JPS614728A - ポリアミドの製法 - Google Patents
ポリアミドの製法Info
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G69/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
- C08G69/02—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
- C08G69/08—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from amino-carboxylic acids
- C08G69/14—Lactams
- C08G69/16—Preparatory processes
- C08G69/18—Anionic polymerisation
- C08G69/20—Anionic polymerisation characterised by the catalysts used
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
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-
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- C08G18/80—Masked polyisocyanates
- C08G18/8061—Masked polyisocyanates masked with compounds having only one group containing active hydrogen
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- C08G18/8074—Lactams
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- C08G69/16—Preparatory processes
- C08G69/18—Anionic polymerisation
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Polyamides (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はアルカリ金属触媒及び活性剤の存在でラクタム
をアニオン触媒重合することにょシボリアミドを製造す
るための方法に関する。
をアニオン触媒重合することにょシボリアミドを製造す
るための方法に関する。
従来技術
このような方法は米国特許第３３０４２９１号明細書か
らも公知である。この明細書の方法によれば、アルカリ
金属又はアルカリ土類金属触媒及びラクタムのアルカリ
触媒重合を活性化する他の化合物を用いてラクタムを重
合することができる。該米国特許明細書によれば、尿素
、チオ尿素及びグアニジンの誘導体が特に活性剤として
好適である。そのような化合物の例はうクタム・ブロッ
クト・１，６−へキサメチレンジイソシアネートである
。
らも公知である。この明細書の方法によれば、アルカリ
金属又はアルカリ土類金属触媒及びラクタムのアルカリ
触媒重合を活性化する他の化合物を用いてラクタムを重
合することができる。該米国特許明細書によれば、尿素
、チオ尿素及びグアニジンの誘導体が特に活性剤として
好適である。そのような化合物の例はうクタム・ブロッ
クト・１，６−へキサメチレンジイソシアネートである
。
未公開のオランダ特許出願第８３０２９２８号明細書は
アルカリ金属触媒及び、高分子ポリオールとラクタム会
ブロックト・ジイソシアネートとを反応させて得ること
ができるポリマー活性剤の存在でラクタムを重合させる
方法を記載している。この特許出願明細書によれば、高
い衝撃強さを有する生成物が得られる。
アルカリ金属触媒及び、高分子ポリオールとラクタム会
