JPS5923571B2 - 熱可塑性エラストマ−の製造方法 - Google Patents

熱可塑性エラストマ−の製造方法

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JPS5923571B2
JPS5923571B2 JP53030008A JP3000878A JPS5923571B2 JP S5923571 B2 JPS5923571 B2 JP S5923571B2 JP 53030008 A JP53030008 A JP 53030008A JP 3000878 A JP3000878 A JP 3000878A JP S5923571 B2 JPS5923571 B2 JP S5923571B2
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hydroxyphenyl
bis
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フオルカ−・セリニ
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G81/00Macromolecular compounds obtained by interreacting polymers in the absence of monomers, e.g. block polymers
    • C08G81/02Macromolecular compounds obtained by interreacting polymers in the absence of monomers, e.g. block polymers at least one of the polymers being obtained by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C08G81/024Block or graft polymers containing sequences of polymers of C08C or C08F and of polymers of C08G
    • C08G81/027Block or graft polymers containing sequences of polymers of C08C or C08F and of polymers of C08G containing polyester or polycarbonate sequences
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G64/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbonic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G64/18Block or graft polymers

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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Graft Or Block Polymers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 例えばABA型(A=芳香族ポリビニル、B■ジエン重
合体ブロック)のセグメント重合体は熱弾性を有し、即
ち該重合体は60℃から上の温度で軟化しそして180
℃の領域の温度にて熱可塑性材料と同様に加工処理する
ことができる。
室温まで冷却するとそれらの生成物はゴム状の弾性を有
する。この種の生成物の一つの欠点は、芳香族ポリビニ
ルプロツクのために、軟化且つ従つて機械的性質の劣化
が50℃においてすでに著しい。スチレンの代りにα−
メチルスチレンを用いる試みがなされたが、これまでの
ところ改善された生成物は得られていない。ABAプロ
ツク重合体の交差結合はそれらの耐熱性を僅かに改善す
るけれども、これらの物質の加工性に悪い影響がみられ
る。ABAプロツク重合体は通常A/Bフロツク陰イオ
ンを適当な化合物と結合させることにより製造される。
これらの化合物の例はエステル、エポキシド、ケトン、
ハロゲン化合物、イソシアネート、ニトリルおよびアル
デヒドである。ゴム特性を有するが高温においてなお十
分な機械的強度を有するセグメント重合体を得ることが
望ましい。
このことは高温において用いることに関してだけでなく
、それらの製造中の生成物の取扱いに関しても重要であ
る。例えば、生成物の熱安定性が高い程、押出し成形後
の型剥離温度を高くすることができ、云い換えれば機械
生産速度をよく速くすることができる。本発明において
、分枝芳香族ビニル/ジニップロック重合体の陰イオン
を、線状鎖の少なくとも50%が下記の(1)式に相当
する構造単位から成る芳香族ポリカーボネートと反応さ
せることにより、改善された耐熱性を有する熱可塑性エ
ラストマーを製造することができることが見出された。
式中、XはC1〜C5アルキレンもしくはアルキリデン
基を表わす。分枝したまたは僅かに分枝した芳香族ポリ
ビニル/ポリジエン陰イオンは、ポリカーボネートとの
反応に好適である。
星形の分枝配置を有する陰イオンも又この反応に使用す
ることができる。上記の分枝重合体は不活性溶媒中でア
ルカリ金属またはアルカリ土金属またはアルカリ金属ア
ルキルを用いる通常の陰イオン重合法により得られる(
L.J.Fetters.R.J.Ceresa.Bl
OckandGraftCOpOlymerisati
Onl99頁参照)。例えばR(Li)n(n〉2)の
ような多官能性アルカリ化合物を使用する場合には、上
記の分枝ポリ陰イオンが得られる。
ジビニルベンゼンで分枝した活性A−B−プロツク重合
体は、活性A−B−ニプロツク陰イオンから、Remp
pらによつて記述された星形の分枝配置を有するポリス
チレン重合体の製造に関する方法(PureAppl.
