JPH02222455A - ポリシラザンの架橋方法 - Google Patents
ポリシラザンの架橋方法Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
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-
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-
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- 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
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明はポリシラザンの架橋方法書こ関する。
さらに詳しくは、本発明は、このよう番と架橋されたポ
リシラザンを炭化及び(又は)窒化けい素を主体とした
セラミック材料の製造に使用することに関する。
リシラザンを炭化及び(又は)窒化けい素を主体とした
セラミック材料の製造に使用することに関する。
炭化及び(又は)窒化けい素を主体とした充填剤入りの
又は充填材料の入らないセラミック製品をポリシラザン
型の、特にオルガノポリシラザン又はオルガノポリ(ジ
シリル)シラザン型の先駆体化合物の熱分解によって製
造しようとするアイデアは何ら新しいものではなく、今
日まで4にこの主題について多くの文献と特許が発行さ
れた。
又は充填材料の入らないセラミック製品をポリシラザン
型の、特にオルガノポリシラザン又はオルガノポリ(ジ
シリル)シラザン型の先駆体化合物の熱分解によって製
造しようとするアイデアは何ら新しいものではなく、今
日まで4にこの主題について多くの文献と特許が発行さ
れた。
オルガノポリシラザン及びオルガノポリ(ジシリル)シ
ラザン(以下ではポリシラザンという)は周知の物質で
あって、単量体、オリゴマー、環状又は線状重合体、さ
らには樹脂状重合体の形態で現われる。これらのポリシ
ラザンは広い範囲の出発物質から出発して非常に多くの
方法:こ従って製造することができる。
ラザン(以下ではポリシラザンという)は周知の物質で
あって、単量体、オリゴマー、環状又は線状重合体、さ
らには樹脂状重合体の形態で現われる。これらのポリシ
ラザンは広い範囲の出発物質から出発して非常に多くの
方法:こ従って製造することができる。
このような重合体経由法の利点は、なかんず(、この種
の物質の賦形可能性にあり、特に熱分解後に繊維酸るい
は大なり小なり薄い被覆の形の5iINa、5iCSS
iNC又はこれらの混合物よりなるセラミック物品を得
るためにはそうである。
の物質の賦形可能性にあり、特に熱分解後に繊維酸るい
は大なり小なり薄い被覆の形の5iINa、5iCSS
iNC又はこれらの混合物よりなるセラミック物品を得
るためにはそうである。
事実、繊維状のポリシラザンの使用は恐らくその主要な
利点となる。
利点となる。
典型的なその後の方法によれば、ポリシラザン(このも
のが当初固体状である場合には軟化した後に)はそれ自
体知られた任意の手段、特に紡糸口金を介する押出によ
って連続繊維に紡糸され、次いでこれらの繊維は特にそ
の熱的及び機械的耐久性を向上させるために処理され、
次いで所望のセラミック繊維を最終的に与えるために熱
分解される。
のが当初固体状である場合には軟化した後に)はそれ自
体知られた任意の手段、特に紡糸口金を介する押出によ
って連続繊維に紡糸され、次いでこれらの繊維は特にそ
の熱的及び機械的耐久性を向上させるために処理され、
次いで所望のセラミック繊維を最終的に与えるために熱
分解される。
この熱分解に先立って繊維を処理すること(これはしば
しば−様に硬化、不融性化又はさらに架橋処理といわれ
る)は、シラザン重合体法によってセラミック繊維の製
造を目的とするあらゆる方法の必須の工程となっている
。
しば−様に硬化、不融性化又はさらに架橋処理といわれ
る)は、シラザン重合体法によってセラミック繊維の製
造を目的とするあらゆる方法の必須の工程となっている
。
今日までは、ポリシラザン繊維の硬化は、物理的方法(
放射線照射)か熱化学的方法かに頼っていた。
放射線照射)か熱化学的方法かに頼っていた。
しかし、物理的方法は、実施がデリケートでかつ費用が
かかるという大きな欠点を与え、したがって工業的に実
際に支持されている唯一の方法は、空気/水蒸気混合物
雰囲気中での処理による熱化学的硬化である。
かかるという大きな欠点を与え、したがって工業的に実
際に支持されている唯一の方法は、空気/水蒸気混合物
雰囲気中での処理による熱化学的硬化である。
しかし、このような処理は、セラミック繊維内に多量の
酸素を導入するという重大な欠点を有し、これは該繊維
全体の性態、特に、例えば耐破断性のようなある種の熱
機械的特性の著しい変化となって現われよう。
酸素を導入するという重大な欠点を有し、これは該繊維
全体の性態、特に、例えば耐破断性のようなある種の熱
機械的特性の著しい変化となって現われよう。
したがって、本発明は、前記の問題点を解決するととも
に、従来技術の方法の欠点をな(して、熱分解したとき
に、優れた性質を示す5isN4及び(又は)SiCを
主体としたセラミック製品を良好な重量収率で与える実
質上不融性のポリシラザンを多くの形態(フィラメント
、繊維、フィルム、被覆、塊状物など)で得るのを可能
ならしめる簡単で、効率的で、経済的でかつ実施が容易
な化学処理手段を提案することを目的とする。
に、従来技術の方法の欠点をな(して、熱分解したとき
に、優れた性質を示す5isN4及び(又は)SiCを
主体としたセラミック製品を良好な重量収率で与える実
質上不融性のポリシラザンを多くの形態(フィラメント
