JPH02199126A - シラザン‐オリゴマ―およびその製造方法 - Google Patents
シラザン‐オリゴマ―およびその製造方法Info
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- JPH02199126A JPH02199126A JP1310834A JP31083489A JPH02199126A JP H02199126 A JPH02199126 A JP H02199126A JP 1310834 A JP1310834 A JP 1310834A JP 31083489 A JP31083489 A JP 31083489A JP H02199126 A JPH02199126 A JP H02199126A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G77/60—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule in which all the silicon atoms are connected by linkages other than oxygen atoms
- C08G77/62—Nitrogen atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F9/00—Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
- C07F9/66—Arsenic compounds
- C07F9/70—Organo-arsenic compounds
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- Silicon Polymers (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の利用分野1
本発明は、新規のシラザン−オリゴマーおよびその製造
方法に関する0本発明のシラザン−オリゴマーは、更に
反応することによって、例えばクロロシラザン類との反
応によって重合体シラザン類に転化できそして該重合体
シラザン類は熱分解して窒化珪素含有セラミック物質を
形成し得る。
方法に関する0本発明のシラザン−オリゴマーは、更に
反応することによって、例えばクロロシラザン類との反
応によって重合体シラザン類に転化できそして該重合体
シラザン類は熱分解して窒化珪素含有セラミック物質を
形成し得る。
[従来技術1
他のオリゴマーから重合体シラザン類を製造することは
既に開示されている(米国特許第4゜482.669号
明細書、同第4,720.532号明細書、国際特許出
@ PCT−Wo 88101260号)、ポリシラザ
ン類を熱分解して窒化珪素含有セラミック物質を得るこ
とも同様である(R,R,Wills et alo、
Ceramic Bulletin、 vol、 6
2 (I983) 904−915)*重合体の中間体
としてのシラザン−オリゴマーまたは低分子量シラザン
類は、従来、出発物質としてクロロシラン類を用いそし
てこれをアンモニア、第一アミンまたは第二アミンと反
応させて製造されてきた(米国特許第4.540180
3号明細書、同第4,543.344号明細書、同第4
,595.755号明細書、同第4.397.828号
明細書)。
既に開示されている(米国特許第4゜482.669号
明細書、同第4,720.532号明細書、国際特許出
@ PCT−Wo 88101260号)、ポリシラザ
ン類を熱分解して窒化珪素含有セラミック物質を得るこ
とも同様である(R,R,Wills et alo、
Ceramic Bulletin、 vol、 6
2 (I983) 904−915)*重合体の中間体
としてのシラザン−オリゴマーまたは低分子量シラザン
類は、従来、出発物質としてクロロシラン類を用いそし
てこれをアンモニア、第一アミンまたは第二アミンと反
応させて製造されてきた(米国特許第4.540180
3号明細書、同第4,543.344号明細書、同第4
,595.755号明細書、同第4.397.828号
明細書)。
[発明が解決しようとする課題]
本発明は、ポリシラザン類の為の新規の出発物質、即ち
シラザン−オリゴマーを提供することである。
シラザン−オリゴマーを提供することである。
L発明の構成]
本発明は、R’R”5iCIzとCIJ’5i−CHz
−CHl−3iR”CI□との混合物と過剰のアンモニ
アとを一70〜+100℃で反応させること、 上記両式中の各基が互いに無関係に以下の意味を持つ: R1およびR露は11、c、−cbアルキル基またはC
2〜C3アルケニル基でありそして R3はC9〜C,アルキル基またはC!〜C6アルケニ
ル基である、 ことを特徴とする、シラザン−オリゴマーの製造方法に
関する。R1およびR2がH,C,−C3アルキル基ま
たはCz ” Csアルケニル基でありそしてR3がC
1〜C,アルキル基またはCt〜C,アルケニル基であ
るのが有利である。特に、R’=IlでそしてR”=R
3−C)13であるのが有利である。
−CHl−3iR”CI□との混合物と過剰のアンモニ
アとを一70〜+100℃で反応させること、 上記両式中の各基が互いに無関係に以下の意味を持つ: R1およびR露は11、c、−cbアルキル基またはC
2〜C3アルケニル基でありそして R3はC9〜C,アルキル基またはC!〜C6アルケニ
ル基である、 ことを特徴とする、シラザン−オリゴマーの製造方法に
関する。R1およびR2がH,C,−C3アルキル基ま