Chem.3O巻(1972年)229頁)に似た方法
によつて製造することができる。これらの活性A−B−
プロツク重合体も又ポリカーボネートと反応させること
ができる。Remppの方法の変形は、H.エシユウエ
イ(H.Eschwey)らによつて記述された、リチ
ウムブチルとジビニルベンゼンとの、多数の陰イオン性
末端基を含有する可溶性のミクロゲルを形成する反応(
Mala−0m01.Chem.173巻、235頁(
1973年))である。この可溶性ミクロゲルとブタジ
エンおよびスチレンとの反応も又、どのような順序でも
、ポリカーボネートと反応できる高温に分枝した活性S
/B−4.イオンを生ずる。ポリカーボネートと反応さ
せることのできる分枝スチレンブタジエンポリ陰イオン
は又、線状ポリスチレン陰イオンをブタジエンおよびジ
ビニルベンゼンの混合物と反応させることによつて得ら
れる(西ドイツ国特許出願公開明細書第2535801
号)。
西ドイツ国特許出願公開明細書第2521200号に従
つて得られる多一星形プロツク重合体とポリカーボネー
トとの間にも同様な反応が可能である。
この場合にも又、改善された使用特性を有する新規な生
成物が得られる。分枝S/B一重合体陰イオンの更に多
くの例は、西ドイツ国特許出願公開明細書第25290
65号に記載されている。
この場合は、最初スチレン/ジエニル陰イオンが生成さ
れ、続いてジビニルベンゼンを用いて分枝される。生成
するポリ陰イオンも又、勿論、ポリカーボネートと反応
させることができる。本発明に従う方法は、分枝S/B
重合体陰イオンの製造およびそれらのポリカーボネート
との反応に関する上記の方法に全く限定されるものでぱ
ない。本発明に従う方法は同等の手法によつて何如なる
分枝重合体陰イオンにも応用することができる。例えば
、所謂遷移プロツク重合体からの側枝を有する分枝プロ
ツク重合体を製造することも可能である。
それらは、BおよびAが多官能性開始剤の存在のもとで
同時に重合させられる時に生成する。1つのB−プロツ
クが最初生成し、それがB一重合の終わりに向かうに従
つてだんだん多くのA一分子をその中に組み入れて含有
し、最終的には全てのB一単量体が使い尽くされてから
A一単量体が重合して純粋のA−プロツクを形成する。
この方法には無数の変形が記載されている。該活性陰イ
オンは又ポリカーボネートと反応することもできる。非
極性溶媒中でブタジエンをリチウムブチルで重合させる
と主として1・4二結合が生ずることが知られている。
ブタジエンプロツク中に高い割合で1・2±結合を有す
る生成物を得ることが要求される場合、これは公知の方
法でエーテル、第三級アミンまたは同様のものの如き極
性不活性化合物の添加により可能である。該活性陰イオ
ンを製造するのに好適な溶媒は、ペンタン、ヘキサン、
シクロヘキサン、ベンゼンおよびトルエンのような公知
の不活性炭化水素である。
低沸点または比較的高沸点の不活性炭化水素との混合物
を使用することもできる。A型の適当な芳香族ビニル化
合物の例として、スチレン、α−メチルスチレン、アル
キルスチレンおよびビニルナフタレンが挙げられる。
B型の適当なジエンの例として、ブタジエン、イソプレ
ン、ピペリレンが挙げられる。ポリカーボネートとの反
応の前に、活性な陰イオン中の芳香族ピニルプロツクA
は分子量5000乃至500000を有し、一方ジニッ
プロックBは分子量10000乃至1000000を有
する。
プロツクAが10000乃至50000の範囲の分子量
を有し、プロツクBが20000乃至80000の範囲
の分子量を有する陰イオンが好ましい。用いられるポリ
カーボネートは、線状鎖の少なくとも50%がX−C1
〜C5アルキレンまたはアルキリデン基なる式(1)の
構造単位から成る、芳香族ポリカーボネートである。
