DE2041321A1

DE2041321A1 - Siliciumdioxid-Fasern und Verfahren zu ihrer Herstellung

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Publication number: DE2041321A1
Application number: DE19702041321
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Mansmann; Gerhard Dr Winter
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1970-08-20
Filing date: 1970-08-20
Publication date: 1972-02-24
Also published as: BE771574A; BR7105397D0; NL7111333A; GB1335754A; FR2103411A1; US3821070A; DE2041321C3; ES394371A1; DE2041321B2; AU3246671A; FR2103411B1; CA1011518A

Description

2041321 FARBENFABRIKEN BAYER AG

LE-VERKU S EN ·Beyerwerk J 3, iJUg, J97Q Patent-Abteilung

Siliciumdioxid-Pasern und Verfahren zu ihrer Herstellung

Unter Siliciumdioxid-Pasern sollen im Rahmen der vorliegenden Erfindung Pasern verstanden werden, die neben Silicium nur einen zu vernachlässigenden Gehalt an Metallionen von weniger als 1 Gew.-^ aufweisen. Die aus der Technik bekannten A--, C- oder Ε-Glasfasern enthalten neben etwa 54 bis 73 Gew.-# SiO₂ noch bis zu etwa 46 Gew.-# andere Oxide.

Bei den kommerziellen SiOn-Pasern unterscheidet man zwei ver-, schiedene Typen: einmal solche, die durch Verspinnen einer SiO₂-haltigen Schmelze hergestellt werden, und zum anderen Pasern, die durch Laugen von Silicatglasfasern,' z. B. Alkalisilicatglasfasern, von den Premdkationen befreit wurden. SiOp-Pasern, hergestellt durch Schmelzverspinnung, eignen sich dank ihrer gegenüber den gelaugten Pasern wesentlich besseren mechanischen Eigenschaften als außerordentlich temperaturbeständige Ver3tärkungsfa3ern für das in den letzten Jahren immer bedeutender gewordene Gebiet der Paserverbundwerkstoffe. Allerdings sind für die Schmelzverspinnung Temperaturen von 2000 - 210O⁰G erforderlich mit all den technischen und werkstoffmäßigen Schwierigkeiten derartig hoher Temperaturen. Dementsprechend liegen die Preise für diese Pasern relativ hoch.

Durch die Verspinnung von Silicatschmelzen kann zwar die Arbeitstemperatur stark gesenkt werden, doch wird ein lang-

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wieriger Laugungsprozeß erforderlich, bei dem eine mechanisch schwache, poröse SiO2~Faser resultiert. Bei kürzeren Laugungszeiten enthält die Faser noch relativ hohe Kationenanteile, die ihre Verwendbarkeit bei höheren Temperaturen gegenüber den reineren SiO₂-Fasern einschränken. Gelaugte SiOp-Fasern haben insbesondere Anwendung als thermisches Ioliermaterial gefunden.

In der französischen Patentschrift Nr. 1 364 238 wird ein Weg zur Herstellung von SiOp-Fasern beschrieben, bei dem in einer Cellulosexanthogenatlösung Natriumsilicat homogen gelöst und dann bei der konventionellen Viskoseverspinnung in einem Fällbad in der Cellulosefaser SiO₂ in feinster Verteilung ausgeschieden wird. Um aus dieser Spinnfaser einen SiO_?-Faden zu erhalten, muß die Cellulose bei etwa 900⁰C oxidierend entfernt werden, wobei sie wirtschaftlich ungenutzt verloren geht. Die Menge an Cellulose, die für die Faserbildung benötigt wird und die dementsprechend auch wieder abgebrannt werden muß, ist beträchtlich. In der zitierten Patentschrift wird ein Verhältnis der glasbildenden Verbindung, wie z. B. Natriumsilicat, zu Cellulose von 0,2 bis 2 Teilen Glasbildner auf 1 Teil Cellulose beansprucht. Im ausgeführten Beispiel wird eine Spinnlösung beschrieben, die Natriumsilicat und Cellulose zu gleichen Teilen enthält.

Weitere Einzelheiten über dieses Verfahren finden sich in J. Polym. Science, Pt. C. Nr. 19, 267 (1967). Danach ergeben sich die besten Zugfestigkeiten, wenn bei der Oxidationsbehandlung keine röntgenkristalline SiOp-Modifikation gebildet wird, und wenn die Faeern unter Zugspannung erhitzt werden. Als höchster Wert für die Zugfestigkeiten wurden

unter diesen Bedingungen 105 kp/mm erhalten.

Besonders bei größeren Fasennengen ist es notwendig, die Bildung von SiO₂-Fasern bei höheren Temperaturen in zwei Stufen

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vorzunehmen, .Zunächst wird in reduzierender Atmosphäre der Celluloseanteil zu Kohlenstoff zersetzt/ um anschließend die Entfernung des Kohlenstoffs und die Sinterung der dabei in sehr poröser Form entstehenden SiOp-Fasern in oxidierender Atmosphäre vorzunehmen. Ohne diese zweistufige Verfahrensweise ist eine Temperaturkontrolle nicht möglich, da bei der direkten oxidativen Entfernung der Cellulose die Fasern unter Flammenerscheinung abbrennen.

Die erwähnten Schwierigkeiten der Herstellung und die insgesamt unbefriedigenden mechanischen Eigenschaften der auf diese Weise erhaltenen porösen SiOp-Fasern behindern die praktische Anwendung dieses Verfahrens.

Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von SiOp-Fasern durch Verspinnen SiOg-haltiger, flüssiger Systeme gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man'die Lösung eines mit wenigstens 2 Molen Wasser je Mol Silicium hydrolysierten Tetraalkoxysilans oder eines mit mindestens zur vollständigen Hydrolyse der Alkoxygruppen stöchiometrisch erforderliehen Wassermenge hydrolysierten Alkoxypolysiloxans in Gegenwart von gelöstem Polyäthylenoxid zu Fasern verspinnt und die Fasern gegebenenfalls anschließend einer Temperaturbehandlung bis zu einer Temperatur von maximal 1500 C unterwirft.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können überraschenderweise SiOg-Fasern mit Festigkeitseigenschaften erhalten werden,, wie sie bisher nur aus der Schmelze gezogener Quarzglasfasern bekannt waren. Infolge ihrer hohen Zugfestigkeit können sie als temperaturbeständige Verstärkungsfasern eingesetzt werden« Auf Grund ihres billigen und technisch unkomplizierten Herstellungsverfahrens können sie darüber hinaus auch als preiswertes Hochtemperaturisolationsmaterial, als Filter für heiße und/oder korrosive Gase oder Flüssigkeiten, als Katalysator bzw. als Katalysatorträgermaterial Verwendung finden. Daneben

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wurde es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erstmalig möglich, Kieselgelfäden hoher Festigkeit und niedrigen E-Moduls herzustellen.

