JPH02274732A - Silicon-containing polycyclic aromatic polymer and its production - Google Patents

Silicon-containing polycyclic aromatic polymer and its production

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JPH02274732A
JPH02274732A JP1096252A JP9625289A JPH02274732A JP H02274732 A JPH02274732 A JP H02274732A JP 1096252 A JP1096252 A JP 1096252A JP 9625289 A JP9625289 A JP 9625289A JP H02274732 A JPH02274732 A JP H02274732A
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Abstract

PURPOSE:To obtain the subject polymer which can give a high-strength and high-elasticity carbonaceous inorganic fiber by heat-treating a specified organosilicon polymer/polycyclic aromatic compound random copolymer and a premesophase polycyclic aromatic compound. CONSTITUTION:An organosilicon polymer having a ratio of the total number of the combined units Si-CH2 to the total number of the bonding units Si-Si in the range of 1:(0-20) and having a substituent such as H, a lower alkyl, a phenyl or a silyl as a side chain of the silicon atom is prepared. The carbon atoms of the aromatic ring of a polycyclic aromatic compound are bonded to the silicon atoms of this polymer to produce a random copolymer. 100 pts.wt. this random copolymer and 5 to 900 pts.wt. premesophase polycyclic aromatic compound obtained by hydrogenating a petroleum- or coal-derived pitch and heat-treating the product in a vacuum are subjected to heat reaction and/or heat melting at 200 to 500 deg.C to obtain a silicon-containing polycyclic aromatic polymer.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、機械的性質、耐酸化性、複合材料用マトリッ
クスに対する適合性に優れた無機繊維や、機械的特性、
耐酸化性、耐磨耗性、耐熱性等に優れた複合材料用マト
リックス、成形体等の製造に好適な前駆体ポリマー及び
その製造方法に関する。
Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention provides an inorganic fiber with excellent mechanical properties, oxidation resistance, and compatibility with a matrix for composite materials;
The present invention relates to a precursor polymer suitable for producing matrices for composite materials, molded articles, etc. with excellent oxidation resistance, abrasion resistance, heat resistance, etc., and a method for producing the same.

(従来の技術及びその問題点) 炭素繊維は、軽量でしかも高強度、高弾性であるため、
スポーツ・レジャー用品をはしめ、航空機、自転車、建
材など広い分野に亙ってその利用が図られている。
(Conventional technology and its problems) Carbon fiber is lightweight, has high strength and high elasticity,
It is used in a wide range of fields, including sports and leisure goods, aircraft, bicycles, and building materials.

炭素繊維としては、ポリアクリロニトリルを原料とした
PAN系炭素繊維と、石油系、石炭系のピッチを原料と
する、所謂ピッチ系炭素繊維が知られている。
As carbon fibers, PAN-based carbon fibers made from polyacrylonitrile and so-called pitch-based carbon fibers made from petroleum-based and coal-based pitches are known.

ピッチ系炭素繊維は、一般に強度がPAN系炭素繊維に
比べて劣るが、原料が安価なことから、強度を高める方
法について種々の検討がなされ、例えば、特開昭59−
223316号公報には、効果的にメソフェーズを生成
させ、紡糸時に配向させる方法が開示されている。
Pitch-based carbon fibers are generally inferior in strength to PAN-based carbon fibers, but since the raw materials are cheap, various studies have been conducted on ways to increase the strength.
No. 223316 discloses a method for effectively generating mesophase and orienting it during spinning.

しかし、基本的には、炭素繊維は結晶性の繊維であるた
め、硬く、毛羽が発生し易く、また複合材料とする際マ
トリックスとの濡れ性も劣るという欠点がある。
However, since carbon fibers are basically crystalline fibers, they are hard, tend to fluff, and have poor wettability with a matrix when used as a composite material.

そこで種々の炭素繊維の表面処理法が提案され、現在知
られている方法として、繊維に柔軟性を付与するととも
に、毛羽発生を抑制する目的で、ポリビニルアルコール
、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂のようなサイ
ジング剤を表面に塗布する方法や、マトリックスとの接
着性を向上させる目的でその表面を乾式又は湿式で酸化
処理する方法等がある。
Therefore, various methods for surface treatment of carbon fibers have been proposed, and the currently known methods use materials such as polyvinyl alcohol, unsaturated polyester resins, and epoxy resins for the purpose of imparting flexibility to the fibers and suppressing the generation of fuzz. There are methods such as applying a suitable sizing agent to the surface, and dry or wet oxidation treatment of the surface for the purpose of improving adhesion to the matrix.

これらの処理のうち、特に表面酸化層を設ける方法では
、酸化時に繊維に損傷を与えるため、物性は低下する傾
向にある。更に、炭素繊維は500℃を超える酸化雰囲
気中では、燃焼するため使用できない。
Among these treatments, the method of providing a surface oxidation layer in particular damages the fibers during oxidation, so that physical properties tend to deteriorate. Furthermore, carbon fiber cannot be used in an oxidizing atmosphere at a temperature exceeding 500°C because it will burn.

このような背景から、高強度、高弾性率を有し、しかも
マトリックスとの濡れ性、接着性が良好で、従来広範囲
の分野で使用されているPAN系炭素繊維よりも安価な
新繊維の開発が強く要望されてきた。
Against this background, we are developing a new fiber that has high strength and high modulus, has good wettability and adhesion with the matrix, and is cheaper than the PAN-based carbon fiber that has been used in a wide range of fields. has been strongly requested.

また、炭素繊維のより高温での耐酸化性を向上させるこ
とが種々の分野で強く望まれている。
Furthermore, it is strongly desired in various fields to improve the oxidation resistance of carbon fibers at higher temperatures.