ブロックト・ジイソシアネートとを反応させて得ること
ができるポリマー活性剤の存在でラクタムを重合させる
方法を記載している。この特許出願明細書によれば、高
い衝撃強さを有する生成物が得られる。
米国特許第３８６２２６２号明細書は金属化合物及びア
シル・ビス・ラクタムの縮合生成物及びポリオールの存
在でナイロンゆブロック・コポリマーの製造を記載して
いる。
シル・ビス・ラクタムの縮合生成物及びポリオールの存
在でナイロンゆブロック・コポリマーの製造を記載して
いる。
英国特許第１０６７１５３号明細書はポリプロピレング
リコールの反応生成物、及び２，４−トルエン・ジイソ
シアネートをラクタムのアニオン触媒重合用促進剤とし
て記載している。
リコールの反応生成物、及び２，４−トルエン・ジイソ
シアネートをラクタムのアニオン触媒重合用促進剤とし
て記載している。
前記明細書の実験によれば、反応射出成形においてラク
タムのアニオン触媒重合は、特にアルカリ土類金属開始
剤をイソシアネートを基礎とした活性剤と組み合わせて
適用する場合、良好な衝撃強さを有する生成物を生産す
るが、反応速度は常に満足のいくものではない。
タムのアニオン触媒重合は、特にアルカリ土類金属開始
剤をイソシアネートを基礎とした活性剤と組み合わせて
適用する場合、良好な衝撃強さを有する生成物を生産す
るが、反応速度は常に満足のいくものではない。
明が解決しようとする問題点
本発明の目的は、ラクタムを良好な衝撃強さを有する生
成物に、迅速に重合することを可能とする触媒・活性剤
システムを提供することである。
成物に、迅速に重合することを可能とする触媒・活性剤
システムを提供することである。
問題 を解決するための１
本発明によれば、アルカリ金属触媒及び活性剤の存在で
ラクタムをアニオン触媒重合することによりポリアミド
を製造するための方法において、該重合を低分子エステ
ル化合物の存在において行なうことを特徴とするポリア
ミドの製法により解決する。
ラクタムをアニオン触媒重合することによりポリアミド
を製造するための方法において、該重合を低分子エステ
ル化合物の存在において行なうことを特徴とするポリア
ミドの製法により解決する。
エステル化合物を、重合反応において助活性剤又は助触
媒として使用すると、最終生成物の機械的特性に不利な
影響を及ぼすことなく、重合を著しく促進するというこ
とが判明したが、このことは予想外のことであった。こ
れは特に、ラクタムが型中で最終生成物に重合するＲＩ
Ｍ−ナイロンにおいて重要である。
媒として使用すると、最終生成物の機械的特性に不利な
影響を及ぼすことなく、重合を著しく促進するというこ
とが判明したが、このことは予想外のことであった。こ
れは特に、ラクタムが型中で最終生成物に重合するＲＩ
Ｍ−ナイロンにおいて重要である。
エステル化ポリオール化合物の存在でのラクタムの重合
は、オランダ特許公開第７５０７２９８号公報から公知
であるということもここに記載する。しかしこのオラン
ダ公開公報においては、エステル化ポリオールは活性剤
として働いておシ、一方本発明による方法において活性
剤はエステル化合物と共に存在しなければならない。多
くの比較実験例からも明らかなように、エステル化合物
を別の活性剤なしに適用しても、本発明による効果は生
じない。
は、オランダ特許公開第７５０７２９８号公報から公知
であるということもここに記載する。しかしこのオラン
ダ公開公報においては、エステル化ポリオールは活性剤
として働いておシ、一方本発明による方法において活性
剤はエステル化合物と共に存在しなければならない。多
くの比較実験例からも明らかなように、エステル化合物
を別の活性剤なしに適用しても、本発明による効果は生
じない。
本発明による方法はアニオンラクタム重合に常用の温度
、すなわち約り０℃〜約３００℃、特に１２０℃〜１８
０℃の間で実施される。重合が行なわれる圧力はあまシ
重要ではない；すべでの場合において重合は、成分が液
相である圧力で実施しなければならない。経済的な圧力