Sowohl Tetraalkoxysilane (Kieselsäuretetraalkylester) als auch Alkoxypolysiloxane sind lange bekannt. Bei der unvollständigen Hydrolyse der Tetraalkoxysilane entstehen Alkoxypolysiloxane, Verbindungen, in denen eine mehr oder weniger große Zahl von Si-Atomen über Sauerstoffbrücken miteinander verbunden sind. Für die Herstellung der Alkoxypolysiloxane ist die partielle Hydrolyse der Tetraalkoxysilane, die gewöhnlich in Gegenwart P kleiner Mengen Alkohol als Lösungsvermittler durch einen geringen Säurezusatz katalytisch beschleunigt wird, die gebräuchlichste Methode. Recht häufig angewendet wird auch die Umsetzung von SiCl. und Alkohol mit der notwendigen Menge Wasser. Weitere Herstellungsmethoden sind z. B. angegeben in "Chemie und Technologie der Silicone" von W. Noil, Verlag Chemie, Weinheim 1968, S. 559 - 563.

Für das vorliegende erfindungsgemäße Verfahren sind die nach den verschiedenen Methoden erhaltenen Alkoxypolysiloxane in gleicher Weise anwendbar.

Der Kondensationsgrad der Alkoxypolysiloxane richtet sich nach " dem Anteil an Wassermolekülen, die pro Siliciumatom in Reaktion getreten sind. Für den Fall der Tetraalkoxysilane als Ausgangsmaterial kann die Gleichung allgemein folgendermaßen formuliert werden:

ρ Si(OR)₄ + pn H₂O —> ^^Si^^0RU-2n°n^p ^{+ p 2n H0R}

ρ = Kondensationsgrad
η = 0 bis 2

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Bis zu einem Wassermolekül pro Tetraalkoxysilan tritt vorwiegend Kettenbildung ein, oberhalb einem H₂O pro Si tritt zunehmende Vernetzung ein. Bei einem H₂O : Si-Verhältnis oberhalb 2 ist die Hydrolyse unter Bildung von SiO₂ vollständig. Das Hydrolyseprodukt, das unter diesen Bedingungen entsteht, verbleibt dabei kolloidal in Lösung. Diese Lösungen sind völlig klar, sie lassen keinerlei Trübung erkennen, auch nicht das bekannte Opaleszieren gewöhnlicher, kommerzieller Kieselsäuresole. Die durch vollständige Hydrolyse gebildeten kolloiden SiO₂-Sollösungen zeichnen sich durch eine bemerkenswerte Stabilität aus. So bleibt beispielsweise ein SiO₂-SoI, hergestellt durch Hydrolyse von Kieselsäuretetraäthylester mit 3 Mol H₂O pro Mol Si bei 3O⁰C, über 200 Stunden völlig unverändert. Mit steigendem HpO : Si-Verhältnis nimmt die Stabilität langsam ab. Ein durch Hydrolyse von Kieselsäuretetraäthylester mit 4 Mol H₂O pro Mol Si erhaltenes SiO₂-SoI zeigt nach.ca. 150 Stunden bei 30⁰O einen Anstieg seiner Viskosität. Das gleiche Sol kann, ohne daß sich die Viskosität ändert, 4 Stunden zum Sieden erhitzt werden. Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Spinnlösungen werden im allgemeinen H₂O : Si-Molverhältnisse von 2 bis etwa 12 angewandt. Besonders bevorzugt sind HpO : Si-Molverhältnisse zwischen 3 und

Geht man statt von einem Tetraalkoxysilan von einem Alkoxypolysiloxan aus, so sind die im Polysiloxan bereits gebundenen, je 2 SiIiciumatome verknüpfenden Sauerstoffatome bei der Menge des für die Hydrolyse benötigten Wassers in Abzug zu bringen.

Als Alkoxygruppen werden die aus der Reihe der Methoxy-, Äthoxy-, Propoxy- und Butoxygruppen einzeln oder in Mischung verwendet. Besonders bevorzugt sind die Methoxy- und die Äthoxyverbindungen, also etwa die folgenden Verbindungen; Tetramethoxysilan (Kieselsäuretetramethylester), Tetraäthoxysilan (Kieselsäuretetraäthylester), Hexamethoxydisiloxan,

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Hexaäthoxydisiloxan, Octamethoxytrijiloxan, Octaäthoxytrisiloxan, Decamethoxytetrasiloxan, Deeaäthoxytetrasiloxan, Dodecamethoxypentasilox-m, Düdecaäthoxypentasiloxan usw. bis zum Polymethoχ-jpolya iloxan bzw. Polyäthoxypolysiloxan mit einem Alkoxy : Si-Vorhältnia zwischen 2,33 und 1 oder auch noch darunter.

Der bei der Hydrolyse der Tetraalkoxysilane gewöhnlich in geringer Menge als Lösungsvermittler zugesetzte Alkohol wird aus der Gruppe der niederen gesättigten aliphatischen Alkohole gewählt. Besonders bevorzugt werden Methanol und Äthanol als Lösungsvermittler zugesetzt. Dabei braucht der Alkohol, der als Lösungsvermittler verwendet wird, nicht mit dem Alkohol, der den Alkoxygruppen des eingesetzten Silans zugrunde liegt, übereinzustimmen.

