JPS6354426A - ポリフエニレンエ−テル樹脂の変性法 - Google Patents

ポリフエニレンエ−テル樹脂の変性法

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JPS6354426A
JPS6354426A JP19799286A JP19799286A JPS6354426A JP S6354426 A JPS6354426 A JP S6354426A JP 19799286 A JP19799286 A JP 19799286A JP 19799286 A JP19799286 A JP 19799286A JP S6354426 A JPS6354426 A JP S6354426A
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杉尾 彰俊
Katsuro Okabe
岡部 勝郎
Shoichi Ametani
章一 雨谷
Kazuhiko Ishii
一彦 石井
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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、ポリフェニレンエーテル樹脂を改質する方法
にかかわり、ポリフェニレンエーテル樹脂が本来持って
いるすぐれた耐熱性および機械的性質を損なうことなく
、成形加工性が改良された変性ポリフェニレンエーテル
樹脂を提供する。
〔従来の技術〕
ポリフェニレンエーテル樹脂は、耐熱性、機械膜性質、
電気的性質等諸物性に優れており、さらに、比重も、ナ
イロン、ポリアセタール、PBTなどのエンジニアリン
グプラスチックスの中で最も小さい部類に属するところ
から、情報機器のハウジングや自動車内装部品等各種分
野で幅広い用途で使用されている。
しかし、ポリフェニレンエーテル樹脂は、軟化温度が高
く、従って、高い溶融粘度あるいは低い流動性のために
成形加工性に劣るという欠点を持つ。成形加工性を改良
する方法として、ポリフェニレンエーテル樹脂にポリス
チレン系樹脂を配合する方法が知られており(例えば、
米国特許第3,585.435号明細@参照)、このブ
レンド体が各種用途において実用に供せられていること
は周知の通りである。ポリスチレン系樹脂の配合により
ポリフェニレンエーテル樹脂の成形加工性は確かに改善
されるが、反面、ポリフェニレンエーテル樹脂の本来の
特長である優れた耐熱性とか機械的性質が損なわれるこ
とは避は難い。他方、ポリフェニレンエーテル樹脂自体
を変性することによって、成形加工性を改良する試みも
提案されており、例えば、特公昭52−30991号公
報には、ラジカル開始剤の共存下にポリフェニレンエー
テルに重合性低分子量化合物をグラフトさせ、実質的に
未変性のポリフェニレンエーテルを含有しないポリフェ
ニレンエーテルグラフト共重合体を製造する方法が記載
されている。しかし、ここで得られる変性ポリフェニレ
ンエーテルにおいても、ポリフェニレンエーテル樹脂本
来の特性が損なわれることは防ぎ難〜・。さらには、特
開昭59−230053号公報には、ポリフェニレンエ
ーテル樹脂、またはこれとポリスチレン系樹脂との混合
物にマレイミドおよびそのN−置換誘導体やN−置換マ
レインアミド酸を含むジェノフィル化合物を添加するこ
とにより、押出し条件下での分子量の増大を抑制し、結
果としてポリフェニレンエーテル樹脂の成形加工性を改
善する方法が提案されている。しかし、ここにはラジカ
ル開始剤の使用については記載がなく、化学的な変性を
示唆する教示がない。ともあれ、上記ジェノフィル化合
物の添加は、ポリフェニレンエーテル含有樹脂組成物の
機械的強度の低下をもたらすことが認められるところか
ら、この方法は、物性バランスの点からも、ポリフェニ
レンエーテル樹脂の成形加工性の改良法として実用的で