、繊維、フィルム、被覆、塊状物など)で得るのを可能
ならしめる簡単で、効率的で、経済的でかつ実施が容易
な化学処理手段を提案することを目的とする。
ここに、上記の目的及び他の目的が、ポリシラ官能基を
少なくとも2個含有する化合物(これらの式でXはハロ
ゲン原子を表わす)のうちから選ばれる少なくとも1種
の化合物の有効量と接触させることよりなることを特徴
とするポリシラザンの架橋方法に関する本発明によって
達成できることが見出された。
少なくとも2個含有する化合物(これらの式でXはハロ
ゲン原子を表わす)のうちから選ばれる少なくとも1種
の化合物の有効量と接触させることよりなることを特徴
とするポリシラザンの架橋方法に関する本発明によって
達成できることが見出された。
本発明者は、このような処理(その実際の方法は以下に
記述するが)が良好な不融性及び不融性をもたらす特に
架橋した構造を有するポリシラザンをもたらすことを可
能にすることを驚いたことに、しかも全(予期せずに確
認することができた。
記述するが)が良好な不融性及び不融性をもたらす特に
架橋した構造を有するポリシラザンをもたらすことを可
能にすることを驚いたことに、しかも全(予期せずに確
認することができた。
しかし、本発明の他の特徴、観点及び利点は、以下の説
明及び具体例の教示から明らかとなろう。
明及び具体例の教示から明らかとなろう。
本発明に従う方法により架橋することができる原料オル
ガノポリシラザンは、それ自体周知であって製造が容易
な物質である。特に、(a)次式%式%() (ここで、Xはハロゲンを表わし、Rは同−又は異なっ
ていてよく、水素、ハロゲンで置換されていてよい線状
若しくは分岐状アルキル基、シクロアルキル基、フェニ
ル及びナフチル基のようなアリール基、アリールアルキ
ル若しくはアルキルアリール基、ビニル若しくはアリル
基のようなアルケニル基、又はエチニル若しくはプロピ
ニル基のようなアルキニル基のうちから選ばれ、指数a
は0.1,2又は3に等しい) のオルガノハロゲノシランの少なくとも1種と(b)少
な(とも1個のN■、又はNH基を含有する有機又はオ
ルガノシリル化合物、例えばアンモニア、第−若しくは
第二アミン、シリルアミン、アミド、ヒドラジン、ヒド
ラジドなどとの間の反応生成物のどれも使用することが
できる。
ガノポリシラザンは、それ自体周知であって製造が容易
な物質である。特に、(a)次式%式%() (ここで、Xはハロゲンを表わし、Rは同−又は異なっ
ていてよく、水素、ハロゲンで置換されていてよい線状
若しくは分岐状アルキル基、シクロアルキル基、フェニ
ル及びナフチル基のようなアリール基、アリールアルキ
ル若しくはアルキルアリール基、ビニル若しくはアリル
基のようなアルケニル基、又はエチニル若しくはプロピ
ニル基のようなアルキニル基のうちから選ばれ、指数a
は0.1,2又は3に等しい) のオルガノハロゲノシランの少なくとも1種と(b)少
な(とも1個のN■、又はNH基を含有する有機又はオ
ルガノシリル化合物、例えばアンモニア、第−若しくは
第二アミン、シリルアミン、アミド、ヒドラジン、ヒド
ラジドなどとの間の反応生成物のどれも使用することが
できる。
式(I)において、アルキル基Rの例としては、メチル
、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘ
プチル及びオクチル基があげられる。
、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘ
プチル及びオクチル基があげられる。
シクロアルキル基Rとしてはシクロペンチル、シクロヘ
キシル及びシクロヘプチル基があげられる。
キシル及びシクロヘプチル基があげられる。
また、アリールアルキル基としてはベンジル及びフェニ
ルエチル基が、アルキルアリール基としてはトリル及び
キシリル基があげられる。
ルエチル基が、アルキルアリール基としてはトリル及び
キシリル基があげられる。
例えば、単独で又は混合物として使用できるオルガノハ
ロゲノシランとしては下記のものがあげられる。
ロゲノシランとしては下記のものがあげられる。
CH3HSiCQt、HtSiCI2t−(CH3)t
H3ic12、H3iCQ s(CHs) *5iC1
2t、(CHs)ssIcQSCHsSICQ3.5i
Cf2゜(CHs) tsi(CHtC(2) t、(
CH3)5siclltc12%Cl5Sl(CHtC
e)a(CJs)tsic12t、(csus) (C
H,)SiCL、C6■5SiCQ3(C113)(C
1,CHs>5rCQt、(CIls)(CII*=C
H)Si(J!t(C113)μ山・CI)SiCQ、
(C山)t(CI(t=cH)SiC12(C山)(
CHt=CI)SiCQ*、CH3(C山)(CHt=
CH)SiCQ上記のオルガノポリシラザンの合成に使
用することができる少なくとも1個のNHt又はNH基
を含有する化合物の例としては、アンモニア、メチルア
ミン、ジメチルアミン、エチルアミン、シクロプロピル
アミン、ヒドラジン、メチルヒドラジン、エチレンジア
ミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミ
ン、アニリン、メチルアニリン、ジフェニルアミン、ト
ルイジン、グアニジン、アミノグアニジン、尿素、ヘキ
サメチルジシラザン、ジフェニルテトラメチルジシラザ
ン、テトラフエニルジメチルジシラザン、テトラメチル
ジビニルジシラザン、ジメチルジフェニルジビニルジシ
ラザン、テトラメチルジシラザンなどがあげられる。
H3ic12、H3iCQ s(CHs) *5iC1
2t、(CHs)ssIcQSCHsSICQ3.5i
Cf2゜(CHs) tsi(CHtC(2) t、(
CH3)5siclltc12%Cl5Sl(CHtC
e)a(CJs)tsic12t、(csus) (C
