DE3809614A1 - Process for producing ceramic material - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Keramikmaterial auf Basis von Siliciumcarbid und/oder Siliciumnitrid.The invention relates to a method for producing Ceramic material based on silicon carbide and / or silicon nitride.
Aus der EP-A2 02 06 449 ist ein Verfahren zur Herstellung von Keramikmaterial auf Basis von Siliciumcarbid und Siliciumnitrid bekannt, bei dem Polysilazane vor der Pyrolyse mit Wasserdampf oder mit Sauerstoff angereichertem Wasserdampf behandelt werden, um sie bei den bei der Pyrolyse angewandten Temperaturen unschmelzbar zu machen. Nachteiligerweise führt diese Methode zum Einbau von Sauerstoff, welcher bei der Pyrolyse einen hohen Anteil an SiO₂ ergibt. Dies verschlechtert die Hochtemperatureigenschaften des erhaltenen Keramikmaterials erheblich.EP-A2 02 06 449 describes a process for the production of Ceramic material based on silicon carbide and silicon nitride known, with the polysilazanes before pyrolysis with Water vapor or oxygen-enriched water vapor to be treated at those used in pyrolysis To make temperatures infusible. Unfortunately this method leads to the incorporation of oxygen which the pyrolysis results in a high proportion of SiO₂. This worsens the high temperature properties of the obtained Ceramic material considerably.
Aufgabe der Erfindung ist es, unter Vermeidung der Nachteile des Standes der Technik ein Verfahren zur Herstellung von Keramikmaterial auf Basis von Siliciumcarbid und/oder Siliciumnitrid zur Verfügung zu stellen, das die Herstellung von Formkörpern, insbesondere von Fasern und Schutzüberzügen, ermöglicht. The object of the invention is to avoid the disadvantages the prior art, a method for producing Ceramic material based on silicon carbide and / or silicon nitride to provide the manufacturing of Molded articles, in particular fibers and protective coatings, enables.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Keramikmaterial auf Basis von Siliciumcarbid und/oder Siliciumnitrid, das dadurch gekennzeichnet ist, daßThe invention relates to a method for manufacturing of ceramic material based on silicon carbide and / or Silicon nitride, which is characterized in that
- a) ein SiH-Bindungen enthaltendes Siliciumpolymer, ausgewählt aus der Gruppe der Organopolysilane, Organopolycarbosilane oder Polysilazane, in Gegenwart eines Hydrosilylierungskatalysators mit einer aliphatischen Verbindung, die zumindest eine Mehrfachbindung enthält, in Kontakt gebracht wird unda) a silicon polymer containing SiH bonds, selected from the group of organopolysilanes, organopolycarbosilanes or polysilazanes, in the presence of a hydrosilylation catalyst with an aliphatic compound, which contains at least one multiple bond, in Is brought in contact and
- b) das Umsetzungsprodukt gemäß a) in inerter Atmosphäre, im Vakuum, in Ammoniak oder Wasserstoff enthaltender Atmosphäre bei Temperaturen im Bereich von 700 bis 1500°C pyrolysiert wird.b) the reaction product according to a) in an inert atmosphere, in a vacuum, containing ammonia or hydrogen Atmosphere at temperatures in the range of 700 to 1500 ° C is pyrolyzed.
Durch die Behandlung gemäß a) werden die SiH-Bindungen enthaltenden Siliciumpolymeren unschmelzbar bei den für die Pyrolyse gemäß b) angewandten Temperaturen. Dadurch ist die Pyrolyse von Formkörpern wie Fasern oder Schutzüberzügen erst möglich. Ein Schmelzen oder Anschmelzen während der Pyrolyse würde die Form zerstören.The treatment according to a) removes the SiH bonds Silicon polymers infusible in those for the Pyrolysis according to b) applied temperatures. This is the Pyrolysis of moldings such as fibers or protective coatings only possible. A melting or melting during the Pyrolysis would destroy the shape.
Hydrosilylierungskatalysatoren im Sinne der Erfindung sind Katalysatoren, die die Anlagerung von Si-gebundenem Wasserstoff an aliphatische Mehrfachbindungen fördern. Solche Katalysatoren sind an sich bekannt und beispielsweise in J. L. Speier, Adv. Organomet. Chem. 17, 407-448 (1979) oder W. Noll, Chemistry and Technology of Silicones, Seite 53, 54 Academic Press Inc., Orlando beschrieben, worauf in diesem Zusammenhang ausdrücklich verwiesen wird.Hydrosilylation catalysts are in the sense of the invention Catalysts that add Si-bonded hydrogen promote aliphatic multiple bonds. Such Catalysts are known per se and, for example, in J.L. Speier, Adv. Organomet. Chem. 17, 407-448 (1979) or W. Noll, Chemistry and Technology of Silicones, pages 53, 54 Academic Press Inc., Orlando described what followed in this Connection is expressly referred to.
Vorzugsweise eingesetzte Katalysatoren sind Verbindungen des Platins und des Rhodiums wie Bis(ethylendiamin)platin(II)chlorid, Platin(II)2,4-pentandionat, Bis(triphenylphosphin)platin(II)chlorid, Tetrakis(triphenylphosphin)platin, Dihydrogenhexachlorplatinat(IV), Tri-n-butylphosphinplatin(II)chloriddimer, Chlor(2,2′,2′′-terpyridin)platin(II)chloriddihydrat, cis-Dichlorbis(acetonitril)platin(II), cis-Dichlor(2,2′-bipyridin)platin(II), Dichlorbis(benzonitril)platin(II), Dichlor(1,5-cyclooctadien)platin(II), 2-Hydroxyethanthiolat(2,2′,2′′-terpyridin)platin(II)nitrat, Oxygenbis(triphenylphosphin)platin(II), Platin(II)hexafluoracetylacetonat, Tris(dimethylphenylphosphin)norbornadienrhodium(I)hexafluorophosphat-, Bis(1,2-diphenylphosphin)ethannorbornadienrhodium(I)hexafluoro-phosp-hat, Chlorobis(ethylen)rhodium(I)dimer, Chlorocarbonylbis(triphenylphosphin)rhodium(I), Chloro(1,5-cyclooctadien)rhodium(I)dimer, Chlorodicarbonylrhodium(I)dimer, Chlorotris(triphenylphosphin(rhodium(I), Dicarbonylacetylacetonatrhodium(I), Hexarhodiumhexadecacarbonyl, Hydridocarbonyltris(triphenylphosphin)rhodium(I), Rhodium(II)acetatdimer, Rhodium(III)acetylacetonat.Catalysts preferably used are compounds of Platinum and rhodium such as bis (ethylenediamine) platinum (II) chloride, Platinum (II) 2,4-pentanedionate, bis (triphenylphosphine) platinum (II) chloride, Tetrakis (triphenylphosphine) platinum, dihydrogenhexachloroplatinate (IV), Tri-n-butylphosphine platinum (II) chloride dimer, Chlorine (2,2 ′, 2 ′ ′ - terpyridine) platinum (II) chloride dihydrate, cis-dichlorobis (acetonitrile) platinum (II), cis-dichloro (2,2′-bipyridine) platinum (II), dichlorobis (benzonitrile) platinum (II), Dichloro (1,5-cyclooctadiene) platinum (II), 2-hydroxyethanethiolate (2,2 ′, 2 ′ ′ - terpyridine) platinum (II) nitrate, Oxygen bis (triphenylphosphine) platinum (II), platinum (II) hexafluoroacetylacetonate, Tris (dimethylphenylphosphine) norbornadiene rhodium (I) hexafluorophosphate, Bis (1,2-diphenylphosphine) ethannorbornadienrhodium (I) hexafluorophosph-hat, Chlorobis (ethylene) rhodium (I) dimer, chlorocarbonylbis (triphenylphosphine) rhodium (I), Chloro (1,5-cyclooctadiene) rhodium (I) dimer, Chlorodicarbonylrhodium (I) dimer, chlorotris (triphenylphosphine (rhodium (I), Dicarbonylacetylacetonate rhodium (I), Hexarhodiumhexadecacarbonyl, hydridocarbonyltris (triphenylphosphine) rhodium (I), Rhodium (II) acetate dimer, rhodium (III) acetylacetonate.
