-Blockcopolymerisat (60:40)

Chloriertes Polyäthylen Mineralöl

Antioxidans (3-(3',5'-Ditert. -butyl-4' -hydroxyphenyl )■ propionsäureoctadecylester)

;)	71 10,	Teile	,0	89	prozentualer Anteil
	21 199, 690 .102	100	,0	1	7O₁
	44 690	41	,0		28.
1	,25
0
	,3
,82
,7
,18

142,25

100,00

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3250 ■ ^-

Die Herstellung erfolgt gemäß Beispiel 1. Die Eigenschaften des Produkts sind im folgenden zusammengestellt:

Eigenschaft en	76	-
Shorehärte "A"	9,07
Verschließen nach dem Durchstechen (kg)	—
Coring	33,4 235,5
100 % Modul (kg/cm²) ρ Zugfestigkeit (kg/cm )	650	pro ζ entual er Anteil
% Dehnung	121
Zusammendrückbarkeit (%, 121⁰C, 2 Stunden)	54
Nephelo s-Extraktion	650
% Dehnung
Beispiel 3	Teile
Bestandteile

25,0	24,88
35,0	34,82
0,25	0,25
0,25	0,25

Radiales Butadien-Styrol-Block- 40,0 39,80 copolymerisat (70:30)

Chloriertes Polyäthylen Polyätherurethan-Elastomer Gleitmittel (Montansäureester) Antioxidans (Tetrakis-/methylen-

3(3',5'-di-tert.-butylhydroxyphenyl)-

prop ionat7-me than )

100,50 100,00

Die Herstellung erfolgt gemäß Beispiel 1. Das Produkt· weist nachstehende Eigenschaften auf:

Eigenschaften

Shorehärte "A" 69

Verschließen nach dem Durchstechen (kg) 14,06

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3250 *

Eigenschaften	25,3
Coring 100 % Modul (kg/cm²)	208,3
Zugfestigkeit (kg/cm )	98
Zusammendrückbarkeit (%, 121⁰C, 2 Stunden)	23
Eephelο s-Extraktion	590
% Dehnung
Beispiel 4
Bestandteile

Radiales Butadien-ßtyrol-Blockcopolymerisat

ChIori erte s Polyäthylen Polyesterurethan-Elastomer Gleitmittel (Montansäureester) Antioxidans (Tetrakis-Zmethylen-3(3',5'-di-tert.-butylhydroxyphenyl)-prop i onatZ-methan

Teile	prozentualer Anteil
40,0	39,8
25,0	24,88
35,0	34,82
0,25	0,25
0,25	0,25

100,50 100,00

Die Herstellung erfolgt gemäß Beispiel 1. Das Produkt weist nachstehende Eigenschaften auf:

Eigenschaften

Shorehärte "A" 75

Verschließen nach dem Durchstechen (kg) 14,52

Coring

100 % Modul (kg/cm²) 28,1

Zugfestigkeit (kg/cm²) 196,9

Zusammendrückt)arkeit (%, 121⁰C, 94 2 Stunden)

Hephelos-Extraktion 23

% Dehnung ' 600

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Die einzelnen Untersuchungen werden nachstehend erläutert:

1) Die Werte für 100 % Modul, Zugfestigkeit und % Dehnung werden gemäß ASTM D-4-12-66 unter Vervrendung einer !Form vom Typ C und eines Instron-Zugfestigkeitstestgeräts erhalten.

(a) 100 % Modul ist die Kraft, die erforderlich ist, um ein hanteiförmiges Probestück um 100 Prozent zu dehnen,

(b) Zugfestigkeit ist die Kraft pro Querschnittfläche, die erforderlich ist, um das Probestück auseinander zu ziehen.

(c) % Dehnung ist die Dehnung des Probestücks beim Bruch. Ein 2,54- cm-Fixpunkt wird vor dem Dehnungsversuch an der Probe angebracht. Sodann ergibt der Abstand zwischen den Markierungen beim Bruch abzüglich 2,54- cm χ 100 die prozentuale Dehnung.

2) Zusammendrückbarkeit: Je geringer dieser Wert ist, desto besser ist das Produkt als Kautschuk- bzw. Gummiersatz geeignet. Der Wert für die Zusammendrückbarkeit gibt an, inwiexveit nach dem Zusammendrücken des Probestücks eine permanente Deformation eintritt.

3) ITephelos-Extraktion: Darunter ist eine alkalische Extraktion beim pH-Wert 11 zu verstehen. Ein geringer Wert gibt an, daß das Produkt sauber ist.

