JPH07116273B2 - ブロック共重合体 - Google Patents

ブロック共重合体

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JPH07116273B2
JPH07116273B2 JP3353005A JP35300591A JPH07116273B2 JP H07116273 B2 JPH07116273 B2 JP H07116273B2 JP 3353005 A JP3353005 A JP 3353005A JP 35300591 A JP35300591 A JP 35300591A JP H07116273 B2 JPH07116273 B2 JP H07116273B2
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vinyl
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利典 白木
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、新規な共役ジオレフィ
ンとビニル置換芳香族炭化水素化合物とのブロック共重
合体に関し、とりわけ透明性及び耐衝撃性に優れたスチ
レン系重合体組成物を提供するのに好適なブロック共重
合体に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ポリスチレンは透明性、表面光沢
に優れ美しい外観を有し、且つ剛性、引張強度に優れる
ため食品包装容器等に広く利用されているが、耐衝撃性
に劣り、脆いという欠点を有する。この欠点を改良する
方法として、ポリスチレンに共役ジオレフィンとビニル
置換芳香族炭化水素化合物からなるブロック共重合体を
配合するなど数多くの方法が知られている。例えば、特
公昭45−19388号公報及び特公昭47−4361
8号公報にはポリスチレンの耐衝撃性改良剤として線状
ブロック共重合体や分岐放射状ブロック共重合体を使用
することが記載されている。また、特開昭47−435
号公報及び特公昭47−34808号公報にはブロック
共重合体及び耐衝撃性ゴム変性スチレン重合体をポリス
チレンに配合する方法が記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法によれば、ポリスチレンの耐衝撃性は向上するも
のの、その透明性が著しく低下するという欠点があり、
より効果的な改良方法が切望されていた。
【0004】この要望に答えるべくいくつかの新しい試
みがなされている。例えば特開昭54−62251号公
報や特開昭53−250号公報にはスチレン含有量の少
ないブロック共重合体とスチレン含有量の多いブロック
共重合体とをポリスチレンに配合する方法や、これらに
さらにゴム変性スチレン系重合体を配合する方法が記載
されている。これらの方法により透明性は前述の方法に
比してかなり改良されるものの、逆に耐衝撃性が低下し
て成形品として使用する場合、衝撃により破損しやすい
などの問題を生じている。
【0005】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明者らはか
かる現状に鑑み、透明性及び耐衝撃性に優れたスチレン
系重合体組成物を得るべく種々の検討を行った結果、特
定量の短連鎖ビニル置換芳香族炭化水素化合物部分を有
し、かつ特定範囲のメルトフローを有する新規なブロッ
ク共重合体を使用すると透明性を悪化することなく耐衝
撃性が極めて改良されることを見出し、本発明をなすに
至った。
【0006】 即ち、本発明は、少なくとも1つのビニ
ル置換芳香族炭化水素化合物を主とする重合体ブロック
Aと、少なくとも1つの共役ジオレフィンを主とする重
合体ブロックBとを有し、ビニル置換芳香族炭化水素化
合物の含有量が10〜16重量%である共役ジオレフィ
ンとビニル置換芳香族炭化水素化合物とのブロック共重
合体において、 (a)重合体ブロックAが、ビニル芳香族炭化水素化合