H,)SiCL、C6■5SiCQ3(C113)(C
1,CHs>5rCQt、(CIls)(CII*=C
H)Si(J!t(C113)μ山・CI)SiCQ、
(C山)t(CI(t=cH)SiC12(C山)(
CHt=CI)SiCQ*、CH3(C山)(CHt=
CH)SiCQ上記のオルガノポリシラザンの合成に使
用することができる少なくとも1個のNHt又はNH基
を含有する化合物の例としては、アンモニア、メチルア
ミン、ジメチルアミン、エチルアミン、シクロプロピル
アミン、ヒドラジン、メチルヒドラジン、エチレンジア
ミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミ
ン、アニリン、メチルアニリン、ジフェニルアミン、ト
ルイジン、グアニジン、アミノグアニジン、尿素、ヘキ
サメチルジシラザン、ジフェニルテトラメチルジシラザ
ン、テトラフエニルジメチルジシラザン、テトラメチル
ジビニルジシラザン、ジメチルジフェニルジビニルジシ
ラザン、テトラメチルジシラザンなどがあげられる。
反応終了後に得られるオルガノポリシラザンは、特に下
記のものを包含する。
記のものを包含する。
10次式(It)及び(III)
H*N(R,5iN11)、SiR,NHl
(n )R−3iNH(R*5iNII)pIsiR
s (II[)(ここで、Rは式(1)につ
いて示した意味を有し、p及びp′は1〜tooo、特
に3〜300の間であり得る整数である) に相当する線状重合体。
(n )R−3iNH(R*5iNII)pIsiR
s (II[)(ここで、Rは式(1)につ
いて示した意味を有し、p及びp′は1〜tooo、特
に3〜300の間であり得る整数である) に相当する線状重合体。
式(If)の重合体はジオルガノジクロルシランとアン
モニアを接触させることにより、また式(I[I)の重
合体はトリオルガノクロルシラン又はジオルガノジクロ
ルシランとトリオルガノクロルシランとの混合物にアン
モニアを反応させることによりそれぞれ製造することが
できる(仏国特許第1、086.932号、米国特許第
2.564.874号を参照)。
モニアを接触させることにより、また式(I[I)の重
合体はトリオルガノクロルシラン又はジオルガノジクロ
ルシランとトリオルガノクロルシランとの混合物にアン
モニアを反応させることによりそれぞれ製造することが
できる(仏国特許第1、086.932号、米国特許第
2.564.874号を参照)。
−船釣には、オルガノハロゲノシランと有機アミンとの
反応は米国特許第3.853.567号及び同3、89
2.583号に記載され、またオルガノハロゲノシラン
とジシラザンとの反応はベルギー国特許第888、78
7号に記載されている。
反応は米国特許第3.853.567号及び同3、89
2.583号に記載され、またオルガノハロゲノシラン
とジシラザンとの反応はベルギー国特許第888、78
7号に記載されている。
2、次式(IV)
(R−3iNH)n (■)(ここで、nは
3〜10であり、一般にn=3又は4であり、Rは前記
の式(1)につ0て示した意味を有する) に相当する環状重合体。これらは特に英国特許第881
、178号に記載されている。
3〜10であり、一般にn=3又は4であり、Rは前記
の式(1)につ0て示した意味を有する) に相当する環状重合体。これらは特に英国特許第881
、178号に記載されている。
3、式
%式%)
の単位のうちから選ばれる単位よりなる樹脂状重合体。
これらは、対応するオルガノクロルシラン又はこれらの
シランの混合物とアンモニアとを好ましくは有機溶媒の
存在下に接触させることによって有利に製造される(仏
国特許第1.379.243号、同1、392.853
号及び同1.393.728号を参照)。
シランの混合物とアンモニアとを好ましくは有機溶媒の
存在下に接触させることによって有利に製造される(仏
国特許第1.379.243号、同1、392.853
号及び同1.393.728号を参照)。
また、本発明に従う方法により架橋することができる原
料のオルガノポリ(ジシリル)シラザンは、それ自体周
知であって製造するのが容易な物質である。これらは、
特に、(a)少な(とも1個のNH,又はNH基を含有
する有機又はオルガノシリル化合物、例えばアンモニア
、第−若しくは第二アミン、シリルアミン、アミド、ヒ
ドラジン、ヒドラジドなどを(b)次式(V) J、X3−bSi Si RcX3−C(V )(ここ
で、基Rは同−又は異なっていてよく、前記と同一の意
味を存し、bは0.1.2又は3に等しく、Cは0、■
又は2に等しく、xは)\ロゲン、一般に塩素である) のオルガノハロゲノジシランの少な(とも1種に作用さ
せることによって製造することができる。
料のオルガノポリ(ジシリル)シラザンは、それ自体周
知であって製造するのが容易な物質である。これらは、
特に、(a)少な(とも1個のNH,又はNH基を含有
する有機又はオルガノシリル化合物、例えばアンモニア
、第−若しくは第二アミン、シリルアミン、アミド、ヒ
ドラジン、ヒドラジドなどを(b)次式(V) J、X3−bSi Si RcX3−C(V )(ここ
で、基Rは同−又は異なっていてよく、前記と同一の意
味を存し、bは0.1.2又は3に等しく、Cは0、■
又は2に等しく、xは)\ロゲン、一般に塩素である) のオルガノハロゲノジシランの少な(とも1種に作用さ
せることによって製造することができる。
式(V)の化合物の例としては下記のものがあげられる
。
。
(CHs)tCI2SiSi(CHs)tCI2− (
CHs)tc(!5iSi(’HsC(2*CHsCI
2tSiSiCHsCL ポリ(ジシリル)シラザンの合成に使用できる少なくと
も1個のNH,又はNH基を含有する化合物の例として
は、オルガノハロゲノモノシランのアミツリシスについ