Die Konzentration des Siliciums in den Spinnlösungen, ausgedrückt in Gewichtsprozent SiOp♦ ist in weiten Grenzen variierbar, beispielsweise zwischen 5 und 40 $ SiOp. Im allgemeinen werden Konzentrationen zwischen 15 und 25 $ SiO₂ bevorzugt. Die Konzentration des Polyäthylenoxids liegt stets unterhalb der SiOp-Konzentration der Spinnlösung und hängt in hohem Maße von dem Polymerisationsgrad des Polyäthylenoxids ab. Die Konzentration kann umso niedriger liegen, je höher der Polymerisationsgrad ist. Es werden Polymerisationsgrade oberhalb 2000, insbesondere oberhalb 5000, bevorzugt, und um die Konzentration an Polyäthylenoxid so niedrig wie möglich zu halten, werden Polyäthylenoxidtypen mit Polymerisationsgraden oberhalb 100 000 eingesetzt. Während ein Polyäthylenoxid mit einem Polymerisationsgrad von etwa 450 (Polywachs 20 000 der Firma Chem. Werke Hüls AG) selbst bei einer Konzentration von 20 $> (SiO₂-Gehalt 14,5 $) keine verspinnbare Lösung ergibt, gelingt dies in einfachster Weise mit Polyäthylenoxiden von höheren Polymerisationsgraden bereits bei Konzentrationen unter 2 #. Bei Polyäthylenoxid mit Polymerisationsgraden ober-

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halb 100 000 genügen bereits Zusätze unter 0,5 $, um hervorragend spinnbare Lösungen zu erhalten.

Für die Hydrolyse der Si-O-G-Bindungen werden gewöhnlich die bekannten Katalysatoren, insbesondere starke Säuren mit einem pK-Wert unter 2 (vgl. Handbook of Chemistry and Physics, 46th Ed., 1965 - 1966, S. D-76 f.) zur Reaktionslösung zugesetzt. Besonders bevorzugt wird konzentrierte Salzsäure verwendet. Im allgemeinen genügen geringste Mengen, beispielsweise 0,1 #, konzentrierte Salzsäure, bezogen auf die Gesamtlösung, oder weniger.

Wird ein Alkohol als Lösungsvermittler für die Hydrolysereaktion verwendet, so kann er bis zu hohen Konzentrationen verwendet werden. Aus ökonomischen Gründen wird man allerdings seinen Anteil an der Spinnlösung niedrig halten. Typische Konzentrationswerte liegen im allgemeinen zwischen 10 und 40 $.

Die Herstellung der Spinnlösung ist sehr einfach. Im einzelnen kann man dabei folgendermaßen vorgehen: Zunächst stellt man eine kolloide SiO2-Lösung durch Hydrolyse eines Tetraalkoxysilans bzw. eines Alkoxypolysiloxans her, indem man beispielsweise das Silan bzw. Polysiloxan gleichzeitig mit dem Wasser, dem Lösungsvermittler und dem gegebenenfalls verwendeten Katalysator in das Reaktionsgefäß unter Rühren einlaufen läßt. Zweckmäßig wird das Reaktionsgefäß auf Temperaturen zwischen 5O⁰C und etwa dem Siedepunkt des niedrigst siedenden Bestandteils, etwa dem des zugesetzten Alkohols, erhitzt. Durch die Geschwindigkeit der Zugabe läßt sich die exotherme Hydrolysereaktion sehr einfach unter Kontrolle halten. Gegebenenfalls kann, besonders bei Polysiloxanen, bei denen die bei der Hydrolyse freigesetzte Wärmemenge geringer ist, zusätzlich von außen geheizt werden. Nach Beendigung der Hydrolyse wird noch eine gewisse Zeit nachgerührt. Nachrührzeiten zwischen 10 Minuten und 2 Stunden reichen im allgemeinen aus. Zur Ver-

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ringerung des Dosierungsaufwarides werden gewöhnlich Wasser, Lösungsvermittler und Katalysator im gewünschten Verhältnis getrennt gemischt und als Mischung dem Reaktionsgefäß zugeführt. Zur Herstellung der kolloiden SiCU-Lösung kann aber auch die Wasser/Lösungsvermittler/Katalysator-Mischung im Reaktor vorgelegt werden. Unter Rühren und gegebenenfalls Erhitzung auf eine Temperatur bis zu der des niedrigst siedenden Bestandteils läßt man dann das Silan bzw. Polysiloxan einfließen. Die Vorlage des Silans bzw. des Polysiloxans ist weniger bevorzugt, da es beim Zulaufen der Wasser/Lösungsvermittler/Katalysator-Mischung gelegentlich zu Ausfällungen Il kommen kann, die sich nicht mehr oder kaum in der gewünschten Wassermenge auflösen lassen.

Die auf eine der vorstehend beschriebenen Verfahrensweisen hergestellte kolloide SlOp-Lösung wird dann mit einer wäßrigen Lösung von Polyäthylenoxid vermischt, wobei meist eine Rührzeit von 10 Minuten bis etwa 2 Stunden zur Homogenisierung ausreicht. Nach der Peinfiltration ist diese Lösung vorzüglich spinnbar.

Eine andere, besonders einfache Herstellungsmethode der Spinnlösung ergibt ebenfalls ausgezeichnetes Spinnverhalten. Dazu wird das Tetraalkoxysilan bzw. das Alkoxypolysiloxan mit dem P Lösungsvermittler und dem Katalysator gemischt und auf die erforderliche Reaktionstemperatur, gewöhnlich zwischen 5O⁰C und der Siedetemperatur des Lösungsvermittlers erhitzt. Unter Rühren wird dann direkt mit der wäßrigen Polyäthylenoxidlösung hydrolysiert. Die Konzentration der Polyäthylenoxidlösung wird so gewählt, daß die Spinnlösung die erforderliche Konzentration an Polyäthylenoxid enthält und die Wassermenge dem für die Hydrolyse gewünschten Verhältnis entspricht. Nach einer kurzen Nachrührzeit sind die Spinnlösungen verwendbar.

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Gegenüber bekannten Spinnlösungen, wie sie z. B.. für die Herstellung organischer Synthesefasern verwendet werden, liegt die Viskosität der SiO₂-Spinnlösung ganz erheblich niedriger. Typische Werte, geinessen bei 30°C im Rotovisko bei einem Schergefälle von D = 4-00 see"* , liegen im Bereich zwischen 10 und 100 cP. Sie sind daher besonders leicht filtrierbar,, leicht zu entgasen und leicht durch Zuleitungen zu pumpen« Die für den Spinnprozeß erforderlichen Drücke sind dementsprechend wesentlich niedriger als bei den sonst üblichen Synthesefaserverfahren.