4) Wiederverschließen: Dieser eigens entwickelte Versuch gibt an, welcher Luftdruck erforderlich ist, um den Verschluß des Diaphragmas nach 5 maligem Einstechen mit einer Uadel Nr. 20 aufzubrechen. Ein hoher Wert zeigt ein sehr gutes Wiederverschließen an.

5) Shorehärte ¹¹A": (Shore "A" Durometer ASTM D-224-0) Damit wird die Härte der Materialien angegeben. Bei dem Verfahren wird ein bestimmter Druckkörper unter bestimmten Bedingungen in das Material gedrückt.

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6) Coring (Bildung von Löchern "bzw. Hohlräumen):

Bestimmung der Schnittfestigkeit eines gummiartigen Materials "bei wiederholtem Einstich mit einer neuen, scharfen Subkutannadel. Dieser Versuch mißt im allgemeinen die beim Einstechen erzeugten teilchenförmigen Bruchstücke.

In den vorstehenden Beispielen sind bestimmte thermoplastische Materialien angegeben, die als zusätzliche polymere Materialien einverleibt werden. Es können jedoch auch andere Copolymerisate mit einer elastomeren Wirkung auf die radialen Blockcopolymerisate, die aus Butadien-Styrol-Einheiten zusammengesetzt sind, verwendet werden, sofern sie den Produkten "besondere Eigenschaften, wie Wärmefestigkeit und Beständigkeit gegen kalten !B¹IuB, verleihen, sofern ihre Verträglichkeit bei den entsprechenden Konzentrationen gegeben ist, sofern sie vom toxischen Standpunkt aus unbedenklich sind und sofern sie bei Temperaturen von 14-9 bis 204-⁰C verarbeitet werden können. Beispiele für entsprechende polymere Materialien sind: elastomere Polyolefine, Polyolefin-Copolyiaerisate und -Terpolymerssate, Vinylacetat-Copolymerisate, Polyäther- und Polyester-Elastomere, Acrylharze, thermoplastische Epoxyharze, Polystyrol und Styrol-Copolymerisate, Polycarbonate, Acetalharze, Polyamide, Polyvinylchlorid und dessen Copolymerisate.

In den vorstehenden Beispielen sind für das radiale Blockcopolymerisat und die polymeren Materialien bestimmte Mengen angegeben. Gegebenenfalls kann die Menge des radialen Blockcopolymerisats im Bereich von 25 bis 75 Gewichtsprozent und das polymere Material im Bereich von 75 "bis 25 Gewichtsprozent liegen. Diese Mengen sind geeignet, wenn ein radiales Blockcopolymerisat mit chloriertem Polyäthylen und Polyäther- oder Polyesterurethan-Elastomeren allein verwendet wird. Werden Gemische der polymeren Materialien mit dem radialen Blockcopolymerisat verwendet, so können die Mengen etwa 75 bis etwa 40 Gewichtsprozent für das Gemisch und etwa 25 bis etwa 60 Gewichtsprozent für das radiale Blockcopolymerisat betragen.

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Weichmacher, können den vorgenannten Massen in unterschiedlichen Konzentrationen einverleibt werden. Dafür kommen vom medizinischen Standpunkt aus unbedenkliche Weichmacher in Frage und insbesondere solche, die von der U.S. Food and Drug Administration genehmigt sind. Bevorzugt werden Mineralöl (TJ. S.P.-Grad) und monomere, epoxidierte Ester in geringen Konzentrationen, d.h. weniger als 30 Gewichtsprozent. Selbstverständlich können diesen Massen Chelatbildner, Gleitmittel, Antioxidantien, Pigmente und Füllstoffe in den erforderlichen Konzentrationen einverleibt werden. Wie in den Beispielen angegeben, können die Massen nach in der Kunststoff- oder Gummiverarbeitung üblichen Verfahren vermischt oder vermengt werden. Beispielsweise kann das Mischen in einfachen Trommeln, Intensivmischern, offenen Mühlen, Banbury-Mischern oder durch Strangpressen und Pelletisieren oder Würfeln erfolgen. Die erfindungsgemäßen kautschuk- bzw. gummiartigen Massen können nach in der Kunststoffverarbeitung üblichen Verfahren durch Pressen, Preßspritzen, Spritzgießen oder Blasen und Strangpressen verformt werden. Das erhaltene Produkt kann verschiedenartige Formen aufweisen. Beispielsweise kann es in Form eines Verschlußteils für pharmazeutische Zwecke vorliegen, wie pünktierbare, wiederverschließbare Vorrichtungen, Verschlüsse für Behälter, Dichtungsringe für Spritzen oder andere Gummiprodukte, wie Spritzengefäße.