物の含有量が50重量%を超える、ビニル芳香族炭化水
素化合物単独重合体部分とビニル芳香族炭化水素化合物
と共役ジエンとの共重合体部分から構成される重合体ブ
ロックであり、 (b)重合体ブロックBが、共役ジエンの含有量が50
重量%以上である、共役ジエン単独重合体ブロック、ビ
ニル芳香族炭化水素化合物と共役ジエンとの共重合体ブ
ロック或いはこれらの組合せからなる重合体ブロックで
あり、(c)ブロック共重合体連鎖中のビニル置換芳香
族炭化水素化合物単位数が1〜5個の範囲の短連鎖ビニ
ル置換芳香族炭化水素化合物部分の含有量が5〜25
であり、 (d)ASTM D 1238の方法に従い、温度19
0℃、加重2.16kgの条件で測定したメルトフロー
が、3.5〜25g/10minであり、(e)炭化水素溶剤中でアニオン重合開始剤を用いて重
合することによって得られる、)一般式、
【0007】
【化】
(上式において、Aはビニル置換芳香族炭化水素化合物
を主とする重合体ブロックであり、Bは共役ジオレフィ
ンを主とする重合体ブロックである。AブロックとBブ
ロックとの境界は必ずしも明瞭に区別される必要はな
い。また、Xは例えば四塩化ケイ素、四塩化スズなどの
カップリング剤の残基又は多官能有機リチウム化合物の
残基を示す。mは1以上の整数である。)で表わされる
ラジアルブロック共重合体であることを特徴とするブロ
ック共重合体に関する。
【0008】以下、本発明について詳細に説明する。
【0009】先ず、本発明のブロック共重合体は、ビニ
ル置換芳香族炭化水素化合物の含有量が10〜60重量
%、好ましくは20〜50重量%のブロック共重合体で
ある。ビニル置換芳香族炭化水素化合物の含有量が10
重量%未満ではスチレン系重合体組成物の透明性及び耐
衝撃性が低下し、60重量%を超える場合は耐衝撃性が
低下するため好ましくない。
【0010】本発明のブロック共重合体は、炭化水素溶
剤中で有機リチウム化合物等のアニオン重合開始剤を用
い、共役ジオレフィンとビニル置換芳香族炭化水素化合
物をブロック共重合する方法により製造される。ブロッ
ク共重合体の製造方法としては従来公知の方法、例えば
特公昭36−19286号公報、特公昭43−1797
9号公報、特公昭49−36957号公報などが知られ
ているが、本発明においては、後述する様に、短連鎖ビ
ニル置換芳香族炭化水素化合物部分の含有量及びメルト
フローを本発明の範囲にコントロールする必要がある。
【0011】本発明のブロック共重合体は、一般式、
【0012】
【化】
(上式において、Aはビニル置換芳香族炭化水素化合物
を主とする重合体ブロックであり、Bは共役ジオレフィ
ンを主とする重合体ブロックである。AブロックとBブ
ロックとの境界は必ずしも明瞭に区別される必要はな
い。また、Xは例えば四塩化ケイ素、四塩化スズなどの
カップリング剤の残基又は多官能有機リチウム化合物の
残基を示す。mは1以上の整数で、一般には1〜5であ
る。)で表わされるラジアルブロック共重合体としてポ
リマー構造が示される。本発明のブロック共重合体は、
上記種々の構造の混合物であってもよい。尚、ビニル芳
香族炭化水素を主体とする重合体ブロックとは、ビニル
芳香族炭化水素化合物の含有量が50重量%を超える、
好ましくは70重量%以上の重合体ブロックであり、ビ
ニル芳香族炭化水素化合物単独重合体部分とビニル芳香
族炭化水素化合物と共役ジエンとの共重合体部分から構
成される重合体ブロックである。また、共役ジエンを主
体とする重合体ブロックとは、共役ジエンの含有量が5
0重量%以上、好ましくは70重量%以上の重合体ブロ
ックであり、共役ジエン単独重合体ブロック、ビニル芳
香族炭化水素化合物と共役ジエンとの共重合体ブロック
或いはこれらの組合せからなる重合体ブロックである。
これらの重合体ブロックにおいて共役ジエンと共重合し
ているビニル芳香族炭化水素化合物が存在する場合、こ
のビニル芳香族炭化水素化合物は重合体鎖中に均一に分
布していても、またテーパー(漸減)状に分布していて