Als Spinnprozesse kommen Naß- und Trockenspinnverfahren in Präge. Beim Naßspinnverfahren werden die Spinnlösungen in ein geeignetes Fällbad versponnen, wo die Sol-Gel-Umwandlung erfolgt. Das Trockenspinnen kann zur Herstellung von Stapelfasern in einer Zentrifugalspinnmaschine erfolgen. Bevorzugt wird jedoch ein konventionelles Trockenspinnverfahren angewandt. Die Lösungen werden dabei bei Raumtemperatur oder leicht erhöhter Temperatur aus einem mit einer Vielzahl von Düsen versehenen Spinnkopf versponnen. Die Fäden durchlaufen einen geheizten Spinnschacht, der im Gleichstrom mit den Fäden von Luft durchströmt wird. Am Ende des Spinnschachts werden die Fasern auf eine Trommel aufgewickelt. Durch Variation der Abzugsgeschwindigkeit, aber auch der Konzentration der Spinnlösung, lassen sich Faserdurchmesser zwischen 1 und 50 /u erhalten. Die Faserquerschnitte sind rund.

Die auf diese Weise erhaltenen rein weißen Kieselgelfasern sind bereits in spulenfrischem Zustand praktisch verwertbare Produkte, da sie gute Zugfestigkeiten aufweisen. Ihre Zugfestigkeiten liegen im allgemeinen zwischen 30 und 50 kp/mm , und ihre Ε-Moduln im Bereich etwa zwischen 1000 und 1600 kp/mm . Außerdem sind diese Fasern säurestabilf z. B. können sie 24 Stunden in 1 η Salzsäure gekocht werden, ohne daß die Fasern durch diese Behandlung geschädigt werden. Als besonders

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wichtige Eigenschaft dieser Pasern muß aber ihre völlige Unbrennbarkeit hervorgehoben werden.

Analytisch weisen die spulenfrischen Pasern einen SiOp-Gehalt von im allgemeinen zwischen 70 und 80 ^σ/ό auf. Die Differenz ist auf den unterschiedlichen Trocknungsgrad der Pasern durch verschiedene Schachttemperaturen und unterschiedliche Faserstärken zurückzuführen. Im allgemeinen liegt der SiO₂-Gehalt jedoch bei 76 #. Daneben enthalten die Kieselgelfasern noch Wasser und Alkohol. Auch die Anionen der als Katalysator für die Hydrolyse verwendeten Säure sind nachweisbar. Die Bestimfc mung des analytischen Gehaltes an Kohlenstoff, Wasserstoff, Wasser und Chlor (von der als Katalysator verwendeten Salzsäure) ergab für eine typische spulenfrische Kieselgelfaserprobe, die analog Beispiel 5 hergestellt war, folgende Werte: 7,05 # Kohlenstoff, 3,28 fi Gesamtwasserstoff, 15,4 i° Gesamtwasser, 575 ppm Chlor. Es kann angenommen werden, daß der Kohlenstoff mit einem Teil des Wasserstoffs in Form von SiOR-Gruppen (R = Alkylrest), das Wasser in Form von SiOH-Gruppen vorliegt.

Die Kieselgelfäden können nach ihrer Herstellung einer Temperaturbehandlung unterworfen werden, die normalerweise an Luft stattfindet. Falls erforderlich, kann aber auch Inertgas, z. B. ™ Stickstoff oder ein Rauchgas, z. B. aus der direkten Verbrennung von festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen verwendet werden. Im letzteren Fall werden die Gase zweckmäßig so geführt, daß die heißen Gase den Pasern entgegengeführt werden, so daß die frischen Pasern mit bereits abgekühltem Gas in Kontakt gebracht werden.

Im Verlauf der Temperaturbehandlung tritt ein Gewichtsverlust und eine Längenschrumpfung der Fasern ein. Ein typischer Verlauf des Gewichtsverlustes ist in der nachfolgenden Tabelle zusammen mit dem Verlauf der Längenschrumpfung wiedergegeben.

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Ebenfalls wiedergegeben sind die ermittelten Werte von Zugfestigkeit und Ε-Modul. Die Tabellenwerte gelten für Aufheizraten von etwa 10 bis 200°/h bis 400⁰G und von etwa 100 bis 1000°/h oberhalb 400°0 an Luft.

Tabelle

Temp. ⁰C	Gew.-Verlust	Schrumpfung % ■	Zugfestigkeit ___Jrp^/mm*	E-Modul ______kp__i/ma£_
150	8	2	30-50	1000-1600
200	16	4,5	30-50	1200-1700
300	22	6	40-60	1400-2000
400	24	7	45-65	2000-2500
500	24	8	50-70	3200-3600
600	24	9	60-80	4000-5000
800	24	11	70-90	6500-7300-
1000	24	12,5	90-120	6800-7300

Oberhalb 1000⁰C bis etwa 1500⁰G verändern sich die Eigenschaften nur mehr unwesentlich. Oberhalb 1500⁰C beginnen die Fasern stark zu sintern. Deswegen genügt es für maximale Zugfestigkeit und Ε-Modul, daß die Pasern auf etwa 1000⁰C erhitzt werden.

Wird die Erhitzung unter Inertgas vorgenommen, so erhält man schwarzgefärbte kohlenstoffhaltige SiOg-Fasern, hervorgerufen durch die Crackung der im Faden enthaltenen Alkoxygruppen. Die mechanischen Eigenschaften der Fasern werden dadurch nicht geschädigt. Sowohl im Falle der rein weißen als auch der kohlenstoffhaltigen SiOg-Fasern zeigen die Röntgenanalysen bis zu den höchsten Temperaturen das Vorliegen einer amorphen Glasphase ohne Zeichen einer Kristallisation, ganz im Gegen-

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satz zu Pasern aus Kieselsäuresol, wo nach der Temperaturbehandlung SiO₂ in der Cristobalit-Modifikation vorliegt.

Wird bei der Temperaturbehandlung an Luft im Bereich der Abspaltung der Alkoxygruppen, etwa unterhalb 400 C die Aufheizrate zu hoch gewählt, so resultieren mehr oder weniger dunkel gefärbte Pasern, da dann die Alkoxygruppen teilweise vor ihrer Abspaltung im Paden thermisch gecrackt wurden. Eine ähnliche Erscheinung wird auch beobachtet, wenn durch zu hohe Packungsdichte der Pasern die Diffusion des Luftsauerstoffs zu weiter im Innern liegenden Pasern erschwert ist. Diese Nachteile können durch Verminderung der Aufheizrate und/oder durch einen höheren Luftdurchsatz durch die Paserpackung in einfacher Weise vermieden werden.