たはCz ” Csアルケニル基でありそしてR3がC
1〜C,アルキル基またはCt〜C,アルケニル基であ
るのが有利である。特に、R’=IlでそしてR”=R
3−C)13であるのが有利である。
出発物質として用いるクロロシラン類のRIRlsic
ttは市販されており、エチレン−ブリッジを持つ種類
のChR3Si−C1h−C8l−SiR3C1gは市
販のR’HSiC1zとエチレンとをヒドロシル化反応
させることによって得ることができる。
ttは市販されており、エチレン−ブリッジを持つ種類
のChR3Si−C1h−C8l−SiR3C1gは市
販のR’HSiC1zとエチレンとをヒドロシル化反応
させることによって得ることができる。
シラザン−オリゴマーは、反応成分(クロロシラン類と
アンモニア)に対して不活性の挙動を示す溶剤、例えば
飽和の脂肪族炭化水素または芳香族炭化水素、例えばn
−ペンタン、シクロヘキサンまたはトルエン;塩素化炭
化水素、例えばクロロホルムまたはクロロベンゼン;ま
たはエーテル類、例えばジエチル−エーテルまたはTI
IF中にクロロシラン類を取り、次いで飽和点までアン
モニアと混合することによって製造するのが有利である
。飽和は、全ての5iC1官能基がNH基によって置換
された時に起きる。場合によってはこの方法を減圧下に
または1〜100barの範囲内の圧力のもとで実施す
ることもできる。アンモニアは気体としてまたは液体と
して配置供給する。この方法は連続的に実施することも
できる。
アンモニア)に対して不活性の挙動を示す溶剤、例えば
飽和の脂肪族炭化水素または芳香族炭化水素、例えばn
−ペンタン、シクロヘキサンまたはトルエン;塩素化炭
化水素、例えばクロロホルムまたはクロロベンゼン;ま
たはエーテル類、例えばジエチル−エーテルまたはTI
IF中にクロロシラン類を取り、次いで飽和点までアン
モニアと混合することによって製造するのが有利である
。飽和は、全ての5iC1官能基がNH基によって置換
された時に起きる。場合によってはこの方法を減圧下に
または1〜100barの範囲内の圧力のもとで実施す
ることもできる。アンモニアは気体としてまたは液体と
して配置供給する。この方法は連続的に実施することも
できる。
製造される新規のシラザン−オリゴマーは、式(I)
[式中、nは約2〜約12である。l
で表すことのできる分子構造を有している。
従って、本発明は更に、弐
【式中、aおよびbは個々の構造単位のモル分率であり
、a>0、b>Oそしてnは約2〜約12であり、 そして各基が互いに無関係に以下の意味を持つ: R1およびR暑まH,C1〜C3アルキル基またはC2
〜C,アルケニル基であり、 R3はC1〜C,アルキル基またはC2〜Chアルケニ
ル基である。1 で表されるシラザン−オリゴマーに関する。aおよびb
は個々の構造単位のモル分率である。
、a>0、b>Oそしてnは約2〜約12であり、 そして各基が互いに無関係に以下の意味を持つ: R1およびR暑まH,C1〜C3アルキル基またはC2
〜C,アルケニル基であり、 R3はC1〜C,アルキル基またはC2〜Chアルケニ
ル基である。1 で表されるシラザン−オリゴマーに関する。aおよびb
は個々の構造単位のモル分率である。
aとbとの合計は1であり、その際a> Oでそしてb
>Oである )71およびR1がH,Ct〜C,アルキ
ル基またはC2〜C,アルケニル基でありそしてR3が
C1〜C,アルキル基またはCt ”” Csアルケニ
ル基であるのが有利である。特に、R’=IIでそして
R”=R’=C)l!であるの場合が有利である。
>Oである )71およびR1がH,Ct〜C,アルキ
ル基またはC2〜C,アルケニル基でありそしてR3が
C1〜C,アルキル基またはCt ”” Csアルケニ
ル基であるのが有利である。特に、R’=IIでそして
R”=R’=C)l!であるの場合が有利である。
本発明のシラザン−オリゴマーは、容易に重合体クロロ
シラザン類に転化でき且つその重合体クロロシラザン類
が窒化珪素含有セラミック材料に高収率で転化できるの
で、価値ある中間体である。
シラザン類に転化でき且つその重合体クロロシラザン類
が窒化珪素含有セラミック材料に高収率で転化できるの
で、価値ある中間体である。
重合体クロロシラザン類は、式(I)のシラザン−オリ
ゴマーをクロロシラン類CI’J’5i−C)Iz−C
Ht−SiR’C1g 、(:1sSi−CFlx−C
Hz−5iR’CIg 、R’5tctsまたはR’5
iHC1zの少なくとも一種類と30°C〜300°C
で反応させることによって得られる。但し、これらクロ
ロシラン類の式中の各記号は互いに無関係に以下の意味
を有する:R1および「・ 11、C8〜C6アルキル
基またはC2〜C,アルケニル基でありそして R3,R4、R5,、R”#cJ:、ヒR’−ct 〜
C&フルー1−/L4マたはC2〜C&アルケニル基で
ある。
ゴマーをクロロシラン類CI’J’5i−C)Iz−C
Ht−SiR’C1g 、(:1sSi−CFlx−C
Hz−5iR’CIg 、R’5tctsまたはR’5
iHC1zの少なくとも一種類と30°C〜300°C
で反応させることによって得られる。但し、これらクロ
ロシラン類の式中の各記号は互いに無関係に以下の意味
を有する:R1および「・ 11、C8〜C6アルキル
基またはC2〜C,アルケニル基でありそして R3,R4、R5,、R”#cJ:、ヒR’−ct 〜
C&フルー1−/L4マたはC2〜C&アルケニル基で
ある。
重合体クロロシラザンを生じる反応において、反応成分
のモル比、即ちクロロシラン:オリゴシラザンの単量体