もよい。
【0013】 本発明のブロック共重合体は、ブロック
共重合体連鎖中にビニル置換芳香族炭化水素化合物の単
位数が1〜5個の範囲の短連鎖ビニル置換芳香族炭化水
素化合物部分が存在し、しかもその短連鎖ビニル置換芳
香族炭化水素化合物の含有量が5〜25%のブロック共
重合体である。かかるブロック共重合体は特に耐衝撃性
の改良効果に優れるため、本発明の目的を達成する上で
有効である。
【0014】本発明においてブロック共重合体連鎖中の
ビニル置換芳香族炭化水素化合物単位数が1〜5個の範
囲の短連鎖ビニル置換芳香族炭化水素化合物部分とは、
ブロック共重合体をオゾン分解(日本ゴム協会誌、54
(9)564(1981))して得た成分のGPC(検
知部に吸光波長254nmに設定した紫外吸光光度計検
知器を使用)において、各カウント数に対応する分子量
を標準ポリスチレン及びポリスチレンオリゴマーを用い
て作成した検量線から求め、スチレンの1量体に対応す
る成分からスチレン5量体に対応する成分までの部分
(以後これを短連鎖ビニル置換芳香族炭化水素化合物部
分と呼ぶ)を云う。そして短連鎖ビニル置換芳香族炭化
水素化合物部分の含有量とは、ブロック共重合体をオゾ
ン分解して得た成分のゲルパーミエーションクロマトグ
ラムにおいて、全ピーク面積に対する短連鎖ビニル置換
芳香族炭化水素化合物部分の面積の割合を云う。短連鎖
ビニル置換芳香族炭化水素化合物部分の含有量は、例え
ば、共役ジエンに富む重合体ブロックの形成時にビニル
置換芳香族炭化水素化合物を共重合させ、その時の共役
ジエンとビニル置換芳香族炭化水素化合物の組成を変え
ることにより調整するすることができる。
【0015】本発明のブロック共重合体は、メルトフロ
ーが3.5〜25g/10min、好ましくは4〜15
g/10min、とりわけ好ましくは4.5〜12g/
10minのブロック共重合体である。従来ブロック共
重合体は比較的分子量の大きいものの方が引張強度等の
機械的強度が優れることより、メルトフローが3.5g
/10min未満の分子量の大きいブロック共重合体が
常用されており、ポリスチレンの改質においてもこの様
なブロック共重合体が使用されていた。しかしながら本
発明者らはブロック共重合体の分子量を小さくし、しか
もメルトフローを3.5〜25g/10minの範囲に
調整したものをポリスチレン等の非ゴム変性スチレン系
重合体に配合すると透明性を悪化することなく耐衝撃性
が特異的に改良されることを見出した。かかる改良効果
は従来の知見からは全く予想できないことであった。
尚、本発明で云うメルトフローとは、ASTM D 1
238の方法に従い、温度190℃、加重2.16kg
で測定した値を云う。
【0016】本発明のブロック共重合体の製造に用いら
れるビニル置換芳香族炭化水素としては、スチレン,o
−メチルスチレン,p−メチルスチレン,p−tert
ブチルスチレン,1,3−ジメチルスチレン,α−メチ
ルスチレン,ビニルナフタレン,ビニルアントラセン等
で、特に一般的なものとしてはスチレンが挙げられる。
これら1種のみならず2種以上の混合物として用いても
良い。また、共役ジエンとしては、炭素数が4ないし8
の1対の共役二重結合を有するジオレフィンであり、例
えば、1,3−ブタジエン,2−メチル−1,3−ブタ
ジエン(イソプレン),2,3−ジメチル−1,3−ブ
タジエン,1,3−ペンタジエン,1,3−ヘキサジエ
ン等が挙げられるが、特に一般的なものとしては、1,
3−ブタジエン,イゾプレンが挙げられる。これら1種
のみならず2種以上の混合物として用いても良い。
【0017】更に、本発明においてはブロック共重合体
中に組込まれているビニル置換芳香族炭化水素化合物重
合体ブロックの平均分子量が5000〜16000、よ
り好ましくは7000〜14000のものが耐衝撃性に
優れたスチレン系重合体組成物を得る上で好ましい。ブ
ロック共重合体中に組込まれているビニル置換芳香族炭
化水素化合物重合体ブロックの平均分子量は、四酸化オ
