JPH01156308A - 環状オレフィン系ランダム共重合体の製造方法 - Google Patents

環状オレフィン系ランダム共重合体の製造方法

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JPH01156308A
JPH01156308A JP62315206A JP31520687A JPH01156308A JP H01156308 A JPH01156308 A JP H01156308A JP 62315206 A JP62315206 A JP 62315206A JP 31520687 A JP31520687 A JP 31520687A JP H01156308 A JPH01156308 A JP H01156308A
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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、新規な環状オレフィン系ランダム共重合体に
関する。さらに詳細には、透明性、耐熱性、耐熱老化性
、耐薬品性、耐溶剤性、誘電特性および種々の機械的特
性に優れ、かつ分子量分布および組成分布が狭い環状オ
レフィン系ランダム共重合体を提供することを目的とす
る。
〔従来の技術〕
一般にチタン化合物またはバナジウム化合物と有機アル
ミニウム化合物を組み合わせたチーグラー型触媒により
エチレンと環状オレフィンの2元共重合体、またはエチ
レンとプロピレンまたは1−ブテンなどのα−オレフィ
ンおよび環状オレフィンの3元共重合体が得られること
はすでに知られている。しかしながら、炭素数3ないし
20のα−オレフィンがエチレンの非共存下で環状オレ
フィンとチーグラー型の共重合した例はなく、当然それ
ら共重合体についての報告もない。
また、透明性に優れた合成樹脂としては、ポリカーボネ
ートやポリメタクリル酸メチルあるいはポリエチレンテ
レフタレートなどが知られている。
たとえばポリカーボネートは透明性と共に耐熱性、耐熱
老化性、耐衝撃性にも優れた樹脂である。しかし、強ア
ルカリに対しては容易に侵されて耐薬品性に劣るという
問題がある。ポリメタクリル酸メチルは酢酸エチルやア
セトン、トルエンなどに侵され易く、エーテル中で膨潤
を起こし、さらに耐熱性も低いという問題がある。また
ポリエチレンテレフタレートは耐熱性や機械的性質に優
れるものの強酸やアルカリに弱く、加水分解を受は易い
という問題がある。
一方、汎用樹脂として広く利用されているポリオレフィ
ンは、耐薬品性、耐溶剤性に優れ、また機械的性質に優
れたものが多いが、耐熱性の乏しいものが多く、結晶性
樹脂であるが故に透明性に劣る。一般にポリオレフィン
の透明性改善には造核剤を添加して結晶構造を微細化す
るか、もしくは急冷を行って結晶の成長を止める方法が
用いられるが、その効果は十分とは言い難い、むしろ造
核剤のような第三成分を添加することはポリオレフィン
が本来有している優れた諸性質を損なう虞もあり、また
急冷法は装置が大掛かりになるほか、結晶化度の低下に
伴って耐熱性や剛性なども低下する虞がある。
エチレンと嵩高なコモノマーとの共重合については、た
とえば米国特許公報第2,883.372号にエチレン
と2.3−ジヒドロジシクロペンタジェンとの共重合体
が開示しである。しかしこの共重合体は剛性、透明性の
バランスは優れているもののガラス転移温度が100℃
近辺であって耐熱性に劣る。また、エチレンと5−エチ
リデン−2−ノルボルネンの共重合体も同様の欠点があ
る。
また、特公昭46(4910号公報には、1.4.5.