あるとは言えない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は、従来技術に見られる欠陥を克服し、ポリフェ
ニレンエーテル樹脂本来の優れた耐熱性や機械的性質を
活かしつつポリフェニレンエーテル樹脂の成形加工性を
改善することを目的として、ポリフェニレンエーテル樹
脂にラジカル開始剤の存在下に特定の不飽和化合物を反
応させ、ポリフェニレンエーテル樹脂を化学的に変性す
る方法を提供する。
〔問題を解決するための手段〕
すなわち、本発明は、ポリフェニレンエーテル樹脂単独
またはポリフェニレンエーテル樹脂とビニル芳香族炭化
水素系樹脂との混合物にラジカル開始剤の存在下に不飽
和ジカルボン酸のモノアミド類またはジアミド類を反応
させ、ポリフェニレンエーテル樹脂を変性する方法を提
供する。
本発明の方法に用いるポリフェニレンエーテル樹脂とは
、一般式(T)で示される単環式フェノール LZ (式中、几1は炭素数1〜3の低級アルキル基、R2お
よびR3は水素原子または炭素数1〜3の低級アルキル
基である。) の一種以上を酸化的に重縮合して得られるポリフェニレ
ンエーテル;このホリフエ、ニーレフ!−チルにビニル
芳香族炭化水素系化合物をグラフト重合して得られる根
幹にポリフェニレンエーテルを有するグラフト共重合体
を包含する。このポリフェニレンエーテルは、単独重合
体であっても共重合体であってもよい。
前記一般式CI)で示される単環式フェノールとしては
、例えば、2.6−ジエチルフェノール、2.6−ジエ
チルフェノール、2.6−ジプロピルフェノール、2−
メチル−6−エチルフェノール、2−メチル−6−プロ
ピルフェノール、2−エチル−6−プロピルフェノール
、o  9レゾール、2,3−ジメチルフェノール、2
゜3−ジエチルフェノール、2.3−ジプロピルフェノ
ール、2−メチル−3−エチルフェノ−A/、2−エチ
ル−3−プロピルフェノール、2−エチル−3−メチル
フェノール、2−エチル−3−プロピルフェノール、2
−プロピル−3−メチルフェノール、2−7’口ピル−
3−エチルフェノール、2,3.6−)ジエチルフェノ
ール、2,3.6−)ジエチルフェノール、2゜5.6
−ドリプロビルフエノール、2.6−シメチルー3−エ
チルフェノール、2.6−’)メチル−3−プロピルフ
ェノール等が挙げられる。
そして、これらの単環式フェノールの一種以上の重縮合
により得られるポリフェニレンエーテルとしては、例え
ば、ポリ(2,6−シメチルー1.4−フェニレン)エ
ーテル、ポリ(2゜6−ジエチル−1,4−フエニレン
)エーテル、ポl(2,6−ジプロビルー1.4−フェ
ニレン)エーテル、ポリ(2−メチル−6−エチル−1
,4−フエニレン)エーテル、ポリ(2−メチル−6−
ブロビルー1.4−フェニレン)エーテル、ポ13 (
2−エチル−6−プロピル−1,4−フェニレン)エー
テル、2.6−シメチルフエノール/2,3.6−)リ
メチルフェノール共重合体、2.6−シメチルフエノー
ル/2,5.6−)リエチ〜フェノール共重合体、2.
6−ジエチルフェノール/2,3.6−ドリメチルフエ
ノール共重合体、2.6−ジプロビルフエノール/2,
5.6−)リメチルフェノール共重合体、ポリ(2,6
−シメチルー1゜4−フェニレン)エーテルにスチレン
ラフラフト重合したグラフト共重合体、2.6−シメチ
ルフエノール/2,3.6−ドリメチルフエノール共重
合体にスチレンをグラフト重合したグラフト共重合体等
が挙げられる。特に、ポリ(2,6−シメチルー1.4
−フェニレン)エーテル、2.6−シメチルフエノール
/2,3゜6−ドリメチルフエノール共重合体が本発明
に用いるポリフェニレンエーテル樹脂として好ましいも
のである。
本発明の方法において、上記ポリフェニレンエーテル樹
脂と混合して用いられるビニル芳香族炭化水素系樹脂と
は、一般式(力 (式中、R4は水素原子または低級アルキル基、Zはハ
ロゲン原子または低級アルキル基を示し、pはOまたは
1〜3の正の整数である。)で示される構造単位をその