単位(n・1)のモル比は、約0゜1=1〜約1.5:
1 、特にo、t:i〜約0.7:1であるのが有利で
ある。
のモル比、即ちクロロシラン:オリゴシラザンの単量体
単位(n・1)のモル比は、約0゜1=1〜約1.5:
1 、特にo、t:i〜約0.7:1であるのが有利で
ある。
反応成分を互いに反応させる為には、オリゴシラザン類
を最初に導入し、これに上記のクロロシラン類の少なく
とも一種類を添加するのが有利である0反応が発熱反応
であるので、反応成分を一緒に導入する場合には、温度
を最初に30〜50°Cに維持するのが有利である。次
いでこの反応混合物を100〜300℃、好ましくは1
20〜250°Cの温度に加熱する。
を最初に導入し、これに上記のクロロシラン類の少なく
とも一種類を添加するのが有利である0反応が発熱反応
であるので、反応成分を一緒に導入する場合には、温度
を最初に30〜50°Cに維持するのが有利である。次
いでこの反応混合物を100〜300℃、好ましくは1
20〜250°Cの温度に加熱する。
副生成物として生じる若干のNl2が反応の間に漏れ出
る。反応が完結した時に、残りの低沸点成分を反応容器
から一般に減圧によって除く。
る。反応が完結した時に、残りの低沸点成分を反応容器
から一般に減圧によって除く。
反応の間に生じるN114CIの大部分は反応の過程で
反応混合物から昇華排除される。あるいは残留するNH
4Clは本発明に従って製造される重合体クロロシラザ
ンから不活性有機溶剤、例えばn−へキサン、トルエン
またはエーテルにて抽出することによって分離すること
ができる。
反応混合物から昇華排除される。あるいは残留するNH
4Clは本発明に従って製造される重合体クロロシラザ
ンから不活性有機溶剤、例えばn−へキサン、トルエン
またはエーテルにて抽出することによって分離すること
ができる。
反応時間は加熱速度および反応温度に依存している。3
〜7時間の反応時間で一般に十分である。
〜7時間の反応時間で一般に十分である。
反応は有機溶剤中で実施することもできる。
適する溶剤は、反応成分に対して不活性であり且つ十分
に高い沸点を有しているもの、例えば飽和の脂肪族炭化
水素または芳香族炭化水素、例えばn−デカン、デカリ
ン、キシレンまたはトルエン;塩素化炭化水素、例えば
クロロベンゼン:またはエーテル類、例えばジベンジル
−エーテルまたはジエチレングリコール−ジエチルエー
テルがある。生じたNH4Clを溶解しない溶剤を用い
る場合には、NH4Clを濾過によって分離することが
できる。次いで、減圧下に溶剤を蒸発させることによっ
て本発明の重合体クロロシラザン類を得ることができる
。
に高い沸点を有しているもの、例えば飽和の脂肪族炭化
水素または芳香族炭化水素、例えばn−デカン、デカリ
ン、キシレンまたはトルエン;塩素化炭化水素、例えば
クロロベンゼン:またはエーテル類、例えばジベンジル
−エーテルまたはジエチレングリコール−ジエチルエー
テルがある。生じたNH4Clを溶解しない溶剤を用い
る場合には、NH4Clを濾過によって分離することが
できる。次いで、減圧下に溶剤を蒸発させることによっ
て本発明の重合体クロロシラザン類を得ることができる
。
場合によっては、この方法は減圧下または1〜10気圧
の範囲の圧力のもとで実施してもよい。
の範囲の圧力のもとで実施してもよい。
この方法は連続的に実施することもできる。
製造される新規の重合体クロロシラザン類は、式(n)
\/
[式中、窒素原子の自由原子価はH原子またはシリル基
R”5iXN< (X=tl、Cl5N<、cll!c
t12si←)で飽和されておりそしてc、 d 、
e 、 f 、 gおよびhは個々の構造単位のモル分
率でありそして、各基は互いに無関係に以下の意味を持
つ:R1およびRtは■、C1〜C6アルキル基または
02〜C,アルケニル基であり、 R4、R8,R6およびR*はC1〜C,アルキル基ま
たはC!〜C6アルケニル基であり、 R7は、指数d、e、fおよびgの少なくとも一つが〉
Oである場合にはC1〜C3アルキル基またはC2〜C
,アルケニル基であり、またはRtは、d=e=f=g
= Oの場合には、C,〜C,アルケニル基である。1 で表される。
R”5iXN< (X=tl、Cl5N<、cll!c
t12si←)で飽和されておりそしてc、 d 、
e 、 f 、 gおよびhは個々の構造単位のモル分
率でありそして、各基は互いに無関係に以下の意味を持
つ:R1およびRtは■、C1〜C6アルキル基または
02〜C,アルケニル基であり、 R4、R8,R6およびR*はC1〜C,アルキル基ま
たはC!〜C6アルケニル基であり、 R7は、指数d、e、fおよびgの少なくとも一つが〉
Oである場合にはC1〜C3アルキル基またはC2〜C
,アルケニル基であり、またはRtは、d=e=f=g
= Oの場合には、C,〜C,アルケニル基である。1 で表される。
この重合体クロロシラザン類はアンモニアとの反応によ
ってポリシラザン類に転化され得て(アンモニア分解)
そしてこれは再び、熱分解によって窒化珪素含有セラミ
ック物質に転化され得る。
ってポリシラザン類に転化され得て(アンモニア分解)
そしてこれは再び、熱分解によって窒化珪素含有セラミ
ック物質に転化され得る。
アンモニア分解は、有機溶剤中で実施するのが有利であ
るが、液状のNH3中でも実施することができる。重合
体クロロシラザン類に対して不活性の挙動を示すあらゆ
る溶剤が適する。特に有利な溶剤は、副生成物として得
られる塩化アンモニウムを僅かしか溶解せず且つ該塩化
アンモニウムを容易に分離できるもの、例えばエーテル
類、脂肪族−および芳香族炭化水素および塩素化炭化水