Vorzugsweise werden 0,01 bis 1 Gew.-% Katalysator, bezogen auf eingesetztes, SiH-Bindungen enthaltendes Siliciumpolymer, verwendet.Preferably 0.01 to 1% by weight of catalyst are obtained silicon polymer containing SiH bonds used, used.
Die SiH-Bindungen enthaltenden Siliciumpolymere sind ausgewählt aus der Gruppe der Organopolysilane, Organopolycarbosilane und Polysilazane.The silicon polymers containing SiH bonds are selected from the group of organopolysilanes, organopolycarbosilanes and polysilazanes.
Es können natürlich auch Gemische sowie Copolymere aus 2 oder 3 Komponenten von Polymeren ausgewählt aus der Gruppe der Organopolysilane, Organopolycarbosilane und Polysilazane eingesetzt werden.Mixtures and copolymers of 2 or 3 components of polymers selected from the group of organopolysilanes, organopolycarbosilanes and polysilazanes be used.
Erfindungsgemäß eingesetztes SiH-Bindungen enthaltende Organopolysilane sind vorzugsweise aus Einheiten der Formeln Containing SiH bonds used according to the invention Organopolysilanes are preferably made up of units of Formulas
aufgebaut, wobei
R′ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff-, Halogen-,
Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl- oder Arylrest und
R′′ Halogen-, Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl- oder Arylrest
bedeuten, sowie y im Bereich von 0 bis 20 und z im Bereich
von 1 bis 10 000 liegen.built up, with
R 'are each independently hydrogen, halogen, alkyl, cycloalkyl, alkenyl or aryl and
R '' are halogen, alkyl, cycloalkyl, alkenyl or aryl radical, and y are in the range from 0 to 20 and z are in the range from 1 to 10,000.
Bevorzugte Beispiele für Alkylreste sind der Methyl, Ethyl-, n-Propyl-, iso-Propyl-, n-Butyl-, sec.-Butyl-, tert.-Butyl-, n-Pentyl- und n-Hexylrest, für Alkenylreste der Vinyl- und Allylrest, für Cycloalkylreste der Cyclopentyl- und Cyclohexylrest und für Arylreste der Phenyl- und Tolylrest.Preferred examples of alkyl radicals are methyl, Ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, sec.-butyl, tert-butyl, n-pentyl and n-hexyl, for alkenyl the vinyl and allyl radical, for cycloalkyl radicals the cyclopentyl and cyclohexyl radical and for aryl radicals the phenyl and Tolyl group.
Erfindungsgemäß eingesetzte SiH-Bindungen enthaltende Organopolycarbosilane sind vorzugsweise aus Einheiten der FormelContaining SiH bonds used according to the invention Organopolycarbosilanes are preferably made up of units of formula
aufgebaut, wobei
R′ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff-, Halogen-,
Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl- oder Arylrest bedeutet und
x im Bereich von 1 bis 20, y im Bereich von 1 bis 20 und z
im Bereich von 1 bis 10 000 liegen.built up, with
R 'each independently represents hydrogen, halogen, alkyl, cycloalkyl, alkenyl or aryl and x is in the range from 1 to 20, y in the range from 1 to 20 and z in the range from 1 to 10,000.
Bevorzugte Beispiele für Alkylreste sind der Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, iso-Propyl-, n-Butyl-, sec.-Butyl-, tert.-Butyl-, n-Pentyl- und n-Hexylrest, für Alkenylreste der Vinyl- und Allylrest, für Cycloalkylreste der Cyclopentyl- und Cyclohexylrest und für Arylreste der Phenyl- und Tolylrest.Preferred examples of alkyl radicals are the methyl, Ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, sec.-butyl, tert-butyl, n-pentyl and n-hexyl, for alkenyl the vinyl and allyl radical, for cycloalkyl radicals the cyclopentyl and cyclohexyl radical and for aryl radicals the phenyl and Tolyl group.
Erfindungsgemäß eingesetzte SiH-Bindungen enthaltende Polysilazane sind vorzugsweise aus Einheiten der FormelnPolysilazanes containing SiH bonds used according to the invention are preferably made up of units of the formulas
aufgebaut, wobei
R′ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff-, Halogen-,
Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Aryl-, Amino-, Alkylamino-,
Dialkylamino-, Arylamino- oder Diarylaminorest bedeutet und
x im Bereich von 1 bis 20, y im Bereich von 1 bis 20 und z
im Bereich von 1 bis 10 000 liegen.built up, with
R 'each independently represents hydrogen, halogen, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, aryl, amino, alkylamino, dialkylamino, arylamino or diarylamino radical and x in the range from 1 to 20, y in the range from 1 to 20 and z are in the range from 1 to 10,000.
Bevorzugte Beispiele für Alkylreste sind der Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, iso-Propyl-, n-Butyl-, sec.-Butyl-, tert.-Butyl-, n-Pentyl- und n-Hexylrest, für Alkenylreste der Vinyl- und Allylrest, für Cycloalkylreste der Cyclopentyl- und Cyclohexylrest und für Arylreste der Phenyl- und Tolylrest.Preferred examples of alkyl radicals are the methyl, Ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, sec.-butyl, tert-butyl, n-pentyl and n-hexyl, for alkenyl the vinyl and allyl radical, for cycloalkyl radicals the cyclopentyl and cyclohexyl radical and for aryl radicals the phenyl and Tolyl group.
Die Herstellung dieser SiH-Bindungen enthaltenden Siliciumpolymeren ist an sich bekannt. The production of these silicon polymers containing SiH bonds is known per se.