は１〜５０パールの範囲である。圧力はしばしば１０−
１５／々−ルよル高くなく、ＲＩＭポリウレタンを毬え
るＲＩＭナイロンの利点の１つは、適用される比較的低
い圧力である。
、すなわち約り０℃〜約３００℃、特に１２０℃〜１８
０℃の間で実施される。重合が行なわれる圧力はあまシ
重要ではない；すべでの場合において重合は、成分が液
相である圧力で実施しなければならない。経済的な圧力
は１〜５０パールの範囲である。圧力はしばしば１０−
１５／々−ルよル高くなく、ＲＩＭポリウレタンを毬え
るＲＩＭナイロンの利点の１つは、適用される比較的低
い圧力である。
本発明による方法を、すべての公知のラクタム、例えば
２−ピロリドン、２−ピペリドン、カプロラクタム又は
ラウリルラクタム、又は二種以上のラクタムの混合物、
を重合するために適用することができる。カプロラクタ
ムが優れた物理的特性を有するポリアミドをもたらすの
で、有利にカプロラクタムが適用される。更に１カプロ
ラクタムの反応速度が高い。有利罠、ナイロン６ホモポ
リマー、ナイロン６ランダムポリマー又はナイロン６ブ
ロックポリマーの形成に導びく反応システムが適用され
る。
２−ピロリドン、２−ピペリドン、カプロラクタム又は
ラウリルラクタム、又は二種以上のラクタムの混合物、
を重合するために適用することができる。カプロラクタ
ムが優れた物理的特性を有するポリアミドをもたらすの
で、有利にカプロラクタムが適用される。更に１カプロ
ラクタムの反応速度が高い。有利罠、ナイロン６ホモポ
リマー、ナイロン６ランダムポリマー又はナイロン６ブ
ロックポリマーの形成に導びく反応システムが適用され
る。
前にも指摘したように、ラクタム重合はアニオン重合触
媒及び活性剤の存在で生じる。アニオン重合触媒はナト
リウムラクタメート、カリウムラクタメート又はブロム
マグネシラムラフタメートのような化合物等の公知触媒
の任意のものであってよい。触媒の混合物も使用するこ
とができる。
媒及び活性剤の存在で生じる。アニオン重合触媒はナト
リウムラクタメート、カリウムラクタメート又はブロム
マグネシラムラフタメートのような化合物等の公知触媒
の任意のものであってよい。触媒の混合物も使用するこ
とができる。
多くの活性剤が本発明によるラクタムの重合に好適であ
る。時々、促進剤とも呼ばれる活性剤は有利にラクタム
末端イソシアネート（これはラクタム末端ポリウレタン
の群も包含する）及びアシルラクタム化合物の群から選
択することができる。これらの化合物のいく２かは自体
公知であり、特にすでに前記の米国特許３３０４２９１
号明細書又はヨーロッパ特許出願公開第６７６９３号、
同第６７６９４号又は同第６７６９５号公報に記載され
ている。未公開のオランダ特許出願第８３０２９２９号
明細書はラクタム末端ポリマーイソシアネート活性剤の
製造法を記載している。
る。時々、促進剤とも呼ばれる活性剤は有利にラクタム
末端イソシアネート（これはラクタム末端ポリウレタン
の群も包含する）及びアシルラクタム化合物の群から選
択することができる。これらの化合物のいく２かは自体
公知であり、特にすでに前記の米国特許３３０４２９１
号明細書又はヨーロッパ特許出願公開第６７６９３号、
同第６７６９４号又は同第６７６９５号公報に記載され
ている。未公開のオランダ特許出願第８３０２９２９号
明細書はラクタム末端ポリマーイソシアネート活性剤の
製造法を記載している。
高分子活性剤はＲＩ Ｍナイロンテクノロジーに適用す
るために有利である。該活性剤は１分子あたり少なくと
もヒドロキシル基２個を有する多官能性ヒドロキシ化合
物（ボリオールンのような有機ヒドロキシ化合物と活性
剤基を生産する化合物との反応生成物である。一般に、
公知ポリオールを使用することができる。有利なポリオ
ールはポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオー
ル、ポリブタジェンポリオール、シロキサン含有ポリオ
ール及び／又はいわゆる１ポリマーｐポリオールである