重合体中に少なくとも25重量%以上含有する樹脂であ
り、例えば、ポリスチレン、ゴム変性ポリスチレン(耐
衝撃性ポリスチレン)、ポリ−p−メチルスチレン、ゴ
ム変性ポリ−p−メチルスチレン、スチレン−ブタジェ
ンコポリマー、スチレン−ブタジェン−アクリロニトリ
ルコポリマー、スチレン−アクリル酸ゴム−アクリロニ
トリルコポリマー、スチレン−α−メチルスチレンコポ
リマー、スチレン−ブタジェンブロックコポリマー等が
挙げられ、これらは2種以上混合して用いてもよい。
本発明の方法において、ポリフェニレンエーテル樹脂を
変性するため(用いられる不飽和化合物とは、不飽和ジ
カルボン酸のモノアミド類またはジアミド類を意味し、
これらは単独で用いられても混合して用いられてもよい
ここで用いられる不飽和ジカルボン酸のモノアミド類ま
たはジアミド類は、不飽和ジカルボン酸またはその無水
物と脂肪族または芳香族アミン類とを反応させることに
よって得られ、例えば、米国特許第2.412,708
号明細書や特開昭53−53648号公報にその製造方
法が記載されている。不飽和ジカルボン酸またはその無
水物とアミン類さを反応させるに当シ、反応条件を適宜
選択することによって、前記モノアミド類を主成分とす
る生成物あるいは前記ジアミド類を主成分とする生成物
を適宜製造することができる。これらの生成物中には、
通常不飽和ジカルボン酸イミド類が副生物として含まれ
るが、このイミド類も本発明の方法におけるポリフェニ
レンエーテル樹脂への変性に寄与するところから、上記
反応生成物をそのまま用いることができる。ここで用い
られる不飽和ジカルボン酸またはその無水物としては、
マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、グルタコン酸
およびこれらの酸の無水物を例示することができる。能
方、脂肪族または芳香族アミン類としては、メチルアミ
ン、ジメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、
n−プロピルアミン、ジプロピルアミン、イソプロピル
アミン、ジイソプロピルアミン、n−ブチルアミン、ジ
ブチルアミン、イソブチルアミン、ジイソブチルアミン
、5ec−tert−ブチルアミン、エチル−〇−ブチ
ルアミン、n−アミルアミン、ジ−n−アミルアミン、
シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、オク
タデシル、ドデカナミン、テトラデカナミン、ヘキサデ
カナミン、オクタデカナミン、ドコサナミン、n−ドデ
シル−1−ドデカナミン、n−テトラデシル−1−テト
ラデカナミン、n−ヘキサデシル−1−ヘキサデカナミ
ン、n−オクタデシル−1−オクタデカナミン、ジメチ
ルアミノメチルアミン、ジメチルアミノエチルアミン、
ジメチルアミンプロピルアミン、ジメチルアミノブチル
アミン、ジメチルアミノオクチルアミン、ジエチルアミ
ノメチルアミン、ジエチルアミノエチルアミン、ジエチ
ルアミノプロピルアミン、ジエチルアミノブチルアミン
、ジプロピルアミノメチルアミン、ジプロピルアミノエ
チルアミン、ジプロピルアミノブチルアミン、ジプロピ
ルアミノプロビルアミン、ジブチルアミノメチルアミン
、ジブチルアミノエチルアミン、ジブチルアミノプロピ
ルアミン、ジブチルアミノブチルアミン、インヘキシル
アミン、ジイソヘキシルアミン、イソオクチルアミン、
ジイソオクチルアミン、エチルヘキシルオキシプロビル
アミン等で例示される脂肪族アミン、及び、アニリン、
メチルアニリン、エチルアニリン、o−トルイジン、m
−)ルイシンsp  )/レイジン、ベンジルアミン、
ジベンジルアミン、ジフェニルアミン、α−ナフチルア
ミン、β−ナフチルアミン等で例示される芳香族アミン
が挙げられる。
好ましくは、脂肪族アミンとしては、ジプロピルアミノ
プロビルアミン、ジプロピルアミノブチルアミン、ジブ
チルアミノプロピルアミン、ジブチルアミノブチルアミ