So wird die Herstellung von erfindungsgemäß einzusetzenden Organopolysilanen beispielsweise von C. L. Schilling Jr., Brit. Polym. J. 18, 355 (1986), durch Enthalogenierung von Methyldichlorsilan enthaltenden Chlorsilangemischen mit Alkalimetallen, von US-A 31 46 249 durch Umsetzung von Methyldichlorsilan mit Kalium oder Natrium, von US-A 43 10 482 durch Disproportionierung von chlorenthaltenden Organodisilangemischen und Reaktion des erhaltenen Chlorpolysilans mit Lithiumaluminiumhydrid und von C. Aitken, J. F. Harrod, J. Organomet. Chem. 279, C11-C13 (1985) durch Polymerisation von Phenylsilan in Gegenwart von Titanocen-Verbindungen beschrieben.Thus, the production of those to be used according to the invention Organopolysilanes, for example from C. L. Schilling Jr., Brit. Polym. J. 18, 355 (1986), by dehalogenation of Chlorosilane mixtures containing methyldichlorosilane Alkali metals, from US-A 31 46 249 by reaction of methyldichlorosilane with potassium or sodium, from US-A 43 10 482 Disproportionation of chlorine-containing organodisilane mixtures and reaction of the chloropolysilane obtained with Lithium aluminum hydride and by C. Aitken, J.F. Harrod, J. Organomet. Chem. 279, C11-C13 (1985) by polymerization of phenylsilane in the presence of titanocene compounds described.
Die Herstellung von erfindungsgemäß einzusetzenden Organopolycarbosilanen wird beispielsweise von EPA 21 844 durch Umsetzung von Polysilanen durch Druck- und Temperatureinwirkung, von EP-A 1 23 162 durch Umsetzung von Methyldichlorsilan und Chloromethylalkylchlorsilane enthaltenden Silangemischen mit Alkalimetallen und von US-A 46 31 179 durch Polymerisation von 1,3-Disilacyclobutan in Gegenwart von Platinkatalysatoren beschrieben.The production of organopolycarbosilanes to be used according to the invention is used, for example, by EPA 21 844 Conversion of polysilanes by pressure and temperature, of EP-A 1 23 162 by reacting methyldichlorosilane and silane mixtures containing chloromethylalkylchlorosilanes with alkali metals and from US-A 46 31 179 by polymerization of 1,3-disilacyclobutane in the presence of platinum catalysts described.
Die Herstellung von erfindungsgemäß einzusetzenden Polysilazanen wird beispielsweise von D. Seyferth, G. Wiseman, Polym. Prepr. (Am. Chem. Soc. Div. Polym. Chem.) 25, 10-12 (1984) durch Umsetzung von Methyldichlorsilan oder Dichlorsilan mit Ammoniak, von EP-A 1 46 802 durch Umsetzung von Trichlorsilan mit Hexamethyldisilazan und von EP-A 2 08 630 durch Umsetzung von Methyldichlorsilan enthaltenden Chlorsilangemischen mit Ammoniak und nachfolgender katalytischer Polymerisation mit starken Säuren, insbesondere Trifluormethansulfonsäure, beschrieben.The production of polysilazanes to be used according to the invention is described, for example, by D. Seyferth, G. Wiseman, Polym. Prepr. (Am. Chem. Soc. Div. Polym. Chem.) 25, 10-12 (1984) by reacting methyldichlorosilane or dichlorosilane with ammonia, from EP-A 1 46 802 by reacting trichlorosilane with hexamethyldisilazane and from EP-A 2 08 630 Implementation of chlorosilane mixtures containing methyldichlorosilane with ammonia and subsequent catalytic polymerization with strong acids, especially trifluoromethanesulfonic acid, described.
Bei einer weiteren Methode zur Herstellung von Polysilazanen werden Alkylchlordisilane, welche vorzugsweise im Gemisch mit Alkylchlorsilanen, Arylchlorsilanen oder Chlorsilanen eingesetzt werden, mit Ammoniak, primären Aminen, sekundären Aminen, Diaminen, Hydrazinen sowie Alkyl- oder Arylhydrazinen oder Gemischen aus obigen Stickstoffverbindungen umgesetzt und gegebenenfalls in Gegenwart von Katalysatoren wie Tetraalkylammonium-, -phosphoniumhalogeniden, hochsiedenden tertiären Aminen oder Phosphinen, z. B. Tridecylamin, Tribenzylamin, Triphenylphosphin polymerisiert.Another method of making polysilazanes are alkylchlorodisilanes, which are preferably in a mixture with alkylchlorosilanes, arylchlorosilanes or chlorosilanes be used with ammonia, primary amines, secondary Amines, diamines, hydrazines and alkyl or aryl hydrazines or mixtures of the above nitrogen compounds and optionally in the presence of catalysts such as Tetraalkylammonium, phosphonium halides, high-boiling tertiary amines or phosphines, e.g. B. tridecylamine, tribenzylamine, Polymerized triphenylphosphine.
Erfindungsgemäß eingesetzte aliphatische Verbindungen, die zumindest eine Mehrfachbindung enthalten, sind vorzugsweise Alkandiene, Alkine bzw. mit ungesättigten, aliphatischen Kohlenwasserstoffresten substituierte Disilazane.Aliphatic compounds used according to the invention which contain at least one multiple bond are preferred Alkanedienes, alkynes or with unsaturated, aliphatic Disilazanes substituted by hydrocarbons.
Beispiele für aliphatische Verbindungen, die zumindest eine Mehrfachbindung enthalten, sind Verbindungen der allgemeinen FormelnExamples of aliphatic compounds that have at least one Containing multiple bonds are compounds of the general Formulas
R-C≡C-R,R-C≡C-R,
wobei R Wasserstoff-, Methyl- oder Phenylrest bedeutet,where R is hydrogen, methyl or phenyl,
R¹-C≡C-(CR¹₂) x -C≡C-R¹,R¹-C≡C- (CR¹₂) x -C≡C-R¹,
wobei R¹ Wasserstoff- oder Methylrest bedeutet und x im Bereich von 0 bis 14 liegt,where R¹ is hydrogen or methyl and x is in the range from 0 to 14,
R²₂C=CR²-(CR²₂) x -CR²=CR²₂,R²₂C = CR²- (CR²₂) x -CR² = CR²₂,
wobei R² Wasserstoff- oder Methylrest bedeutet und x im Bereich von 0 bis 14 liegt, oderwhere R² is hydrogen or methyl and x is in the range from 0 to 14, or
R⁴HC=CH-SiR³₂-NH-SiR³₂-CH=CHR⁴,R⁴HC = CH-SiR³₂-NH-SiR³₂-CH = CHR⁴,
wobei R³ Methyl-, n-Propyl-, n-Butyl-, iso-Propyl-, iso-Butyl- oder Phenylrest und R⁴ Wasserstoff- oder Methylrest bedeuten.where R³ is methyl, n-propyl, n-butyl, iso-propyl, iso-butyl or phenyl radical and R⁴ hydrogen or methyl radical mean.