て上であげたものと同一の化合物があげられる。
CHs)tc(!5iSi(’HsC(2*CHsCI
2tSiSiCHsCL ポリ(ジシリル)シラザンの合成に使用できる少なくと
も1個のNH,又はNH基を含有する化合物の例として
は、オルガノハロゲノモノシランのアミツリシスについ
て上であげたものと同一の化合物があげられる。
一般的には、場合によってハロゲノシランの存在下での
ハロゲノジシラザンとアンモニアとの反応は、ヨーロッ
パ特許第75826号に記載されている。ハロゲノジシ
ランとジシラザンとの反応は仏国特許第2.497.8
12号に記載されてtする。
ハロゲノジシラザンとアンモニアとの反応は、ヨーロッ
パ特許第75826号に記載されている。ハロゲノジシ
ランとジシラザンとの反応は仏国特許第2.497.8
12号に記載されてtする。
さらに、ヨーロッパ特許第75826号に記載のように
、前記のアミノ誘導体を前記の式(1)及び(V)のハ
ロゲン化物質の混合物に反応させることによってオルガ
ノポリ(ジシリル)シラザン−シラザンを製造すること
ができる。
、前記のアミノ誘導体を前記の式(1)及び(V)のハ
ロゲン化物質の混合物に反応させることによってオルガ
ノポリ(ジシリル)シラザン−シラザンを製造すること
ができる。
アンモニアより出発して製造される原料ポリシラザンは
一般にアンモノリシス生成物と呼ばれ、また前記のよう
なアミノ化合物より出発して製造される原料ポリシラザ
ンはアミツリシス生成物と呼ばれ、したがってこれはア
ンモノリシス生成物を包含する。
一般にアンモノリシス生成物と呼ばれ、また前記のよう
なアミノ化合物より出発して製造される原料ポリシラザ
ンはアミツリシス生成物と呼ばれ、したがってこれはア
ンモノリシス生成物を包含する。
もちろん、前記のアミツリシス反応の終了後に、アミツ
リシス生成物の性質に応じて重合及び(又は)共重合及
び(又は)分子量の再配列を生じさせるための周知の触
媒処理をさらに受けたポリシラザンを原料ポリシラザン
として使用することも可能であり、このことは得られた
ポリシラザンに有機溶媒可溶性と可融性とを保持しなが
ら分子量をさらに増大させるためになされる。
リシス生成物の性質に応じて重合及び(又は)共重合及
び(又は)分子量の再配列を生じさせるための周知の触
媒処理をさらに受けたポリシラザンを原料ポリシラザン
として使用することも可能であり、このことは得られた
ポリシラザンに有機溶媒可溶性と可融性とを保持しなが
ら分子量をさらに増大させるためになされる。
このような触媒処理の実施の条件は、特に下記の文献に
記載されている。
記載されている。
特開昭77−160446号、米国特許筒3.007.
886号及び同3.187.030号、仏国特許第2.
577、933号。
886号及び同3.187.030号、仏国特許第2.
577、933号。
また、仏国特許出願第87.08091号に記載のよう
に、溶媒中でアルカリ金属、特にナトリウムの存在下に
、塩素化シランと塩素化ジシラザンとの重縮合によって
得られるシラザン−シラザン共重合体を、成るいはさら
にこの共重合体の好ましくは不活性雰囲気中で250℃
〜550℃の温度で行われる熱分解によって得られるポ
リカルボシラザンをも原料ポリシラザンとして使用する
ことができる。
に、溶媒中でアルカリ金属、特にナトリウムの存在下に
、塩素化シランと塩素化ジシラザンとの重縮合によって
得られるシラザン−シラザン共重合体を、成るいはさら
にこの共重合体の好ましくは不活性雰囲気中で250℃
〜550℃の温度で行われる熱分解によって得られるポ
リカルボシラザンをも原料ポリシラザンとして使用する
ことができる。
好ましくは、1分子当り少なくとも1個の=Si−NH
−基を有する原料ポリシラザンを使用して実施される。
−基を有する原料ポリシラザンを使用して実施される。
また、前記したようなポリシラザンの架橋に使の宣能基
を少な(とも2個含有する化合物は、それぞれオキシハ
ロゲン化炭素及び酸のポリノ)ロゲン化物の部類に入る
ために斯界で周知の物質である。これらの化合物のいず
れも(オキシ/%ロゲン化物及びポリハロゲン化物)以
下では簡便にするため架橋用化合物という。
を少な(とも2個含有する化合物は、それぞれオキシハ
ロゲン化炭素及び酸のポリノ)ロゲン化物の部類に入る
ために斯界で周知の物質である。これらの化合物のいず
れも(オキシ/%ロゲン化物及びポリハロゲン化物)以
下では簡便にするため架橋用化合物という。
好ましいオキシハロゲン化炭素は、オキシ塩化炭素(ホ
スゲンの名で周知である)。
スゲンの名で周知である)。
好ましい酸のポリハロゲン化物は、酸のポリ塩化物であ
る。後者の物質は、典型的には、例えば、対応するポリ
カルボン酸に五塩化又は三塩化りんを反応させることに
よって得られる。
る。後者の物質は、典型的には、例えば、対応するポリ
カルボン酸に五塩化又は三塩化りんを反応させることに
よって得られる。
架橋用化合物が酸塩化物型の官能基を多く含むほど反応
終了後に得られるポリシラザン組成物はそれだけ多く架
橋され、そして、上述した。ように架橋用化合物は酸ク
ロリド型の官能基を少なくとも2個最初から含有しなけ
ればならないことが理解される。
終了後に得られるポリシラザン組成物はそれだけ多く架
橋され、そして、上述した。ように架橋用化合物は酸ク
ロリド型の官能基を少なくとも2個最初から含有しなけ
ればならないことが理解される。
本発明を何らかの理論に結びつけることを望まないが、
恐らくポリシラザンと架橋用化合物との接触時に行われ
る架橋の機構は次のようであると思われる(以下に示す
式において、=Si−NR−Si ;は原料ポリシラザ
ンを表わし、cQoc Coccは少な(とも2
個の酸クロリド官能基を有する化合物を表わす。したが