ン、ジイソオクチルアミン、ジイソヘキシルアミンが、
また芳香族アミンとしては、アニリン、m−トルイジン
、p−トルイジン、α−ナフチルアミン、β−ナフチル
アミンが挙げられる。これらのアミン類は単独で用いて
も混合して用いてもよい。
本発明の方法において用いられるラジカル開始剤として
は、公知のラジカル重合開始剤が挙げられ、具体的には
、ターシャリ−ブチルパーオキシベンゾエート、ジクミ
ルパーオキサイド、2.5−ジメチル−2,5−ジ(タ
ージャリブ′チルパーオキシ)ヘキサン、ジターシャリ
−ブチルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド等
で代表される有様過酸化物;アゾビスイソブチロニトリ
ル、アゾビスイソバレロニトリル等で代表されるアゾビ
スニトリル化合物等を例示することができる。
ラジカル重合開始剤の選択にあたっては、付加反応を好
適に行ない得る温度において、ラジカルを発生するラジ
カル開始剤が選択されるのは勿論であり、二種以上のラ
ジカル開始剤を併用してもよい。
本発明の方法を実施するに当り、不飽和ジカルボン酸の
モノアミド類またはジアミド類の使用量は、ポリフェニ
レンエーテル樹脂またはこれとビニル芳香族炭化水素系
樹脂との混合物からなる樹脂成分 100重量部を基準
にして、0.0戸〜20重量部、好ましくは0.1〜5
重量部、さら罠好ましくは0.1〜2重盆部の範囲で選
ばれる。また、ラジカル開始剤の使用量は、前記樹脂成
分 100x量部を基準にして、0.05〜10重量部
、好ましくは0.1〜5重量部、さらに好才しくは0.
1〜1.5重量部の範囲で選ばれる。
ポリフェニレンエーテル樹脂きビニル芳香族炭化水素系
樹脂との混合系においては、前者は、1〜99重量%、
好ましくは20〜80重証%の範囲を占める。
本発明の方法に従って、ラジカル開始剤の存在下にポリ
フェニレンエーテル樹脂単独またはこれとビニル芳香族
炭化水素系樹脂との混合物と不飽和ジカルボン酸のモノ
アミド類またはジアミド類とを反応させるに当り、これ
らの反応成分を溶媒中に溶解あるいは懸濁させ、加熱反
応させる方法や、これらの反応成分をヘンシェルミキサ
ー等の混合機で予備混合したのち、ブラストミル、バン
バリーミキサ−1押出機等の混合機で溶融混錬して反応
させる方法が採用される。方法の簡便さおよび経済性を
考慮すると、溶融混錬する方法が実用的である。溶融混
錬するに当っては、220〜300℃、好ましくは24
0〜280℃の範囲の温度が選ばれる。
本発明の方法による変性反応によっていかなる構造の変
性樹脂が生成しているかについては、その詳細は必ずし
も明らかではないが、ラジカル開始剤の作用によってポ
リフェニレンエーテル樹脂の骨格フェニル基または側鎖
アルキル基にラジカルが生成し、さらにはポリフェニレ
ンエーテル樹脂の分子鎖の切断によってラジカルが生成
し、これらのラジカルが不飽和ジカルボン酸のモノアミ
ド類またはジアミド類と反応することによって、ポリフ
ェニレンエーテル樹脂の変性が行われているものと推測
される。従って、特開昭59−230051号公報に開
示された技術とは異なり、ラジカル開始剤の作用による
積極的なラジカル付加、および分子鎖切断に伴う分子量
低下が生じていることになる。これらの総合的な効果き
して、耐熱性、機械的強度等を低下せしめることなく、
ポリフェニレンエーテル樹脂組成物の成形加工性が改良
されたものと理解される。
本発明の方法を実施するに当り、目的とする変性反応を
阻害しない限り、所望に応じて安定剤、難燃剤、可塑剤
、顔料、充填剤等各種添加剤を反応系に添加することも
でき、さらには、耐衝撃性、その他の性能付与のために
他のポリマーやエラストマーを反応系に添加することも
できる。これらの各種添加剤、ポリマー、エラストマー
等は、本発明の方法lこ従ってポリフェニレンエーテル
樹脂を変性したのち、変性樹脂に添加してもよい。
〔実施例〕
参考例 1 ベンゼン 200重量部中に、18.2重量部の無水マ