Vorzugsweise werden Acetylen, Diacetylen, Dimethylacetylen, Diphenylacetylen, Butadien, Isopren, Allen, Methylacetylen, 2,3-Dimethylbutadien(1,3), 2,3-Dimethylbutadiin, 1,4-Pentadien, 1,4-Pentadiin, 1,5-Hexadien, 1,5-Hexadiin, 1,6-Heptadien, 1,6-Heptadiin, 1,7-Octadien, 1,7-Octadiin und Divinylbenzol verwendet. Insbesondere werden Acetylen, 2,3-Dimethylbutadien(1,3) und Divinyltetramethyldisilazan eingesetzt.Acetylene, diacetylene, dimethylacetylene, Diphenylacetylene, Butadiene, Isoprene, Allen, Methyl Acetylene, 2,3-dimethylbutadiene (1,3), 2,3-dimethylbutadiine, 1,4-pentadiene, 1,4-pentadiene, 1,5-hexadiene, 1,5-hexadiene, 1,6-heptadiene, 1,6-heptadiin, 1,7-octadiene, 1,7-octadiin and Divinylbenzene used. In particular, acetylene, 2,3-dimethylbutadiene (1,3) and divinyltetramethyldisilazane used.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens geht man derart vor, daß das SiH-Bindungen enthaltende Siliciumpolymer vor der Formgebung nach bekannten Verfahren wie Verspinnen zu Fasern oder Auftragen auf Substrate mit dem Hydrosilylierungskatalysator vermischt wird und dieses Gemisch mit einer aliphatischen Verbindung, die zumindest eine Mehrfachbindung enthält, in Kontakt gebracht wird. Um eine weitgehend homogene Vermischung des Siliciumpolymeren mit dem Hydrosilylierungskatalysator zu erreichen, löst man vorzugsweise beide Komponenten in einem organischen Lösungsmittel und entfernt das Lösungsmittel wieder, nachdem beide Komponenten vollständig gelöst waren. Beispiele für Lösungsmittel sind Aromaten wie Toluol, chlorierte Kohlenwasserstoffe wie Chloroform, Methylenchlorid und Tetrachlorkohlenstoff, oder Ether wie Tetrahydrofuran. Der Hydrosilylierungskatalysator kann jedoch auch in das geschmolzene Polymer eingerührt werden.In a preferred embodiment of the invention The procedure is such that the one containing SiH bonds Silicon polymer before shaping according to known Processes such as spinning into fibers or application to substrates is mixed with the hydrosilylation catalyst and this mixture with an aliphatic compound which contains at least one multiple bond becomes. A largely homogeneous mixing of the silicon polymer to achieve with the hydrosilylation catalyst one preferably dissolves both components in an organic one Solvent and removes the solvent, after both components are completely detached. Examples for solvents are aromatics such as toluene, chlorinated Hydrocarbons such as chloroform, methylene chloride and Carbon tetrachloride, or ethers such as tetrahydrofuran. The However, hydrosilylation catalyst can also be melted Polymer are stirred.
Vorzugsweise werden die aliphatischen Verbindungen, die zumindest eine Mehrfachbindung enthalten, in gasförmiger Phase eingesetzt bzw. über inerte Trägergase wie Stickstoff, Argon oder Kohlendioxid, eingebracht, wobei ein Überdruck angewendet werden kann, um die Konzentration zu erhöhen. Die Beaufschlagung mit den gasförmigen Phasen wird so lange durchgeführt bis die Umsetzungsprodukte gemäß a) bei den bei der Pyrolyse gemäß b) angewandten Temperaturen unschmelzbar sind, wobei die anfängliche Temperatur der gasförmigen Verbindungen nicht höher sein darf, als der Schmelzpunkt des SiH-Bindungen enthaltenden Siliciumpolymeren. Dies stellt jedoch den Fachmann vor keine Probleme, da er die Siede- bzw. Schmelzpunkte kennt bzw. auf einfache Weise bestimmen kann. Vorzugsweise liegt die anfängliche Temperatur der gasförmigen Phasen zumindest 10 bis 20°C unterhalb des Schmelzpunktes des Siliciumpolymeren. Die Dauer der Beaufschlagung sowie die Menge an aliphatischen Verbindungen, die zumindest eine Mehrfachbindung enthalten, ist von den gemäß a) eingesetzten Substraten abhängig, aber für den Fachmann durch einfache Routineversuche leicht ermittelbar.Preferably the aliphatic compounds, at least contain a multiple bond, in the gaseous phase used or via inert carrier gases such as nitrogen, argon or carbon dioxide, with an overpressure applied can be used to increase concentration. The exposure to the gaseous phases is so long carried out until the reaction products according to a) in the case of of the pyrolysis according to b) applied temperatures infusible are, the initial temperature of the gaseous compounds must not be higher than the melting point of the Silicon polymers containing SiH bonds. This poses however, no problems for the specialist since he or knows melting points or determine them in a simple manner can. Preferably the initial temperature is gaseous phases at least 10 to 20 ° C below the Melting point of the silicon polymer. The duration of the application as well as the amount of aliphatic compounds that contain at least one multiple bond, is according to the a) Depending on the substrates used, but for the expert easily ascertainable through simple routine tests.
Das Umsetzungsprodukt gemäß a) wird in inerter Atmosphäre, im Vakuum, in Ammoniak oder Wasserstoff enthaltender Atmosphäre bei Temperaturen im Bereich von 700 bis 1500°C, vorzugsweise 800 bis 1300°C, zu Siliciumcarbid und/oder Siliciumnitrid pyrolisiert.The reaction product according to a) is in an inert atmosphere, in a vacuum, in an atmosphere containing ammonia or hydrogen at temperatures in the range of 700 to 1500 ° C, preferably 800 to 1300 ° C, to silicon carbide and / or silicon nitride pyrolyzed.
Als Inertgase finden vor allem Stickstoff und Argon Verwendung.In particular nitrogen and argon are used as inert gases.
Die nachfolgenden Beispiele wurden, sofern nicht anders angegeben, bei einem Druck von 0,10 MPa (abs.) und einer Temperatur von 20°C durchgeführt.The following examples were, unless otherwise stated, at a pressure of 0.10 MPa (abs.) and a temperature of 20 ° C.