本発明に従つて用いることのできるポリカーボネートは
、式(2)のビスフエノールから公知の方法により得ら
れる。式中、XはC1〜C5アルキレンまたはアルキリ
デン基を表わす。得られるポリカーボネートが少なくと
も50%の式(1)の構造単位を含有するという条件で
、式(2)に一致しないビスフエノールを用いることが
できる。
この種のコポリカーボネートの代りに、全混合物中の式
(1)の単位の全量が50%以上である場合、式(2)
に一致しないビスフエノールだけのポリカーボネートを
含む、異なつたポリカーボネートの混合物を使用するこ
とができる。
本発明に従つて用いることができるポリカーボネートは
西ドイツ国特許出願公開明細書第2063050号、第
1570703号、2211956号、第221195
7号および第2248817号に記載されている。
式(1)の構造単位を少なくとも75%含むポリカーボ
ネートが好ましい。
完全に式(1)に従う構造単位のみから成るポリカーボ
ネートが特に好ましい。式(1)のポリカーボネート単
位は例えば下記のビスフエノールを基底とすることがで
きる。ビス一(3・5−ジメチル−4−ヒドロキシフエ
ニル)−メタン1・1−ビス−(3・5−ジメチル−4
−ヒドロキシフエニル)一エタン1・1−ビス−(3・
5−ジメチル−4−ヒドロキシフエニル)−プロパン2
・2−ビス−(3・5−ジメチル−4−ヒドロキシフエ
ニル)−プロパン2・2−ビス−(3・5−ジメチル−
4−ヒドロキシフエニル)−ブタン2・4−ビス−(3
・5−ジメチル−4−ヒドロキシフエニル)−ブタン2
・4−ビス−(3・5−ジメチル−4−ヒドロキシフエ
ニル)−2−メチルプタン3・3−ビス−(3・5−ジ
メ!ル一4−ヒドロキシフエニル)−ペンタン。
これらのビスフエノールのうち、2・2−ビス(3・5
−ジメチル−4−ヒドロキシフエニル)一プロパンが特
に好ましぃ。
下記のものは式(2)に一致しないビスフエノールの例
であり、それらはコポリカーボネートの製造または式(
2)に一致しないビスフエノールから誘導されるポリカ
ーボネートの製造に用いることができる。
ハイドロキノン、レゾルシノール、ジヒドロキシジフエ
ニル、ビス一(ヒドロキシフエニル)−アルカン、ビス
一(ヒドロキシフエニル)−シクロアルカン、ビス一(
ヒドロキシフエニル)−サルフアイド、ビス一(ヒドロ
キシフエニル)一エーテル、ビス一(ヒドロキシフエニ
ル)−ケトン、ビス一(ヒドロキシフエニル)−スルホ
キシド、ビス一(ヒドロキシフエニル)−スルホン、α
・α1−ビス−(ヒドロキシフエニル)−ジイソプロピ
ルベンゼンおよび核中にアルキル化および/またはハロ
ゲン化されたこの種の化合物の誘導体。
これらのまたは他の適当な芳香族ジヒドロキシ化合物は
米国特許明細書第3028365号、第2999835
号、第3148172号、第3271368号、第29
91273号、第3271367号、第3780078
号、第3014891号および第2999846号およ
び西ドイツ国特許出願公開明細書第1570703号に
記載されている。下記の芳香族ジヒドロキシ化合物が好
ましい。
ビス一(4−ヒドロキシフエニル)−サルフアイド2●
2−ビス−(4−ヒドロキシフエニル)−プロパン1・
1−ビス−(4−ヒドロキシフエニル)シクロヘキサン
2・2−ビス−(3−メチル−4−ヒドロキシフエニル
)−プロパン2・2−ビス−(3・5−ジクロロ−4−
ヒドロキシフエニル)−プロパン2・2−ビス−(3・
5−ジブロモ−4−ヒドロキシフエニル)−プロパンα
・α5−ビス−(4−ヒドロキシフエニル)一p−ジイ
ソプロピルベンゼン。
2・2−ビス−(4−ヒドロキシフエニル)プロパンが
特に好ましい。
ポリカーボネートは少量のポリヒドロキシ化合物を、例
えば0.05乃至20モル%(用いられるビスフエノー