。１ポリマーポリオール“とはここでは、ポリエーテル
ポリオール上にエチレン不飽和ポリマー１種以上をグラ
フトさせることにより得られたグラフトしたポリマー並
びにポリオール中のポリウレア分散液を包含する。この
ポリウレア分散液とはシアばン又はヒドラジンを化学量
論量のジイソシアネートと共にポリオール中に溶解し、
次いでこのようにして得られた溶液をポリオール中に分
散したポリウレア化合物を得るために反応させることに
より得ることができる。
るために有利である。該活性剤は１分子あたり少なくと
もヒドロキシル基２個を有する多官能性ヒドロキシ化合
物（ボリオールンのような有機ヒドロキシ化合物と活性
剤基を生産する化合物との反応生成物である。一般に、
公知ポリオールを使用することができる。有利なポリオ
ールはポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオー
ル、ポリブタジェンポリオール、シロキサン含有ポリオ
ール及び／又はいわゆる１ポリマーｐポリオールである
。１ポリマーポリオール“とはここでは、ポリエーテル
ポリオール上にエチレン不飽和ポリマー１種以上をグラ
フトさせることにより得られたグラフトしたポリマー並
びにポリオール中のポリウレア分散液を包含する。この
ポリウレア分散液とはシアばン又はヒドラジンを化学量
論量のジイソシアネートと共にポリオール中に溶解し、
次いでこのようにして得られた溶液をポリオール中に分
散したポリウレア化合物を得るために反応させることに
より得ることができる。
前記ポリオールは大体は高い分子量を有する。
これらのポリオールの当量は有利に少なくとも３００、
特に１０００〜２５０００間である。
特に１０００〜２５０００間である。
最終生成物の最適な特性はこれらの範囲内で得られる、
すなわち、高い曲げ弾性率と組み合わせた高い衝馨強さ
が得られる。
すなわち、高い曲げ弾性率と組み合わせた高い衝馨強さ
が得られる。
本明細書に使用されている、分子量又は当量は数平均重
量に関するものである。ポリオールの当量という語はヒ
ドロキシル基１個あた９のポリオールの数平均重量に関
するものである。
量に関するものである。ポリオールの当量という語はヒ
ドロキシル基１個あた９のポリオールの数平均重量に関
するものである。
すなわち、ポリオールの嶺景とは分子量を官能価で割っ
たものである。
たものである。
前記のように、ポリオールは活性剤基を生成する化合物
と、有利にラクタムブロックトポリウレタンをも包含す
るラクタム末端ジイソシアネートと反応する。ラクタム
・ブロツクト・ジイソシアネートはラクタムとジイソシ
アネート、例えばヘキサメチレンジイソシアネート、イ
ンホロンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート
、メチレン−ビス（フェニルイソシアネート）、ＭＤＩ
及び水添ＭＤＩ又は変性ＭＤＩ、例えばカルゼジイミド
変性ＭＤ Ｉ ［イソネート（ｌｓｏｎａｔｅ） −１
４３Ｌ 、アップジョン−カンバー −（ｕｐｊｏｈｎ
Ｃａｒｐａｎｙ）又はモアジュー ｚＪＭ＝＋ｎｄｕ
ｒ ）ＰＦ、モペイ拳ケミカル・カンパニー（Ｍｏｂａ
ｙＣｈｅｍｉｃａｌ Ｃａｎｐａｎｙ）） 、及びＭＤ
Ｉｏジオール拡張プレポリマーとを反応させることにり
得られる。他の好適なジイソシアネートはＸＤＩ、Ｈ６
ＸＤＩ及び水添ＴＤＩである。ポリオールをジイソシア
ネートと、ポリオールの各ヒドロキシ基がジイソシアネ
ートと結合するような量で反応させ、かつこうして得ら
れたポリウレタンをラクタムと反応させることが提案さ
れている。
と、有利にラクタムブロックトポリウレタンをも包含す
るラクタム末端ジイソシアネートと反応する。ラクタム
・ブロツクト・ジイソシアネートはラクタムとジイソシ
アネート、例えばヘキサメチレンジイソシアネート、イ
ンホロンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート
、メチレン−ビス（フェニルイソシアネート）、ＭＤＩ