スミウムを触媒としてジ−tert−ブチルハイドロパ
ーオキサイドによりブロック共重合体を酸化分解する方
法(例えば、L.M.KOLTHOFF,et a
l.,J.Polym.Sci.1,429(194
6)に記載の方法)により得たビニル置換芳香族炭化水
素化合物重合体ブロック成分のGPCパターンの主ピー
クカウント数に対応する分子量を、GPC用の単分散ポ
リスチレンを用いて作成した検量線を使用して求めるこ
とができる。
【0018】本発明のブロック共重合体(以後成分
(i)と呼ぶ)は、非ゴム変性スチレン系重合体(以後
成分(ii)と呼ぶ)の耐衝撃性改良に利用することが
できる。非ゴム変性スチレン系重合体は、前記のビニル
置換芳香族炭化水素化合物もしくはこれと共重合可能な
モノマーを重合することにより得られるものである。ビ
ニル置換芳香族炭化水素化合物と共重合可能なモノマー
としてはαーメチルスチレン,アクリロニトリル,アク
リル酸エステル,メタクリル酸エステル,無水マレイン
酸などが挙げられる。
【0019】特に好ましい非ゴム変性スチレン系重合体
としては、ポリスチレン,スチレン−α−メチルスチレ
ン共重合体,アクリロニトリル−スチレン共重合体,ス
チレン−メタクリル酸エステル共重合体,スチレン−無
水マレイン酸共重合体などが挙げられ、これらは単独又
は二種以上の混合物として使用することができる。
【0020】本発明のブロック共重合体を非ゴム変性ス
チレン系重合体に配合する場合、成分(i)と成分(i
i)の配合重量比は、成分(i)が5〜35重量%、好
ましくは8〜25重量%である。成分(i)の配合量が
5重量%未満の場合には耐衝撃性の改良効果が充分でな
く、35重量%を超える場合は組成物の透明性、剛性が
低下するため好ましくない。
【0021】本発明のブロック共重合体と非ゴム変性ス
チレン系重合体から成る組成物には、更にゴム変性スチ
レン系重合体(以後成分(iii)と呼ぶ)を配合して
耐衝撃性を更に向上させることができる。
【0022】ゴム変性スチレン系重合体は、ビニル置換
芳香族炭化水素化合物もしくはこれと共重合可能なモノ
マーとエラストマーとの混合物を重合することにより得
られ、重合方法としては懸濁重合、乳化重合、塊状重
合、塊状−懸濁重合などが一般に行なわれている。ビニ
ル置換芳香族炭化水素化合物と共重合可能なモノマーと
しては、α−メチルスチレン,アクリロニトリル,アク
リル酸エステル,メタクリル酸エステル,無水マレイン
酸などが挙げられる。また、エラストマーとしては、天
然ゴム,合成イソプレンゴム,ブタジエンゴム,スチレ
ン−ブタジエンゴム,ハイスチレンゴム,ポリブタジエ
ンゴム,クロロプレンゴム,ポリブテンゴム、ゴム状エ
チレン−プロピレン共重合体,ゴム状ブタジエン−アク
リロニトリル共重合体,ブチルゴム,各種ニトリル系ゴ
ム,ゴム状エチレン−酢酸ビニル共重合体,ゴム状エチ
レン−アクリル酸エステル共重合体,ゴム状アタクチッ
クポリプロピレン樹脂,ゴム状エチレン−アクリル酸ア
イオノマー等が使用される。
【0023】これらのエラストマーは、ビニル置換芳香
族炭化水素化合物もしくはこれと共重合可能なモノマー
100重量部に対して一般に2〜70重量部、より一般
的には3〜50重量部該モノマーに溶解して或いはラテ
ックス状で塊状重合,塊状−懸濁重合,乳化重合等に供
される。
【0024】特に好ましいゴム変性スチレン系重合体と
しては、耐衝撃性ゴム変性スチレン重合体,アクリロニ
トリル−ブタジエン−スチレン共重合体,アクリル酸エ
ステル−ブタジエン−スチレン共重合体,メタクリル酸
エステル−ブタジエン−スチレン共重合体,耐衝撃性ゴ
ム変性スチレン−無水マレイン酸共重合体などが挙げら
れ、これらは単独又は二種以上の混合物として使用する
こともできる。
【0025】ゴム変性スチレン系重合体成分(iii)
の配合量は、成分(i)と成分(ii)の合計量100
重量部に対して2〜30重量部、好ましくは5〜20重
量部である。成分(iii)の配合量が2重量部未満の
場合には成分(iii)の配合による耐衝撃性の改良効