In einem 2-l-Dreihalskolben mit Rückflußkühler und Gaseinleitungsrohr wurden 200 g spaltbares Disilan, bestehend aus einem Gemisch von Trimethyltrichlordisilan und Dimethyltetrachlordisilan der ungefähren Zusammensetzung (CH₂)2,6Si₂Cl3,4, erhalten aus der hochsiedenden Fraktion der Rochow-Synthese von Dimethyldichlorsilan (W. Noll, Chemistry and Technology of Silicones, Academic Press Inc., Orlando 1968, Seiten 26 bis 27) in 1500 ml Toluol unter Argon gelöst. Nachfolgend wurde bei 20°C so lange gasförmiges Methylamin eingeleitet, bis kein Gas mehr absorbiert wurde. Anschließend wurde 15 min zum Rückfluß erhitzt. Nach dem Abkühlen wurde das Methylaminhydrochlorid abfiltriert und mit 100 ml Toluol, welches Methylamin gelöst enthielt, ausgewaschen. Das Filtrat wurde durch Destillation vom Toluol befreit. Sobald der Sumpfrückstand eine Temperatur von 200°C erreicht hatte wurde ein Wasserstrahlvakuum angelegt bis keine flüchtigen Verbindungen mehr übergingen. Es wurden 118,1 g des gewünschten Aminodisilans erhalten. 94,4 g dieses Aminodisilans wurden unter Argonatmosphäre in einem Quarzkolben mit 2 Gew.-% n-Bu₄NBr versetzt und zum Rückfluß erhitzt. Über einen seitlichen Kondensatabzug wurden so lange niedrigsiedende Produktanteile abgezogen, bis eine Sumpftemperatur von 440°C erreicht war. Es wurden 37,2 g eines bei 165°C schmelzenden Polysilazans erhalten.In a 2-liter three-necked flask with reflux condenser and gas inlet tube, 200 g of fissile disilane, consisting of a mixture of trimethyltrichlorodisilane and dimethyltetrachlorodisilane of the approximate composition (CH₂) 2.6 Si₂Cl 3.4 , were obtained from the high-boiling fraction of the Rochow synthesis of dimethyldichlorosilane (W. Noll, Chemistry and Technology of Silicones, Academic Press Inc., Orlando 1968, pages 26 to 27) dissolved in 1500 ml of toluene under argon. Subsequently, gaseous methylamine was introduced at 20 ° C. until no more gas was absorbed. The mixture was then heated to reflux for 15 minutes. After cooling, the methylamine hydrochloride was filtered off and washed with 100 ml of toluene, which contained methylamine in solution. The filtrate was freed from toluene by distillation. As soon as the bottom residue had reached a temperature of 200 ° C, a water jet vacuum was applied until no more volatile compounds passed over. 118.1 g of the desired aminodisilane were obtained. 94.4 g of this aminodisilane were mixed in an argon atmosphere in a quartz flask with 2 wt .-% n-Bu₄NBr and heated to reflux. Low-boiling product portions were drawn off via a lateral condensate drain until a bottom temperature of 440 ° C. was reached. 37.2 g of a polysilazane melting at 165 ° C. were obtained.
Elementaranalyse:Elemental analysis:
Si = 36,3%
C = 33,6%
H = 8,4%
N = 18,2%
O = 3,6%
Cl = 0,02%Si = 36.3%
C = 33.6%
H = 8.4%
N = 18.2%
O = 3.6%
Cl = 0.02%
Gelchromatogramm:Gel chromatogram:
Es lag eine bimodale Molekulargewichtsverteilung mit Maximas bei 2000 g/mol und 4000 g/mol vor.There was a bimodal molecular weight distribution with Maximas at 2000 g / mol and 4000 g / mol.
50 g des gemäß Beispiel 1 erhaltenen Polymers wurden in 150 ml Toluol gelöst. Dazu gab man 1 ml einer Lösung von 1 g π-Acetylacetonylnorbornenylplatinacetylacetonat in 100 ml Toluol und dampft das Lösungsmittel wieder ab. Das platinhaltige Polymer wurde aufgeschmolzen, im Vakuum entgast und in einen elektrisch beheizten Spinnkopf aus V4A-Stahl gefüllt. Nachdem das Polymer bei 170°C geschmolzen war, wurde es durch Aufpressen von 8 bar Argon durch eine Düse mit 0,3 mm Durchmesser gepreßt und einer Aufwickelvorrichtung zugeführt, mittels welcher es mit einer Geschwindigkeit von 120 m/s aufgespult wurde. Anschließend wurde die erhaltene Polysilazanfaser von der Spule geschnitten und in einem Aluminiumschiffchen abgelegt, welches in ein auf 110°C thermostatisiertes Glasrohr von 40 mm Durchmesser und 600 mm Länge gegeben wurde. Nach kurzem Spülen mit Argon wurde Acetylen mit einer Geschwindigkeit von 20 l/h durchgeleitet und das Glasrohr innerhalb 20 min von 110°C auf 170°C erhitzt. Bei 170°C wurde das Schiffchen mit den Fasern entnommen und in einem Rohrofen im Argonstrom mit einer Aufheizrate von 100°C auf 1050°C erhitzt. Die erhaltenen Fasern zeigten eine Zugfestigkeit von 51 bis 88 kp/mm² bei einem Durchmesser von 28 µm.50 g of the polymer obtained according to Example 1 were dissolved in 150 ml of toluene. 1 ml of a solution of 1 g of π- acetylacetonylnorbornenylplatinacetylacetonate in 100 ml of toluene was added and the solvent was evaporated off again. The platinum-containing polymer was melted, degassed in vacuo and filled into an electrically heated spinning head made of V4A steel. After the polymer had melted at 170 ° C., it was pressed by pressing 8 bar argon through a nozzle with a diameter of 0.3 mm and fed to a winding device, by means of which it was wound up at a speed of 120 m / s. The polysilazane fiber obtained was then cut from the bobbin and placed in an aluminum boat which was placed in a glass tube of 40 mm in diameter and 600 mm in length which was thermostatted at 110 ° C. After briefly flushing with argon, acetylene was passed through at a rate of 20 l / h and the glass tube was heated from 110 ° C. to 170 ° C. within 20 minutes. The boat with the fibers was removed at 170 ° C. and heated in a tube furnace in a stream of argon at a rate of 100 ° C. to 1050 ° C. The fibers obtained showed a tensile strength of 51 to 88 kg / mm² with a diameter of 28 microns.
Entsprechend Beispiel 1 wurde eine Mischung von 300 g spaltbarem Disilan der Zusammensetzung Me2,6Si₂Cl3,4 und 100 g Trichlorsilan in 3 l Toluol gelöst und mit Methylamin umgesetzt. Nach der Entfernung des Aminhydrochloridniederschlags und dem Abdestillieren des Lösungsmittels bei 100°C im Vakuum erhielt man 277 g eines goldgelben, trüben, öligen Produkts. 100 g des erhaltenen Aminodisilangemisches wurden mit 2 Gew.-% Methyltridecylammoniumchlorid versetzt und wie unter 1 beschrieben innerhalb 5 h auf eine Temperatur von 430°C erhitzt. Unter Abspaltung von Methylamin, Propen und Wasserstoff und unter Bildung von Methylhydrogensilanen erhielt man 75 g eines glasartigen spröden Polymers. Das Polymer wies einen Schmelzpunkt von 160°C auf und war in Toluol, Tetrahydrofuran, Chloroform, Methylenchlorid und Tetrachlorkohlenstoff löslich. According to Example 1, a mixture of 300 g of cleavable disilane of the composition Me 2.6 Si₂Cl 3.4 and 100 g of trichlorosilane was dissolved in 3 l of toluene and reacted with methylamine. After removing the amine hydrochloride precipitate and distilling off the solvent at 100 ° C. in vacuo, 277 g of a golden, cloudy, oily product were obtained. 100 g of the aminodisilane mixture obtained were mixed with 2% by weight of methyltridecylammonium chloride and, as described under 1, heated to a temperature of 430 ° C. in the course of 5 hours. With the elimination of methylamine, propene and hydrogen and the formation of methylhydrogensilanes, 75 g of a glass-like brittle polymer were obtained. The polymer had a melting point of 160 ° C and was soluble in toluene, tetrahydrofuran, chloroform, methylene chloride and carbon tetrachloride.