素がある。アンモニア分解において反応成分は如何なる
順序でも反応容器に供給することができる。しかしなが
ら、一般には重合体クロロシラザン類を溶液状態で最初
に導入し、気体状アンモニアを通すかまたは液体アンモ
ニアを添加するのが有利である。重合体クロロシラザン
類が適当な溶剤中で製造された場合には、NH,CIを
予め分離せずにその溶剤中でアンモニア分解を実施して
もよい。アンモニア分解は、反応が完結し且つ最終生成
物が出来るだけ塩素を含まないこをと保証する為に、過
剰のN1(、を用いて実施するのが有利である。この目
的にとって化学量論量の二倍で一般に十分である。
るが、液状のNH3中でも実施することができる。重合
体クロロシラザン類に対して不活性の挙動を示すあらゆ
る溶剤が適する。特に有利な溶剤は、副生成物として得
られる塩化アンモニウムを僅かしか溶解せず且つ該塩化
アンモニウムを容易に分離できるもの、例えばエーテル
類、脂肪族−および芳香族炭化水素および塩素化炭化水
素がある。アンモニア分解において反応成分は如何なる
順序でも反応容器に供給することができる。しかしなが
ら、一般には重合体クロロシラザン類を溶液状態で最初
に導入し、気体状アンモニアを通すかまたは液体アンモ
ニアを添加するのが有利である。重合体クロロシラザン
類が適当な溶剤中で製造された場合には、NH,CIを
予め分離せずにその溶剤中でアンモニア分解を実施して
もよい。アンモニア分解は、反応が完結し且つ最終生成
物が出来るだけ塩素を含まないこをと保証する為に、過
剰のN1(、を用いて実施するのが有利である。この目
的にとって化学量論量の二倍で一般に十分である。
反応は一般に約−50〜+100°C1好ましくは一2
0〜+30°C1なかでも室温(氷が冷却の為に用いら
れる)で実施する。しかしながら室温より上、例えば用
いる溶剤の沸点でまたは室温より下、例えば液体NH,
lを用いる場合には一33°Cで反応を実施することも
可能である。
0〜+30°C1なかでも室温(氷が冷却の為に用いら
れる)で実施する。しかしながら室温より上、例えば用
いる溶剤の沸点でまたは室温より下、例えば液体NH,
lを用いる場合には一33°Cで反応を実施することも
可能である。
アンモニア分解が完結″した後に、過剰のNH。
を必要ならば除きそして生じる塩化アンモニウムを濾去
する。収量を高める為には、上記の有機溶剤の一種類に
て沈澱物を洗浄する。減圧下に溶剤を蒸発させた後に、
ポリシラザン類が白色の粉末として直接的に得られる。
する。収量を高める為には、上記の有機溶剤の一種類に
て沈澱物を洗浄する。減圧下に溶剤を蒸発させた後に、
ポリシラザン類が白色の粉末として直接的に得られる。
ポリシラザン類は上記有機溶剤に溶解するので、このも
のを表面を被覆する為にも繊維を製造する為にも用いる
ことができる。
のを表面を被覆する為にも繊維を製造する為にも用いる
ことができる。
ポリシラザン類は、不活性の窒素−またはアルゴン雰囲
気において800〜1200°Cの温度で熱分解した場
合に、実質的にSi、 NおよびCより成りそして痕
跡量のHおよび0を含有し得るち密な非晶質材料を形成
することができる。1200°C以上の熱分解温度、例
えば1200〜1400°Cの範囲の温度において、結
晶質相としてα−5t3N、を含有する部分的に非晶質
の微細結晶質セラミック材料が形成される。
気において800〜1200°Cの温度で熱分解した場
合に、実質的にSi、 NおよびCより成りそして痕
跡量のHおよび0を含有し得るち密な非晶質材料を形成
することができる。1200°C以上の熱分解温度、例
えば1200〜1400°Cの範囲の温度において、結
晶質相としてα−5t3N、を含有する部分的に非晶質
の微細結晶質セラミック材料が形成される。
熱分解の前に上記ポリシラザン類を種々の方法で成形し
て三次元成形体を形成することができることが特に有益
である。
て三次元成形体を形成することができることが特に有益
である。
一つの重要な成形法は、繊維の引出し成形法(fibe
r drawing)である。この方法の場合には、ト
ルエン、THFまたはヘキサン等の溶剤中にポリシラザ
ンを溶解した高い粘度の溶液から繊維を引出し成形する
ことができる。繊維の引出し成形は直径80〜150μ
mの紡糸口金を用いて実施するのが有利である。続いて
の延伸によりフィラメントを細(し、それによって直径
2〜20μ蒙、特に5〜15μmの非常に強いフィラメ
ントが熱分解後に形成される。引き続いての熱分解によ
って製造される繊維は、繊維強化アルミニウム、アルミ
ニウム合金およびセラミック成分における機械的強化マ
トリックスとして使用される。
r drawing)である。この方法の場合には、ト
ルエン、THFまたはヘキサン等の溶剤中にポリシラザ
ンを溶解した高い粘度の溶液から繊維を引出し成形する
ことができる。繊維の引出し成形は直径80〜150μ
mの紡糸口金を用いて実施するのが有利である。続いて
の延伸によりフィラメントを細(し、それによって直径
2〜20μ蒙、特に5〜15μmの非常に強いフィラメ
ントが熱分解後に形成される。引き続いての熱分解によ
って製造される繊維は、繊維強化アルミニウム、アルミ
ニウム合金およびセラミック成分における機械的強化マ
トリックスとして使用される。
ポリシラザン類を加工することができるその他の重要な
方法は、金属、特にスチール上にち密で、強固に接着す
る非晶質−或いは微細結晶質セラミック被膜を形成する
ものである。この被覆は、トルエン、↑HFまたはヘキ
サン等の有機溶剤にポリシラザンを溶解した溶液によっ
て行う、非晶質−或いは微細結晶層への熱分解による転