ってこの化合物はホスゲンであり得る。) 2=Si−NR−8iミ+Cf0C−COCQ →ミ
5i−N−8i=+2RC12C=0 へ C=0 =si−*−siミ しかして、ポリシラザン分子の間の架橋は、架橋用化合
物の酸クロリド官能基を介して確保される。
恐らくポリシラザンと架橋用化合物との接触時に行われ
る架橋の機構は次のようであると思われる(以下に示す
式において、=Si−NR−Si ;は原料ポリシラザ
ンを表わし、cQoc Coccは少な(とも2
個の酸クロリド官能基を有する化合物を表わす。したが
ってこの化合物はホスゲンであり得る。) 2=Si−NR−8iミ+Cf0C−COCQ →ミ
5i−N−8i=+2RC12C=0 へ C=0 =si−*−siミ しかして、ポリシラザン分子の間の架橋は、架橋用化合
物の酸クロリド官能基を介して確保される。
本発明に従う架橋方法に使用することができる酸のポリ
塩化物のうちでは、例示としてのみ示せば、下記のもの
があげられる。
塩化物のうちでは、例示としてのみ示せば、下記のもの
があげられる。
0脂肪族ジカルボン酸、例えば
しゅう酸
マロン酸
こはく酸
グルタル酸
アジピン酸
2.4−ジメチルアジピン酸
ピメリン酸
スペリン酸
アゼライン酸
セバシン酸
ドデカンニ酸
フマル酸
マレイン酸
メチルイミノニ酢酸
3−ジメチルアミノヘキサンニ酸
などのポリ塩化物、
Oシクロアルカンジカルボン酸、例えば1.4−シクロ
ヘキサンジカルボン酸 3−ジメチルアミノ−1,2−シクロペンタンジカルボ
ン酸 などのポリ塩化物、 O芳香族二酸、例えば フタル酸 イソフタル酸 テレフタル酸 フェニレンニ酢酸 1.5−ナフタリンジカルボン酸 1.6−ジナフタリンジカルボン酸 4.4′−ジフェニルジカルボン酸 3.3’−’)フエニルジカルボン酸 ビス(4−ヒドロキシカルボニル)フェニルオキシド ビス(3−ヒドロキシカルボニル)フェニルオキシド 4.4′−ジヒドロキシカルボニルジフェニルスルホン 3.3’−’)ヒドロキシカルボニルジフェニルスルホ
ン などのポリ塩化物、 Oピリミジン又はイミダゾールジカルボン酸のポリ塩化
物、 Oヒドロキシポリカルボン酸、特に、例えばりんご酸、
くえん酸及びタルトロン酸のようなヒドロキシジー又は
ヒドロキシドIノーカルボン酸のポリ塩化物、 Oポリ(ヒドロキシカルボン酸、例えば酒石酸などのポ
リ塩化物、 Oアミノジカルボン酸及びそれらの対応するアミド、例
えばアスパラギン酸、アスパラギン、グルタミン酸、グ
ルタミンなどのポリ塩化物。
ヘキサンジカルボン酸 3−ジメチルアミノ−1,2−シクロペンタンジカルボ
ン酸 などのポリ塩化物、 O芳香族二酸、例えば フタル酸 イソフタル酸 テレフタル酸 フェニレンニ酢酸 1.5−ナフタリンジカルボン酸 1.6−ジナフタリンジカルボン酸 4.4′−ジフェニルジカルボン酸 3.3’−’)フエニルジカルボン酸 ビス(4−ヒドロキシカルボニル)フェニルオキシド ビス(3−ヒドロキシカルボニル)フェニルオキシド 4.4′−ジヒドロキシカルボニルジフェニルスルホン 3.3’−’)ヒドロキシカルボニルジフェニルスルホ
ン などのポリ塩化物、 Oピリミジン又はイミダゾールジカルボン酸のポリ塩化
物、 Oヒドロキシポリカルボン酸、特に、例えばりんご酸、
くえん酸及びタルトロン酸のようなヒドロキシジー又は
ヒドロキシドIノーカルボン酸のポリ塩化物、 Oポリ(ヒドロキシカルボン酸、例えば酒石酸などのポ
リ塩化物、 Oアミノジカルボン酸及びそれらの対応するアミド、例
えばアスパラギン酸、アスパラギン、グルタミン酸、グ
ルタミンなどのポリ塩化物。
脂肪族ジカルボン酸ジクロリド、特に炭化水素主鎖の長
さが10個の炭素原子を超えず、好ましくは5個の炭素
原子を超えないものが架橋剤として特に好適である。
さが10個の炭素原子を超えず、好ましくは5個の炭素
原子を超えないものが架橋剤として特に好適である。
原料ポリシラザンと架橋用化合物との接触はそれ自体知
られた任意の手段により行うことができる。
られた任意の手段により行うことができる。
架橋用化合物は液体又は気体状を呈することができる。
さらに、特に前記したような架橋用化合物の有効量とは
、ポリシラザンを適当に架橋させるのにかつそれに実質
上不融性と通常の有機溶媒の大部分(ペンタン、へキサ
ン、トルエン、ベンゼンなど)への不溶性とを確保させ
るのに十分な量を意味する。
、ポリシラザンを適当に架橋させるのにかつそれに実質
上不融性と通常の有機溶媒の大部分(ペンタン、へキサ
ン、トルエン、ベンゼンなど)への不溶性とを確保させ
るのに十分な量を意味する。
この処理を行う温度及びこの期間は広範に変動でき、硬
化させるべきポリシラザン並びに使用する架橋用化合物
の量に左右される。一般に、この期間は処理温度に関係
している。この温度が高いほど処理時間は短かくなり、
要はいずれの場合も処理終了後には実質的に不融性及び
不溶性の状態に至ることである。
化させるべきポリシラザン並びに使用する架橋用化合物
の量に左右される。一般に、この期間は処理温度に関係
している。この温度が高いほど処理時間は短かくなり、
要はいずれの場合も処理終了後には実質的に不融性及び
不溶性の状態に至ることである。
実際的には、この温度は一般に周囲温度から硬化すべき
ポリシラザンの軟化温度までの間である。
ポリシラザンの軟化温度までの間である。
それは好ましくは50℃から硬化すべきポリシラザンの
軟化点に相当する温度よりもわずかに低い温度までの間
である。
軟化点に相当する温度よりもわずかに低い温度までの間
である。
処理時間は臨界的ではなく、使用される温度に従って数
分間から数時間の間であってよい。
分間から数時間の間であってよい。
本発明に従う架橋方法の好ましい実施態様であって、架
橋した繊維又は薄層をその後に製造するのに特に好適で
ある態様の一つによれば、原料ポリシラザンは、まず所