ルを基準にして)、配合することにより分枝させること
ができる。
この種のポリカーボネートは、例えば西ドイツ国特許出
願公開明細書第1570533号、第2116974号
、第2113347号、英国特許第885442号、第
1079821号および米国特許第3544514号に
記載されている。
用いることのできるポリヒドロキシ化合物のいくつかの
例は、フロログルシノール、4・6−ジメチル−2・4
・6−トリ−(4−ヒドロキシフエニル)−ヘプタン、
1・3・5−トリ−(4−ヒドロキシフエニル)−ベン
ゼン、1・1・1−トリ−(4−ヒドロキシフエニル)
一エタン、トリ一(4−ヒドロキシフエニル)−フエニ
ルメタン、2●2−ビス〔4・4−(4・4′−ジヒド
ロキシジフエニル)シクロヘキシル〕−プロパン、2・
4−ビス−(4−ヒドロキシフエニル一4−イソプロピ
ル)フエノール、2・6−ビス−(2′−ヒドロキシ5
−メチルベンジル)−4−メチルフエノール、2・4−
ジヒドロキシ安息香酸、2−(4−ヒドロキシフエニル
)−2−(2・4−ジヒドロキシフエニル)−プロバン
、1・4−ビス−(4′・4″ジヒドロキシトリフエニ
ルメチル)−ベンゼンである。ポリカーボネートは一般
に10000乃至2000001好ましくは15000
乃至1000001最も好ましくは20000乃至60
000(光散乱による測定)の分子量を有する。
重合体陰イオンとポリカーボネートとの反応は、ポリカ
ーボネートの不活性溶媒溶液を活性な重合体の溶液に加
える場合極めて速く起る。
逆の操作を用いることもできる。ここにおいて、重合体
陰イオンの製造に要求されるものと同じ溶媒を使用する
のが好ましい。しかし乍ら、重合体陰イオンとの反応性
がポリカーボネートとの反応性と比較して無視しうる程
度に低い場合には、異なつた溶媒を用いることもできる
。このような溶媒の例は、非常に低活性のハロゲン化炭
化水素である。反応時間は好ましくは0.5乃至360
分の間である。10乃至120分の間の反応時間が特に
好ましく、特定的には30分乃至60分が好ましい。
反応時間は特定の溶液粘度に依存し、そして混合方法も
生成物の性質に影響し得る。ポリカーボネートとの反応
を遂行する温度は広範囲から選ぶことができる。
温度が低い時は、反応は溶液粘度の増大により限定され
、高温に於いては溶媒の蒸気圧により限定される。反応
は20乃至80℃の温度で行なうことが好ましく、そし
て実際面の理由から、プロツク重合体を調製した重合温
度を用いることが特に好ましい。加えられるポリカーボ
ネートの量は、最終生成物の所望の性質に依存する。
プロツク重合体陰イオンとポリカーボネートの間のモル
比は好ましくは0.2:1と250:1の間で、この比
は生成物の性質を決定する。250:1より大きい比で
は、前記の耐熱性は通常のA/B重合体、即ち公知のカ
ツプリング剤を用いて製造されたA/B一重合体と同じ
程度の低さである。
この比を下げると、例えば230:1から110:1に
、次に7:1に下げると、耐熱性が著しく改善され、例
えば100℃に於けるシヨア固さに反映される。生成物
の機械的性質も改善される。20:1乃至0.5:1の
範囲が好ましく、A/B一陰イオン対ポリカーボネート
の特に好ましいモル比は15:1乃至1:1である。
セグメント重合体は公知の方法により、例えば水蒸気お
よび重合体溶液を同時に熱水中に導入するストリツピン
グ法により分離することができる。
重合体は塊状物の形で得られ、それは例えば高温真空中
でまたはベルト・ドライヤー(Beltdryer)上
でまたは乾燥スクリユ一中で分離した後公知の方法によ
り処理することができる。重合体はまた蒸発スクリユ一
中で直接溶媒を除去することもできる。重合体はジニッ
プロック中の二重結合およびフエニル基の水素化により