化は、三次元成形体に関して上述した如く、不活性ガス
雰囲気で800〜1200°Cまたは1200〜140
0″Cの同一温度範囲で実施する。
方法は、金属、特にスチール上にち密で、強固に接着す
る非晶質−或いは微細結晶質セラミック被膜を形成する
ものである。この被覆は、トルエン、↑HFまたはヘキ
サン等の有機溶剤にポリシラザンを溶解した溶液によっ
て行う、非晶質−或いは微細結晶層への熱分解による転
化は、三次元成形体に関して上述した如く、不活性ガス
雰囲気で800〜1200°Cまたは1200〜140
0″Cの同一温度範囲で実施する。
その優れた接着力、高い硬度および表面特性のために、
このセラミック被膜は、機械的なまたは化学的な負荷を
受ける機械要素の表面処理に特に好適である。
このセラミック被膜は、機械的なまたは化学的な負荷を
受ける機械要素の表面処理に特に好適である。
更に、上記のポリシラザン類は、不活性ガス中の代わり
にNfb雰囲気中でも70〜90%の同等に高いセラミ
ック収率で熱分解することができる。この場合、ガラス
の様に透明で、実質的に炭素不含の無色の材料が得られ
る。熱分解が1000°C或いはそれ以上でN11.中
で行われた場合、炭素含有量は、0.5重量%未満であ
る。熱分解温度により、熱分解生成物は、実質的に純粋
な非晶質窒化珪素(I200°C以下で熱分解)または
結晶質SiJ<(I200°C以上、特に1300°C
以上で熱分解)より成る。N[13中での熱分解は上記
の成形法によって製造された全ての成形体、即ち粉体か
ら成形される成形体、繊維および被膜に用いることがで
きる。
にNfb雰囲気中でも70〜90%の同等に高いセラミ
ック収率で熱分解することができる。この場合、ガラス
の様に透明で、実質的に炭素不含の無色の材料が得られ
る。熱分解が1000°C或いはそれ以上でN11.中
で行われた場合、炭素含有量は、0.5重量%未満であ
る。熱分解温度により、熱分解生成物は、実質的に純粋
な非晶質窒化珪素(I200°C以下で熱分解)または
結晶質SiJ<(I200°C以上、特に1300°C
以上で熱分解)より成る。N[13中での熱分解は上記
の成形法によって製造された全ての成形体、即ち粉体か
ら成形される成形体、繊維および被膜に用いることがで
きる。
しかしながら、重合体クロロシラザン類の窒化珪素含有
セラミック物質への転化は、中間体として形成されたポ
リシラザン類を単離せずに実施するのが有利である。こ
の場合には、重合体クロロシラザン類を気体状アンモニ
アと反応させそして生じた反応混合物をアンモニア雰囲
気で熱分解するのが有利である。
セラミック物質への転化は、中間体として形成されたポ
リシラザン類を単離せずに実施するのが有利である。こ
の場合には、重合体クロロシラザン類を気体状アンモニ
アと反応させそして生じた反応混合物をアンモニア雰囲
気で熱分解するのが有利である。
1辰上里二上
式
で表される1、2−ビス=(メチルジクロロシリル)−
エタンの製造: ヒドロシリル化反応によって 2モルのメチルジクロロ
シラン(CHz)IISiClgを1分子のエチレンH
CC)Iに付加させる。この目的の為に、溶剤としてト
ルエンを最初に導入し、これの中にエチレン−ガスを通
す。クロロホルムに六塩化白金酸を溶解した0、05モ
ル濃度溶液0.5mj!をこの溶液に添加する。この混
合物を80″C以上の温度に加熱し、メチルジクロロシ
ラン(沸点45”C)をゆっくり滴加し、エチレンを連
続的に通す。反応の過程を反応混合物の温度によって追
跡する。温度が80°C以下に下がった場合には、未反
応のメチルジクロロシランが多く存在し過ぎる。この未
反応のメチルジクロロシランは更に添加することなしに
反応させて消費させる。
エタンの製造: ヒドロシリル化反応によって 2モルのメチルジクロロ
シラン(CHz)IISiClgを1分子のエチレンH
CC)Iに付加させる。この目的の為に、溶剤としてト
ルエンを最初に導入し、これの中にエチレン−ガスを通
す。クロロホルムに六塩化白金酸を溶解した0、05モ
ル濃度溶液0.5mj!をこの溶液に添加する。この混
合物を80″C以上の温度に加熱し、メチルジクロロシ
ラン(沸点45”C)をゆっくり滴加し、エチレンを連
続的に通す。反応の過程を反応混合物の温度によって追
跡する。温度が80°C以下に下がった場合には、未反
応のメチルジクロロシランが多く存在し過ぎる。この未
反応のメチルジクロロシランは更に添加することなしに
反応させて消費させる。
1.2−ビス−(メチルジクロロシリル)−エタンの収
率は殆ど100χであり、この溶液を後処理することな
しにオリゴシラザンの製造に用いることができる。クロ
ロシラン含有量は、’HNMRスペクトルによって容易
に測定することができる。
率は殆ど100χであり、この溶液を後処理することな
しにオリゴシラザンの製造に用いることができる。クロ
ロシラン含有量は、’HNMRスペクトルによって容易
に測定することができる。
溶剤をできるだけ少ない割合で用いるのが有利である。
必要な反応温度を達成する為に最初から1.2−ビス−
(メチルジクロロシリル)−エタンを存在させることに
よって、この化合物は全く溶剤不含の状態で製造できる
。
(メチルジクロロシリル)−エタンを存在させることに
よって、この化合物は全く溶剤不含の状態で製造できる
。
L実施例1
裏五開」
式(I)のシラザン−オリゴマー(R’=H1R’R’
CHs 、a=0−61およびb=0.33)の製造お
よび重合体クロロシラザンを得る為のそれの後加工: a第1ゴマ−の−′告 攪拌装置、冷却器およびガス導入手段を備えた2I1.