望の物品の形状に賦形され、含浸させようとする架橋用
化合物と接触せしめられる。この場合、架橋用化合物は
液体又は気体状であってよいが、好ましくは気体状であ
る。
橋した繊維又は薄層をその後に製造するのに特に好適で
ある態様の一つによれば、原料ポリシラザンは、まず所
望の物品の形状に賦形され、含浸させようとする架橋用
化合物と接触せしめられる。この場合、架橋用化合物は
液体又は気体状であってよいが、好ましくは気体状であ
る。
後者の場合には、架橋用化合物は純粋なものとして成る
いは、例えばアルゴン(又はその他の希ガス)又は窒素
ガスのような不活性ガスで希釈して使用することができ
る。
いは、例えばアルゴン(又はその他の希ガス)又は窒素
ガスのような不活性ガスで希釈して使用することができ
る。
いずれにしても、この場合には、一般に大気圧下で実施
される。しかし、もちろん大気圧よりも高く又は低い圧
力を除外するわけではない。さらに、ポリシラザンと架
橋用化合物との接触は、静的又は動的であってよく、即
ち掃気下に実施することができる。
される。しかし、もちろん大気圧よりも高く又は低い圧
力を除外するわけではない。さらに、ポリシラザンと架
橋用化合物との接触は、静的又は動的であってよく、即
ち掃気下に実施することができる。
本発明に従う架橋方法の第二の実施態様によれば、原料
ポリシラザンへの架橋用化合物の添加は、両化合物を塊
状で又は有機溶媒中で直接混合することにより行うこと
ができる。
ポリシラザンへの架橋用化合物の添加は、両化合物を塊
状で又は有機溶媒中で直接混合することにより行うこと
ができる。
この第二の態様は、もちろん、使用する架橋用化合物が
周囲温度において原料ポリシラザンに対して実質上不活
性である、即ち架橋用化合物のポリシラザンとの接触が
このポリシラザンに対して特にその融点又は軟化点のレ
ベルで顕著な物理化学的変化をわずかにしか起させず又
は全(起させない場合においてのみ真の利点を与える。
周囲温度において原料ポリシラザンに対して実質上不活
性である、即ち架橋用化合物のポリシラザンとの接触が
このポリシラザンに対して特にその融点又は軟化点のレ
ベルで顕著な物理化学的変化をわずかにしか起させず又
は全(起させない場合においてのみ真の利点を与える。
このようにして得られた組成物の実質的に安定な性質は
ポリシラザンのその後の賦形、特に押出時における賦形
を混乱させない。即ち、さらに詳しくいえば、このよう
にして得られた組成物は、次いで、フィラメント、繊維
、フィルム、支持体への被覆、成形物品又はその他の形
体のような非常に多くの形状に応じて賦形することがで
き、次いで架橋される。この場合、架橋は加熱、特に押
出口金の出口での加熱によって開始される。既に述べた
ように、このような組成物は、架橋及び熱分解の後にセ
ラミック繊維を得るために繊維を賦形するのに特に適し
ている。さらに、これらの組成物は、特にSiC,Si
Ox、 5isN4、B、Cなどでできたセラミック繊
維のためのマトリックスに使用できる。さらには、これ
らはセラミック粉末の製造にも使用することができる。
ポリシラザンのその後の賦形、特に押出時における賦形
を混乱させない。即ち、さらに詳しくいえば、このよう
にして得られた組成物は、次いで、フィラメント、繊維
、フィルム、支持体への被覆、成形物品又はその他の形
体のような非常に多くの形状に応じて賦形することがで
き、次いで架橋される。この場合、架橋は加熱、特に押
出口金の出口での加熱によって開始される。既に述べた
ように、このような組成物は、架橋及び熱分解の後にセ
ラミック繊維を得るために繊維を賦形するのに特に適し
ている。さらに、これらの組成物は、特にSiC,Si
Ox、 5isN4、B、Cなどでできたセラミック繊
維のためのマトリックスに使用できる。さらには、これ
らはセラミック粉末の製造にも使用することができる。
もちろん、架橋しようとする原料ポリシラザンは、さら
に、好ましくは5ins、5isNa、SiC%BN。
に、好ましくは5ins、5isNa、SiC%BN。
B、03、B、C,A12N、 A(!*Os、AQ*
C3,Tie、 Ti1t、TiC5ZrO*、ZrC
%vO2などのうちから選ばれる充填剤を含有できるこ
とは当然である。さらに、与えられた用途にとって必要
であれば、その粘度は、典型的に、問題のポリシラザン
と相溶性の有機溶媒、例えば、ベンゼン、トルエン、ヘ
キサン、シクロヘキサン、イソプロピルエーテル、エチ
ルエーテル、ジクロルメタン又はクロルベンゼンのよう
な溶媒を添加することによって調節することができる。
C3,Tie、 Ti1t、TiC5ZrO*、ZrC
%vO2などのうちから選ばれる充填剤を含有できるこ
とは当然である。さらに、与えられた用途にとって必要
であれば、その粘度は、典型的に、問題のポリシラザン
と相溶性の有機溶媒、例えば、ベンゼン、トルエン、ヘ
キサン、シクロヘキサン、イソプロピルエーテル、エチ
ルエーテル、ジクロルメタン又はクロルベンゼンのよう
な溶媒を添加することによって調節することができる。
本発明による架橋処理が終った後、場合により賦形され
た不融性であって通常の有機溶媒の大部分、特にヘキサ
ンに不溶性であるポリシラザンが回収される。
た不融性であって通常の有機溶媒の大部分、特にヘキサ
ンに不溶性であるポリシラザンが回収される。
このようにして硬化されたポリシラザンは、次いで、知
られた典型的方法で、それをSiC%5isNa又はこ
れらの混合物を主体としたセラミックに変換するための
熱処理(熱分解)に付すことができる。
られた典型的方法で、それをSiC%5isNa又はこ
れらの混合物を主体としたセラミックに変換するための
熱処理(熱分解)に付すことができる。
具体的にいえば、硬化されたポリシラザンで被覆された
又はこれを含浸させた支持体、成るいは硬化されたポリ
