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JPH0368655A - ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物 - Google Patents

ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物

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JPH0368655A
JPH0368655A JP20625589A JP20625589A JPH0368655A JP H0368655 A JPH0368655 A JP H0368655A JP 20625589 A JP20625589 A JP 20625589A JP 20625589 A JP20625589 A JP 20625589A JP H0368655 A JPH0368655 A JP H0368655A
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JP
Japan
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sulfide resin
polyphenylene sulfide
acid
olefin
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JP20625589A
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Yasushi Kubo
久保 安志
Kazuhiko Kobayashi
和彦 小林
Norio Shimazaki
嶋崎 周夫
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Toray Industries Inc
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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、耐熱性、耐衝撃性、押出安定性および摺動性
が均衡に優れたポリフェニレンスルフィド樹脂組成物に
関するものである。
〈従来の技術〉 ポリフェニレンスルフィド樹脂(以下、PP5t!I脂
と略称する)は、耐熱性、耐薬品性、難燃性および寸法
安定性などに優れたエンジニアリングプラスチックとし
て知られており、電気・電子部品、自動車部品およびフ
ィルムなどの分野に広く用いられている。また、PPS
樹脂の欠点である耐WI撃性の低さについても近年改良
検討が活発に行われ、例えば特開昭58−154757
号公報には、エポキシ基含有オレフィン系重合体として
α−オレフィンとα、β−不飽和酸のグリシジルエステ
ルからなるオレフィン系共重合体を配合せしめてなる組
成物が、特開昭62−153343号公報、特開昭62
−153344号公報および特開昭62−153345
号公報には、特定の処理を施したPPSta脂にα−オ
レフィンとα、β−不飽和酸のグリシジルエステルから
なるオレフィン系共重合体を配合せしめてなる組成物が
開示されている。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上述した従来のPPS樹脂およびα−オ
レフィンとα、β−不飽和酸のグリシジルエステルから
なるオレフィン系共重合体の配合組成物においては、両
者を溶融混練する際に、オレフィン系共重合体中のグリ
シジル基が好ましくない副反応を起こすことにより増粘
したりあるいは特に混練時の異常滞留時にゲルが発生す
るなどの問題がある。そればかりか、混錬により生成し
た樹脂組成物は耐衝撃性は高いものの、軸受けやギアな
どの摺動部品に応用する際の摩耗が激しいという問題も
ある。
そこで本発明は、耐衝撃性が良好でかつ押出加工特性が
改良され、さらには優れた摺動特性をも兼備したPPS
樹脂組成物の取得を課題とするものである。
く問題を解決するための手段〉 本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果
、PPS樹脂とα−オレフィンとα、β−不飽和酸グリ
シジルエステルとの共重合体らなる樹脂組成物に対し、
さらに少量のシリコーンオイルを配合することにより、
上記問題が一挙に解決し、#WI撃性、押出成形加工性
、摺動特性の全てが良好なPP5vIJ脂組成物が得ら
れることを見出し本発明に到達した。