一方、強化繊維として炭素繊維、無機質マトリックスと
して炭素を用いた、所謂C/Cコンポジットや炭素成形
体は、比強度、比弾性、非酸化性雰囲気中における耐熱
性、靭性、摩擦特性に優れ、耐熱構造材、ブレーキ材と
して有望なものである。
On the other hand, so-called C/C composites and carbon molded bodies that use carbon fiber as the reinforcing fiber and carbon as the inorganic matrix have excellent specific strength, specific elasticity, heat resistance in a non-oxidizing atmosphere, toughness, and friction properties, and are heat resistant. It is promising as a structural material and brake material.

しかし、C/Cコンポジットや炭素成形体はマトリック
スが炭素のみからなるため、酸化性雰囲気中での長時間
の使用は困難であり、また、摩擦特性においても潤滑性
には優れているものの、耐摩耗性は必ずしも充分とは言
えず、−層の機械的特性の向上が期待されている。
However, since the matrix of C/C composites and carbon molded bodies consists only of carbon, it is difficult to use them for long periods in an oxidizing atmosphere, and although they have excellent friction properties and lubricity, Abrasion resistance is not necessarily sufficient, and improvement in the mechanical properties of the layer is expected.

前記繊維における問題点を解決する方法として、例えば
、特開昭62−209139号公報、特開昭61−21
5016号公報には、石炭系又は石油系ピッチ中の有機
溶媒可溶成分とポリシランを混合・加熱反応させてオル
ガノポリアリールシランを合成し、それを紡糸、不融化
、焼成により炭化珪素繊維と炭素繊維の中間の性質を有
する無機質繊維を製造する方法が記載されている。
As a method for solving the problems with the fibers, for example, JP-A-62-209139, JP-A-61-21,
No. 5016 discloses that organopolyarylsilane is synthesized by mixing and heating an organic solvent-soluble component in coal-based or petroleum-based pitch and polysilane, and then it is spun, infusible, and fired to form silicon carbide fibers and carbon. A method for producing inorganic fibers with properties intermediate to that of fibers is described.

しかし、上記方法では、一方の出発物質として、有機溶
媒不溶分を全く含まないピッチを選び、オルガノポリア
リールシラン製造においても前記不溶分が全く生成しな
い条件下で反応を行っている。
However, in the above method, pitch, which does not contain any organic solvent insoluble matter, is selected as one of the starting materials, and the reaction is carried out under conditions in which the insoluble matter is not produced at all in the production of organopolyarylsilane.

すなわち、得られる生成物である紡糸原料中には、炭素
繊維の強度発現に必須である配向性の成分が含まれてお
らず、上記紡糸原料からは高弾性無機繊維は得られてい
ない。
That is, the spinning raw material that is the obtained product does not contain an oriented component that is essential for developing the strength of carbon fibers, and high elasticity inorganic fibers are not obtained from the spinning raw material.

更に上記公報の方法では、ピッチ成分が多くなる程、不
活性ガス中の耐熱性は向上するものの、耐酸化性は逆に
低下し、しかも機械的特性が著しく低下するという問題
点がある。
Furthermore, the method disclosed in the above-mentioned publication has the problem that as the pitch component increases, the heat resistance in an inert gas improves, but the oxidation resistance decreases, and furthermore, the mechanical properties deteriorate significantly.

また、前記炭素マトリックスの持つ本質的欠点を補う方
法として、Am、Ceram、 Soc、Bull、6
2(1983)916において、ウォーカー(B、E、
Walker、Jr )らは、C/Cコンポジットに有
機珪素高分子を含浸後、熱分解し、マトリックスへの炭
化珪素成分の導入を図るという方法について記載してい
るが、得られた複合材の曲げ強度は158MPと低強度
である。
In addition, as a method of compensating for the essential drawbacks of the carbon matrix, Am, Ceram, Soc, Bull, 6
2 (1983) 916, Walker (B.E.
Walker, Jr.) have described a method in which a C/C composite is impregnated with an organosilicon polymer and then thermally decomposed to introduce silicon carbide components into the matrix. The strength is low at 158MP.

また、Proc、 of Int、Symp、on C
eramic、Compon。
Also, Proc, of Int, Symp, on C
eramic, Compon.

for Engine、1983.Japan、p50
5において、フI yツアー(E、Fitzer)らは
、C/Cコンポジットに珪素融液を含浸し、マトリック
スの炭化珪素化を図るという方法について記載している
が、得られた複合材は、そのマトリックス粒子間に未反
応のまま残存する金属珪素のため、1300℃以上の高
温ではクリープ変成を生じ、C/Cコンポジットの有す
る高温特性を有していない。
for Engine, 1983. Japan, p50
In 5, Fitzer et al. describe a method in which a C/C composite is impregnated with a silicon melt to convert the matrix into silicon carbide, but the resulting composite material is Since metallic silicon remains unreacted between the matrix particles, creep metamorphosis occurs at high temperatures of 1300° C. or higher, and the C/C composite does not have the high-temperature properties that C/C composites have.

上記のいずれのプロセスも、従来の複雑なC/Cコンポ
ジット製造過程に加え、さらに煩雑なプロセスが付加さ
れ、工業的利用の困難なものであった。
In addition to the conventional complicated C/C composite manufacturing process, each of the above-mentioned processes involves an additional complicated process, making it difficult to use industrially.

そこで、無機化により容易に、優れた炭素質無機繊維や
複合材料用マトリックス等に変換しろる前駆体ポリマー
の開発が強く要望されている。
Therefore, there is a strong demand for the development of precursor polymers that can be easily converted into excellent carbonaceous inorganic fibers, matrices for composite materials, etc. by mineralization.