Nach der Abspaltung der Alkoxygruppen kann die Temperatur ohne schädlichen Einfluß auf die Qualität der Pasern sehr rasch gesteigert werden. Als zweckmäßige Aufheizraten haben sich bis etwa 40O⁰C solche zwischen 10 und 200°C/h und ober halb 400⁰C solche zwischen 100 und etwa 1000°C/h erwiesen. Nach Erreichung der Endtemperatur können die Pasern dank ihrer ausgezeichneten Temperaturwechaelbeständigkeit direkt dem heißen Ofen entnommen werden. Bei Pasern, die für thermische Isolierungen verwendet werden sollen, können die frischen Pasern auch unmittelbar in einen heißen Ofen gebracht werden und nach wenigen Minuten wieder entnommen werden. Die Pasern sind dann mehr oder weniger dunkel gefärbt, und ihre Festigkeit ist etwas geringer als bei sorgfältig geregelter Aufheizgeschwindigkeit, was aber für den vorgesehenen Verwendungszweck ohne Bedeutung ist.

Die Zugfestigkeit der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten SiOp-Fasern kann noch wesentlich verbessert werden, wenn sie nach der Temperaturbehandlung (Endtemperatur; 900 - 1000°) einer Ätzbehandlung mit Alkalien oder

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Flußsäure unterworfen werden. So wurden beispielsweise die nach Beispiel 5 erhaltenen Pasern mit einer Zugfestigkeit von 105 kp/mm eine Stunde bei 25⁰G mit 34 ^iger Flußsäure behandelt und anschließend die Zugfestigkeit erneut bestimmt,

Durch die Behandlung war die Zugfestigkeit bis auf 160 kp/mm bei unverändertem Ε-Modul angestiegen.

Während die erfindungsgemäßen SiOp-Fasern, die an Luft einer Temperaturbehandlung etwa oberhalb 800⁰G unterworfen waren, sich weder in ihren physikalischen Daten noch in ihrem chemischen Verhalten, z. B. Röntgendiagramm, Dichte, Elastizitätsmodul, analytische Zusammensetzung, Säurebeständigkeit usw., von Quarzglasfasern unterscheiden, die nach dem weit aufwendigeren Schmelzverfahren hergestellt wurden, stellen die unter Inertgas bei einer Temperatur von über 800⁰G behandelten Fasern eine neue Faserart dar, die durch ihre Zugfestigkeit von mehr

ρ ρ

als 70 kp/mm , ihren Ε-Modul von mehr als 6000 kp/mm , ihre chemische Zusammensetzung aus SiOg und Kohlenstoff, wobei der Kohlenstoffgehalt unterhalb 15 $ liegt, und ihre röntgenamorphe Struktur charakterisiert werden kann.

Derartige kohlenstoffhaltige SiÖg-Fasern sind beispielsweise nützlich zur Herstellung von dünnen Borfasern. Bisher mußten dafür SiOp-Fasern in einem ersten Reaktionsschritt mit einem Kohlenstoffüberzug versehen werden, ehe auf den dann widerstandsbeheizten Fasern Bor abgeschieden werden konnte (Wolframdraht eignet sich wegen seines hohen spez. Gewichts nur für die Herstellung dicker, wenig flexibler Borfäden). Mit Hilfe der erfindungsgemäßen kohlenstoffhaltigen SiO₂-Fasern kann der erste Reaktionsschritt entfallen, da die Fasern für direkte Widerstandsbeheizung geeignet sind.

In der Literatur bisher nicht beschrieben wurden aber auch die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in erster Stufe erhaltenen Kieseigelfaeern, d. h. die spulenfrischen Fasern bzw. Fasern mit einer Temperaturbehandlung unterhalb 800⁰C, Le A 13 208 - 13 -

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insbesondere unterhalb 40O⁰C.

Die Kombination von hoher Zugfestigkeit mit relativ niedrigem Ε-Modul, der dem organischer Pasern nahekommt, völlige Unbrennbarkeit, rein weiße Farbe, höchste Lichtechtheit, chemische Beständigkeit gegen kochende Säuren und verdünnte Alkalien bei gleichzeitigem Vorliegen zahlreicher reaktiver Oberflächengruppen macht sie zu einer außerordentlich interessanten Faser auch für den textlien Anwendungsbereich, z. B. für Vorhänge, Teppiche, Bezugsstoffe, Feuerschutzkleidung usw. Für den textlien Anwendungsbereich existiert bisher nur die Glasfaser als unbrennbare Faser. Durch die Glasstruktur liegt allerdings auch ihr Ε-Modul mit 7300 kp/mm fest und damit für die textile Anwendung unerwünscht hoch, da die daraus hergestellten Textilien relativ steif sind. Diesem Nachteil versucht man in der Praxis durch Verwendung extrem dünner, etwa 2 - 3 >u starker Fasern zu begegnen; allerdings sind diese Fasern wegen der geringen Raum-Zeit-Ausbeute nicht sehr wirtschaftlich. Glasfasern haben darüber hinaus den Nachteil, daß sie infolge ihrer außerordentlich glatten Oberfläche und des Fehlens von reaktiven Oberflächengruppen sehr schwer anfärbbar sind. Gegenüber gleich dicken Glasfasern sind die erfindungsgemäßen Kieselgelfasern, beispielsweise bis zu 200⁰C temperaturbehandelt, ca. fünfmal so flexibel. Deshalb ist die Herstellung extrem dünner Kieselgelfasern, die an sich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ohne weiteres möglich ist, nicht notwendig.

Die erfindungsgemäßen Kieselgelfasern lassen sich durch folgende Kenndaten charakterisieren: Maximale Temperaturbehandlung unterhalb 800⁰C, insbesondere unterhalb 400⁰C; röntgenamorphe Struktur; chemische Zusammensetzung zwischen 70 und 100 $> zwischen 20 und 0 °ß> HpO, zwischen 20 und 0 fo Alkoxy gruppen, insbesondere Methoxy- und Äthoxygruppen, und weniger als 2 $ Säurereste außer der Silicatgruppe; Dichte zwischen 1,70 und

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2,17; Ε-Modul unter 6000 kp/mm , vorzugsweise unter 2500 kp

ρ ρ

pro mm ; Zugfestigkeit zwischen 30 und 80 kp/mm .