果が小さく、30重量部を超える場合は透明性が悪化す
るため好ましくない。
【0026】本発明のブロック共重合体を配合したスチ
レン系重合体組成物は、必要に応じて、任意の添加剤を
含むことができる。添加剤の種類はプラスチックの配合
に一般に用いられるものであれば特に制限はないが、例
えば、ガラス繊維,ガラスビーズ,シリカ,炭酸カルシ
ウム,タルクなどの無機補強剤,有機繊維,クマロイン
デン樹脂などの有機補強剤,有機パーオキサイド,無機
パーオキサイドなどの架橋剤,チタン白,カーボンブラ
ック,酸化鉄などの顔料,染料,難燃剤,酸化防止剤,
紫外線吸収剤,帯電防止剤,滑剤,可塑剤,その他の増
量剤或いはこれらの混合物などが挙げられる。
【0027】本発明のブロック共重合体を配合したスチ
レン系重合体組成物は、従来公知のあらゆる配合方法に
よって製造することができる。例えば、オープンロー
ル,インテンシブミキサー,インターナルミキサー,コ
ニーダー,二軸ローター付の連続混練機,押出機等の一
般的な混和機を用いた溶融混練方法,各成分を溶剤に溶
解又は分散混合後溶剤を加熱除去する方法等が用いられ
る。
【0028】この様にして得たスチレン系重合体組成物
は、従来公知の任意の成形加工方法、例えば、押出成
形,射出成形,中空成形などによってシート,発泡体,
フィルム,各種形状の射出成形品,中空成形品,圧空成
形品,真空成形品,2軸延伸成形品等極めて多種多様に
わたる実用上有用な製品に容易に成形加工出来る。
【0029】
【発明の効果】本発明のブロック共重合体は各種熱可塑
性樹脂・熱硬化性樹脂の改質材,履物の素材,粘着剤・
接着剤の素材,アスファルトの改質材,電線ケーブルの
素材,加硫ゴムの改質材等、従来ブロック共重合体が利
用されている用途に使用することができる。特に、本発
明のブロック共重合体を配合したスチレン系重合体組成
物は、シート及びフィルム用の素材として有効であり、
優れた透明性,耐衝撃性及び低温特性を生かして食品包
装容器の他、日用雑貨包装用,ラミネートシート・フィ
ルムとしても活用できる。
【0030】この様なシート及びフィルム用の素材とし
ては、全光線透過率が60%以上でかつ厚さ1mm当り
に換算したダート衝撃強度が170kg・cm以上の性
能を有する組成物が好適に利用できる。尚、厚さ1mm
当りに換算したダート衝撃強度とはシート及びフィルム
状の成形品のダート衝撃強度をASTM D 1709
に従って求めた値を成形品の厚さ(単位mm)で割った
値を云う。
【0031】本発明を更に詳細に説明するために以下に
本発明の実施例を示すが、本発明の内容をこれらの実施
例に限定するものでないことは云うまでもない。
【0032】
【実施例】実施例1、比較例1〜、及び参考実施例
1、参考比較例1〜3 窒素ガスで内部置換したステンレス製の撹拌機付き重合
器に、スチレン3.5kgを20重量%の濃度で含有す
るシクロヘキサン溶液を仕込み、次いで触媒としてn−
ブチルリチムを44g添加して70℃で重合を完結し
た。その後、スチレン0.2kgとブタジエン0.1k
gをそれぞれ20重量%の濃度で含有するシロヘキサ
ン溶液を定量ポンプで、60分間をかけて添加し、重合
を完結した。次いで同様に定量ポンプを使い、スチレン
0.3kgとブタジエン5.9kgをそれぞれ20重量
%の濃度で含有するシクロヘキサン溶液を定量ポンプで
同時に240分間かけて添加して重合を完結した。
【0033】次いで四塩化珪素29.2gを添加しカッ
プリングさせた。
【0034】得られたブロック共重合体溶液にジ−te
rt−ブチル−p−クレゾール及びトリスノニルフェニ
ルホスファイトを安定剤としてそれぞれ50g添加した
後、溶媒を加熱除去してブロック共重合体Aを得た。
【0035】 ブロック共重合体Aの重合方法に準じ
て、第1表に示すブロック共重合体B〜Dを製造した。
さらに比較例4として、実施例1と同じ重合装置で以下
の重合を行なった。先ずスチレン500gを20重量%
の濃度で含有するシクロヘキサン溶液とブタジエン4.