Elementaranalyse:Elemental analysis:
N = 23,2%
Cl = 0,04%
Si = 34,8%N = 23.2%
Cl = 0.04%
Si = 34.8%
Gelchromatographie:Gel chromatography:
Maximum bei 20 000 g/mol und Schulter bei 2000 g/mol.Maximum at 20,000 g / mol and shoulder at 2000 g / mol.
50 g des gemäß Beispiel 3 erhaltenen Polymeren wurden in 150 ml Toluol gelöst. Dazu gab man 1 ml einer Lösung von 1 g π-Cyclooctadienylplatindichlorid in 100 ml Toluol und dampft das Lösungsmittel wieder ab. Das Polymer wurde wie unter Beispiel 2 beschrieben bei einer Temperatur von 160°C zu Fasern versponnen. Anschließend wurde die Faser von der Spule geschnitten, in ein Aluminiumoxidschiffchen gelegt und in ein thermostatisiertes Glasrohr von 40 mm Durchmesser und 600 mm Länge gegeben. Darin wurde die Faser auf 110°C erhitzt, wobei gleichzeitig ein Argonstrom von 20 l/h durchgeleitet, welcher vorher durch eine Waschflasche mit Isopren geleitet und bei 20°C mit diesem Gas gesättigt wurde. In halbstündigen Intervallen wurde die Temperatur im Rohr in 10°C-Schritten bis auf 160°C erhöht. Darauf wurde die vernetzte Faser im Argonstrom wie unter Beispiel 2 beschrieben ohne Zugspannung pyrolisiert. Bei einem Faserdurchmesser von 30 µm wurden Zugfestigkeiten von 36-42 kp/mm² gemessen.50 g of the polymer obtained according to Example 3 were dissolved in 150 ml of toluene. 1 ml of a solution of 1 g of π -cyclooctadienylplatinum dichloride in 100 ml of toluene was added and the solvent was evaporated off again. The polymer was spun into fibers as described in Example 2 at a temperature of 160 ° C. The fiber was then cut from the spool, placed in an alumina boat and placed in a thermostatted glass tube 40 mm in diameter and 600 mm in length. In it, the fiber was heated to 110 ° C, at the same time passing an argon flow of 20 l / h, which was previously passed through a wash bottle with isoprene and saturated at 20 ° C with this gas. At intervals of half an hour, the temperature in the tube was increased in 10 ° C steps up to 160 ° C. The crosslinked fiber was then pyrolyzed in a stream of argon as described in Example 2 without tension. With a fiber diameter of 30 µm tensile strengths of 36-42 kp / mm² were measured.
Eine Lösung von 244 g Trichlorsilan in 3 l Toluol wurde mit Methylamin umgesetzt, bis kein Gas mehr aufgenommen wurde. Nach dem Abklingen der Reaktionswärme wurde das Gemisch noch 15 min am Rückfluß erhitzt. Anschließend ließ man abkühlen, filtrierte das ausgefallene Methylaminhydrochlorid unter Argonatmosphäre ab und dampfte das klare Filtrat im Wasserstrahlvakuum bei 100°C am Rotationsverdampfer ein. Man erhielt 156 g eines farblosen, leicht trüben Öls. 87,5 g des gemäß Beispiel 1 erhaltenen Aminodisilans wurden mit 12,5 g des gemäß oben hergestellten Methylaminohydrosilans gemischt. Nach Zugabe von 2 g Tetraoctylammoniumbromid wurde das Reaktionsgemisch in einem 250-ml-Kolben mittels eines Heizpilzes auf 460°C erhitzt. Hierbei destillierten 27,3 g leichtflüchtige Produkte ab und man erhielt 59,1 g eines bei 170°C schmelzenden Feststoffes.A solution of 244 g of trichlorosilane in 3 l of toluene was mixed with Methylamine reacted until gas was no longer absorbed. After the heat of reaction had subsided, the mixture was still Heated at reflux for 15 min. Then allowed to cool, filtered the precipitated methylamine hydrochloride Argon atmosphere and evaporated the clear filtrate in a water jet vacuum at 100 ° C on a rotary evaporator. You got 156 g of a colorless, slightly cloudy oil. 87.5 g of Aminodisilane obtained according to Example 1 were with 12.5 g of the methylaminohydrosilane prepared according to the above. After adding 2 g of tetraoctylammonium bromide the reaction mixture in a 250 ml flask using a Patio heater heated to 460 ° C. Here, 27.3 g distilled volatile products and 59.1 g of one was obtained 170 ° C melting solid.
Elementaranalyse:Elemental analysis:
N = 18,3%N = 18.3%
Gelchromatogramm:Gel chromatogram:
Es liegt eine trimodale Verteilung vor mit Maximas bei 2000, 4000 und 20 000 g/mol.There is a trimodal distribution with Maximas at 2000, 4000 and 20,000 g / mol.
50 g des gemäß Beispiel erhaltenen Polymers wurden in 150 ml Toluol gelöst und mit 1 ml einer 1%igen Lösung des unter Beispiel 2 beschriebenen Katalysators versetzt. Nach dem Einengen erhielt man ein verspinnbares Harz, welches wie bereits beschrieben, versponnen wurde. Die Faservernetzung erfolgte wie unter Beispiel 4 beschrieben, wobei als Vernetzungsagens 2,3-Dimethylbutadien-1,3 eingesetzt wurde. Die Waschflasche wurde hierbei auf eine Temperatur von 50°C gebracht, die Einwirkungsdauer bei der jeweiligen Temperatur war identisch mit der von Beispiel 4.50 g of the polymer obtained according to the example were in 150 ml Toluene dissolved and with 1 ml of a 1% solution of added catalyst described in Example 2. To After concentration, a spinnable resin was obtained, which like already described, was spun. Fiber networking was carried out as described in Example 4, with the crosslinking agent 2,3-dimethylbutadiene-1,3 was used. The wash bottle was at a temperature of 50 ° C brought, the exposure time at the respective temperature was identical to that of Example 4.
Nach der Pyrolyse erhielt man schwarze SiC-Fasern. Bei einem Durchmesser von 40 µm lag die Zugfestigkeit bei 35-45 kp/mm². Die Pyrolyse in reiner Wasserstoffatmosphäre ergab goldfarbige Keramikfasern mit wesentlich reduziertem Kohlenstoffgehalt und unverändert guten Zugfestigkeiten.After pyrolysis, black SiC fibers were obtained. At a With a diameter of 40 µm, the tensile strength was 35-45 kp / mm². Pyrolysis in a pure hydrogen atmosphere gave gold-colored ceramic fibers with significantly reduced carbon content and still good tensile strength.