Für den Einsatz als Hochtemperaturisoliermaterial genügt es, die Kieselgelfasern bis maximal 400⁰C zu erhitzen, da bei dieser Temperatur bereits die flüchtigen Bestandteile abgespalten sind und die Hauptschwindung eingetreten ist.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung an Hand weiterer Beispiele erläutert, wobei die Beispiele 1-3 Fasern aus Kieselsäuresol beschreiben, denen in den Beispielen 4-8 die erfindungsgemäßen Pasern gegenübergestellt werden.

Vergleichsbeispiel 1

Kommerzielles, alkalistabilisiertes, — 30 Gew.-# SiO„; 0,16 io Na; Dichte 1,19 — Kieselsäuresol wurde bei Raumtemperatur mit einer Suspension von 0,5 g Polyäthylenoxidpulver mit einem Polymerisationsgrad von etwa 136 400 in 9,5 g Methanol 10 Minuten verrührt. Danach wurden 0,7 g Äthylendiamin zugesetzt und weitere 20 Minuten unter Rühren homogenisiert. Nach der Filtration war die Lösung spinnbar. Sie enthielt 27 # SiOp und 0,5% Polyäthylenoxid.

Die auf 25°C temperierte Lösung wurde durch eine Düse von 0,5 mm Durchmesser in einen Schacht, der auf 120⁰C geheizt war und mit trockener Luft im Gleichstrom mit den Fäden bespült wurde, versponnen. Die Fäden wurden am Schachtende mit einer Geschwindigkeit von 60 m/min auf eine rotierende Trommel aufgewickelt.

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Anschließend wurden die Pasern bis 300 C mit einer Heizrate von 40°/h und zwischen 300 und 1000⁰G mit einer Heizrate von 500°/h an Luft erhitzt. Der Gewichtsverlust betrug 11,5 $>. Nach dem Röntgendiagramm sind die auf 1000⁰G erhitzten SiOp-Fasern polykristallin; SiO₂ liegt in der Cristobalit-Modifikation vor.

Nach der Temperaturbehandlung erhält man weiße flexible Fasern, deren Zugfestigkeit zu 33 kp/mm und deren Ε-Modul zu 3800 kp/ mm bestimmt wurden. Eine bei 300⁰G dem Ofen entnommene Faser-

probe zeigte eine Zugfestigkeit von 15 kp/mm und einen | E-Modul von 1500 kp/mm .

Vergleichsbeispiel 2

200 ml 30 $iges SiOp-SoI (vergl. Beispiel 1), 200 ml H₉O und 65 g 2,1 $ige wäßrige Polyäthylenoxidlösung faie Beispiel 1) wurden gemischt und bis zum Erreichen von pH = 10,1 NR₅-GaS eingeleitet. Die Spinnlösung, die 14,35 $> SiO₂ und 0,275 # Polyäthylenoxid enthielt, wurde unter Druck filtriert und in einen auf 8O⁰C geheizten Schacht versponnen. Die Fäden wurden auf eine rotierende Trommel gewickelt und dadurch bis zu einem Durchmesser von ca. 5 /u verjüngt. Anschließend wurden die Fäden bei 105⁰C vorgetrocknet, 10 min W in einen 900° heißen und weitere 3 min in einen 1175⁰C heißen Ofen gestellt und danach abgekühlt. Nach dieser Behandlung

wiesen die Fäden eine Zerreißfestigkeit von 41 kp/mm und

einen Ε-Modul von 3950 kp/mm auf. Sie bestanden aus Cristobalit-Kriställchen von 500 A Größe.

Vergleichsbeispiel 3

Nach dem Verfahren der Deutschen Offenlegungsschrift 1 926 908 wurde ein Kieselsäure-Organosol in folgender Weise hergestellt:

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In eine Vorlage von 300 g 25 ^iger Schwefelsäure wurde unter starker Durchmischung und Kühlung innerhalb von 20 min eine Wasserglaslösung mit 20,2 ^α,Ό SiO₂ und 5,9 °/° Na₂O bis zum pH-Wert 1,5 zufließen gelassen. Es entstanden 987 g eines klaren Kieselsäuresol. Zu diesem Sol wurde eine Mischung aus 215 g Dimethylsulfoxid und 247 g Dimethyl acetamid zugegeben. Nach 3 Tagen wurde vom ausgefallenen Na₂SO^ abgetrennt. Danach wurde bei 38 Torr im Rotationsverdampfer eingeengt und zwischendurch dreimal von weiterem Na₂SO. abfiltriert. Der SiO₂-Gehalt des fertigen Organosols betrug 16,7 $.

Zu 50 g dieses Sols wurden 20 g Methanol und 20 g 2 $ige wäßrige Polyäthylenoxidlösung (wie in Beispiel 1) zugegeben und 10 min homogenisiert. Die fertige Spinnlösung enthielt 9,3 ^ und 0,45 $> Polyäthylenoxid.

Die auf 30⁰C temperierte Lösung wurde durch eine Düse von 0,4 mm in einen 180⁰O heißen Schacht versponnen und mit einer Geschwindigkeit von 100 m/min aufgespult.

Die Temperaturbehandlung der weißen, flexiblen Fäden erfolgte unter Luft. Die Fasern wurden innerhalb einer Stunde auf 300°0 aufgeheizt und eine Stunde dabei belassen. Anschließend wurden sie in 4 Stunden auf 1000°C erhitzt und sogleich dem Ofen entnommen. Der Gewichtsverlust betrug 31 ^a/o. Nach der röntgenographiüchen Untersuchung der Fasern bestanden diese aus Cristobalit.

Eine bei 300°0 entnommene Faserprobe war leicht braun verfärbt und zeigte die folgenden mechanischen Eigenschaften: Zugfentigkeit: 22 kp/mm , E-Modul: 2200 kp/mm . Nach der Temperaturbehandlung bei 100O⁰C waren die Fasern weißj ihre Zugfestigkeit betrug 20 kp/mm² und ihr E-Modul 4000 kp/mm².