0kgを20重量%の濃度で含有するシクロヘキサン溶
液を反応機を仕込み、次いで触媒としてn−ブチルリチ
ウム10gを添加して50℃で重合を完結した。重合体
溶液にメタノールを添加して重合を停止したのち溶剤を
除去して重合体Eを得た。短連鎖ポリスチレンの割合を
測定したところ、3.9%であった。
【0036】
【表1】 尚、ブロック共重合体A〜Dのポリスチレンブロック部
分の平均分子量は4000〜10000の範囲であっ
た。
【0037】次に上記で得られたブロック共重合体15
重量部とポリスチレン(旭化成社製スタイロン685を
使用)85重量部をヘンシェルミキサーで充分混合した
後、40mmφシート押出機を用いて厚さ0.35mm
のシートを成形した。得られたシートの特性を第2表に
示した。
【0038】
【表2】 (注1)Aはスチレンを主とする重合体ブロックであ
り、Bはブタジエンを主とする重合体ブロックである。 (注2)短連鎖ポリスチレンの含有量は、ブロック共重
合体を前記記載の方法でオゾン分解することにより得た
分解物のゲルパーミエーションクロマトグラム(検知部
に吸光波長254nmに設定した紫外吸光光度計検知器
を使用した)において、GPC用標準ポリスチレン及び
ポリスチレンオリゴマーを用いて作成した検量線を使用
して決定したスチレンの1量体に対応する成分からスチ
レン5量体に対応する成分間の面積を、全ピーク面積で
除して求めた。 (注3)ASTM D 1238(温度190℃、加重
2.16kg)に従って測定。 (注4)ASTM D 1709に従って測定。 (注5)JIS K 6714

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも1つのビニル置換芳香族炭化
    水素化合物を主とする重合体ブロックAと、少なくとも
    1つの共役ジオレフィンを主とする重合体ブロックBと
    を有し、ビニル置換芳香族炭化水素化合物の含有量が1
    0〜60重量%である共役ジオレフィンとビニル置換芳
    香族炭化水素化合物とのブロック共重合体において、 (a)重合体ブロックAが、ビニル芳香族炭化水素化合
    物の含有量が50重量%を超える、ビニル芳香族炭化水
    素化合物単独重合体部分とビニル芳香族炭化水素化合物
    と共役ジエンとの共重合体部分から構成される重合体ブ
    ロックであり、 (b)重合体ブロックBが、共役ジエンの含有量が50
    重量%以上である、共役ジエン単独重合体ブロック、ビ
    ニル芳香族炭化水素化合物と共役ジエンとの共重合体ブ
    ロック或いはこれらの組合せからなる重合体ブロックで
    あり、 (c)ブロック共重合体連鎖中のビニル置換芳香族炭化
    水素化合物単位数が1〜5個の範囲の短連鎖ビニル置換
    芳香族炭化水素化合物部分の含有量が5〜25%であ
    り、 (d)ASTM D 1238の方法に従い、温度19
    0℃、加重2.16kgの条件で測定したメルトフロー
    が、3.5〜25g/10minであり、(e)炭化水素溶剤中でアニオン重合開始剤を用いて重
    合することによって得られる、)一般式、 【化1】 (上式において、Aはビニル置換芳香族炭化水素化合物
    を主とする重合体ブロックであり、Bは共役ジオレフィ
    ンを主とする重合体ブロックである。AブロックとBブ
    ロックとの境界は必ずしも明瞭に区別される必要はな
    い。また、Xは例えば四塩化ケイ素、四塩化スズなどの
    カップリング剤の残基又は多官能有機リチウム化合物の
    残基を示す。mは1以上の整数である。) で表わされるラジアルブロック共重合体であることを特
    徴とするブロック共重合体。
JP3353005A 1991-12-17 1991-12-17 ブロック共重合体 Expired - Lifetime JPH07116273B2 (ja)

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