シラザンの繊維は直ちに又はその後で真空又は加圧下で
成るいは不活性な又は反応性の(例えばNHs)雰囲気
中で行われる熱分解に完全なセラミック化が得られるま
で付すことができる。
又はこれを含浸させた支持体、成るいは硬化されたポリ
シラザンの繊維は直ちに又はその後で真空又は加圧下で
成るいは不活性な又は反応性の(例えばNHs)雰囲気
中で行われる熱分解に完全なセラミック化が得られるま
で付すことができる。
ここで、本発明を例示する具体例を示す。
例 1
まず、原料ポリシラザンを下記の方法で製造する。
機械的撹拌機、ガス流入管及び凝縮器を備えた二重ジャ
ケット付きの3Qの反応器において、1、112のイソ
プロピルエーテルの存在下でC1,5iC23(0,8
5モル)と(CHs) *5iCIL (0,59モk
) (!:(7)混合物の共アンモノリシスを行う。
ケット付きの3Qの反応器において、1、112のイソ
プロピルエーテルの存在下でC1,5iC23(0,8
5モル)と(CHs) *5iCIL (0,59モk
) (!:(7)混合物の共アンモノリシスを行う。
まず、イソプロピルエーテル中のこの混合物を3℃に冷
却し、NO3ガスの導入中この温度に保つ。NH,の導
入流量は約6MQ/secであり、添加は6時間行う。
却し、NO3ガスの導入中この温度に保つ。NH,の導
入流量は約6MQ/secであり、添加は6時間行う。
実験終了後、生じた塩化アンモニウムをフリットガラス
(平均孔径:10μりで濾過し、ポリシラザンの透明溶
液を回収する。次いでこの溶液を濃縮し、次いで仏国特
許第2.577、933号に記載の実施態様に従ってト
リフル酸(triHic acid)により処理する。
(平均孔径:10μりで濾過し、ポリシラザンの透明溶
液を回収する。次いでこの溶液を濃縮し、次いで仏国特
許第2.577、933号に記載の実施態様に従ってト
リフル酸(triHic acid)により処理する。
次いで、この溶液を蒸発させる(溶媒の除去)。
このようにして、軟化温度が130”C(コフラーテー
ブルで測定)であるポリシラザンが回収された。
ブルで測定)であるポリシラザンが回収された。
次いで、このポリシラザンを繊維(平均直径=13μ)
の形で押出すことにより紡糸し、次いでしゅう酸ジクロ
リドを加えた気体窒素の流れにより45℃で処理する。
の形で押出すことにより紡糸し、次いでしゅう酸ジクロ
リドを加えた気体窒素の流れにより45℃で処理する。
この処理中に使用する酸ジクロリドの総量はポリシラザ
ンについて3重量%であるようにした。
ンについて3重量%であるようにした。
次の段階で、上記のように処理したポリシラザンの、下
記の温度上昇サイクル中における軟化温度(Tr)の進
展を記録する。
記の温度上昇サイクル中における軟化温度(Tr)の進
展を記録する。
70℃で2時間 : Tr= 170℃次いで1
00℃で2時間 : Tr= 230℃次いで10
0℃で2時間 : Tr= 260℃最後の段階で
生じた生成物は不融性(Tr≧260℃)でかつ不溶性
(特にヘキサンに)であった。
00℃で2時間 : Tr= 230℃次いで10
0℃で2時間 : Tr= 260℃最後の段階で
生じた生成物は不融性(Tr≧260℃)でかつ不溶性
(特にヘキサンに)であった。
架橋された繊維について測定された酸素含有量は6.4
重量%である。
重量%である。
例 2
今度は2.5重量%のしゅう酸ジクロリドを使用して例
1を繰り返す。
1を繰り返す。
このように処理されたポリシラザンについて下記の温度
上昇サイクル中の軟化温度の進展は次の通りである。
上昇サイクル中の軟化温度の進展は次の通りである。
45℃で4時間 : Tr= 160’C次いで
85℃で24時間 : Tr−260”C最後の
段階で生じた生成物は不融性(Tr≧260℃)であり
かつ不溶性(特にヘキサンに)であった。架橋された繊
維について測定された酸素含有量は5.2重量%である
。
85℃で24時間 : Tr−260”C最後の
段階で生じた生成物は不融性(Tr≧260℃)であり
かつ不溶性(特にヘキサンに)であった。架橋された繊
維について測定された酸素含有量は5.2重量%である
。
今度は2.0重量%のしゅう酸ジクロリドを使用し、処
理温度を60℃にして例Iを繰り返す。
理温度を60℃にして例Iを繰り返す。
このように処理されたポリシラザンについて下記の温度
上昇サイクル中の軟化温度の進展は次の通りである。
上昇サイクル中の軟化温度の進展は次の通りである。
60℃で2時間 : Tr= 170℃100℃
で8時間 : Tr= 260℃最後の処理工程か
ら生じた生成物は不融性(Tr〉260℃)でありかつ
不溶性であった。架橋繊維について測定された酸素含有
量は4.3重量%である。
で8時間 : Tr= 260℃最後の処理工程か
ら生じた生成物は不融性(Tr〉260℃)でありかつ
不溶性であった。架橋繊維について測定された酸素含有
量は4.3重量%である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)ポリシラザンを(i)式▲数式、化学式、表等があ
ります▼の化合物及び(ii)式▲数式、化学式、表等
があります▼の官能基を少なくとも2個含有する化合物
(これらの式でXはハロゲン原子を表わす)のうちから
選ばれる少なくとも1種の化合物の有効量と接触させる
ことよりなることを特徴とするポリシラザンの架橋方法
。 2)ポリシラザンが1分子当り少なくとも1個の≡Si
−NH−基を含むことを特徴とする請求項1記載の方法
。 3)Xが塩素を表わすことを特徴とする請求項1又は2
記載の方法。 4)ジカルボン酸ジクロリドを使用することを特徴とす
る請求項3記載の方法。 5)接触を周囲温度からポリシラザンの軟化温度までの
間の温度で行うことを特徴とする請求項1〜4のいずれ