8−ジメタノ−1,2,3,4,4a、 5.8.8a
−オクタヒドロナフタレンの単独重合体が提案されてい
るが、該重合体は耐熱性や耐熱老化性に劣る。 蚕らに
、特開昭58−127728号公報には、 1,4,5
.8−ジメタノ−1,2,3,4゜4a、 5.8.8
a−オクタヒドロナフタレンの単独重合体または該環状
オレフィンとノルボルネンタイプのコモノマーとの共重
合体が提案されているが、該重合体はいずれも開環重合
体であることが前記公報の記載か゛ら明かである。この
ような開環重合体は重合体主鎖中に不飽和結合を有して
いるので、耐熱性、耐熱老化性に劣るという欠点を有し
ている。  また、エチレンと特定の嵩高な環状オレフ
ィンとからなる環状オレフィン系ランダム共重合体が透
明性を有しながら耐熱性、耐熱老化性、耐薬品性、耐溶
剤性、誘電特性、機械的性質のバランスのとれた合成樹
脂であり、かつ光学メモリディスクや光学ファイバーな
どの光学材料の分野の用途において優れた性能を発揮す
ることが、特開昭60−168708号公報、特開昭6
1−98780号公報、特開昭61−115912号公
報、特開昭61−115916号公報、特開昭61−1
20816号公報、特願昭61−95906号、特願昭
61−95905号に提案されている。これらに提案さ
れた共重合体は前述のごとくすべてエチレンが共重合し
ており、特に耐熱性をもたせるためには多量の環状オレ
フィンを共重合しなければならないという難点があった
従って、少ない環状オレフィン含量であっても耐熱性に
優れた環状オレフィン系ランダム共重合体が要望されて
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明者らは、透明性、耐熱性、耐熱老化性、耐薬品性
、耐溶剤性、誘電特性および種々の機械的特性に優れ、
分子量分布および組成分布が狭く、特に少ない環状オレ
フィン含量であっても耐熱性に優れた新規な環状オレフ
ィン系ランダム共重合体を検討した結果、炭素数3ない
し20のα−オレフィンおよび環状オレフィンをジルコ
ニウム触媒およびアルモキサンから形成される触媒の存
在下に、特定の条件下に共重合することにより前記目的
が達成された新規な環状オレフィン系ランダム共重合体
が得られることを見い出し本発明に到達した。
〔問題点を解決するための手段〕及び〔作用〕本発明に
よれば、炭素数が3ないし20のα−オレフィン成分お
よび環状オレフィン成分からなる環状オレフィン系ラン
ダム共重合体であって、(i)炭素数が3ないし20の
α−オレフィン成分に由来する繰り返し単位が5ないし
99モル%2;よび該環状オレフィン成分に由来する繰
り返し単位が1ないし95モル%の範囲にあり、(i 
i) 135℃のデカリン中で測定した極限粘度〔η〕
が0.01ないし10dIl/gの範囲にある、ことを
特徴とする環状オレフィン系ランダム共重合体が提供さ
れる。
本発明の環状オレフィン系ランダム共重合体は炭素数3
ないし20のα−オレフィン成分および環状オレフィン
成分から構成される環状オレフィン系ランダム共重合体
である。該環状オレフィンの成分は下記一般式[1]、
 [II]および[m]で表わされる環状オレフィン成
分であり、本発明の環状オレフィン系ランダム共重合体
中においては該環状オレフィン成分が一般式[■]、 
[’V]または[VI]で表わされる構造を形成してい
る。
一般式 〔式中、a及びbはいずれも0以上の整数であり、C及
びdは、3以上の整数であり、R1ないしR18はそれ
ぞれ水素原子、ハロゲン原子又は炭化水素基を示す。〕 一般式 〔式中、a、b、C,d及びR1ないしR111は前記
と同じである。〕 本発明の環状オレフィン系ランダム共重合体を製造する
方法において、重合原料として使用されるα−オレフィ
ンとして具体的には、プロピレン、■−ブテン、 1−
ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、1−オクテン、
1−デセン、1−ドデセン、1−テトラデセン、1−へ
キサデセン、l−オクタデセン、l−エイコセンなどの
炭素数3ないし20のα−オレフィンを例示することが
でる。
また、本発明の環状オレフィン系ランダム共重合体を製
造する方法において、重合原料として使−9= 用される環状オレフィンは、一般式[1]、 [■]及
び一般式[m]で表わされる不飽和単量体からなる群か
ら選ばれた少なくとも1種の環状オレフィンである。一
般式[1]で表わされる環状オレフィンはシクロペンタ
ジェン類と相応するオレフィン類とをディールス・アル
ダ−反応で縮合させることにより容易に製造することが
でき、また−般式[11]で表わされる環状オレフィン
も同様にシクロペンタジェン類と相応する環状オレフィ
ンとをディールス・アルダ−反応で縮合させることによ
り容易に製造することができる。一般式[1]で表わさ
れる環状オレフィンとして具体的には、例えば1.4.
5.8−ジメタノ−1,2,3,4,4a、 5.8.
