JPS6337102A - 液状変性α−オレフイン重合体 - Google Patents

液状変性α−オレフイン重合体

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JPS6337102A
JPS6337102A JP18002286A JP18002286A JPS6337102A JP S6337102 A JPS6337102 A JP S6337102A JP 18002286 A JP18002286 A JP 18002286A JP 18002286 A JP18002286 A JP 18002286A JP S6337102 A JPS6337102 A JP S6337102A
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olefin polymer
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olefin
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俊之 筒井
Akinori Toyoda
昭徳 豊田
Norio Kashiwa
典夫 柏
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、新規な液状変性α−オレフィン重合体に関す
る。さらに詳細には色相に優れ、かつ種々の樹脂または
ゴム状重合体の改質剤、改質助剤、潤滑油添加剤、樹脂
またはゴム状重合体の水性分散液の分散助剤などの用途
に優れた性能を発揮することのできる液状変性α−オレ
フィン重合体に関する。なお、本発明において重合体と
いう語は、単独重合体のみならず共重合体を含めた意味
でそれぞれ用いられることがある。
〔従来の技術〕
従来、ポリエチレン、ポリプロピレンなとの高分子量の
オレフィン系重合体に不飽和カルボン酸またはその酸無
水物などをグラフト共重合した変性オレフィン系重合体
が樹脂の改質剤、接着性付与剤、その他の用途に利用さ
れている0しかし、これらの変性オレフィン系重合体は
高分子量体であって固体状であるために、利用分野によ
っては充分な性能が得られない場合もある。また、低分
子量のポリブテン、ポリイソブチレンなどのオレフィン
系重合体に不飽和カルボン酸、その酸無水物、エステル
などの不飽和カルボン酸誘導体成分をグラフト共重合し
た変性低分子量オレフィン系重合体が特公昭52−23
668号公報、特公昭52−23669号公報、特公昭
52−48639号公報などに提案されているが、該変
性低分子量オレフィン系重合体をゴム状重合体、とくに
硅素含有ゴム状重合体の改質剤、改質助剤、潤滑油添加
剤、樹脂またはゴム状重合体の水性分散液の分散助剤な
どの分野の用途に利用しても優れた性能を示さない。と
くにゴム状重合体の配合技術の分野においては、エチレ
ン・α−オレフィン系またはエチレン・α−オレフィン
系弾性共重合体を天然ゴム、ポリイソプレン、ポリイソ
ブチレン、クロ四プレンなどのゴム状重合体に配合する
ことによシ、耐候性を耐老化性に優れかつ粘着性に優れ
たゴム状重合体組成物を提供することが試みられている
が、その際単に両者を配合しただけでは得られる組成物
の力学物性が低下するという欠点があり、通常はこの欠
点を改善するだめの改質助剤が配合されている。この改
質助剤として、従来から公知の前記変性低分子量オレフ
ィン系重合体を配合してもその効果は著しく小さい。
また、油脂や鉱油等の天然油は乳化量切削油の油分とし
て用いられているが、バイトやドリルの先端部において
高温のため劣化し、劣化した成分は障壁を作って新鮮な
油分が該先端部へ補給されるのを阻止することになり、
結局バイト等が早くいたみあるいは焼付けを起こし切削
油として充分な性能を示さない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明者らは、樹脂またはゴム状重合体の水性分散液の
分散助剤またはそれ自身が界面活性能力を有し従って別
に界面活性剤を使用しなくても乳化可能な変性低分子量
α−オレフィン重合体を探索した結果、特定の性状の液
状変性α−オレフィン重合体が新規な高分子物質であり
水と混合することによシ水中油型の水性エルマジョンが
得られることを見出し、本発明に到達したものである。
また、本発明の液状変性α−オレフィン重合体は、その
他に種々の樹脂またはゴム状重合体の改質剤、とくにゴ
ム状重合体組成物の改質助剤としても優れた性能を発揮
する。
〔問題を解決するだめの手段〕および〔作用〕本発明は