かに記載の方法。 6)温度が50℃からポリシラザンの軟化温度よりもわ
ずかに低い温度までの間であることを特徴とする請求項
5記載の方法。 7)前記化合物が気体状であることを特徴とする請求項
1〜6のいずれかに記載の方法。 8)接触させる前にポリシラザンを特に繊維又は薄層の
ような所望の物品形状にすることを特徴とする請求項1
〜7のいずれかに記載の方法。 9)ポリシラザンと前記化合物を塊状で又は有機溶媒中
で直接混合することによって接触を行うことを特徴とす
る請求項1〜7のいずれかに記載の方法。 10)請求項1〜9のいずれかに記載の方法に従って架
橋されたポリシラザンを熱分解することを特徴とするS
iC及び(又は)Si_3N_4を主体としたセラミッ
ク製品の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8817070A FR2640982B1 (ja) | 1988-12-23 | 1988-12-23 | |
FR88/17070 | 1988-12-23 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02222455A true JPH02222455A (ja) | 1990-09-05 |
JPH0542980B2 JPH0542980B2 (ja) | 1993-06-30 |
Family
ID=9373336
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1327471A Granted JPH02222455A (ja) | 1988-12-23 | 1989-12-19 | ポリシラザンの架橋方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0379819A1 (ja) |
JP (1) | JPH02222455A (ja) |
FR (1) | FR2640982B1 (ja) |
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---|---|---|---|---|
US4929704A (en) * | 1988-12-20 | 1990-05-29 | Hercules Incorporated | Isocyanate- and isothiocyanate-modified polysilazane ceramic precursors |
US5032649A (en) * | 1989-11-27 | 1991-07-16 | Hercules Incorporated | Organic amide-modified polysilazane ceramic precursors |
US5155181A (en) * | 1989-11-27 | 1992-10-13 | Hercules Incorporated | (Thio)amide-modified silazane polymer composition containing a free radical generator |
US5616650A (en) * | 1993-11-05 | 1997-04-01 | Lanxide Technology Company, Lp | Metal-nitrogen polymer compositions comprising organic electrophiles |
US5612414A (en) * | 1993-11-05 | 1997-03-18 | Lanxide Technology Company, Lp | Organic/inorganic polymers |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2218960A1 (de) * | 1972-04-19 | 1973-11-08 | Bayer Ag | Formkoerper aus mogenen mischungen von siliciumcarbid und siliciumnitrid und verfahren zu ihrer erstellung |
US4482669A (en) * | 1984-01-19 | 1984-11-13 | Massachusetts Institute Of Technology | Preceramic organosilazane polymers |
US4693914A (en) * | 1986-05-05 | 1987-09-15 | Celanese Corporation | Curing of preceramic articles with gaseous thionyl chloride |
-
1988
- 1988-12-23 FR FR8817070A patent/FR2640982B1/fr not_active Expired
-
1989
- 1989-12-19 JP JP1327471A patent/JPH02222455A/ja active Granted
- 1989-12-20 EP EP89403576A patent/EP0379819A1/fr not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2640982A1 (ja) | 1990-06-29 |
JPH0542980B2 (ja) | 1993-06-30 |
EP0379819A1 (fr) | 1990-08-01 |
FR2640982B1 (ja) | 1992-06-12 |
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