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Beispiel 4

200 g Kieselsäuretetraäthylester wurden mit 90 g einer Lösung von 63,2 <fo Wasser, 36,6 $ Methanol und 0,2 <fo konzentrierter Salzsäure unter Rühren auf 50⁰C erwärmt, wobei die exotherme Hydrolysereaktion unter Temperatursteigerung bis 7O⁰C ablief. Nach 10 min wurden 128 g der Hydrolyselösung bei 50⁰C mit 18 g 2 'folger wäßriger Polyäthylenoxidlösung (wie in Beispiel 1) versetzt und innerhalb 10 min unter Rühren homogenisiert. Der Gehalt an SiO₂ in der fertigen Spinnlösung betrug 17,5 $ und an Polyäthylenoxid 0,25 #.

Die Verspinnung erfolgte analog Beispiel 3 bei einer Schachttemperatur von 120⁰C. Die Messung der Zugfestigkeit und des Ε-Moduls an den spulenfrischen Fäden ergab einen Wert von 24 bzw. 1200 kp/mm².

Die Fäden wurden über Nacht bei HO⁰C getrocknet und anschließend innerhalb von 6 Stunden auf 200°C erhitzt. Die Zug-

p Ο

festigkeit lag dann bei 30 kp/mm , der Ε-Modul bei 1600 kp/mm

Die weitere Temperaturbehandlung der Fäden erfolgte unter Stickstoff. Die Heizrate zwischen 200 und 400⁰C betrug 60°/h ^ und zwischen 400 und 1000⁰C 300°/h. Es resultierten schwarze, ™ flexible SiOp-Fasern, die vollkommen röntgenamorph waren. Der Kohlenstoffgehalt dieser Fasern wurde zu 1,5 $ bestimmt. Ihre

ρ ρ

Zugfestigkeit betrug 94 kp/mm , ihr E-Modul 7000 kp/mm . Beispiel 5

104 g Kieselsäuretetraäthylester wurden mit 30 g Methanol vermischt und 4 Tropfen konzentrierte Salzsäure zugegeben. Zu dieser Lösung wurden 37 g einer 2 folgen Polyäthylenoxidlöaung (wie in Beispiel 1) zugefügt und leicht erwärmt, wobei die Hydrolysereaktion unter Temperaturanstieg bis auf 50⁰C ablief.

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Nach 10 min Homogenisierung wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und 10 min nachgerührt. Die Spinnlösung enthielt 17,6 $ SiO₂ und 0,43 fo Polyäthylenoxid.

Die Lösung wurde, wie in Beispiel 4 "beschrieben, zu Fäden mit 10 /U Durchmesser mit einer Abzugsgeschwindigkeit von 125 m/min versponnen. Die Bestimmung der mechanischen Eigenschaften dieser

ρ ρ

Fäden ergab 35 kp/mm für die Zugfestigkeit und 900 kp/mm für den E-Modul.

Die spulenfrischen Fasern wurden 2 Stunden bei 240⁰C an Luft erhitzt, anschließend innerhalb von 25 min ebenfalls an Luft auf 50O⁰C aufgeheizt und eine Stunde bei 500⁰C belassen. Der Gewichtsverlust betrug 24,2 $. Die weißen, flexiblen Fasern

hatten danach eine Zugfestigkeit von 71 kp/mm und einen

Ε-Modul von 3400 kp/mm . Schließlich wurden die Fasern an Luft innerhalb von weiteren 45 min auf 1000 C aufgeheizt und sofort nach Erreichen der Temperatur aus dem Ofen genommen. Die Hessung von Zugfestigkeit und Ε-Modul ergab nunmehr 105 kp/mm bzw. 7200 kp/mm . Zwischen 500 und 1000 C war kein weiterer Gewichtsverlust eingetreten. Die Röntgenanalyse ergab eine völlig amorphe Struktur.

Beispiel 6

Die Herstellung der Spinnlösung erfolgte wie in Beispiel 5 beschrieben, nur wurde als Lösungsvermittler statt Methanol 30 g Äthanol zugefügt. Die Verspinnung erfolgte wie in Beispiel 4 mit einer Aufspulgeschwindigkeit von 165 m/min. Die Zugfestigkeit des spulenfrischen Fadens lag bei 32 kp/mm ,

der Ε-Modul bei 1000 kp/mm . Die Fasern hatten einen runden Querschnitt mit einem Durchmesser von 14 /u.

Ein Teil der Fasern wurde über Nacht bei 120⁰C getrocknet und anschließend unter Luft mit einer Heizrate von 60°/h auf 400⁰C

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und mit einer Heizrate von 500°/h auf 1000 C erhitzt. Danach zeigten die Pasern bei der röntgenographischen Untersuchung eine völlig amorphe Struktur. Ihre Zugfestigkeit wurde zu

2 2

112 kp/mm und ihr Ε-Modul zu 7000 kp/mm bestimmt. Eine bei 300 C entnommene Paserprobe ergab 45 kp/mm für die Zugfestigkeit und 2000 kp/mm für den E-Modul.

Beispiel 7

Athoxypolysiloxan wurde gemäß folgender Bruttogleichung ^SiC14 + ² G₂H₅OH + H₂O = SiO(OC₂H₅)₂ + 4 HCl

aus SiCl₄, Alkohol und Wasser hergestellt. Dazu wurden 340 g SiCl. und 36 g Wasser in Form von 450 g Äthanol mit 8 $ Wassergehalt innerhalb von 10 min unter Rühren gleichzeitig in einen auf 55⁰C aufgeheizten Kolben einlaufen gelassen, anschließend wurde der Hauptteil HCl bei gleicher Temperatur eine Stunde mit Stickstoff ausgeblasen. Bei Normaldruck wurde das überschüssige Äthanol abdestilliert. Die Ausbeute an Athoxypolysiloxan betrug 266 g, der SiOg-Gehalt der Substanz 44,7 #.

Eine Spinnlösung mit 22,3 i» SiO₂ und 0,40 # Polyäthylenoxid wurde hergestellt, indem eine Mischung von 50 g Athoxypolysiloxan und 30 g Methanol mit 20 g 2 $iger wäßriger Polyäthylenoxidlösung (wie in Beispiel 1) bei 40⁰C 15 min lang unter Rühren homogenisiert wurde. Die Lösung wurde wie in Beispiel 4 versponnen, jedoch betrug die Schachttemperatur 19O⁰C und die Aufspulgeschwindigkeit 120 m/min. Die Zug-

festigkeit der spulenfrischen Pasern wurde zu 51 kp/mm ,

ihr Ε-Modul zu I400 kp/mm bestimmt.