の四つ首丸底フラスコにおいて、60a/!(66,9
g 、 0.58+woj2)のCH35IC13およ
び60m 1(72,Og So、28mof)のC1
*C1hSi−CHzCHz−5iCHsc1zを1.
54!の無水T)IPに溶解しそしてその溶液を混合す
る。ガス状のアンモニアを、反応混合物の温度が0°C
〜10°Cに維持されるように上記混合物に通す。飽和
が達成されるやいなや一一即ち、5iC1基の全てがN
u基で置換されたら−反応混合物を溶かし、反応の間に
生じた塩化アンモニウムを後で不活性ガス雰囲気で分離
除去する。濾液からTIFおよび他の揮発性成分を約l
Q mbarに下げた減圧下に約40°Cで除く。
CHs 、a=0−61およびb=0.33)の製造お
よび重合体クロロシラザンを得る為のそれの後加工: a第1ゴマ−の−′告 攪拌装置、冷却器およびガス導入手段を備えた2I1.
の四つ首丸底フラスコにおいて、60a/!(66,9
g 、 0.58+woj2)のCH35IC13およ
び60m 1(72,Og So、28mof)のC1
*C1hSi−CHzCHz−5iCHsc1zを1.
54!の無水T)IPに溶解しそしてその溶液を混合す
る。ガス状のアンモニアを、反応混合物の温度が0°C
〜10°Cに維持されるように上記混合物に通す。飽和
が達成されるやいなや一一即ち、5iC1基の全てがN
u基で置換されたら−反応混合物を溶かし、反応の間に
生じた塩化アンモニウムを後で不活性ガス雰囲気で分離
除去する。濾液からTIFおよび他の揮発性成分を約l
Q mbarに下げた減圧下に約40°Cで除く。
溶剤不含のオリゴシラザンが透明で高流動性の油として
後に残る(62.7 g)。
後に残る(62.7 g)。
収率: 83.7X
、4
NH+5iCH,CHtSl :δ=0.5〜1.25
ppm (広い)強度8,0 Sill : δ=4.5〜5.0ppm (広い
)強度1.6GCに゛しる : 226°Cの沸点を持つ成分:9.3χ251 ’Cの
沸点を持つ成分ニア、6χ256℃の沸点を持つ成分:
24.1χ残りの各成分は最大5面積χを持つ24の
ピークに分布している。
ppm (広い)強度8,0 Sill : δ=4.5〜5.0ppm (広い
)強度1.6GCに゛しる : 226°Cの沸点を持つ成分:9.3χ251 ’Cの
沸点を持つ成分ニア、6χ256℃の沸点を持つ成分:
24.1χ残りの各成分は最大5面積χを持つ24の
ピークに分布している。
U里立体皇1遣
このオリゴシラザンを150mff1のトルエンに?8
解しそして47 ml、 (59,8g 、 0.45
iof)のCH35IC13を注意深く添加する。内部
温度が52°Cに上昇する。この反応混合物を次いで、
還流下に2時間加熱し、無色の沈澱物を生じる。次に溶
剤を減圧下に、−78“Cに維持されている冷トラップ
中に蒸発させ、オイル−バスの温度を15分毎に10℃
だけ上昇させそしてフラスコ内の圧力を多少低下させて
、最後には220″Cで圧力が0゜l mbarに達す
る。この操作の間に反応混合物の一部が昇華させて容器
の冷却器部分に行き、そして透明な溶融物が後に残留す
る。冷却時にこの溶融物は更に粘稠になりそして最終的
には固体に成る。得られる物質は20℃でガラスの様に
脆弱で透明である。
解しそして47 ml、 (59,8g 、 0.45
iof)のCH35IC13を注意深く添加する。内部
温度が52°Cに上昇する。この反応混合物を次いで、
還流下に2時間加熱し、無色の沈澱物を生じる。次に溶
剤を減圧下に、−78“Cに維持されている冷トラップ
中に蒸発させ、オイル−バスの温度を15分毎に10℃
だけ上昇させそしてフラスコ内の圧力を多少低下させて
、最後には220″Cで圧力が0゜l mbarに達す
る。この操作の間に反応混合物の一部が昇華させて容器
の冷却器部分に行き、そして透明な溶融物が後に残留す
る。冷却時にこの溶融物は更に粘稠になりそして最終的
には固体に成る。得られる物質は20℃でガラスの様に
脆弱で透明である。
収量45.6 g
」Lす1元:l」−
5iC)b+5icHzcHzsi+NII:δ=0.