Somit wird erfindungsgemäß eine kautschuk- bzw. gummiartige Masse zur Verfügung gestellt, die aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften als Kautschuk- bzw. Gummimasse für pharmazeutische Zwecke in Teilen, die zur Verabreichung von Flüssigkeiten an den Körper dienen, vorgesehen sind. Die Masse weist ein hohes Maß an Elastizität und Wiederverschließbarkeit auf und läßt sich nach verschiedenen auf dem Gebiet der Kunststoff- und Gummitechnik üblichen Verfahren verarbeiten. Sehr wichtig ist, daß die Massen der Erfindung einen niederen Extraktionswert aufweisen, wodurch sie besonders im Zusammenhang mit parenteral zu verabfolgenden Lösungen geeignet sind.

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Claims

Patentansprüche

1. Copolymerisat-Gemisch mit elastischen Eigenschaften, bestehend im wesentlichen aus

(a) etwa 10 bis etwa 90 Gewichtsprozent eines radialen Butadien-Styrol-Blockcopolymerisats mit einem Butadiengehalt von etwa 60 bis etwa 85 Gewichtsprozent, einem Styrolgehalt von etwa 15 Ms etwa 40 Gewichtsprozent und einem durchschnittlichen Molekulargewicht von mindestens 150 000 und

(b) etwa 90 bis etwa 10 Gewichtsprozent eines polymeren Materials aus der Gruppe elastomere Polyolefine, PoIyoelfin-Copolymerisate und -Terpolymerisate, Vinylacetat-Copolymerisate, Polyäther- und Polyester-Elastomere, Acrylharze, thermoplastische Epoxyharze, Polystyrol und Styrol-Copolymerisate, Polycarbonate, Acetalharze, Polyamide, Polyvinylchlorid und dessen Copolymerisate, chloriertes Polyäthylen sowie Gemische dieser polymeren Materialien.

2. Radiales Blockcopolymerisat-Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das radiale Blockcopolymerisat 70 Prozent Butadien und 30 Prozent Styrol aufweist.

3. Radiales Blockcopolymerisat-Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das radiale Blockcopolymerisat 60 Prozent Butadien und 40 Prozent Styrol aufweist.

4. Radiales Blockcopolymerisat-Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Material aus einem chlorierten Polyäthylen besteht.

5. Radiales Blockcopolymerisat-Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Material aus einem PoIyätherurethan-Elastomeren besteht.

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Ja

■■-·■-■.

6. Radiales Blodkcopol^mierisat-Gemisch nacli Ansprueli ^, dadurch gekennzeichnet, daß das' polymere Material aus ^: einem Poly--■ äther- oder Polyesterurethan-Elastomeren besteht "und in einer Menge von etwa 75 t>is etwa 25 Gewichtsprozent vorliegt, während das radiale Blockcopölymerisät in einer Menge von etwa 25' bis" etwa75 Gewichtsprozent vorliegti^J ' ■

7« Radiales Blockcopolymerisat-Gemisch nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das polymere" Material aus chloriertem Polyäthylen besteht. "'-'■'■ -■-"■' '-■'- ''--'- '■'-""

8. Radiales Blockcopolymerisat-Gemisch nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Material aus chloriertem: Polyäthylen besteht.

9- Radiales Blockcopolymerisat-Gemisch nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Material aus chloriertem Polyäthylen und einem Polyätherurethan-Elastomeren besteht, wobei das radiale Blockcopolymerisat in einer Menge von etwa 25 bis etwa 60 Gewichtsprozent und das polymere Material in einer Menge von etwa 75 his etwa 40 Gewichtsprozent vorliegt.

10. Radiales Blockcopolymerisat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Material aus chloriertem Polyäthylen und einem Polyätherurethan-Elastomeren besteht, wobei das radiale Blockcopolymerisat in einer Menge von etwa 25 bis etwa 60 Gewichtsprozent und das polymere Material in einer Menge von etwa 75 ^is etwa 40 Gewichtsprozent vorliegt.

11. Radiales Blockcopolymerisat-Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zu einem Verschlußelement für pharmazeutische Zwecke verformt ist.

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12. Radiales Blockcopolymerisat-Gemisch nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es.in Form einer punktierbaren, wieder verschließbaren Vorrichtung vorliegt.

13· Radiales Blockcopolymerisat-Gemisch nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß es in Form eines Verschlusses für einen Behälter vorliegt.

14-, Radiales Blockcopolymerisat-Geraisch nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es in Form eines Dichtungsrings für einen Spritzenkolben vorliegt.

15· Radiales Blockcopolymerisat-Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zu einem gummi artigen Spritzengefäß verformt ist.

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