及び水添ＭＤＩ又は変性ＭＤＩ、例えばカルゼジイミド
変性ＭＤ Ｉ ［イソネート（ｌｓｏｎａｔｅ） −１
４３Ｌ 、アップジョン−カンバー −（ｕｐｊｏｈｎ
Ｃａｒｐａｎｙ）又はモアジュー ｚＪＭ＝＋ｎｄｕ
ｒ ）ＰＦ、モペイ拳ケミカル・カンパニー（Ｍｏｂａ
ｙＣｈｅｍｉｃａｌ Ｃａｎｐａｎｙ）） 、及びＭＤ
Ｉｏジオール拡張プレポリマーとを反応させることにり
得られる。他の好適なジイソシアネートはＸＤＩ、Ｈ６
ＸＤＩ及び水添ＴＤＩである。ポリオールをジイソシア
ネートと、ポリオールの各ヒドロキシ基がジイソシアネ
ートと結合するような量で反応させ、かつこうして得ら
れたポリウレタンをラクタムと反応させることが提案さ
れている。
本発明による方法で使用される低分子エステル化合物は
有機カル♂ン酸と有機アルコールとのモノ又はジエステ
ルのいくつかである。該エステルの選択の前提条件は、
それが重合すべきラクタム中に溶解しなければならない
ということである。好適なエステルは重合圧で重合温度
を越える沸点を有する脂肪族エステル、芳香族エステル
及び混合エステルを包含する。好適なエステルの例はテ
レフタル酸ジメチル、酢酸メチル、酢酸アミル、ゾロピ
オン酸エチル、酪酸エチル及び多数の他のものである。
有機カル♂ン酸と有機アルコールとのモノ又はジエステ
ルのいくつかである。該エステルの選択の前提条件は、
それが重合すべきラクタム中に溶解しなければならない
ということである。好適なエステルは重合圧で重合温度
を越える沸点を有する脂肪族エステル、芳香族エステル
及び混合エステルを包含する。好適なエステルの例はテ
レフタル酸ジメチル、酢酸メチル、酢酸アミル、ゾロピ
オン酸エチル、酪酸エチル及び多数の他のものである。
該エステルが酸性すぎないことが重要である；そうでな
いと、重合機構を妨害することもある。
いと、重合機構を妨害することもある。
実施例
次に実施例につき本発明の詳細な説明する。
例１
試験管中にカプロラクタム・ブロックト・ヘキサメチレ
ンジイソシアネート（カプロラクタム中７９重量％）
１．７７ 、、酢酸アミル１．３８゜及びカプロラクタ
ム１６．８ 、を秤量した。他の試験管にラクタムマグ
ネシウムプロミド（カプロラクタム中１モル） ７．４
５ 、及びカプロラクタム１４．を秤量した。両方の試
験管の内容物を攪拌下に１０５℃に加熱し、次に一緒に
注ぎ、攪拌する。混合物の全体の組成はカプロラクタム
・ブロックト・ヘキサメチレンジインシアネ−） ３．
５４ミリモル、酢酸アミル１０．６ミリモル、ラクタム
マグネシウムゾロミド７、４２ミリモル及びカプロラク
タム３２７ミリモルである。
ンジイソシアネート（カプロラクタム中７９重量％）
１．７７ 、、酢酸アミル１．３８゜及びカプロラクタ
ム１６．８ 、を秤量した。他の試験管にラクタムマグ
ネシウムプロミド（カプロラクタム中１モル） ７．４
５ 、及びカプロラクタム１４．を秤量した。両方の試
験管の内容物を攪拌下に１０５℃に加熱し、次に一緒に
注ぎ、攪拌する。混合物の全体の組成はカプロラクタム
・ブロックト・ヘキサメチレンジインシアネ−） ３．
５４ミリモル、酢酸アミル１０．６ミリモル、ラクタム
マグネシウムゾロミド７、４２ミリモル及びカプロラク
タム３２７ミリモルである。
壁から離れる固体ポリアミドは１３０℃で５分５０秒後
に形成された。
に形成された。
例２
例１と同様に行なったが、カプロラクタム・ブロックト
・ヘキサメチレンジイソシアネート３．５４ミリモル、
テレフタル酸ジメチル１０．５ミリモル、ラクタムマグ
ネシウムプロミド３．６０ミリモル及びカプロラクタム
３２７ミリモルを使用して、１３０℃で６分４５秒の離
型時間が測定された。
・ヘキサメチレンジイソシアネート３．５４ミリモル、
テレフタル酸ジメチル１０．５ミリモル、ラクタムマグ
ネシウムプロミド３．６０ミリモル及びカプロラクタム
３２７ミリモルを使用して、１３０℃で６分４５秒の離
型時間が測定された。
例３
例１と同様に行なったが、カプロラクタムｅブロックト