0〜2.0pp−(広い)強度20゜ StH: δ=4.5〜5.2pp髭(広い)強度0
.9分析データ; 測定値: Si 36.0χ N 16.0χ C1
19,9χ0 <0.3χ 計算値: St 37.22 N 18.6χ C
117,1%[14,8X 実mλ R’=ll、R1=R1−CHs、a=0.41および
b=0.59の式(I)のシラザン−オリゴマーの製造 操作は、出発物質が以下の通りである点を除いて、実施
例1に記載されている通りである:30 sI!、(3
3,5g 、 0.29mojりの(jlssiHcl
z90■j! (I08g 、 0.42mof)のC
1zCHsSi−CHzCtb−SICHiCb 収量: 69.8g (90χ) 」L計匿デ:2漏二 5iCHs:δ=0.0〜0.5ppm (広い)強度
13.6NH+SiCIIgCHzSi :δ=0.5
〜1.3ppa+ (広い)強度SiH: δ=4.
5〜5.0ppa+ (広い)強度0.9GCにおしる
: 179°Cの沸点を持つ成分? 20.5χ257℃の
沸点を持つ成分: 16.6χ284°Cの沸点を持つ
成分? 21.8χ残りの各成分は最大5面積2を持つ
17のピークに分布している。
0〜2.0pp−(広い)強度20゜ StH: δ=4.5〜5.2pp髭(広い)強度0
.9分析データ; 測定値: Si 36.0χ N 16.0χ C1
19,9χ0 <0.3χ 計算値: St 37.22 N 18.6χ C
117,1%[14,8X 実mλ R’=ll、R1=R1−CHs、a=0.41および
b=0.59の式(I)のシラザン−オリゴマーの製造 操作は、出発物質が以下の通りである点を除いて、実施
例1に記載されている通りである:30 sI!、(3
3,5g 、 0.29mojりの(jlssiHcl
z90■j! (I08g 、 0.42mof)のC
1zCHsSi−CHzCtb−SICHiCb 収量: 69.8g (90χ) 」L計匿デ:2漏二 5iCHs:δ=0.0〜0.5ppm (広い)強度
13.6NH+SiCIIgCHzSi :δ=0.5
〜1.3ppa+ (広い)強度SiH: δ=4.
5〜5.0ppa+ (広い)強度0.9GCにおしる
: 179°Cの沸点を持つ成分? 20.5χ257℃の
沸点を持つ成分: 16.6χ284°Cの沸点を持つ
成分? 21.8χ残りの各成分は最大5面積2を持つ
17のピークに分布している。
皇旌炭」
R’=R”=R3=CHs、a=0.64およびb=0
.36である式(I)のシラザン−オリゴマーの製造:
操作は、出発物質が以下の通りである点を除いて、実施
例1に記載されている通りである:60 tar! (
63,8g 、 0.49moj2)の(CHi) z
sicI z60 tag (72gS0.28moJ
りのC1zCHzSi−C+ttC)It−5iCH3
C1を 収量二85χ(83,8g) 9.5 ’HNMRヂ:zし二 5iCHx:δ−0,0〜0.6ppm (広い)強度
15,3NH+5iCHzCll、St:δ=0.6〜
1.4pp+m (広い)強度6.8 平均分子量: 580 g/1lo(!、 (ベンゼ
ンでの氷点降下法で測定)。
.36である式(I)のシラザン−オリゴマーの製造:
操作は、出発物質が以下の通りである点を除いて、実施
例1に記載されている通りである:60 tar! (
63,8g 、 0.49moj2)の(CHi) z
sicI z60 tag (72gS0.28moJ
りのC1zCHzSi−C+ttC)It−5iCH3
C1を 収量二85χ(83,8g) 9.5 ’HNMRヂ:zし二 5iCHx:δ−0,0〜0.6ppm (広い)強度
15,3NH+5iCHzCll、St:δ=0.6〜
1.4pp+m (広い)強度6.8 平均分子量: 580 g/1lo(!、 (ベンゼ
ンでの氷点降下法で測定)。
裏施尉」
R1,ビニル基、R”□R3・CH3、a=0.35お
よびb=0.65である式(I)のシラザン−オリゴマ
ーの製造: 操作は、出発物質が以下の通りである点を除いて、実施
例1に記載されている通りである:30 ml (32
,6g、 0.23moj2)のビニル−5ICH3C
1!90 tan (I08g 、 0.42moff
i)のC1zCHsSi−CH2CHtSiCHiCh 収量: 88.1χ(72,5g) 」」皿ゲニ叉上 Si−ビニル: δ=5.5〜6.5pp■(広い)強
度2.9St(Jls:δ=0.0〜0.5ppm (
広い)強度15.2NH+5iCHtCHtSi :δ
=0.6〜1.5pp+* (広い)強度13.0平均
分子量: 500 g/1sol (ベンゼンでの氷点
降下法で測定)。
よびb=0.65である式(I)のシラザン−オリゴマ
ーの製造: 操作は、出発物質が以下の通りである点を除いて、実施
例1に記載されている通りである:30 ml (32
,6g、 0.23moj2)のビニル−5ICH3C
1!90 tan (I08g 、 0.42moff
i)のC1zCHsSi−CH2CHtSiCHiCh 収量: 88.1χ(72,5g) 」」皿ゲニ叉上 Si−ビニル: δ=5.5〜6.5pp■(広い)強
度2.9St(Jls:δ=0.0〜0.5ppm (
広い)強度15.2NH+5iCHtCHtSi :δ
=0.6〜1.5pp+* (広い)強度13.0平均
分子量: 500 g/1sol (ベンゼンでの氷点
降下法で測定)。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)R^1R^2SiCl_2とCl_2R^3Si−
CH_2CH_2SiR^3Cl_2との混合物と過剰
のアンモニアとを−70〜+100℃で反応させること
、 上記両式中の各基が互いに無関係に以下の意味を持つ: R^1およびR^2はH、C_1〜C_6アルキル基ま
たはC_2〜C_6アルケニル基でありそして R^3はC_1〜C_6アルキル基またはC_2〜C_
6アルケニル基である、 ことを特徴とする、シラザン−オリゴマーの製造方法。 2)R^1およびR^2がH、C_1〜C_3アルキル
基またはC_2〜C_3アルケニル基でありそしてR^
3がC_1〜C_3アルキル基またはC_2〜C_3ア
ルケニル基である請求項1に記載の方法。 3)R^1=HでそしてR^2=R^3=CH_3であ
る請求項1に記載の方法。 4)請求項1に記載の方法によって得られたシラザン−
オリゴマー。 5)式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼ [式中、aおよびbは個々の構造単位のモル分率であり