8a−オクタヒドロナフタレンのほかに、2−メチル−
1,4,5,8−ジメタノ−1,2,3,4,4a、 
5.8.8a−オクタヒドロナフタレン、2−エチル−
1,4,5,8−ジメタノ−1,2,3,4,4a。
5、8.8a−オクタヒドロナフタレン、2−プロピル
−1゜4、5.8−ジメタノ−1,2,3,4,4a、
 5.8.8a−オクタヒドロナフタレン、2−へキシ
ル−1,4,5,8−ジメタノ−1,2゜3、4.4a
、 5.8.8a−オクタヒドロナフタレン、2−ステ
アリル−1,4,5,8−ジメタノ−1,2,3,4,
4a、 5.8.8a−オクタヒドロナフタレン、2.
3−ジメチル−1,4,5,8−ジメタノ−1,2,3
,4,4&、 5.8.8a−オクタヒドロナフタレン
、2−メチル−3−エチル−1,4,5,8−ジメタノ
−1,2,3゜4、4a、 5.8.8a−オクタヒド
ロナフタレン、2−クロロ−1,4,5,8−ジメタノ
−1,2,3,4,4a、 5.8.8a−オクタヒド
ロナフタレン、2−ブロモ−1,4,5,8−ジメタノ
−1゜2、3.4.4a、 5.8.8a−オクタヒド
ロナフタレン1.2.3−ジクロロ−1,4,5,8−
ジメタノ−1,2,3,4,4a、 5.8.8a−オ
クタヒドロナフタレン、2−シクロへキシル−1,4゜
5.8−ジメタノ−1,2,3,4,4a、 5.8.
8a−オクタヒドロナフタレン、2−n−ブチル−1,
4,5,8−ジメタノ−1,2,3゜4、 ”Lt、 
5.8.8a−オクタヒドロナフタレン、2−イソブチ
ル−1,4,5,8−ジメタノ−1,2,3,4,4a
、 5.8.8a−オクタヒドロナフタレンなどのオク
タヒドロナフタレン類、および表1に記載した化合物を
例示することができる。
また、一般式(m)で表わされる環状オレフィンとして
具体的には、例えば、シクロペンテン、3−メチルシク
ロペンテン、4−メチルメチルシクロペンテン、3.4
−ジメチルシクロペンテン、3.5−ジメチルシクロペ
ンテン、3−クロロシクロペンテン、シクロヘキセン、
3−メチルシクロヘキセン、4−メチルシクロヘキセン
、3.4−ジメチルシクロヘキセン、3−クロロシクロ
ヘキセン、シクロヘプテンなどを例示することができる
本発明の環状オレフィン系ランダム共重合体において、
炭素数が3ないし20のα−オレフィン成分に由来する
繰り返し単位が5ないし99モル%、好ましくは15な
いし95モル%、特に好ましくは30ないし90モル%
の範囲であり、該環状オレフィン成分に由来する繰り返
し単位が1ないし95モル%、好ましくは5ないし85
モル%、特に好ましくは10ないし70モル%の範囲で
あり、炭素数が3ないし20のα−オレフィン成分に由
来する繰り返し単位および該環状オレフィン成分に由来
する繰り返し単位はランダムに配列し一16’− た実質上線状の環状オレフィン系ランダム共重合体を形
成している。本発明の環状オレフィン系ランダム共重合
体が実質上線状であり、ゲル状架橋構造を有していない
ことは、該共重合体が135℃のデカリン中に完全に溶
解することによって確認できる。
本発明の環状オレフィン系ランダム共重合体の135℃
のデカリン中で測定した極限粘度〔η〕は0.01ない
し10dl/g、好ましくは0.05ないし7 a /
 g、特に好ましくは0.1ないし5 dl! / g
の範囲にある。
本発明の環状オレフィン系ランダム共重合体のゲルパー
ミニジョンクロマトグラフィー(GPC)によって測定
した分子量分布(!11”i / 1Jii )は通常
4以下、好ましくは3.5以下、とくに好ましくは3以
下である。
本発明の環状オレフィン系ランダム共重合体のガラス転
移温度(Tg)は10ないし240℃、好ましくは20
ないし200℃の範囲にある。
本発明の環状オレフィン系ランダム共重合体は、炭素数
が3ないし20のα−オレフィンと所定量の該環状オレ
フィンとを、 (A)少なくとも2個のインデニル基、置換インデニル
基又はその部分水素化物がエチレン基などのアルキレン