(問題点を解決するための手段) 本発明の目的は、機械的性質、耐酸化性、複合材料用マ
トリックスに対する適合性に優れた無機繊維や、機械的
特性、耐酸化性、耐磨耗性、耐熱性等に優れた複合材料
用マトリックス、成形体等の製造に好適な、上記問題点
を解決した前駆体ポリマー及びその製造方法を提供する
ことにある。
(Means for Solving the Problems) An object of the present invention is to provide inorganic fibers with excellent mechanical properties, oxidation resistance, and compatibility with matrix for composite materials; It is an object of the present invention to provide a precursor polymer which solves the above-mentioned problems and is suitable for the production of matrixes for composite materials, molded articles, etc., which have excellent heat resistance, etc., and a method for producing the same.

本発明によれば、 (A)結合単位(S i −CHz ) 、または結合
単位(Si  CHz)と結合単位(Si−Si)から
主としてなり、珪素原子の側鎖に水素原子、低級アルキ
ル基、フェニル基及びシリル基からなる群から選ばれる
置換基を有する有機珪素重合体単位、及び (B)主としてプリメソフェーズ状態にある多環状芳香
族化合物単位、 からなり、前記(A)の珪素原子の少なくとも一部が、
前記(B)の芳香族環の炭素原子と結合していることを
特徴とする珪素含有多環状芳香族重合体が提供される。
According to the present invention, (A) mainly consists of a bonding unit (S i -CHz), or a bonding unit (Si CHz) and a bonding unit (Si-Si), and has a hydrogen atom, a lower alkyl group, An organosilicon polymer unit having a substituent selected from the group consisting of a phenyl group and a silyl group, and (B) a polycyclic aromatic compound unit mainly in a pre-mesophase state, wherein at least one of the silicon atoms of (A) is Some of the
There is provided a silicon-containing polycyclic aromatic polymer characterized in that the silicon-containing polycyclic aromatic polymer is bonded to the carbon atom of the aromatic ring of (B).

さらに本発明によれば、 i)結合単位(Si  CH2)、または結合単位(S
i−CH2)と結合単位(Si−Si)から主としてな
り、珪素原子の側鎖に水素原子、低級アルキル基、フェ
ニル基及びシリル基からなる群から選ばれる置換基を有
し、結合単位(S i −CH2)の全数対結合単位(
Si−Si)の全数の比がに〇〜20の範囲にある有機
珪素重合体の珪素原子の少なくとも一部が、石油系又は
石炭系のピッチあるいはその熱処理物である多環状芳香
族化合物の芳香族環の炭素と結合したランダム共重合体
100重量部、及び ii)石油系又は石炭系ピッチを水素化処理後、減圧下
で熱処理して得られる主としてプリメソフェーズ状態に
ある多環状芳香族化合物5〜900重量部を、 200〜500℃の範囲の温度で加熱反応及び/又は加
熱溶融することを特徴とする珪素含有多環状芳香族重合
体の製造方法が提供される。
Further according to the invention, i) the bonding unit (Si CH2) or the bonding unit (S
The bonding unit (S i -CH2) total number of pairs of bonding units (
The aroma of a polycyclic aromatic compound in which at least a part of the silicon atoms of an organosilicon polymer having a total ratio of Si-Si) in the range of 2 to 20 is petroleum-based or coal-based pitch or a heat-treated product thereof. 100 parts by weight of a random copolymer bonded to the carbon of the group ring, and ii) a polycyclic aromatic compound mainly in a pre-mesophase state obtained by hydrogenating petroleum-based or coal-based pitch and then heat-treating it under reduced pressure. Provided is a method for producing a silicon-containing polycyclic aromatic polymer, characterized in that 900 parts by weight of the silicon-containing polycyclic aromatic polymer is subjected to a heating reaction and/or a heating melting at a temperature in the range of 200 to 500°C.

まず、本発明の珪素含有多環状芳香族重合体について説
明する。以下の記載において、「部」はすべて「重量部
」であり、成分含有量の単位としてのパーセント(%)
は全て「重量%」である。
First, the silicon-containing polycyclic aromatic polymer of the present invention will be explained. In the following description, all "parts" are "parts by weight" and are percentages (%) as a unit of component content.
are all "% by weight".

本発明の珪素含有多環状芳香族重合体は、構成成分(A
)、(B)からなり、構成成分(A)の珪素原子の少な
くとも一部が、構成成分(B)の芳香族環の炭素原子と
結合している。構成成分(A)と構成成分(B)の重量
比率が1:0.5〜200であることが好ましい。
The silicon-containing polycyclic aromatic polymer of the present invention comprises the constituent component (A
), (B), and at least a part of the silicon atoms of component (A) are bonded to the carbon atoms of the aromatic ring of component (B). It is preferable that the weight ratio of component (A) to component (B) is 1:0.5 to 200.

構成成分(A)と構成成分(B)との重量比率が0.5
未満では、珪素含有多環状芳香族重合体中のプリメソフ
ェーズ成分が不足し、例えば、この重合体より無機繊維
を製造しても、強度、弾性率が低いものしか得られない
。また、上記割合が200を越えた場合は、珪素含有多
環状芳香族重合体中の有機珪素成分の不足により、この
重合体の無機化物の耐酸化性が低下し、プラスチ・ツク
等との濡れ性が低くなる。
The weight ratio of component (A) and component (B) is 0.5
If it is less than this, the silicon-containing polycyclic aromatic polymer will lack the primesophase component, and for example, even if inorganic fibers are produced from this polymer, only those with low strength and elastic modulus will be obtained. In addition, if the above ratio exceeds 200, the oxidation resistance of the inorganic compounds in the silicon-containing polycyclic aromatic polymer decreases due to the lack of organosilicon components in the silicon-containing polycyclic aromatic polymer. sex becomes lower.