、a>0、b>0そしてnは約2〜約12であり、 そして各基が互いに無関係に以下の意味を持つ: R^1およびR^2はH、C_1〜C_6アルキル基ま
たはC_2〜C_6アルケニル基であり、 R^3はC_1〜C_6アルキル基またはC_2〜C_
6アルケニル基である。] で表されるシラザン−オリゴマー。 6)R^1およびR^2がH、C_1〜C_3アルキル
基またはC_2〜C_3アルケニル基でありそして R^3がC_1〜C_3アルキル基またはC_2〜C_
3アルケニル基である 請求項5に記載のシラザン−オリゴマー。 7)R^1=HでそしてR^2=R^3=CH_3であ
る請求項5に記載のシラザン−オリゴマー。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883840776 DE3840776A1 (de) | 1988-12-03 | 1988-12-03 | Oligomere silazane und verfahren zu ihrer herstellung |
DE3840776.0 | 1988-12-03 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02199126A true JPH02199126A (ja) | 1990-08-07 |
Family
ID=6368397
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1310834A Pending JPH02199126A (ja) | 1988-12-03 | 1989-12-01 | シラザン‐オリゴマ―およびその製造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0372378A3 (ja) |
JP (1) | JPH02199126A (ja) |
CN (1) | CN1047091A (ja) |
CA (1) | CA2004395A1 (ja) |
DE (1) | DE3840776A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2023510050A (ja) * | 2020-05-07 | 2023-03-10 | メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | ポリカルボシラザンおよびそれを含む組成物、ならびにそれを用いたケイ素含有膜の製造方法 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101353426B (zh) * | 2008-09-09 | 2011-04-27 | 西北工业大学 | 一种液态乙烯基聚硅氮烷树脂及其制备方法 |
CN108676167B (zh) * | 2018-04-03 | 2020-06-16 | 中国科学院化学研究所 | 一种聚硅氮烷的制备装置与方法 |
Family Cites Families (5)
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US4395460A (en) * | 1981-09-21 | 1983-07-26 | Dow Corning Corporation | Preparation of polysilazane polymers and the polymers therefrom |
US4397828A (en) * | 1981-11-16 | 1983-08-09 | Massachusetts Institute Of Technology | Stable liquid polymeric precursor to silicon nitride and process |
US4482669A (en) * | 1984-01-19 | 1984-11-13 | Massachusetts Institute Of Technology | Preceramic organosilazane polymers |
US4869854A (en) * | 1986-10-31 | 1989-09-26 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Process for manufacturing organic silazane polymers and ceramics therefrom |
JPS63210133A (ja) * | 1987-02-25 | 1988-08-31 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 有機シラザン重合体の製造方法 |
-
1988
- 1988-12-03 DE DE19883840776 patent/DE3840776A1/de not_active Withdrawn
-
1989
- 1989-11-29 EP EP19890122055 patent/EP0372378A3/de not_active Withdrawn
- 1989-12-01 JP JP1310834A patent/JPH02199126A/ja active Pending
- 1989-12-01 CA CA 2004395 patent/CA2004395A1/en not_active Abandoned
- 1989-12-02 CN CN 89108976 patent/CN1047091A/zh active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2023510050A (ja) * | 2020-05-07 | 2023-03-10 | メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | ポリカルボシラザンおよびそれを含む組成物、ならびにそれを用いたケイ素含有膜の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0372378A2 (de) | 1990-06-13 |
CA2004395A1 (en) | 1990-06-03 |
CN1047091A (zh) | 1990-11-21 |
EP0372378A3 (de) | 1991-01-16 |
DE3840776A1 (de) | 1990-06-07 |
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