、炭素原子数が3ないし20のα−オレフィンから構成
されるα−オレフィン重合体に、炭素原子数が6ないし
10の不飽和カルボン酸、その酸無水物およびそのエス
テルからなる不飽和カルボン酸誘導体成分が結合した液
状変性α−オレフィン重合体であって、 (1)該α−オレフィン重合体の’C−NMRスペクト
ル中において重合体主鎖中の隣接した2個の三級炭素原
子間に2個の連続したメチレン連鎖に基づくシグナルが
観測されないこと、(ii)該不飽和カルボン酸誘導体
成分の含有割合が該α−オレフィン重合体の100重量
部に対して0.2ないし50重量部の範囲にあること、
および (iii)該液状変性α−オレフィン重合体の165℃
のデカリン中で測定した極限粘度〔η〕が0.01ない
し0.4(ii/’lの範囲にあること、によって特徴
づけられる液状変性α−オレフィン重合体である。
本発明の液状変性α−オレフィン重合体は、炭素原子数
が3ないし20のα−オレフィンから構成されるα−オ
レフィン重合体に、炭素原子数が3ないし10の不飽和
カルボン酸、その酸無水物およびそのエステルからなる
不飽和カルボン酸誘導体成分が結合した液状変性α−オ
レフィン重合体である。
該液状変性α−オレフィン重合体の不飽和カルボン酸誘
導体成分の含有割合は該α−オレフィン重合体100重
量部に対して0.2ないし50重全部、好ましくは0.
5ないし40重量部の範囲である。
不飽和カルボン酸誘導体成分の含有割合が0.2重量部
よシ少なくなると、水と混合した際乳化し難くなり、ま
たゴム状重合体組成物の改質助剤として配合した場合に
は組成物の力学的物性の改善効果が劣るようになり、ま
た50重量部より多くなると色相が悪くなり、かつ固化
し流動性がなくなり、またゴム状重合体の分散性が悪く
なる。該液状変性α−オレフィン重合体の成分である炭
素原子数が6ないし10の不飽和カルボン酸誘導体成分
単位として具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、マ
レイン酸、フマール酸、イタコン酸、シトラコン酸、テ
トラヒドロフタル酸、 ビシクロ(2,2,1)ヘプト
−2−エン−5,6−ジカルボン酸などの不飽和カルボ
ン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコ
ン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ビシクロ(2,2,
1)ヘプト−2−エン−5,6−ジカルボン酸無水物な
どの不飽和カルボン酸の無水物、アクリル酸メチル、メ
タクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸
ブチル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸モノメチル、
フマール酸ジエチル、イタコン酸ジメチル、シトラコン
酸ジエチル、テトラヒドロ無水フタル酸ジメチル、ビシ
クロ(2,2,1)ヘプト−2−工7−5.6−ジカル
ボン酸ジメチルなどの不飽和カルボン酸のエステル等を
例示することができる。
該液状変性α−オレフィン重合体の135℃のデリカン
中で測定した極限粘度〔η〕は0.01ないしo、46
i/9.好ましくは0.02ないし0.3dj?#の範
囲である。該液状変性α−オレフィン重合体の極限粘度
〔η〕が0,01dA/、9 より小さいものは乳化型
切削油として用いた際に強靭な油膜を形成し難<、0.
4C1179より大きいものは安定な水性エマルジョン
を形成し鍵くなる。
また、該液状変性α−オレフィン重合体のゲルパーミエ
イションクロマトグラフイー(GPC)によって測定し
た分子量分布(Mw/Mn )は4以下、好ましくは3
以下の範囲である。分子量分布があまり大きくなると、
前記乳化型切削油として用いた場合に充分の潤滑性能を
発揮しない傾向が強くなるO 該液状変性α−オレフィン重合体を構成するα−オレフ
ィン重合体は炭素原子数が3ないし20のα−オレフィ
ンから形成される液状α−オレフィン重合体であり、該
α−オレフィンの1種の単独重合体である場合もあるし
、該α−オレフィンの2種からなる共重合体である場合
もある。
また、炭素原子数が3ないし20のα−オレフィン成分
の他に必要に応じエチレン成分が共重合された液状α−
オレフィン共重合体である場合もあシ、その場合のエチ
レン成分の含有率は通常10モル未満、好ましくは5モ
ル%以下の範囲である。
該液状α−オレフィン重合体の165℃のデリカン中で
測定した極限粘度〔η〕は通常は0.005ないし0.