拳へキサメチレンジイソシアネート３．５４ミリモル、
アジピン酸ジメチル１０．５ミリモル、ラクタムマグネ
シウムプロミド７．４２ミリモル及びカプロラクタム３
２７ミリモルを使用して、１３０℃で６分２５秒の離型
時間が測定された。
拳へキサメチレンジイソシアネート３．５４ミリモル、
アジピン酸ジメチル１０．５ミリモル、ラクタムマグネ
シウムプロミド７．４２ミリモル及びカプロラクタム３
２７ミリモルを使用して、１３０℃で６分２５秒の離型
時間が測定された。
例４（エステルなしの比較例）
例１と同様に行なうが、カプロラクタム・ブロックト・
へキサメチレンジイソシアネート３．５４ミリモル、ラ
クタムマグネシウムプロミド３．６０ミリモル及びカプ
ロラクタム３２７ミリモルを使用して、１３０℃で、２
０分後壁から離れたポリマーが得られた。
へキサメチレンジイソシアネート３．５４ミリモル、ラ
クタムマグネシウムプロミド３．６０ミリモル及びカプ
ロラクタム３２７ミリモルを使用して、１３０℃で、２
０分後壁から離れたポリマーが得られた。
例５（促進剤を含有しない比較例）
例１と同様に行なったが１．酢酸アミル１０．６ミリモ
ル、ラクタムマグネシウムプロミド７．４２ミリモル及
びカプロラクタム３．２７ミリモルを使用して１３０℃
で、２７分の離型時間が測定された。
ル、ラクタムマグネシウムプロミド７．４２ミリモル及
びカプロラクタム３．２７ミリモルを使用して１３０℃
で、２７分の離型時間が測定された。
実施例及び比較例、特に例５から明らかなように、エス
テル化合物及び促進剤、例えばカプロラクタム・ブロッ
クト・ヘキサメチレンジイソシアネート、の両方の存在
が必要である。
テル化合物及び促進剤、例えばカプロラクタム・ブロッ
クト・ヘキサメチレンジイソシアネート、の両方の存在
が必要である。
添付図面は例２に記載した方法に関し、エステルの量の
機能として重合時間を示したグラフ図である。縦軸は成
分を混合する時点からポリアミドが型の壁から離れるま
での時間を示し、横軸はジメチルテレフタレートの量（
カプロラクタムに対するモル％）を示す。Ａ、Ｂ、Ｃは
それぞれ触媒の異なった量、すなわちラクタムマグネシ
ウムプロミド３，２及び１モルチに関する。Ｄは活性剤
を使用していないことを除けば、Ｃと同じである。
機能として重合時間を示したグラフ図である。縦軸は成
分を混合する時点からポリアミドが型の壁から離れるま
での時間を示し、横軸はジメチルテレフタレートの量（
カプロラクタムに対するモル％）を示す。Ａ、Ｂ、Ｃは
それぞれ触媒の異なった量、すなわちラクタムマグネシ
ウムプロミド３，２及び１モルチに関する。Ｄは活性剤
を使用していないことを除けば、Ｃと同じである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ アルカリ金属触媒及び活性剤の存在でラクタムをア
ニオン触媒重合することによりポリアミドを製造するた
めの方法において、重合が低分子エステル化合物の存在
において行なわれることを特徴とするポリアミドの製法
。 ２ アルカリ土類金属化合物を触媒として使用する特許
請求の範囲第１項記載の製法。 ３ マグネシウム化合物を触媒として使用する特許請求
の範囲第２項記載の製法。 ４ ラクタム・ブロツクト・イソシアネートを活性剤と
して使用する特許請求の範囲第１項から第３項のいずれ
か１項記載の製法。 ５ ポリオール及びラクタム・ブロツクト・ジイソシア
ネートの反応生成物をラクタム末端イソシアネートとし
て使用する特許請求の範囲第４項記載の製法。 ６ テレフタル酸ジメチルをエステルとして使用する特
許請求の範囲第１項から第５項までのいずれか１項記載
の方法。 ７ カプロラクタムをラクタムとして使用する特許請求
の範囲第１項から第６項までのいずれか１項記載の方法
。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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