レイン酸を溶解し、10℃の温度で攪拌しながらジブチ
ルアミノプロピルアミン54.6g量部を滴下1.た。
滴下後、遺留下で5時間反応を行なった。反応後、減圧
下で溶媒を留去した。得られた反応生成物の赤外吸光分
析の結果、無水マレイン酸の主ピークである1778−
 のピークが消失し、アミド基およびイミド基のカルボ
ニル基に依る吸収が出現していることが判った。
一方、カスクロマトグラフ−マススペクトル分析の結果
では、反応生成物はマレイン酸のモノアミド、マレイン
酸のイミドおよびマレイン酸のジアミドの混合物である
ことが判った。
参考例 2 参考例1と同様の操作でジブチルアミノプロピルアミン
の代りにアニリンを滴下し、その後反応を行なった。
参考例1と同様の分析により、反応生成物はマレイン酸
のモノアミド、マレイン酸のイミドおよびマレイン酸の
ジアミドの混合物であることが判った。
実施例 1 クロロホルムを溶媒として25°Cで測定された極限粘
度がo、51(d//、9)の2.6−シメチルフエノ
ール/2,5.6−)リメチルフェノール共1合体(2
,5,6−1−ジメチルフェノールの占める割合は5モ
ル%)をdOvlL部、クロロホルムを溶媒として25
℃で測定された極限粘度がo 、 Ill 9 (di
19)であるポリスチレンマトリックスを有し、ゲル部
分の含有量が16 、5if1%であるゴム変性ポリス
チレン601L量部、ジクミルパーオキサイド(試f−
)0.6重量部、および参考例1で得られた反応生成物
 1.2重量部を、ラボブラストミル(東洋精機製)を
用いて260℃で10分間溶融混線を行なった。得られ
た生成物の溶融流れ値(Q値)を高化式フローテスター
を用いて、250℃、60Kf荷重で測定した。Q値は
、2.5X10d/秒であった。
ここで得られた樹脂組成物をベンゼンに溶かし、ゲル分
を遠心分離し、その後、上澄液Iこメタノールを加え、
濾過操作で沈澱物を分離回収し、減圧乾燥を行ない樹脂
分を得た。この樹脂部分についてクロロホルムを溶媒と
して25℃で極限粘度を測定したところ、o 、 52
 (at/g)であった。
比較例 1 実施例1において、ジクミルパーオキサイド及び参考例
1で得られた反応生成物を使用しない組成で、実施例1
を繰り返した。
その結果を表−1に示す。実施例1と同様の操作で測定
したQ値は1.0X10   d/秒、そして粘度はo
 、、56(dt/9)であった。
比較例 2 実施例1において、ジクミルパーオキサイドを使用しな
い組成で、実施例1を繰り返した。
Q値は1.5X10  xi/秒であった。
比較例 5 参考例1で得られた反応生成物を含まない組成で実施例
1を繰り返した。得られた生成物のQ値は1.5x10
d/秒であった。
実施例 2 実施例1において、参考例1で得られた反応生成物の使
用量を1.8重量部に増加した組成で、実施例1を繰り
返した。得られた生成物のQ値は、3.4XtOd7秒
であった。
実施例 3 実施例1において、ジクミルパーオキサイドの使用量を
1.2重量部に増加した組成で、実施例1を繰り返した
。得られた生成物のQ値は、16X10 117!/秒
であった。
実施例 4 実施例1で用いたポリフェニレンエーテル樹脂 42重
量部、実施例1で用いたゴム変性ポリスチレン樹脂 5
5.5重量部、ジクミルパーオキサイド 1.2重量部
および参考例1で得られた反応生成物 1.2重量部を
ヘンシェルミキサーで混合後、押出機(中容機械製、二
軸押出機)を用いて、最高温度270℃、滞留時間3〜
4分の条件で溶融混練し、押出してペレット化した。得
られたベレット 95.5重量部に、ポリスチレン−ポ
リブタジェン−ポリスチレン型エラストマーブロック共
重合体(スチレンとブタジェンの重合比が30/70で
、25°Cで20チのトルエン溶液からブルックフィー
ルドモデルRTV粘度計で測定された粘度が1500c
ps  である。シェル化学株式会社爬、商品名「フレ
イトy  TR1101J)5.5重量部、エチレン−
プロピレン共重合体(デカリンを溶媒として25℃、濃