4(iA/!j1好ましくは0.01ないし0.3dJ
#の範囲にあシ、数平均分子量は通常は600ないし8
000、好ましくは400ないし5000の範囲に6p
、cpc法によって測定した分子量分布(Mw/Mn)
は通常は3以下、好ましくは2.8以下、とくに2.5
以下の範囲にある。
該液状α−オレフィン重合体の構成成分である炭素原子
数が3ないし20のα−オレフィン成分として具体的に
は、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチ
ル−1−ペンテン、”−1チル−1−ペンテン、1−オ
クテン、1−7セン、1−ドデセン、1−テトラデセン
、1−へキサデセン、1−オクタデセン、1−エイコセ
ンなトラ例示することができる。
該液状α−オレフィン重合体において、該α−オレフィ
ン成分の配列状態についてみると、該重合体の’C−N
 M Rスペクトルには重合体主鎖中の隣接した2個の
三級炭素原子間に2個の連続したメチレン連鎖に基づく
シグナルが観測されない。
例えば、1−ヘキセン重合体において下記結合、では、
いずれの隣接した2個の三級炭素原子間には1個の孤立
したメチレン基のシグナルが観測されるが、2個の連続
したメチレン連鎖に基づくシグナルは観測されない。こ
のことは、該重合体において、1−ヘキセン成分が重合
する際に、いずれの成分も規則正しい頭尾結合配列をし
ていることを示している。
一方、1−ヘキセン重合体において、下記結合、では、
隣接した2個の炭素原子間には2個の連続したメチレン
連鎖に基づくシグナルが観測される。
このことは、該重合体において1−ヘキセン成分が重合
する際に、顆頭結合、尾尾結合が存在することを示して
いる。
該液状α−オレフィン重合体、特にプロピレン又は1−
ブテン重合体の「3個のモノマーユニット連鎖」でみた
ミクロアイソタフティシティは0.35以下、好ましく
は0.3以下、より好ましく0.28以下である。該ミ
クロアイソタフティシティの値は、該液状α−オレフィ
ン重合体連鎖におけるモノマーユニット連鎖の中で、立
体構造の最小単位である「3個のモノマーユニット連鎖
」の可能な組み合わせ数の総数のX(例えば6個のモノ
マーユニット連鎖単位の場合は1.4個のモノマーユニ
ット連鎖単位の場合は3)に対して、上記「3個のモノ
マーユニット連鎖」がとシ得る三種の配列、すなわちm
・m配列(アイツタクチイック配列)、m−r配列及び
r−r配列の中で、m・m配列をとっている該「3個の
モノマーユニット連鎖」の数yの割合(y/x)を示す
上述のように、本発明で3個のモノマーユニット連鎖で
みたミクロアイソタフティシティとは、それ自体公知の
13Q核磁気共鳴スペクトルの手法によって6個のモノ
マーユニット連鎖に着目し、該3個のモノマーユニット
連鎖単位における3個のモノマーユニットがアイツタク
チイックに配列している分率を定量したものである。
なお、該重合体の130−NMRの測定は、例えば、1
0=グの試料管中で約20にの共重合体を1rttlの
へキサクロロブタジェンに溶解した溶液を、通常、測定
温度120℃、測定周波数25.05MHz。
スヘ/ ) ル幅1500H2,7イにター幅1500
Hz。
パルス繰返し時間4.2秒、パルス幅7μ秒積算回数2
000〜5000回の条件で測定した。
スペクトkLD解析はり、 P、 Lindeman 
、 Anal。
Chem、 、43.1245(1971)、 J、 
C,Randall。
MaCrOmOleCular、11,592 (19
78)らの報告に基づいて行った。
該液状α−オレフィン重合体は、 ^ 共役π電子を有する基を配位子としたジルコニウム
化合物、および ■ アルミノオキサン からなる触媒の存在下に、炭素原子数が3ないし20の
α−オレフィンおよび必要に応じてエチレンを共重合せ
しめることによシ調製することができる0 なお、本発明の液状α−オレフィン重合体の分子量分布
(Hw/Mn )は、武内著、丸善発行の「ゲルバーミ
エイションクロマトグラフイー」に準じて次の如く行っ