すなわち本発明は、(八)PPSI脂50〜95重量%
およびCB)α−オレフィン60〜99重量%とα、β
〜不飽和カルボン酸のグリシジルエステル1〜40重量
%を必須成分とするオレフィン系共重合#5〜50重量
%からなる組成物100重量部に対し、シリコーンオイ
ルを0.05〜10重量部配合してなることを特徴とす
るポリフェニレンスルフィド樹脂組成物を提供するもの
である。
本発明で使用するPPS樹脂とは、構造式%以上、より
好ましくは90モル%以上を含む重合体であり、上記繰
返し単位が70モル%未満では耐熱性が損なわれるため
好ましくない。
PPS樹脂は一般に、特公昭45−3368号公報で代
表される製造法により得られる比較的分子量の小さい重
合体と、特公昭52−12240号公報で代表される製
造法により得られる本質的に線状で比較的高分子量の重
合体などがあり、前記特公昭45−3368号公報記載
の方法で得られた重合体においては、重合後酸素雰囲気
下において加熱することによりあるいは過酸化物などの
架橋剤を添加して加熱することにより高重合度化して用
いることも可能であり、本発明においてはいかなる方法
により得られたPPS樹脂を用いることも可能であるが
、本発明の効果が顕著であることおよびppsv!j脂
自体の靭性が優れるという理由で、前記特公昭52−1
2240号公報で代表される製造法により得られる本質
的に線状で比較的高分子量の重合体がより好ましく用い
られる。
また、PP5vIJ脂はその繰返し単位の30モル%未
満を下記の構造式を有する繰返し単位などで梢成するこ
とが可能である。
本発明で用いられるPPS樹脂の溶融粘度は、成形品を
得ることが可能であれば特に制限はないが、PPS樹脂
自体の靭性の面では100ポアズ以上のものが、成形性
の面では10. OOOポアズ以下のものがより好まし
く用いられる。
本発明で用いられるPPS樹脂は、上記重合工程を経て
生成した後、酸処理、熱水処理または有機溶媒による洗
浄を施されたものであることが好ましい。
酸処理を行う場合は次のとおりである6本発明でPPS
樹脂の酸処理に用いる酸は、PPS樹脂を分解する作用
を有しないものであれば特に制限はなく、酢酸、塩酸、
硫酸、リン酸、珪酸、炭酸およびプロピル酸などが挙げ
られ、なかでも酢酸および塩酸がより好ましく用いられ
るが、硝酸のようなPPS樹脂を分解、劣化させるもの
は好ましくない。
酸処理の方法は、酸または酸の水溶液にPP5l!l脂
を浸漬せしめるなどの方法があり、必要により適宜撹拌
または加熱することも可能である1例えば、酢酸を用い
る場合、pH4の水溶液を80〜90’Cに加熱した中
にPPS樹脂粉末を浸漬し、30分間撹拌することによ
り十分な効果が得られる。酸処理を施されたPPS樹脂
は残留している酸または塩などを物理的に除去するため
、水または温水で数回洗浄することが必要である。
洗浄に用いる水は、酸処理によるPPS樹脂の好ましい
化学的変性の効果を損なわない意味で、蒸留水、脱イオ
ン水であることが好ましい。
熱水処理を行う場合は次のとおりである。
本発明において使用するppsVIj脂を熱水処理する
にあたり、熱水の温度を100°C以上、より好ましく
は120℃以上、さらに好ましくは150°C以上、特
に好ましくは170℃以上とすることが重要であり、1
00℃未溝ではPPS樹脂の好ましい化学的変性の効果
が小さいため好ましくない。
本発明の熱水洗浄によるPPS樹脂の好ましい化学的変
性の効果を発現するため、使用する水は蒸留水あるいは
脱イオン水であることが好ましい、熱水処理の操作は、
通常、所定量の水に所定量のPPS樹脂を投入し、圧力
容器内で加熱、撹拌することにより行われる、PPS樹
脂と水との割合は、水の多い方が好ましいが、通常、水
1(に対し、pps樹脂200g以下の浴比が選択され
る。
また、処理の雰囲気は、末端基の分解は好ましくないの
で、これを回避するため不活性雰囲気下とすることが望
ましい。さらに、この熱水処理操作を終えたPP5t1
!l脂は、残留している成分を物理的に除去するため温
水で数回洗浄するのが好ましい。
有機溶媒で洗浄する場合は次のとおりである。
本発明でppsvfJ脂の洗浄に用いる有機溶媒は、P
PS樹脂を分解する作用などを有しないものであれば特
に制限はなく、例えばN−メチルピロリドン、ジメチル
ホルムアミド、ジメチルアセトアミド、1.3−ジメチ
ルイミダゾリジノン、ヘキサメチルホスホラスアミド、
ピペラジノン類などの含窒素極性溶媒、ジメチルスルホ
キシド、ジメチルスルホン、スルホランなどのスルホキ
シド・ス°ルホン系溶媒、アセトン、メチルエチルゲト
ン、ジエチルケトン、アセトフェノンなどのケトン系溶