基を介して結合した形態のものを配位子とするジルコニ
ウム化合物、および、 (B)アルミノオキサン、 から形成される触媒の存在下で重合させることにより製
造することができる。
上記ジルコニウム化合物は2つ以上のインデニル基、置
換インデニル基又はその部分水素化物を有することがで
きるが、2つのインデニル基、置換インデニル基又はそ
の部分水素化物を有するものが好ましい。
上記ジルコニウム化合物の例として、 エチレンビス(インデニル)ジルコニウムジクロリド、 エチレンビス(インデニル)ジルコニウムモノクロリド
モノハイドライド、 エチレンビス(インデニル)エトキシジルコニウムクロ
リド、 エチレンビス(4,5,6,7−テトラヒドロ−1−イ
ンデニル)エトキシジルコニウムクロリド、エチレンビ
ス(インデニル)ジメチルジルコニウム、 エチレンビス(インデニル)ジエチルジルコニウム、 エチレンビス(インデニル)ジフェニルジルコニウム、 エチレンビス(インデニル)ジベンジルジルコニウム、 エチレンビス(インデニル)メチルジルコニウムモノプ
ロミド、 エチレンビス(インデニル)エチルジルコニウムモノク
ロリド、 エチレンビス(インデニル)ベンジルジルコニウムモノ
クロリド、 エチレンビス(インデニル)メチルジルコニウムモノク
ロリド、 エチレンビス(インデニル)ジルコニウムジクロリド、 エチレンビス(インデニル)ジルコニウムジブロミド、 エチレンビス(4,5,6,7−テトラヒドロ−1−イ
ンデニル)ジメチルジルコニウム、 エチレンビス(4,5,6,7−テトラヒドロ−l−イ
ンデニル)エチルジルコニウムエトキシド、エチレンビ
ス(4,5,6,7−テトラヒドロ−1−インデニル)
ジルコニウムジクロリド、 エチレンビス(4,5,6,7−テトラヒドロ−1〜イ
ンデニル)ジルコニウムジブロミド、 エチレンビス(4−メチル−1−インデニル)ジルコニ
ウムジクロリド、 エチレンビス(5−メチル−1−インデニル)ジルコニ
ウムジクロリド、 エチレンビス(6−メチル−1−インデニル)ジルコニ
ウムジクロリド、 エチレンビス(7−メチル−1−インデニル)ジルコニ
ウムジクロリド、 エチレンビス(2,3−ジメチル−1−インデニル)ジ
ルコニウムジクロリド、 エチレンビス(4,7−シメチルー1−インデニル)ジ
ルコニウムジクロリド、 エチレンビス(4,7−シメトキシー1−インデニル)
ジルコニウムジクロリド、 などを挙げることができる。
触媒成分(B)として使用されるアルミノオキサンとし
て一般式[■コ及び一般式[■]R,AI−(−0−A
t)、−0−AIR,[■]■ で表わされる有機アルミニウム化合物を例示することが
できる。該アルミノオキサンにおいて、Rはメチル基、
エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチ
ル基、イソブチル基などの炭化水素基であり、好ましく
はメチル基、エチル基、イソブチル基、とくに好ましく
はメチル基であり、mは2以上、好ましくは5以上の整
数である。該アルミノオキサンの製造法としてたとえば
次の方法を例示することができる。
(1)吸着水を含有する化合物、結晶水を含有する塩類
、例えば塩化マグネシウム水和物、硫酸銅水和物、硫酸
アルミニウム水和物、硫酸ニッケル水和物、塩化第1セ
リウム水和物などの炭化水素媒体懸濁液にトリアルキル
アルミニウムを添加して反応させる方法。
(2)ベンゼン、トルエン、エチルエーテル、テトラヒ
ドロフランなどの媒体中でトリアルキルアルミニウムに
直接水を作用させる方法。
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。なお、該アルミノオキサンには少量の有機金属
成分を含有していても差しつかえない。
触媒成分(A>および(B)は、そのままでも、あるい
は担体上に担持して用いてもよい。担体としては、シリ
カ、アルミナ等の無機化合物、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン等の有機高分子化合物を例示することができる。