変性することができる。
本発明に従つて得られたセグメント重合体は公知の重合
体の添加により変性することもできる。例えば、ポリス
チレン、ゴム変性ポリスチレンもしくはエチレン−ビニ
ルアセテート共重合体を添加することができる。更に該
セグメント重合体は、異なつた供給源から得られる珪酸
、珪酸塩および他の鉱物、のこぎり粉、カーボン黒もし
くはガラス繊維の如き充填剤、染料、顔料、熱、酸化、
紫外線に対する安定剤および他の安定剤、可塑剤、潤滑
剤、離型剤、難燃化剤、例えばハロゲン化有機化合物、
金属酸化物、金属塩および有機燐酸塩と混合することも
できる。油類の添加により更に軟い混合物を作ることも
できる。
脂肪族、ナフテン系または芳香族系油を用いることがで
きる。ポリオレフイン油およびポリジオレフイン油を用
いることもできる。比較的高沸点の脂肪族、芳香脂肪族
および芳香族エステルも又用いることができる。これら
の混合物は通常のゴム安定剤、例えばアルキル化された
単核もしくは多核フエノール類またはアルキル化フエノ
ールのチオエーテルの型の安定剤を用いて安定化するこ
とができる。
例えばチオ−ビス−アルカン酸エステルおよびアルキル
フエニルホスフアイト型の如き共働作用的に活性な化合
物を加えることもできる。本発明の重合体は、例えば靴
底、ゴム管、密封材、フイルムおよびコンベア・ベルト
の如き市販ゴム製品の製造に用いることができる。
実施例 1 本実施例はジビニルベンゼンで分枝したスチレン/ブタ
ジエンポリ陰イオンの、テトラメチルビスーフエノール
一A−ポリカーボネートとの反応を例示する。
トルエン300m1および安定剤を除去したスチレン1
00m1を窒素雰囲気中で容量2リツトルのガラス製耐
圧反応容器に容れた。
該混合物は1ppm以下の水分含有率を有した。次に該
混合物を25乃至30℃でn−ブチルリチウム(2モル
性の)3,03m1を加えることによつて活性化した。
温度を40℃まで上昇させ、続いて1時間攪拌した。ト
ルエン750m11真空中で蒸留した60%のジビニル
ベンゼンを含有する工業用ジビニルベンゼン5.9m1
1プタジエン390m1およびn−ブチルリチウム0.
3m1を別の耐圧反応容器中に容れた。ブチルリチウム
を加え終わつた後、第一の耐圧反応容器の内容物を圧力
のもとで二番目の耐圧反応容器中へ2分間かけて移した
。温度は25乃至30℃から最高60乃至65℃まで上
昇させ、該混合物を放置して3時間反応させた。転換は
、単量体の総和を基準にして100%に達した。トルエ
ン中の20%溶液の形をしたテトラメテルビスフエノー
ル一A−ポリカーボネート(略してMPC)66.6y
を次にこの活性重合体に添加した。塩化メチレン中で0
.5rの重合体を溶媒100m1に入れて測定したとこ
ろ、MPCの粘度はηROlが1.30であつた。この
値は平均重合度約60に相当した。この溶液は前もつて
窒素を用いて吹き出すことによつて水を取り除いた。2
5乃至30℃に於いて1時間撹拌した後水蒸気によるス
トリツピング法により溶媒を取り除き続いてフエノール
性の安定剤を添加した。
浸潤した生成物を真空乾燥器中80℃に於いて乾燥した
。得られた塊状物から180℃に於いてパネルを成形し
て製造した。このパネルについて測定した物理的性質を
次の表に示す。実施例 2および3(比較実施例) スチレン/ブタジエン重合体を実施例1の記載と同じ方
法で製造した。
重合完了時、MPCを全然添加せずメタノールを用いる
ことによつて重合を止め、次に処理を行なつた(実施例
2)。平行した試験を行ない、ポリスチレン165H(
BASFAGの製品)20phrを追加して実施例2の
反応を止めた溶液に添加し、次に同じ方法で処理を行な
つた。
物理的性質の比較により本発明に従つて製造した生成物
の優秀性が示された。強度および係数ともにおよび熱安