Nachdem die Pasern über Nacht bei 12O⁰C getrocknet waren, wurden sie innerhalb von 3 Stunden an Luft auf 300⁰C erhitzt.

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Ihre Zugfestigkeit lag danach bei 65 kp/mm , ihr Ε-Modul "bei 2000 kp/mm².

Beispiel 8

Ein Methoxypolysiloxangemisch wurde hergestellt, indem in eine gerührte und gekühlte Vorlage von 85 g Kieselsäuretetramethylester gleichzeitig 340 g SiGl. und eine Mischung aus 171 g Methanol und 30,8 g Wasser innerhalb 30 min eingetropft wurden. Anschließend wurde die Mischung eine Stunde unter Rückfluß gekocht und danach von überschüssigem Methanol und von 39 g unumgesetztem Kieselsäuretetramethylester abdestilliert. Es wurde ein Methoxypolysiloxangemisch mit 50,9 $ SiOg erhalten. 70 g dieses Polysiloxangemisches wurden mit Hg Methanol und 25 g 2 feiger wäßriger Polyäthylenoxidlösung (wie in Beispiel 1) bei 5O⁰C 30 min gerührt, anschließend wurden noch 30 g Wasser zugesetzt und weitere 10 min homogenisiert.

Diese Lösung mit 25,6 # SiOp und 0,36 # Polyäthylenoxid wurde wie in Beispiel 4 bei einer Schachttemperatur von 20O⁰C und einer Aufwickelgeschwindigkeit von 85 m/min versponnen. Die Zugfestigkeit der spulenfrischen Fäden betrug 35 kp/mm , ihr E-Modul 1600 kp/mm .

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ORJG^AL INSPECTED 20980 9/ HO 1 ^OH

Claims

Patentansprüche;

1) Verfahren zur Herstellung von SiO₂-FaSeTn durch Verspinnen SiOp-haltiger, flüssiger Systeme, dadurch gekennzeichnet, daß man die Lösung eines mit wenigstens 2 Molen Wasser je Mol Silicium hydrolysierten Tetraalkoxysilans oder eines mit mindestens zur vollständigen Hydrolyse der Alkoxygruppen stöchiometrisch erforderlichen Wassermenge hydrolysierten Alkoxypolysiloxans in Gegenwart von gelöstem
Polyäthylenoxid zu Pasern verspinnt und die Pasern gegebenenfalls anschließend einer Temperaturbehandlung bis zu einer Temperatur von maximal 1500⁰C unterwirft.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trockenspinnverfahren angewandt wird.

3) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Polyäthylenoxid in einer Konzentration von 0,001 bis 5 Gew.-^, bezogen auf die zu verspinnende Lösung, vorhanden ist.

4) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyäthylenoxid einen Polymerisationsgrad oberhalb etwa 2000, vorzugsweise oberhalb 5000, aufweist.

5) Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Alkoxygruppen der Tetraalkoxysilane oder der
Alkoxypolysiloxane solche mit 1 bis 4 C-Atomen, vorzugsweise Methoxy- und/oder Äthoxygruppen, verwendet werden.

6) Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrolyse in Gegenwart eines oder mehrerer Alkohole der Gruppe der aliphatischen Alkohole mit 1 bis 4 C-Atomen, insbesondere Methanol und/oder Äthanol, durchgeführt wird.

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7) Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Alkohol in einer Konzentration von zwischen 10 und 40 fa_t bezogen auf die Spinnlösung, vorhanden ist.

8) Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrolyse des Tetraalkoxysilans und des Alkoxypolysiloxans mit weniger als 12 Molen Wasser je Mol Silicium, vorzugsweis-e mit 3 bis 5 Molen Wasser je Mol Siliciiun, durchgeführt wird., wobei beim Alkoxypolysiloxan die für die Bildung der Siloxanbindung bereits vorhandenen Sauerstoffe in Abzug gebracht werden.

9) Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrolyse in Gegenwart von starken Säuren mit einem pK-Wert unter 2, insbesondere Salzsäure, in Mengen unter 1 $, vorzugsweise unter 0,1 $, bezogen auf die Spinnlösung, durchgeführt wird.

10) Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinnlösung zwischen 5 und 40 fo SiOp» vorzugsweise zwischen 15 und 25 i° SiOp, enthält.

11) Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturbehandlung mit einer Aufheizrate von 10 bis 200°/h bis 400⁰C und von 100 - 1000°/h oberhalb .400⁰C durchgeführt wird.

12) Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturbehandlung unter Inertgas vorgenommen wird.

13) Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die bis oberhalb 80O⁰C temperaturbehandelten SiO₂-Pasern einer Ätzung mit Alkalien, vorzugsweise wäßrigen Alkalihydroxidlösungen, oder Plußsäure unterworfen werden.

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14) Siliciumdioxid-Fasern, hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 13.

15) Kohlenstoffhaltige, röntgenamorphe SiO₂-Fasern mit einem

Kohlenstoffgehalt unter 15 1° und einem Ε-Modul oberhalb 2

6000 kp/mm .

16) Kieselgelfasern, die im wesentlichen aus SiO₀ bestehen» mit folgender Zusammensetzung:

SiO₂ 70 bis 1 00 Gew.- H₂O 20 bis 0 Gew.- Alkoxygruppen 20 bis 0 Gew,-

wobei die Alkoxygruppen solche mit 1 bis 4 C-Atomen, insbesondere Methoxy- und/oder Äthoxygruppen, bedeuten.

17) Kieselgelfasern nach Anspruch 16 mit einem Ε-Modul unter

6000, insbesondere unter 2500 kp/mm .

18) Verwendung der Kieselgelfasern nach Anspruch 16 oder 17 zur Herstellung flammfester textiler Artikel.

19) Verwendung der Kieselgelfasern nach Anspruch 16 oder 17 zur Herstellung von Quarzglasfasern durch Erhitzen der Kieselgelfasern auf eine Temperatur oberhalb 800⁰C.

20) Verwendung der SiOg-Pasern gemäß Anspruch 14 zu Verstärkung s- und/oder Isolierzwecken.

21) Verwendung der SiO₂-3?asern gemäß Anspruch. 16 zu Isolierzwecken.

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