52 g des gemäß Beispiel 1 hergestellten Aminodisilans wurden mit 2 Gew.-% Trioctylamin versetzt und in einen 100 ml fassenden Autoklaven gefüllt. Das Gemisch wurde innerhalb von 1 h auf 415°C erhitzt. Anschließend erhitzte man innerhalb von 5 h weiter auf maximal 530°C, wobei ein Druck von 120 bar erreicht wurde. Anschließend kühlte man ab und entspannte. Der feste Autoklaveninhalt wurde mit Toluol herausgelöst. Die Lösung wurde filtriert und eingeengt. Bei einer Temperatur von 260°C wurden im Hochvakuum flüchtige Bestandteile entfernt. Als Rückstand erhielt man 44,5 g eines bei 135°C schmelzenden, in Toluol und Tetrahydrofuran löslichen Harzes.52 g of the aminodisilane prepared according to Example 1 were mixed with 2 wt .-% trioctylamine and in a 100 ml autoclave filled. The mixture was inside heated from 1 h to 415 ° C. Then you heated inside from 5 h to a maximum of 530 ° C, a pressure of 120 bar was reached. Then you cooled down and relaxed. The solid content of the autoclave was extracted with toluene. The solution was filtered and concentrated. At a Temperatures of 260 ° C became volatile in a high vacuum away. 44.5 g of one was obtained as residue melting at 135 ° C, soluble in toluene and tetrahydrofuran Resin.
Elementaranalyse:Elemental analysis:
C = 31,0%
H = 7,6%
N = 17,7%
Si = 38,0%
O = 5,7%
Cl = 0,5%C = 31.0%
H = 7.6%
N = 17.7%
Si = 38.0%
O = 5.7%
Cl = 0.5%
Gelchromatogramm:Gel chromatogram:
Nahezu monomodale Verteilung mit Maximum bei 1500 g/mol. Leichte Schulter bei 500 g/mol.Almost monomodal distribution with maximum at 1500 g / mol. Light shoulder at 500 g / mol.
Die Einbringung des Norbornen-acetylacetonat-Platin-Komplexes in das Polymer gemäß Beispiel 7 erfolgte gemäß Beispiel 2. Das Polymer wurde bei 135°C versponnen und auf einer Stahlspule mit 6 cm Durchmesser in dünner Lage aufgespult. Diese Spule wurde in einem Kammerofen 24 h einer Acetylenatmosphäre von 1 bis 2 bar Druck bei einer Temperatur von 70-80°C ausgesetzt. Anschließend wurde das Acetylen durch Evakuieren entfernt und durch eine Argonatmosphäre ersetzt. Mit einer Aufheizrate von 100°C/h wurde der Ofen auf 1000°C erhitzt und anschließend sofort abgekühlt. Die Spule wurde entnommen und die Fasern wurden herabgeschnitten. Die Werte für die Zugfestigkeit lagen im Bereich von 28-92 kp/mm² bei einem Faserdurchmesser von 28 µm. The introduction of the norbornene-acetylacetonate-platinum complex into the polymer according to Example 7 was carried out according to Example 2. The polymer was spun at 135 ° C and opened a 6 cm diameter steel spool spooled in a thin layer. This coil was placed in a chamber furnace for 24 hours in an acetylene atmosphere from 1 to 2 bar pressure at one temperature exposed from 70-80 ° C. Then the acetylene removed by evacuation and by an argon atmosphere replaced. The furnace was heated at a rate of 100 ° C / h heated to 1000 ° C and then cooled immediately. The Bobbin was removed and the fibers were cut down. The tensile strength values were in the range of 28-92 kp / mm² with a fiber diameter of 28 µm.
150 g eines Gemisches aus Trimethyltrichlordisilan und Dimethyltetrachlordisilan sowie 50 g Trichlorsilan wurden in 1,5 l Toluol gelöst. Unter starkem Rühren leitete man ein Gemisch aus Methylamin und Ammoniak im Volumenverhältnis 5 : 1 ein. Nachdem Sättigung erreicht war, wurde 15 min am Rückfluß gekocht. Nach dem Erkalten wurde bei 100°C eingeengt. Als Rückstand erhielt man 88 g eines goldgelben Harzes, welches in Toluol, Tetrahydrofuran, Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform und Methylenchlorid löslich war und einen Schmelzpunkt von 105°C aufwies.150 g of a mixture of trimethyltrichlorodisilane and dimethyltetrachlorodisilane and 50 g of trichlorosilane were in 1.5 l of toluene dissolved. The mixture was introduced with vigorous stirring Mixture of methylamine and ammonia in a volume ratio of 5: 1 a. After saturation was reached, the mixture was refluxed for 15 minutes cooked. After cooling, the mixture was concentrated at 100 ° C. 88 g of a golden yellow resin were obtained as residue, which in toluene, tetrahydrofuran, carbon tetrachloride, Chloroform and methylene chloride was soluble and one Melting point of 105 ° C had.
Elementaranalyse:Elemental analysis:
C = 24,4%
N = 26,3%
Cl = 0,5%
H = 5,4%
Si = 42,5%C = 24.4%
N = 26.3%
Cl = 0.5%
H = 5.4%
Si = 42.5%
Gelchromatogramm:Gel chromatogram:
Trimodale Verteilung; schwaches Maximum bei 350 g/mol, breites, starkes Maximum bei 2000 g/mol, schmäleres, starkes Maximum bei 5000 g/mol.Trimodal distribution; weak maximum at 350 g / mol, broad, strong maximum at 2000 g / mol, narrower, strong maximum at 5000 g / mol.
50 g des gemäß Beispiel 9 hergestellten Polymers wurden in 150 ml Toluol gelöst. Hierzu gab man 1 ml einer 1%igen Lösung von Platinacetylacetonat und engte ein. Bei einer Temperatur von 110°C wurde das Polymer entsprechend der vorhergehenden Versuche versponnen. Ein Faserbündel wurde gemäß Beispiel 4 vernetzt, indem ein Argonstrom, welcher mit Divinyltetramethyldisilazan gesättigt wurde, darübergeleitet wurde. Die Anfangstemperatur der Faser lag bei 70°C, die Temperatur des Silazanverdampfers bei 60°C. In halbstündigen Zeitintervallen wurde die Temperatur jeweils um 10°C angehoben, sowohl die des Rohres, in welchem sich die Fasern befanden, als auch die des Verdampfers, wobei die Verdampfertemperatur jeweils 10°C unter der der Fasern lag. Nach Erreichen einer Maximaltemperatur der Faser von 120°C wurden diese im Argonstrom bei 1050°C pyrolisiert. Die gemessenen Zugfestigkeiten lagen im Bereich von 25-62 kp/mm² bei einer Faserstärke von 42 µm.50 g of the polymer prepared according to Example 9 were in 150 ml of toluene dissolved. For this, 1 ml of a 1% strength was added Solution of platinum acetylacetonate and constricted. At a The temperature of 110 ° C was the polymer according to the previous attempts spun. A bundle of fibers was crosslinked according to Example 4 by an argon flow, which with Divinyltetramethyldisilazane was saturated passed over has been. The initial temperature of the fiber was 70 ° C, the temperature of the silazane evaporator at 60 ° C. In half an hour Time intervals the temperature was around 10 ° C raised, both that of the pipe in which the Fibers, as well as those of the evaporator, the Evaporator temperature 10 ° C below that of the fibers. After reaching a maximum fiber temperature of 120 ° C these were pyrolyzed in a stream of argon at 1050 ° C. The measured Tensile strengths were in the range of 25-62 kp / mm² with a fiber thickness of 42 µm.