本発明の珪素含有多環状芳香族重合体は、珪素原子を0
.25〜30%含有しており、重量平均分子量が200
〜11000で、融点が180〜350℃である。
The silicon-containing polycyclic aromatic polymer of the present invention has 0 silicon atoms.
.. Contains 25-30% and has a weight average molecular weight of 200
~11,000 and a melting point of 180-350°C.

珪素含有多環状芳香族重合体中の珪素原子含有量が0.
25%未満では、該重合体の無機化物におけるSi、C
,O,、Il:りなる非晶質相又はβ−SiC超微粒子
の量が少なすぎるため、例えばFRPマトリックスに対
する濡れ性や耐酸化性の向上が顕著に表れず、30%を
越えた場合は、上記無機化物中のグラファイト超微粒結
晶の配向による高弾性、非酸化性雰囲気中での耐熱性向
上が達成できない。
The silicon atom content in the silicon-containing polycyclic aromatic polymer is 0.
If it is less than 25%, Si, C in the mineralized product of the polymer
,O,,Il: Because the amount of the amorphous phase or β-SiC ultrafine particles is too small, for example, the wettability and oxidation resistance to the FRP matrix do not improve significantly, and if it exceeds 30%. However, it is not possible to achieve high elasticity and improved heat resistance in a non-oxidizing atmosphere due to the orientation of ultrafine graphite crystals in the above-mentioned inorganic compound.

珪素含有多環状芳香族重合体の重量平均分子量が200
より低いものは、プリメソフェーズをほとんど含んでい
ないため、高性能の無機繊維、複合材、成形体を提供で
きず、11000より大きい場合は、高融点となり流動
性に乏しく任意の形状に成形しにくくなる。
The weight average molecular weight of the silicon-containing polycyclic aromatic polymer is 200
If it is lower than 11,000, it contains almost no pre-mesophase and cannot provide high-performance inorganic fibers, composite materials, or molded objects. Become.

珪素含有多環状芳香族重合体の融点が180 ’Cより
低い場合は、実質的にプリメソフェーズを含んでいない
うえ、この重合体を紡糸して無機繊維を製造する場合、
プレカーサー糸は不融化時に融着しやすく、強度、弾性
率の高い焼成糸は得られない。一方、上記重合体の融点
が350 ’Cより高い場合は、軟化・流動温度が高温
となり、重合体の分解が起こり好ましくない。
When the melting point of the silicon-containing polycyclic aromatic polymer is lower than 180'C, it does not substantially contain primesophase, and when this polymer is spun to produce inorganic fibers,
Precursor yarns tend to fuse together during infusibility, making it impossible to obtain fired yarns with high strength and elastic modulus. On the other hand, if the melting point of the polymer is higher than 350'C, the softening/flowing temperature will be high and the polymer will decompose, which is undesirable.

また、珪素含有多環状芳香族重合体は、ベンゼン、トル
エン、キシレン、テトラヒドロフラン等の有機溶媒に対
する不溶分を10〜90%含有していることが好ましい
Further, the silicon-containing polycyclic aromatic polymer preferably contains 10 to 90% of insoluble matter in organic solvents such as benzene, toluene, xylene, and tetrahydrofuran.

珪素含有多環状芳香族重合体の上記有機溶媒に対する不
溶分が10%未満では、重合体を溶融成形、無機化して
も、炭素微結晶の繊維軸方向への配向はほとんど起こら
ず、機械的特性の優れた無機繊維、成形体、複合材料等
は得られない。また、上記有機溶媒に対する不溶分を9
0%より多く含有する場合は、重合体が高融点、高軟化
点となり、重合体の紡糸や成形等が困難になる。
If the insoluble content of the silicon-containing polycyclic aromatic polymer in the organic solvent is less than 10%, even if the polymer is melt-molded and mineralized, the carbon microcrystals will hardly be oriented in the fiber axis direction, resulting in poor mechanical properties. Inorganic fibers, molded articles, composite materials, etc. with excellent quality cannot be obtained. In addition, the insoluble matter in the above organic solvent was reduced to 9
If the content is more than 0%, the polymer will have a high melting point and high softening point, making spinning, molding, etc. of the polymer difficult.

本発明の珪素含有多環状芳香族重合体は、比較的低い温
度で軟化・流動するため、例えば無機繊維の前駆体とし
て好適に使用される。
Since the silicon-containing polycyclic aromatic polymer of the present invention softens and flows at relatively low temperatures, it is suitably used, for example, as a precursor for inorganic fibers.

次に、本発明の珪素含有多環状芳香族重合体の製造方法
を説明する。
Next, a method for producing the silicon-containing polycyclic aromatic polymer of the present invention will be explained.

出発原料の一つである有機珪素重合体は、公知の方法で
合成することができ、例えばジメチルジクロロシランと
金属ナトリウムの反応により得られるポリジメチルシラ
ンを、不活性ガス中で400℃以上に加熱することによ
り得られる。
The organosilicon polymer, which is one of the starting materials, can be synthesized by a known method. For example, polydimethylsilane obtained by the reaction of dimethyldichlorosilane and sodium metal is heated to 400°C or higher in an inert gas. It can be obtained by

上記有機珪素重合体は、結合単位(Si  CH2)、
または結合単位(Si−Si)と結合単位(34GHz
 )より主としてなり、結合単位(Si  CH2)の
全数対結合単位(Si−Si)の全数の比率は1:0〜
20の範囲内にある。
The organosilicon polymer has a bonding unit (Si CH2),
Or bonding unit (Si-Si) and bonding unit (34GHz
), and the ratio of the total number of bonding units (Si CH2) to the total number of bonding units (Si-Si) is 1:0 ~
It is within the range of 20.