た。
(1)分子量既知の標準ポリスチレン(東洋ソーダ(製
)単分散ポリスチレン)を使用して、分子量とそのG 
P C(Gel PermeationChromct
ograph )カウントを測定し、分子量MとEV 
(Elution Volume ) tD相関図較正
曲綜を作成する。この時の濃度は、0.02wt%とす
る。
(2)GPC測定によシ試料のGPCクロマトグラフを
とり前記(1)によシボリスチレン換算の数平均分子貴
簡n、重量平均分子量亘Wを算出し、Mw/Mn値を求
める。その際のサンプル調製条件およびGPC測定条件
は以下の通りである。
〔サンプル調製〕
(イ)試料を0.1wt%になるようにトルエン溶媒と
ともに三角フラスコに分取する。
仲)三角フラスコを70℃に加温し、約30分間撹拌し
、溶解させる。
f→ その戸液をGPCにかける。
CGPC測定条件〕 次の条件で実施した。
(′r)装 宣Waters社製(150℃−ALC:
/GPC) 仲)力5ムDupOnt社製(ZORBAXPSMBI
Modal−) ハ サンプル量 200μ! 二温度  70℃ (ホ)流速 1mt/馴 本発明の液状変性α−オレフィン重合体は、前記液状α
−オレフィン重合体と前記不飽和カルボン酸誘導体を%
(1)無融媒下に熱反応させることによシ、また(2)
ラジカル開始剤の存在下に反応させることにより製造す
ることができる。これらの方法のうちでは、(1)の方
法を採用するのが好ましい。
(1)の方法で得られた液状変性α−オレフィン重合体
は、主に重合体主鎖末端にカルボン酸誘導体が結合した
構造をしている。具体的には CH。
ど−、CH!−C−OH。
又は OH。
1\−CH=C−OH,などを例示できる。
(2)の方法で得られた液状変性α−オレフィン重合体
では不飽和カルボン酸誘導体成分は主鎖末端のみならず
分子内の任意の位置にも結合している。
反応は溶媒の存在下に実施することもできるし、溶媒の
不存在下に実施することもできる。
反応方法としては、たとえば、液状α−オレフィン重合
体と該不飽和カルボン酸誘導体を混合し加熱下連続的に
撹拌しながら反応させる方法を例示することができる。
上記混合法としては、たとえば液状α−オレフィン重合
体に該不飽和カルボン酸誘導体を分割し逐次に添加する
方法、逆に、不飽和カルボンe訪導体に液状α−オレフ
ィン重合体を分割し逐次に添加する方法、さらに、液状
α−オレフィン重合体及び該不飽和カルボン酸誘導体を
一括して混合する方法を例示することができる。該反応
に供給される不飽和カルボンra、誘導体の割合は、該
液状α−オレフィン重合体の100重量部に対して通常
は0,2ないし100重量部、好ましくは0.5ないし
70重量部の範囲である。反応の際の温度は通常120
ないし250℃、好ましくは130ないし230℃の範
囲であり、反応に要する時間は通常1時間ないし50時
間、好ましくは2時間ないし30時間である。反応は常
圧、加圧いずれの条件下においても実施することができ
る。
本発明の液状変性α−オレフィン重合体の水性エマルジ
ョンとしての用途への利用について説明する。
該液状変性α−オレフィン重合体はこれ自体界面活性能
力を有しているため、別に界面活性剤を使用しなくても
水性エマルジョンを与えることができる。
KR水性エマルジョンは、それ故該液状変性α−オレフ
イ/重合体を例えば撹拌型乳化機、コロイドミルあるい
は超音波乳化機の如き装置を用いて、水の存在下に例え
ば室温ないし100℃の温度条件下で撹拌することによ
り製造することができる。
もちろん、該水性エマルジョンには界面活性剤を使用す
ることもできる。例えば変性の度合が小さい場合やある
いは変性しないα−オレフィン重合体を本発明の変性重
合体を併用する場合等においては、界面活性剤を使用し
た方が乳化は容易で1また生成したエマルジョ/も安定
である。
界面活性剤としては、非イオン系界面活性剤、陰イオン
系界面活性剤および陽イオン系界面活性剤のいずれであ
ってもよい。非イオン系界面活性剤としては、例えばポ