Gemäß Beispiel 1 der EP-A 00 21 844 wurde durch Umsetzung von Dimethyldichlorsilan mit Natriumdipersion in Toluol ein unlösliches und unschmelzbares Dimethylpolysilan hergestellt. Entsprechend Beispiel 4 der genannten EP-A wurden 30 g des Polysilans in einem 100 ml fassenden, elektrisch beheizten Autoklaven bei 460°C in ein Polycarbosilan umgewandelt. Nach 8stündiger Versuchszeit wurde abgekühlt, entspannt und der Rückstand mit Hexan extrahiert. Nach dem Abdampfen des Lösungsmittels wurden flüchtige Bestandteile bei 200°C am Hochvakuum entfernt. Es wurden 14,2 g eines löslichen, bei 90 bis 95°C schmelzenden Feststoffes isoliert.According to Example 1 of EP-A 00 21 844 was by reacting Dimethyldichlorosilane with sodium dispersion in toluene an insoluble and infusible dimethylpolysilane. According to Example 4 of the EP-A mentioned, 30 g of Polysilane in a 100 ml, electrically heated Autoclave converted into a polycarbosilane at 460 ° C. After an 8-hour test period, the mixture was cooled, relaxed and the residue extracted with hexane. After evaporating the Solvents were volatiles at 200 ° C on High vacuum removed. 14.2 g of a soluble, were 90 to 95 ° C melting solid isolated.
Elementaranalyse:Elemental analysis:
C = 40,9%
H = 11,1%
Si = 48,2%C = 40.9%
H = 11.1%
Si = 48.2%
Gelchromatogramm:Gel chromatogram:
Monomodale Verteilung mit einem Maximum bei 900g/mol.Monomodal distribution with a maximum at 900g / mol.
Das gesamte in Beispiel 11 hergestellte Polycarbosilan wurde in 50 ml Toluol gelöst. Es wurden 0,5 ml einer 1%igen Lösung von Bis(acetonitril)platindichlorid in Toluol zugegeben und die Lösung eingeengt. Das erhaltene Polymer wurde bei 100°C im Spinnkopf geschmolzen und wie bereits beschrieben versponnen. Die somit hergestellten Fasern wurden von der Spule geschnitten und in einer Porzellanschale in einen 3 l fassenden, thermostatisierbaren Stahltopf gelegt, welcher mit Argon gespühlt wurde. Zusätzlich gab man eine kleine Schale mit 1 ml Isopren in den Behälter und heizte nach dem Verschließen mit einer Geschwindigkeit von 10°C/h auf 80°C auf. Nach 16 h wurden die Fasern entnommen und pyrolisiert. Die erhaltenen SiC-Fasern hatten einen Durchmesser von 55 µm und wiesen eine Zugfestigkeit von 30-35 kp/mm² auf.All of the polycarbosilane prepared in Example 11 was dissolved in 50 ml of toluene. There were 0.5 ml of a 1% Solution of bis (acetonitrile) platinum dichloride in toluene added and concentrated the solution. The polymer obtained was melted at 100 ° C in the spinning head and as already described spun. The fibers thus produced were cut from the spool and in a porcelain bowl put a 3 l, thermostatic steel pot, which was purged with argon. In addition, one was given small bowl with 1 ml of isoprene in the container and heated after sealing at a rate of 10 ° C / h to 80 ° C. After 16 hours the fibers were removed and pyrolyzed. The SiC fibers obtained had a diameter of 55 µm and had a tensile strength of 30-35 kp / mm² on.
Claims (9)
- a) ein SiH-Bindungen enthaltendes Siliciumpolymer, ausgewählt aus der Gruppe der Organopolysilane, Organopolycarbosilane oder Polysilazane, in Gegenwart eines Hydrosilylierungskatalysators mit einer aliphatischen Verbindung, die zumindest eine Mehrfachbindung enthält, in Kontakt gebracht wird und
- b) das Umsetzungsprodukt gemäß a) in inerter Atmosphäre, im Vakuum, in Ammoniak oder Wasserstoff enthaltender Atmosphäre bei Temperaturen im Bereich von 700 bis 1500°C pyrolysiert wird.
- a) a silicon polymer containing SiH bonds, selected from the group of organopolysilanes, organopolycarbosilanes or polysilazanes, is brought into contact with an aliphatic compound which contains at least one multiple bond in the presence of a hydrosilylation catalyst and
- b) the reaction product according to a) is pyrolyzed in an inert atmosphere, in a vacuum, in an atmosphere containing ammonia or hydrogen at temperatures in the range from 700 to 1500 ° C.
R′ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff-, Halogen-, Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl- oder Arylrest und
R′′ Halogen-, Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl- oder Arylrest bedeuten, wobei y im Bereich von 0 bis 20 und z im Bereich von 1 bis 10 000 liegen, verwendet werden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that organopolysilanes, constructed from details of the formula in which
R 'are each independently hydrogen, halogen, alkyl, cycloalkyl, alkenyl or aryl and
R '' are halogen, alkyl, cycloalkyl, alkenyl or aryl radical, where y is in the range from 0 to 20 and z is in the range from 1 to 10,000, are used.
R′ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff-, Halogen, Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl- oder Arylrest bedeutet und
x im Bereich von 1 bis 20, y im Bereich von 1 bis 20 und
x im Bereich von 1 bis 10 000 liegen, verwendet werden.4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that organopolycarbosilanes, constructed from details of the formula in which
R 'each independently represents hydrogen, halogen, alkyl, cycloalkyl, alkenyl or aryl and
x in the range from 1 to 20, y in the range from 1 to 20 and
x are in the range from 1 to 10,000 can be used.
R′ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff-, Halogen-, Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Aryl-, Amino-, Alkylamino-, Dialkylamino-, Arylamino- oder Diarylaminorest bedeutet und
x im Bereich von 1 bis 20, y im Bereich von 1 bis 20 und
z im Bereich von 1 bis 10 000 liegen, verwendet werden.5. The method according to claim 1 or 2, characterized in that polysilazanes, constructed from details of the formulas in which
R 'each independently represents hydrogen, halogen, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, aryl, amino, alkylamino, dialkylamino, arylamino or diarylamino radical and
x in the range from 1 to 20, y in the range from 1 to 20 and
z range from 1 to 10,000 can be used.
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1988
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