有機珪素重合体の重量平均分子量は、−船釣には300
〜1000、特に400〜800のものが、優れた無機
繊維、複合材、成形体等を得るための中間原料であるラ
ンダム共重合体(1)を調整するために好ましい。
The weight average molecular weight of the organosilicon polymer is -300 for boat fishing.
-1000, particularly 400-800, is preferable for preparing random copolymer (1), which is an intermediate raw material for obtaining excellent inorganic fibers, composite materials, molded articles, etc.

もう一つの出発原料であるピッチは石油類の流動接触分
解残渣油(FCCスラリーオイル)またはその熱処理油
より、軽質留分を除去して得られたピッチ、ナフサクー
ルより得られたピッチ、及びコールタールピッチ等石炭
系ピッチであり、これらの中でも芳香族性の高いものが
適している。
Pitch, which is another starting material, includes pitch obtained by removing light fractions from fluid catalytic cracking residue oil (FCC slurry oil) of petroleum products or heat-treated oil thereof, pitch obtained from naphtha cool, and pitch obtained from coal. These are coal-based pitches such as tar pitch, and among these, those with high aromaticity are suitable.

ランダム共重合体(1)は、有機珪素重合体に、石油系
又は石炭系ピッチを添加し、不活性ガス中で好ましくは
250〜500℃の温度で加熱反応させることにより調
製される。
The random copolymer (1) is prepared by adding petroleum-based or coal-based pitch to an organosilicon polymer and subjecting the mixture to a heating reaction in an inert gas, preferably at a temperature of 250 to 500°C.

ピッチの使用割合は、有機珪素重合体100部当たり8
3〜1900部であることが好ましい。
The ratio of pitch used is 8 parts per 100 parts of organosilicon polymer.
It is preferable that it is 3-1900 parts.

ピッチ成分の使用割合が過度に小さい場合は、有機珪素
成分が多くなり、主としてプリメソフェーズ状態にある
多環状芳香族化合物(以下、これを単に「多環状芳香族
化合物(2)」と言うことがある。
If the proportion of the pitch component used is too small, the organosilicon component will increase, resulting in polycyclic aromatic compounds mainly in the pre-mesophase state (hereinafter simply referred to as "polycyclic aromatic compounds (2)"). be.

)との相溶性が悪化し、溶融時における均一性が損なわ
れ、繊維、成形体を製造した場合、弾性率が低下する。
), the uniformity during melting is impaired, and when producing fibers and molded objects, the elastic modulus decreases.

また、その割合が過度に多い場合は、有機珪素重合体成
分が少なすぎるため、本発明の重合体から製造される複
合材におけるマトリックスとの適合性、耐酸化性が低下
する。
Furthermore, if the proportion is too high, the organosilicon polymer component will be too small, and the compatibility with the matrix and oxidation resistance of the composite material produced from the polymer of the present invention will decrease.

上記反応の反応温度が過度に低いと、珪素原子と芳香族
炭素の結合が生成しにくくなり、反応温度が過度に高い
と、生成したランダム共重合体(1)の分解及び高分子
量化が激しく起こり好ましくない。
If the reaction temperature of the above reaction is too low, it will be difficult to form bonds between silicon atoms and aromatic carbon, and if the reaction temperature is too high, the generated random copolymer (1) will be severely decomposed and its molecular weight will increase. This is not a good thing to happen.

不活性ガスとしては、窒素、アルゴン等が好適に使用さ
れる。
As the inert gas, nitrogen, argon, etc. are preferably used.

主としてプリメソフェーズ状態にある多環状芳香族化合
物(以下、これを単に「多環状芳香族化合物(2)」と
言うことがある。)は、例えば、石油系または石炭系の
ピッチをテトラヒドロキノリンによる処理、または必要
により触媒を加えた後水素加圧下で水素化処理等により
ピッチ中の縮合芳香族環の一部を水素化する第1段処理
、及び、第1段処理で得られた水素化ピッチを、減圧下
、高温で、短時間加熱する第2段処理により調製するこ
とができる。
Polycyclic aromatic compounds that are mainly in the pre-mesophase state (hereinafter sometimes simply referred to as "polycyclic aromatic compounds (2)") can be produced by, for example, treating petroleum-based or coal-based pitch with tetrahydroquinoline. , or a first stage treatment in which a part of the condensed aromatic rings in the pitch is hydrogenated by hydrogenation treatment under hydrogen pressure after adding a catalyst if necessary, and the hydrogenated pitch obtained in the first stage treatment. can be prepared by a second step of heating for a short time at high temperature under reduced pressure.