媒、ジメチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジオキサ
ン、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒、クロロ
ホルム、塩化メチレン、トリクロロエチレン、2塩化エ
チレン、パークロルエチレン、モノクロルエタン、ジク
ロルエタン、テトラクロルエタン、パークロルエタン、
クロルベンゼンなどのハロゲン系溶媒、メタノール、エ
タノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、
エチレングリコール、プロピレングリコール、フェノー
ル、クレゾール、ポリエチレングリコール、ポリプロピ
レングリコールなどのアルコール・フェノール系溶媒お
よびベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水
素系溶媒などが挙げられる。これらの有機溶媒のうちで
も、N−メチルピロリドン、アセトン、ジメチルホルム
アミドおよびクロロホルムなどの使用が特に好ましい、
また、これらの有機溶媒は、1種類または2種類以上の
混合で使用される。
有機溶媒による洗浄の方法としては、有機溶媒中にPP
5v!J脂を浸漬せしめるなどの方法があり、必要によ
り適宜撹拌または加熱することも可能である。
有機溶媒でPPS樹脂を洗浄する際の洗浄温度について
は特に制限はなく、常温〜300°C程度の任意の温度
が選択できる。洗浄温度が高くなる程洗浄効率が高くな
る傾向があるが、通常は常温〜150℃の洗浄温度で十
分効果が得られる。
圧力容器中で、有機溶媒の沸点以上の温度で加圧下に洗
浄することも可能である。また、洗浄時間についても特
に制限はない、洗浄条件にもよるが、バッチ式洗浄の場
合、通常5分間以上洗浄することにより十分な効果が得
られる。
また連続式で洗浄することも可能である。
重合により生成したppsvIJ脂を有機溶媒で洗浄す
るのみで十分であるが、本発明の効果をさらに発揮させ
るために、水洗浄または温水洗浄と組合わせるのが好ま
しい、また、N−メチルピロリドンなどの高沸点水溶性
有機溶媒を用いた場合は、有機溶媒洗浄後、水または温
水で洗浄することにより、残存有機溶媒の除去が容易に
行えて好ましい、これらの洗浄に用いる水は蒸留水、脱
イオン水であることが好ましい。
また、本発明で用いるPP5vfJ脂には、本発明の効
果を損なわない範囲で、酸化防止剤、熱安定剤、滑剤、
結晶核剤、紫外線防止剤、着色材などの通常の添加剤お
よび少量の他ポリマを添加することができ、さらに、P
P5vIJ脂の架橋度を制御する目的で、通常の過酸化
剤および特開昭59−131650号公報に記載されて
いるチオホスフィン酸金属塩などの架橋促進剤または特
開昭58−204045号公報、特開昭58−2040
6号公報などに記載されているジアルキル錫ジカルボキ
シレート、アミノトリアゾールなどの架橋防止剤を配合
することも可能である。
次に、本発明で用いるオレフィン系共重合体とはα−オ
レフィンとα、β−不飽和酸のグリシジルエステルから
なる共重合体であり、ここでいうα−オレフィンとして
はエチレン、グロピレンおよびブテン−1などが挙げら
れるが、なかでもエチレンが好ましく用いられる。また
、α、β−不飽和酸のグリシジルエステルとは、一般式 (Rは水素原子または低級アルキル基を示す)で示され
る化合物であり、具体的にはアクリル酸グリシジル、メ
タクリル酸グリシジルおよびエタクリル酸グリシジルな
どが挙げられるが、なかでもメタクリル酸グリシジルが
好ましく使用される。オレフィン系共重合体におけるα
、β−不飽和酸のグリシジルエステルの共重合量は0.
5〜401!量%、特に3〜30重量%が好ましく、0
.5重量%未満では衝撃特性向上効果が得られず、40
重量%を越えるとPP5t!I脂との溶融混練時にゲル
化を生じ、押出安定性、成形性および機械的特性が低下
するため好ましくない。
また、オレフィン系共重合体には40重量%以下で、か
つ本発明の目的を損なわない範囲で、さらに共重合可能
な他の不飽和モノマ、例えば、ビニルエーテル、酢酸ビ
ニル、プロピオン酸ビニル、アクリル酸メチル、メタク
リル酸メチル、アクリロニトリルおよびスチレンなどを
共重合せしめてもよい。
PPS樹脂とオレフィン系共重合体の配合割合において
、オレフィン系共重合体が5重量%未満では衝撃特性の
向上効果が得にくく、また、50重量%を越えるとPP
S樹脂の強度、剛性、耐熱性が損なわれる恐れが生ずる
ばかりでなく、溶融混線時にゲル化を生じ、押出安定性
、成形性が損なわれる傾向が生じるため、PP5li!