リオキシェチレンアルキルエーテルホリオキシエチレン
アルキルアリルエーテル、ンルピタン脂肪酸エステル、
グリセリン脂肪酸エステル、ポリ万キシエチレンアルキ
ルアミン等を用いることができる。陰イオン界面活性剤
としては、例えば脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、
アルキルベンゼンスルフォン酸L −yルキルフェニル
エーテルジスルフォン酸塩、硫hエステル塩を用いるこ
とができる。さらに陽イオン界面活性剤としては、例え
ば4級アンモニウム塩等を用いることができる。これら
のうち非イオン系界面活性剤が好ましく用いられ、特に
HLB5〜19、就中10〜18の非イオン系界面活性
剤がよシ好ましく用いられる。
該水性エマルジョンは、該液状変性α−オレフィン重合
体と水との合計重量に基づいて液状変性α−オレフィン
重合体を10〜90重量%、より好ましくは20〜50
重量%の割合で含有することができる。水は同じ基準に
基づいて90〜10重量%、よシ好ましくは80〜50
重量%で含有することができる。
また、該水性エマルジョンが界面活性剤を含有する場合
には、同基準に基づき界面活性剤を0.5〜60重量%
、よシ好ましくは3〜20重量%で含有することができ
る。
該水性エマルジョンには、必要に応じ、防錆剤、防腐剤
、消泡剤例えばシリコンオイル等々の種々の添加剤を添
加することができる。これらは通常数%以下例えば2%
以下で使用される。
該水性エマルジョンは例えば水溶性切削油、水溶性塑性
加工油あるいは熱間圧延油等として使用することができ
る。
〔発明の効果〕
本発明の液状変性α−オレフィン重合体は樹脂またはゴ
ム状重合体の改質剤、改質助剤、潤滑油添加剤、樹脂ま
たはゴム状重合体の水性分散液の分剤助剤として優れた
性能を発揮する。とくに、本発明の液状変性α−オレフ
ィン重合体は、それ自身が界面活性能力を有し、従って
別に界面活性剤を使用しなくても水中油型の水性エマル
ジョンを形成し、切削油として使用した場合ドリル歯や
バイト等の摩耗量を少なくシ、発生する熱量を有利に除
去することができるという特徴を有している。
〔実施例〕
次に、本発明の液状変性α−オレフィン重合体を実施例
によって具体的に説明する。
実施例1 窒素吹込管および温度計を装着した内容積soomrの
撹拌機付きガラス製反応器を充分窒素で置換した後、(
y+) 0.03067g、in 650、MWl筒n
 1,80 、ヨウ素価69、rnm分率26%の液状
のポリプロピレン150gと無水マレインg!、45.
Fを装入し、撹拌下に200°Cまで昇温した。引き続
き200℃で8時間反応を行った後、室温まで冷却し反
応混合物を多量のへキサン中に投入し未反応の無水マン
イン酸を除去した。更に、ヘキサンを除去し、100°
Cで1QmmHgの減圧下で乾燥することにより淡黄色
透明な粘性のある液体が得られた。該生成物の〔η〕は
0,04dA/、!i’、E2W/Mnは1.91およ
び無水マレイン酸成分の含有量は12wt%であった。
尚、反応に用いた液状のポリプロピレンの130−NM
Rスペクトルにはポリプロピレン主鎖中の隣接した2個
の三級炭素原子間に2個の連続したメチレン連鎖に基づ
くシグナルは観測されなかった。
実施例2 実施例1において液状のポリプロピレンの代わυに、(
v)0.D3d4z”7.Mn750、MW/Thn 
1.73、ヨウ素価34の液状のポリ−1−デセンを1
50.9゜無水マレイン酸を509用いた以外は実施例
1と同様に行イ、(v) 0.03d7!/、9、Mw
A!n 1.84  および無水マレイン酸成分の含有
量10wt%の黄色透明な粘性のある液体が得られた。
実施例3 実施例1において液状のポリプロピレンの代わシに(v
) 0.03dd/’9、廂900、Mw/4in 1
.90、ヨウ素価28の液状のポリ4−メチル−1−ペ
ンテンをi so、y、無水マレイン酸を35&用いた
以外は実施例1と同様に行イ、(+7) 0.036B