第1段処理において、例えば、テトラヒドロキノリンを
用いて水素化を行う場合、ピッチ100重量部に対して
テトラヒドロキノリンを30部以上加え、300 ”C
〜500℃に加熱して水素化を行うことができる。また
、水素により水素化する場合、原料ピッチに必要に応じ
てキノリン等の溶媒、コバルト−モリブデン系、酸化鉄
系等の触媒を加え、水素分圧10kg/c+ft以上の
加圧下において、400℃〜500℃にて水素化を行う
ことができる。このようにして得られた生成物は必要に
より、濾過、溶媒及び軽質分の除去を行い第2段処理を
施す。
In the first stage treatment, for example, when hydrogenation is performed using tetrahydroquinoline, 30 parts or more of tetrahydroquinoline is added to 100 parts by weight of pitch, and 300"C
Hydrogenation can be carried out by heating to ~500°C. In addition, when hydrogenating with hydrogen, add a solvent such as quinoline, a cobalt-molybdenum type catalyst, an iron oxide type catalyst, etc. to the raw material pitch as necessary, and under pressure of hydrogen partial pressure 10 kg/c + ft or more, 400 ° C. Hydrogenation can be carried out at 500°C. The product thus obtained is subjected to a second stage treatment, if necessary, by filtration and removal of the solvent and light components.

第2段処理は、減圧下の高温熱処理であって、好ましく
は、圧力50mmHg以下、温度440℃以上で、60
分以内の熱処理である。処理時間は処理温度により決定
されるが、可能なかぎり高温下で、短時間処理すること
が好ましく、特に、15分以内で処理することが、紡糸
性の優れた珪素含有多環状芳香族重合体を得るための多
環状芳香族化合物(2)の製造に適している。
The second stage treatment is a high-temperature heat treatment under reduced pressure, preferably at a pressure of 50 mmHg or less and a temperature of 440°C or more.
The heat treatment takes less than a minute. Although the treatment time is determined by the treatment temperature, it is preferable to conduct the treatment at the highest possible temperature for a short time.In particular, it is preferable to treat the silicon-containing polycyclic aromatic polymer with excellent spinnability within 15 minutes. It is suitable for producing polycyclic aromatic compound (2) to obtain.

ここで言うプリメソフェーズ状態とは、室温においては
光学的に等方性であるが、高温(600℃以上)に加熱
することによりメソフェーズ状態に変換しうる状態を指
す。
The pre-mesophase state herein refers to a state that is optically isotropic at room temperature, but can be converted to a mesophase state by heating to a high temperature (600° C. or higher).

すなわち、この状態にある多環状芳香族化合物を、単独
で紡糸し、不融化、焼成を行えば、比較的低温で紡糸が
可能であるにもかかわらず、焼成工程で配向が起こるた
めメソフェーズ多環状芳香族化合物を用いたと同様に、
高弾性炭素繊維をうることかできる。
In other words, if a polycyclic aromatic compound in this state is spun alone, made infusible, and fired, it is possible to spin it at a relatively low temperature. Similar to using aromatic compounds,
High modulus carbon fiber can be used.

また、このプリメソフェーズ状態にある多環状芳香族化
合物中に、メソフェーズ状態、及び/または等方性の多
環状芳香族化合物を少量含んでいても最終生成物である
珪素含有多環状芳香族重合体の性質に、影響を与えるも
のではない。
Furthermore, even if the polycyclic aromatic compound in the pre-mesophase state contains a small amount of the polycyclic aromatic compound in the mesophase state and/or isotropic state, the silicon-containing polycyclic aromatic polymer which is the final product It does not affect the nature of the

上記製造方法より得られた多環状芳香族化合物(2)は
、一般に融点が200〜350℃で、重量平均分子量が
200〜6000であり、キノリンネ溶分が5%以下で
ある。
The polycyclic aromatic compound (2) obtained by the above production method generally has a melting point of 200 to 350°C, a weight average molecular weight of 200 to 6000, and a quinoline soluble content of 5% or less.

ランダム共重合体(1)と多環状芳香族化合物(2)を
200〜500℃で加熱反応及び/または加熱溶融し、
珪素含有多環状芳香族重合体を得る。
A random copolymer (1) and a polycyclic aromatic compound (2) are heated to react and/or melted at 200 to 500°C,
A silicon-containing polycyclic aromatic polymer is obtained.

多環状芳香族化合物(2)の使用割合は、ランダム共重
合体(11100部当たり5〜900部であることが好
ましく、5部未満では、多環状芳香族化合物(2)が不
足するため、得られた重合体を無機化しても、高弾性の
繊維や成形体は得られず、また、900部より多い場合
は、珪素成分の不足のためマトリックスに対する濡れ性
に優れた繊維や、耐酸化性の向上した成形体は得られな
い。
The usage ratio of the polycyclic aromatic compound (2) is preferably 5 to 900 parts per 11,100 parts of the random copolymer (11,100 parts). If it is less than 5 parts, the polycyclic aromatic compound (2) will be insufficient, so Even if the resulting polymer is inorganicized, highly elastic fibers or molded articles cannot be obtained, and if the amount exceeds 900 parts, it is difficult to obtain fibers with excellent wettability to the matrix or with oxidation resistance due to the lack of silicon component. A molded article with improved properties cannot be obtained.

上記溶融混合温度が200 ”Cより低いと不融部分が
生じ、系が不均一となり、また、溶融混合温度が500
℃より高いと縮合反応が激しく進行し、生成重合体が高
融点となり、その流動性が失われる。
If the above-mentioned melt mixing temperature is lower than 200"C, an unmelted portion will be generated and the system will be non-uniform.
If the temperature is higher than 0.degree. C., the condensation reaction will proceed vigorously, the resulting polymer will have a high melting point, and its fluidity will be lost.