定性も又改善された。本発明に従う生成物は80℃で測
定して2乃至3倍の引つ張り強度の改善を示した。従つ
て本発明に従う生成物は公知の重合体と比較して100
乃至120℃にてかなり高いシヨアA固さを示した。実
施例 4 本実施例は、熱の消費を比較的大きな規模においても制
御できる、実施例1の変形を記述するものである。
容量2eのガラス製耐圧反応容器中で、乾燥トルエン4
00m1中に溶解したスチレン91fを窒素雰囲気下で
n−ブチルリチウム(2モル性の)3.03m1と重合
させた(1時間後の転換率:100%)。
該耐圧反応容器を次に50℃に加熱し、ブタジエン24
2f7、市販ジビニルベンゼン1.18tの混合物をト
ルエン750m1と一緒に、圧力下で2時間にわたつて
少しずつ導入し、その間温度を一定に保持し、続いて1
時間反応を行なわせた。実施例1に従つて乾燥させた、
MPC66.7tを含有する20%MPCトルエン溶液
(ηRel=1.30)を、該活性スチレン/ブタジエ
ン重合体の溶液に加え、できた混合物を40乃至50℃
で1時間反応させた。生成物を次に分離し、実施例1に
記述したのと同じ方法で処理した。機械的特性は表1に
表示してある。実施例 5 テトラヒドロフラン0.6m1および工業用ジビニルベ
ンゼン(ジビニルベンゼン含有率32%)2.4m1を
窒素雰囲気下で乾燥トルエン80dに添加した。
ヘキサン中に溶解したn−ブチルリチウム(0.4ミリ
モル)を次に0℃に於いて添加し、その後温度を50℃
まで徐々に上昇させた。2時間後、最初にブタジエン3
15yを導入し、続いて、重合反応後、スチレン185
Vを添加した。
全重合時間3時間後、トルエン375y中にMPC75
yを有する溶液(ηRel= 1.30)を、:なおも
活性な重合体に加えた。50℃に於いて1時間撹拌後、
生成物を通常の方法で処理し、試験片をゴム状塊状物か
ら調製した。
機械的試験の結果は次の様であつた。ブタジエン315
1の代りにイソプレンを同量含有する点以外は実施例5
と同じ方法で重合体を・製造した。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 分枝芳香族ビニル/ジエンブロック重合体の陰イオ
    ンを、ポリカーボネートまたはポリカーボネートの混合
    物の線状鎖の少なくとも50%が▲数式、化学式、表等
    があります▼(1)式中、XはC_1〜C_5アルキレ
    ンまたはC_1〜C_5アルキリデン基を表わす、なる
    式(1)に相当する構造単位から成る芳香族ポリカーボ
    ネートまたは芳香族ポリカーボネートの混合物と反応さ
    せることを特徴とする熱可塑性エラストマーの製造方法
    。 2 ポリカーボネートが少なくとも75%の式(1)に
    相当する構造単位を含有する、特許請求の範囲第1項記
    載の方法。 3 ポリカーボネートが2・2−ビス−(3・5−ジメ
    チル−4−ヒドロキシフェニル)−プロパンから誘導さ
    れる、特許請求の範囲第1項乃至第2項記載の方法。 4 ポリカーボネートが10000乃至 200000の分子量を有する、特許請求の範囲第1項
    乃至第3項記載の方法。 5 反応時間が0.5乃至360分である、特許請求の
    範囲第1項乃至第4項記載の方法。 6 反応を20℃乃至80℃の温度で行なう、特許請求
    の範囲第1項乃至第5項記載の方法。 7 陰イオン対ポリカーボネートのモル比が0.2:1
    乃至250:1である、特許請求の範囲第1項乃至第6
    項記載の方法。 8 モル比が15:1乃至1:1である、特許請求の範
    囲第7項記載の方法。
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