本発明においては、以上のような触媒系を用い炭素数が
3ないし20の範囲にあるα−オレフィンと該環状オレ
フィンとの特定割合の共重合体を製造することによって
従来提案されたことのない性質を有する共重合体が得ら
れることを見出したものである。炭素数が3ないし20
の範囲にあるα−オレフィンと該環状オレフィンとの共
重合は液相、気相の何れにおいても行うことができるが
特に液相において行うのが好ましい。液相で行う場合は
、通常は炭化水素媒体中で実施される。炭化水素媒体と
して具体的には、ブタン、イソブタン、ペンタン、ヘキ
サン、オクタン、デカン、ドデカン、ヘキサデカン、オ
クタデカンなどの脂肪族系炭化水素、シクロペンクン、
メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、シクロオクタ
ンなどの脂環族系炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシ
レンなどの芳香族系炭化水素、ガソリン、灯油、軽油な
どの石油留分などの他に、原料のオレフィンも炭化水素
媒体としてあげることができる。これらの炭化水素媒体
の中で芳香族炭化水素が好ましい。
本発明の方法において、重合反応の際の温度は通常−5
0ないし230℃、好ましくは−30ないし200℃の
範囲である。
本発明の方法を液相重合法で実施する際のジルコニウム
化合物の使用割合は、重合反応系内のジルコニウム金属
原子の濃度として通常は1O−8ないし10−2グラム
原子/Q、好ましくは10−7ないし10−3グラム原
子/Qの範囲である。また、アルミノオキサンの使用割
合は、重合反応系内のアルミニウム原子の濃度として通
常は10−4ないし10−1グラム原子/Q、好ましく
は10−3ないし5X 10−2グラム原子/Qの範囲
であり、また重合反応系内の遷移金属原子に対するアル
ミニウム原子の比として通常は4ないし107、好、l
<は10ないし106の範囲である。共重合体の分子量
は水素及び/又は重合温度によって調整することができ
る。
本発明の方法で得れらる環状オレフィン系ランダム共重
合体は透明性、耐熱性、耐熱老化性、耐薬品性、耐溶剤
性、誘電特性及び種々の機械的特性に優れ、かつ分子量
分布および組成分布が狭く均一性に優れているので、た
とえばその低分子量体は合成ワックスとしてロウツク用
途、マツチ軸木含浸剤、紙加工剤、サイズ剤、ゴム老化
防止剤、段ボール耐水化剤、化成肥料遅効化剤、蓄熱剤
、セラミックバインダー、紙コンデンサ−、電線、ケー
ブル等の電気絶縁材、中性子減速材、繊維加工助材、建
材抗水材、塗装保護剤、つや出し剤、チクソトロピー付
与剤、鉛筆・クレヨンの芯硬化付与剤、カーボンインキ
基材、静電複写用トナー、合成樹脂成形用滑剤、離型剤
、樹脂着色剤、ホットメルト接着剤、潤滑用グリースな
どの分野に利用できる。また、その高分子蓋体は光学レ
ンズ、光ディスク、光ファイバー、ガラス窓用途などの
光学分野、電気アイロンの水タンク、電子レンジ用品、
液晶表示用基盤、プリント基板、高周波用回路板、透明
導電性シートやフィルムなどの電気分野、注射器、ピペ
ット、アニマルゲージなどの医療、化学分野、カメラボ
ディ、各種計器類のハウジング、フィルム、ヘルメット
など種々の分野で利用できる。
一方、環状オレフィン成分含有量が約20モル%以下の
場合には、形状記憶性を利用した分野、制振材あるいは
チューブとしての利用が一可能である。具体的には、異
形パイプの継手、パイプ・棒の内外部のラミネート材、
光ファイバーコネクター締め付はビン、ギプス、容器、
自動車バンパー、各種間隙防止材、金属表面材との積層
体として制振材(防音材)あるいは医療用チューブなど
種々の分野で利用できる。
〔実施例〕
次に、本発明の環状オレフィン系ランダム共重合体を実
施例により具体的に説明する。なお、実施例および比較
例において得られた環状オレフィン系ランダム共重合体