(効果) 本発明による珪素含有多環状芳香族重合体は、重合体中
に有機珪素共重合体及び多環状芳香族化合物(2)を含
有するため、この重合体を溶融紡糸、不融化、焼成する
ことにより、超微粒子のグラファイト結晶上にSi、C
,及び0からなる非晶質及び/又はβ−SiC超微粒子
が分散した構造の高強度、高弾性にして、しかもプラス
チックとの濡れ性に優れた炭素系無機繊維を得ることが
できる。このように、機械特性とプラスチックとの濡れ
性を同時に満足できる繊維は従来存在しなかったため、
特にFRP用の用途の開発が大きく期待される。
(Effects) Since the silicon-containing polycyclic aromatic polymer according to the present invention contains an organosilicon copolymer and a polycyclic aromatic compound (2) in the polymer, this polymer can be melt-spun, infusible, and calcined. By doing this, Si and C are deposited on ultrafine graphite crystals.
It is possible to obtain a carbon-based inorganic fiber having a structure in which amorphous and/or β-SiC ultrafine particles consisting of , and 0 are dispersed, and has high strength and elasticity, and has excellent wettability with plastics. In this way, there was no existing fiber that could satisfy both mechanical properties and wettability with plastics.
In particular, there are great expectations for the development of applications for FRP.

また、本発明の珪素含有多環状芳香族重合体から得られ
る繊維は、炭素系繊維の高温酸化雰囲気での使用を可能
とすると共に本発明の重合体の成形加工により耐酸化性
炭素系材料を得ることができる。また、本発明は、ピッ
チの有効利用の観点からも資するところ大なるものがあ
る。
In addition, the fibers obtained from the silicon-containing polycyclic aromatic polymer of the present invention enable use of carbon fibers in high-temperature oxidizing atmospheres, and can be made into oxidation-resistant carbon-based materials by molding the polymer of the present invention. Obtainable. Further, the present invention greatly contributes from the viewpoint of effective use of pitch.

(実施例) 以下実施例によって本発明を説明する。(Example) The present invention will be explained below with reference to Examples.

参考例1(有機珪素重合体の製法) 5I!、の三ロフラスコに無水キシレン2.5!及びナ
トリウム400gを入れ、窒素ガス気流下でキシレンの
沸点まで加熱し、ジメチルジクロロシラン11を1時間
で滴下した。滴下終了後、10時間加熱還流し沈澱物を
生成させた。沈澱を濾過し、メタノールついで水で洗浄
して、白色粉末のポリジメチルシラン420gを得た。
Reference Example 1 (Production method of organosilicon polymer) 5I! 2.5 of anhydrous xylene in a three-hole flask! and 400 g of sodium were added thereto, heated to the boiling point of xylene under a nitrogen gas stream, and dimethyldichlorosilane 11 was added dropwise over 1 hour. After the dropwise addition was completed, the mixture was heated under reflux for 10 hours to form a precipitate. The precipitate was filtered and washed with methanol and then water to obtain 420 g of white powder polydimethylsilane.

このポリジメチルシラン400gを、ガス導入管、攪拌
機、冷却器及び留出管を備えた3I!、のゴロフラスコ
に仕込み、攪拌しなから50mff/分の窒素気流下に
420℃で加熱処理して、留出受器に350gの無色透
明な少し粘性のある液体を得た。
400 g of this polydimethylsilane was transferred to a 3I! equipped with a gas introduction tube, a stirrer, a cooler, and a distillation tube. The mixture was charged into a Golof flask and heated at 420° C. under a nitrogen flow of 50 mff/min without stirring to obtain 350 g of a colorless and transparent slightly viscous liquid in a distillation receiver.

この液体の数平均分子量は蒸気圧浸透法で測定したとこ
ろ470であった。
The number average molecular weight of this liquid was 470 as measured by vapor pressure osmosis.

この物質の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、6
50〜900cII+″′と1250cm−’に5iC
H3の吸収、2100cm−’に5i−Hの吸収、10
2102O’付近と1355cm−’にSi  CHz
Siの吸収、2900c+n−’と2950cm−’に
CHの吸収が認められ、またこの物質の遠赤外線吸収ス
ペクトルを測定したところ、380cm−’に5i−S
iの吸収が認められることから、得られた液状物質は、
主として(S i  CHz )結合単位及び(Si−
Si)結合単位からなり、珪素の側鎖に水素原子及びメ
チル基を有する有機珪素重合体であることが判明した。
When the infrared absorption spectrum of this substance was measured, it was found that 6
5iC at 50-900cII+''' and 1250cm-'
Absorption of H3, absorption of 5i-H at 2100 cm-', 10
Si CHz near 2102O' and 1355cm-'
Absorption of Si, absorption of CH at 2900c+n-' and 2950cm-' was observed, and when the far-infrared absorption spectrum of this material was measured, 5i-S was observed at 380cm-'.
Since absorption of i is observed, the obtained liquid substance is
Mainly (S i CHz ) bonding units and (Si-
It was found to be an organosilicon polymer consisting of Si) bond units and having a hydrogen atom and a methyl group in the silicon side chain.

核磁気共鳴分析及び赤外線吸収分析の測定結果から、こ
のを機珪素重合体は(Si  CH2)結合単位の全数
対(Si−Si)結合単位の全数の比率がほぼ1:3で
ある重合体であることが確認された。
From the measurement results of nuclear magnetic resonance analysis and infrared absorption analysis, this silicon polymer is a polymer in which the ratio of the total number of (Si CH2) bond units to the total number of (Si-Si) bond units is approximately 1:3. It was confirmed that there is.

上記有機珪素重合体300gをエタノールで処理して低
分子量物を除去して、数平均分子量が1200の重合体
40gを得た。
300 g of the above organosilicon polymer was treated with ethanol to remove low molecular weight substances to obtain 40 g of a polymer having a number average molecular weight of 1200.