/9、Mw7Mn 1.93および無水マレイン酸成分
の含有量5wt%の淡黄色透明な粘性のちる液体が得ら
れた。
実施例4 実施例1において液状のポリプロピレンの代わシに)(
η)0゜03dA/、!7%Mn 730、Mw/Mn
 1.88、ヨウ素価65、プロピレン含有量76モル
%、1−ブテン含有量24モル%の液状のプロピレン・
1−ブテン共重合体をi50.9、メタクリル酸n−ブ
チル589を仕込み、180℃で8時間反応を行った。
次いで180℃に保ったまま100mxHgの減圧下に
未反応のメタクリル酸n−ブチルを除去し、無色透明に
近い粘性のある液体を得た。該生成物の(V)は0,0
3d//、9、Mw/Mn 1.96 オよびメタクリ
ル酸n−ブチル成分の含有率は5wt%であった。
実施例5 実施例1において液状のポリプロビレ/の代わシに、(
η) 0.03 d1/g1E2n 790、Mw/H
n 1.76、ヨ、lF[32、i−ヘキセン含有fk
g6モル%、エチレン含有量4モル%の液状の1−ヘキ
セン・エチレン共重合体を150g、無水マレイン酸を
389を用いた以外は実施例1と同様に行へ〔η〕0.
03 +ij!/j!、 uw/nn 1.80および
無水?L/イン酸成分の含有量9wt%の淡黄色透明な
粘性のある液体が得られた。
尚、実施例2〜5の反応に用いた液状α−オレフィン重
合体のI30−NMRスペクトルには実施例1同様にα
−オレフィン主鎖中の隣接した2個の三級炭素原子間に
2個の連続したメチレン連鎖に基づくシグナルは観測さ
れなかった。
応用例1 実施例2で得られた変性物1oo重量部に対して、2N
のK OH水1oozz部を混合し、ホモミキサーで8
0℃s 1200 rpmの条件で撹拌することにより
水性エマルジョンを得た。
本水性エマルジョンの性能を大型のラジアル・ボール盤
での孔あけ加工用途で評価した。使用したドリル歯は直
径62朋、先端角1170のネジレドリルであシ、厚さ
1zomlostTs 304 板に孔あけテストを行
った。
本水性エマルジョンを30倍に希釈した切削油をラジア
ル・ボール盤に供給しつつドリル回転数300rpm、
送り速度0.5 rpv 7trmで切削加工し九所、
ドリル1本当シの孔あけ個数は250個であった。
応用例2 応用例1において、実施例2で得られた変性物の代わシ
に実施例5で得られた変性物を用いた以外は応用例1と
同様に行ったところドリル1本当りの孔あけ個数は25
0個であった。
応用比教例1 鉱油100重量部に対しステアリン酸オクチル・エステ
ルを界面活性剤として60部添加し、2・6−ジターシ
ャリ−ブチルフェノールの酸化防止剤を1重量部加えて
、油:水比=50:50で乳化して水性エマルジョンを
得た。
本水性エマルジョンを応用例1と同様に用いたところド
リル1本当シの孔あけ個数は100個であった。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)炭素原子数が3ないし20のα−オレフィンから
    構成されるα−オレフィン重合体に、炭素原子数が3な
    いし10の不飽和カルボン酸、その酸無水物およびその
    エステルからなる不飽和カルボン酸誘導体成分が結合し
    た液状変性α−オレフィン重合体であつて、 (i)該α−オレフィン重合体の^1^3C−NMRス
    ペクトル中において重合体主鎖中の隣接し た2個の三級炭素原子間に2個の連続した メチレン連鎖に基づくシグナルが観測され ないこと、 (ii)該不飽和カルボン酸誘導体成分の含有割合が該
    α−オレフィン重合体の100重量部 に対して0.2ないし50重量部の範囲にあること、お
    よび (iii)該液状変性α−オレフィン重合体の135℃
    のデカリン中で測定した極限粘度〔η〕が 0.01ないし0.4dl/gの範囲にあること、によ
    つて特徴づけられる液状変性α−オレフィン重合体。
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