の物性は次に示す方法により求めた。
〔ポリマー基本物性測定法〕
共重合体組成〔モル%) ;  13cmNMR(20
0メガFiz)によって環状オレフィン系ランダム共重
合体の環状オレフィン成分単位の含有率を求〔η);1
35℃でウベロード型粘度計を用い、極限粘度を測定し
た。
分子jL分布(!iri/M”ii)  :  GPC
法ニヨル。
ガラス転移温度 (Tg);  デュポン社製Dyna
mic Mechanical Analyser(D
MA)により求めた。
実  施  例  1 〔エチレンビス(インデニル)ジルコニウムジクロリド
の調製〕 充分に窒素置換した200m9のガラス製フラスコにテ
トラヒドロフラン60−を装入後、−78℃まで冷却し
た。それに、四塩化ジルコニウム4.9gを加え、60
℃まで徐々に昇温し、60℃で1時間攪拌を続は溶液と
した。引続き、テトラヒドロフラン50艷に溶解したビ
ス(インデニル)エタンのリチウム塩21mmolを加
え、60°Cで1時間攪拌後、25°Cで12時間攪拌
を続けた。その後、減圧下でテトラヒドロフランを除き
固体を得た。その固体をメタノールで洗浄し、減圧下に
乾燥した。 2.1gのエチレンビス(インデニル)ジ
ルコニウムジクロリドが得られた。
〔アルミノオキサンの調製〕
充分に窒素置換した400−のフラスコにA12(30
4)3・14H2037gとトルエン125−を装入し
、0℃に冷却後、トルエン125−で希釈したトリメチ
ルアルミニウム500mmo+を滴下しな。  次に、
−詔一 40°Cまで昇温し、その温度で10時間反応を続けた
反応後、濾過により固液分離を行い、更に炉液よりトル
エンを除去することによって白色固体のアルミノオキサ
ン13gを得た。ベンゼン中での凝固点降下により求め
た分子量は930であり、触媒成分(B)中に示したm
値は14であった。重合にはトルエンに再溶解して用い
た。
〔重 合〕
充分に窒素置換した1000+nlQのガラス製オート
クレーブに精製トルエン500艷とテトラシクロドデセ
ン15gを装入後、プロピレンガスを60肱で流通させ
、20℃で10分間保持した。続いて、アルミニウム原
子換算で5ミリグラム原子に相当するアルミノオキサン
、ジルコニウム原子換算で0.5X 10−2ミリグラ
ム原子に相当するトルエンに溶解したエチレンビス(イ
ンデニル〉ジルコニウムジクロリドを装入し重合を開始
した。20°Cで2時間、常圧で重合を行なった後、イ
ンプロパツールで重合を停止した。重合は、均一な溶液
状態で進行し、重合2時間後もプロピレンの吸収は認め
られた。ボリマー溶液を多量のメタノール/アセトン混
合液に加え、ポリマーを析出させ1晩120 ’Cで減
圧乾燥した。乾燥後のポリマー収量は6.1gであり、
単位ジルコニウム当りの活性は、 60gポリマー/ミ
リグラム原子原子・hrであった。得られた共重合体の
プロピレン含量は75モル%、極限粘度〔η〕は0.0
9dl/g−GPC測定による57肛は1.藺、ガラス
転移温度Tgは78°Cであった。
実  施  例  2ないし9 実施例1の共重合条件を表3のようにした以外は同様に
して共重合を行った。得られた物性を表3に示しな。
し ′C 3)J′X

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)炭素数が3ないし20のα−オレフィン成分およ
    び環状オレフィン成分からなる環状オレフィン系ランダ
    ム共重合体であって、 (i)炭素数が3ないし20のα−オレフィン成分に由
    来する繰り返し単位が5ないし99モル%および該環状
    オレフィン成分に由来する繰り返し単位が1ないし95
    モル%の範囲にあり、 (ii)135℃のデカリン中で測定した極限粘度〔η
    〕が0.01ないし10dl/gの範囲にある、ことを
    特徴とする環状オレフィン系ランダム共重合体。
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