度0.1g/100FIJ!’で測定された還元粘度2
;三井石油化学工業株式会社製、商品名「タフマーP−
0680」)1重量部、テトラキス(2,4−ジter
t−ブチルフェニル)−4,4’−ビフ゛エニレンジホ
スホナイト 0.4重量部および2゜2−メチレン−ビ
ス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール) 
0.6重量部を混合し、二軸押出機を用いて最高温度2
90℃、滞留時間1.5分の条件で溶融混練し、押出し
てペレット化した。得られたベレットを用いて射出成形
し、試験片を作製し、熱変形温度、アイゾツト衝撃強度
等を測定した。結果を表−1に示す。
比較例 4 実施例4において、ジクミルパーオキサイドおよび参考
例1で得られた反応生成物を使用しない以外は、実施例
4を繰り返した。結果を表−1に示す。
実施例 5 実施例4の組成において、参考例1で得られた反応生成
物の使用量を0.6重量部にIえる以外は、実施例4を
繰り返した。その結果を表−1に示す。
実施例 6 実施例1で用いたポリフェニレンエーテル共重合体樹脂
 60重量部、実施例1で用いたゴム変性ポリスチレン
 57を量部、参考例1で得られた反応生成物 1.2
を量部およびジクミルパーオキサイド 0.6重量部を
ヘンシェルミキサーで混合後、二軸押出機を用いて最高
温度280℃、滞留時間3〜4分の条件で溶融混練し、
押出してペレット化した。得られたベレット 97重量
部に実施例3で用いたエラストマー状ブロック共重合体
 2重量部、実施例6で用いたエチレンープ■】ピレン
共重合体 11!量m、  l−リフェニルホスフエー
ト 5.81![置部、酸化チタン 7重量部、テトラ
キス(2゜4−ジーtert−ブチルフェニル)−4,
4’−ビフエニレンジホスホナイト 0.4重量部およ
び2.2°〜メチレン−ビス−(4−メチル−6−te
rt−ブチルフェノール) 0.6重量部を混合し、二
軸押出機を用いて最高温度290℃、滞留時間1.5分
の条件で溶融混練し、押出してベレットを得た。得られ
たベレットを用いて射出成形により試験片を作成し、熱
変形温度、アイゾツト衝撃強度等を測定した。結果を表
−1に示す。
比較例 5 実施例6において、ジクミルパーオキサイドおよび参考
例1で得られた反応生成物を使用しない以外は、実施例
6を繰り返した。その結果を表−1に示す。
実施例 7 実施例1において、参考例2により得られた反応生成物
 1.2重量部を使用する以外は、実施例1を繰り返し
た。得られた生成物のQ値は、2.2XiOd/秒(2
50℃、60に4荷重)であった。
実施例 8 実施例1において、マレイン酸モノ(ジブチルアミノ−
プロビルアミド)を使用して実施例1を繰り返した。得
られた生成物のQ値は、2゜1×10 扉l/秒(23
0℃、60に4荷重)であった。
実施例 9 実施例1において、マレイン酸ジ(ジブチルアミノ−プ
ロビルアミド)  1.2311&部を使用する以外は
、実施例1を繰り返した。得られた生成物のQ値は、2
.0X10   WLl/秒であった。
〔発明の効果〕
実施例の成果から明らかなごとく、本発明の方法によっ
てポリフェニレンエーテル樹脂の変性を行った場合、ポ
リフェニレンエーテル樹脂含有組成物の溶融流れ値、言
〜・換えれば、成形加工性は顕著に向上し、加えて、耐
熱性や機械的性質は高い水準に維持されていることが判
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ポリフェニレンエーテル樹脂単独またはポリフェニレン
    エーテル樹脂とビニル芳香族炭化水素系樹脂との混合物
    にラジカル開始剤の存在下に不飽和ジカルボン酸のモノ
    アミド類またはジアミド類を反応させることを特徴とす
    るポリフェニレンエーテル樹脂の変性法
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