I脂50〜95重量%に対し、オレフィン系重合体50
〜5重量%が好ましく、より好ましくは、PP5vIj
脂60〜95重量%に対し、オレフィン系共重合体40
〜5重量%、特にppsv!1脂70〜90重量%に対
し、オレフィン系重合体30〜1(l量%の範囲を選択
することができる。
また、本発明においてはエチレン/プロピレン共重合体
、エチレン/ブテン共重合体、エチレン/(メタ)アク
リル酸およびその誘導体の共重合体およびスチレン/ブ
タジェン/スチレンブロック共重合体の水添物などのエ
ラストマー成分を上記オレフィン系共重合体と併用する
こともできる。
本発明で使用するシリコーンオイルはポリジメチルシロ
キサンに代表されるポリオルガノシロキサンおよびポリ
ジメチルシロキサンのm鎖および/または末端のメチル
基の1部にエポキシ基、カルボキシル基、アミノ基、水
酸基、メルカプト基などの反応性置換基を導入した変性
ポリオルガノシロキサンである。
シリコーンオイルの粘度は特に制限なく、通常25℃の
おける粘度が10〜ioo、ooocsの範囲のものが
使用可能であるが、ハンドリング性や成形加工特性改良
効果の点から100〜50.0OOC8の範囲のものが
特に好ましい。
シリコーンオイルの配合量は、オレフィン系共重合体を
含有してなるpps*脂組成物10O重量部に対して、
0.05〜10重量部、好ましくは0.1〜7重量部の
範囲が適当である。0゜05重量部未溝では目的とする
摺動特性および押出安定性改良効果が得られず、10重
量部以上では組成物の衝撃強度が低下するため好ましく
ない。
本発明において、1Iji維状および/または粒状の強
化剤は必須成分ではないが、必要に応じてPP5f!I
脂とオレフィン系共重合体の合計100重量部に対して
300重量部を越えない範囲で配合することが可能であ
り、通常10〜300重量部の範囲で配合することによ
り強度、剛性、耐熱性、寸法安定性などの向上を図るこ
とが可能である。
かかる雄状強化材としては、ガラス繊維、アルミナ繊維
、炭化珪素繊維、セラミック繊維、アスベスト4311
維、石コウ繊維、金属m維などの無i、*維および炭素
繊維などが挙げられる。
また粒状の強化材としては、ワラステナイト、セリサイ
ト、カオリン、マイカ、クレー、ベントナイト、アスベ
スト、タルク、アルミナシリゲートなどの珪酸塩、アル
ミナ、塩化珪素、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム
、酸化チタンなどの金属酸化物、炭酸カルシウム、炭酸
マグネシウム、ドロマイトなどの炭酸塩、硫酸カルシウ
ム、硫酸バリウムなどの硫酸塩、ガラス・ビーズ、窒化
ホウ素、炭化珪素およびシリカなどが挙げられ、これら
は中空であってもよい。
これら強化材は2種以上を併用することが可能であり、
必要によりシラン系およびチタン系などのカップリング
剤で予備処理して使用することができる。
本発明の組成物の調製手段は特に制限はないが、PP5
t!I脂、オレフィン系重合体およびシリコーンオイル
と、さらに必要に応じて強化材とをPPS樹脂の融点以
上の温度で押出機内で溶融混練後、ペレタイズする方法
が代表的である。
なお、溶融混練温度は組成物の溶融を十分に行うため、
通常、280℃以上、オレフィン系共重合体の熱劣化お
よびゲル化防止の点から、通常、340℃以下、すなわ
ち280〜340℃が好ましい。
以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。
〈実施例〉 参考例1 (PPS樹脂の重合) オートクレブに硫化ナトリウム3.26kg(25モル
、結晶水40%を含む)、水酸化ナトリウム4g、6酸
ナトリウム三水和物1.36に+r(約10モル)およ
びN−メチル−2−ピロリドン(以下、NMPと略称す
る) 7.9 kirを仕込み、撹拌しながら徐々に2
05℃まで昇温し、水1.36kgを含む留出水1.5
1を除去した、残留混合物に1.4−ジクロルベンゼン
3.75 kir(25,5モル)およびN M P 
21qrを加え、265℃で4時間加熱した0反応生成
物を70℃の温水で5回洗浄し、80℃で24時間減圧
乾燥して、溶融粘度約2.500ポアズ(320℃、剪
断速度1,000秒−′)の粉末状PPS樹脂約2 k
gを得た。
同様の操作を繰返し、以下に記載の実施例に供した。
実施例1 参考例1で得られたPP5vfJ脂粉末約2 k[を9
0℃に加熱されたpH4の酢酸水溶液201中に投入し
、約30分間撹拌し続けた後、濾過し、炉液のpHが7
になるまで約90°Cの脱イオン水で洗浄し、120℃
で24時間減圧乾燥して粉末状とした。
このPPS樹脂粉末とエチレン−メタクリル酸グリシジ
ル(88/12重量比)共重合体(以下、オレフィン共
重合体と略称する)およびシリコーンオイルを第1表に
示した組成でトライブレンドした後、290〜320℃
に設定した40r=mφ単軸押出機に供給し、溶融混練
してPP5il脂組成物ペレットを得た。また溶融混練
の際、異常滞留によるゲル状物発生の有無を押出ガツト
表面外観目視により判定した。
このベレットをシリンダー温度300〜320°C1金
型温度150℃に設定した射出成形機に供給し、テスト
ピースを底形した。上記樹脂組成物のアイゾツト衝撃強
さおよび摺動特性を次の方法に従い測定し、その結果を
第1表に示した。
A、アイゾツト衝撃強さ:ASTM  D256B、摺
動特性(動゛摩擦係数および摩耗係数〉鈴木式スラスト
摩耗試験機 荷重15眩f/cd 速度30m/分 相手材 SCM  21 第1表から明らかなように、本発明のPPS樹脂組成物
はアイゾツト衝撃強さが高く、かつ動摩擦係数および摩
耗係数の極めて小さな摺動特性の優れた材料であること
がわかる。
比較例1 オレフィン系共重合体を配合しない以外は、実施例1と
同様に行い、結果を第1表に示した。
動摩擦係数および摩耗係数は小さくなったがアイゾツト
衝撃強さの低い材料であった。
比較例2 シリコーンオイルを配合しない以外は実施例1と同様に
行い、結果を第1表に示した。この組成物の押出ガツト
中には多数の異物が見られ、また成形品についてもアイ
ゾツト衝撃強さは高いが、動摩擦係数および摩耗係数の
大きい材料であった。
比較例3 シリコーンオイルを12重量部配合した以外は実施例1
と同様に行い、結果を第1表に示した。アイゾツト衝撃
強さが大幅に低下した。
〈発明の効果〉 本発明のppst!I脂組成物は、耐熱性、耐衝撃性、
押出安定性および摺動特性が均衡して優れているため、
断熱スリーブ、ギヤー、チューブなどの摺動用材料とし
て実用価値が極めて大きい。
特許出願大東し株式会社

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)(A)ポリフェニレンスルフィド樹脂50〜95
    重量%および(6)α−オレフィン60〜99重量%と
    α、β−不飽和カルボン酸のグリシジルエステル1〜4
    0重量%を必須成分とするオレフィン系共重合体5〜5
    0重量%からなる組成物100重量部に対し、シリコー
    ンオイルを0.05〜10重量部配合してなることを特
    徴とするポリフェニレンスルフィド樹脂組成物。
  2. (2)ポリフェニレンスルフィド樹脂が酸処理、熱水処
    理または有機溶剤による洗浄処理を施されたものである
    ことを特徴とする請求項(1)に記載のポリフェニレン
    スルフィド樹脂組成物。
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