この物質の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、上
記と同様の吸収ピークが認められ、この物質は主として
(S 1−CH2)結合単位及び(Si−Si)結合単
位からなり、珪素の側鎖に水素原子及びメチル基を有す
る有機珪素重合体であることが判明した。
When the infrared absorption spectrum of this substance was measured, absorption peaks similar to those above were observed, and this substance mainly consists of (S 1-CH2) bond units and (Si-Si) bond units, with hydrogen in the silicon side chain. It turned out to be an organosilicon polymer having atoms and methyl groups.

核磁気共鳴分析及び赤外線吸収分析の測定結果から、こ
の有機珪素重合体は(Si  CH2)結合単位の全数
対(Si−Si)結合単位の全数の比率がほぼ7:1で
ある重合体であることが確認された。
According to the measurement results of nuclear magnetic resonance analysis and infrared absorption analysis, this organosilicon polymer is a polymer in which the ratio of the total number of (Si CH2) bond units to the total number of (Si-Si) bond units is approximately 7:1. This was confirmed.

参考例2 (FCCスラリーオイルの製法)石油留分の
うち、軽油以上の高沸点物をシリカ・アルミナ系分解触
媒の存在下、500℃の温度で流動接触分解・精留を行
い、その塔底より残渣を得た。以下この残渣をFCCス
ラリーオイルと呼ぶ。
Reference Example 2 (Production method for FCC slurry oil) Fluid catalytic cracking and rectification of petroleum fractions with higher boiling points than light oil are carried out at a temperature of 500°C in the presence of a silica/alumina cracking catalyst, and the bottom of the column is A residue was obtained. Hereinafter, this residue will be referred to as FCC slurry oil.

このFCCスラリーオイルは、元素分析の結果、炭素原
子対水素原子の原子比(C/H)が0.75で、核磁気
共鳴分析による芳香炭素分率が0.55であった。
As a result of elemental analysis, this FCC slurry oil had an atomic ratio of carbon atoms to hydrogen atoms (C/H) of 0.75, and an aromatic carbon fraction of 0.55 as determined by nuclear magnetic resonance analysis.

実施例1 (第1工程) 参考例2で得られたFCCスラリーオイル100gを窒
素ガス気流下420 ”Cに加熱し、同温度における留
出分を留去後残渣を150℃にて熱時濾過し、同温度に
おける不融部を除去し、軽質分除去ピッチ57gを得た
Example 1 (First step) 100 g of the FCC slurry oil obtained in Reference Example 2 was heated to 420"C under a nitrogen gas flow, and the distillate at the same temperature was distilled off, and the residue was filtered while hot at 150°C. Then, the unmelted portion at the same temperature was removed to obtain 57 g of pitch from which light components were removed.

この軽質分除去ピッチは60%のキシレン不溶分を含ん
でいた。
This light fraction removed pitch contained 60% xylene insoluble matter.

この軽質分除去ピンチ57gに参考例1で得た有機珪素
重合体25g及びキシレン20m1を加え、攪拌しなが
ら昇温し、キシレンを留去後400℃で6時間反応させ
43gのランダム共重合体(1)を得た。
Add 25 g of the organosilicon polymer obtained in Reference Example 1 and 20 ml of xylene to 57 g of this light fraction removal pinch, raise the temperature with stirring, distill off the xylene, and react at 400°C for 6 hours to obtain 43 g of random copolymer ( 1) was obtained.

このランダム共重合体(1)は赤外線吸収スペクトル測
定の結果、有機珪素重合体中に存在するSiH結合(I
R: 2100cnr’)の減少及び新たな5i−C(
ヘンゼン環の炭素)結合(IR:1135c++r’)
の生成が認められることより有機珪素重合体の珪素原子
の一部が多環状芳香族環と直接結合した部分を有してい
ることがわかった。
As a result of infrared absorption spectrum measurement, this random copolymer (1) was found to have SiH bonds (I
R: 2100 cnr') and new 5i-C (
Hensen ring carbon) bond (IR: 1135c++r')
It was found that some of the silicon atoms in the organosilicon polymer had a portion directly bonded to a polycyclic aromatic ring.

また、この共重合体は、キシレン不溶部を含まず重量平
均分子量は1450、融点は265℃であった。
Further, this copolymer contained no xylene-insoluble portion, had a weight average molecular weight of 1450, and a melting point of 265°C.

(第2工程) 参考例2で得られたFCCスラリーオイル400gと1
.2,3.4−テトラヒドロキノリン300gとをオー
トクレーブ中、450℃で10分間水素化処理した後テ
トラヒドロキノリンを留去し、水素化ピッチを得た。
(Second step) 400 g of FCC slurry oil obtained in Reference Example 2 and 1
.. After hydrogenating 300 g of 2,3,4-tetrahydroquinoline at 450° C. for 10 minutes in an autoclave, the tetrahydroquinoline was distilled off to obtain hydrogenated pitch.

このピッチを金属容器に仕込み、10mmHgの減圧下
スズ浴に浸し、450℃で10分間熱処理し62gのピ
ッチを得た。
This pitch was placed in a metal container, immersed in a tin bath under reduced pressure of 10 mmHg, and heat treated at 450° C. for 10 minutes to obtain 62 g of pitch.

得られたピッチは融点が230℃で、軟化点が238℃
、キノリンネ溶分が2%の多環状芳香族化合物(2)で
あった。
The resulting pitch has a melting point of 230°C and a softening point of 238°C.
It was a polycyclic aromatic compound (2) with a quinoline solubility of 2%.

(第3工程) 第1工程で得られたランダム共重合体(1) 40 g
と第2工程で得られた多環状芳香族重合体(2)80g
を窒素雰囲気下350℃で1時間溶融混合し、均一な状
態にある珪素含有多環状芳香族重合体を得た。
(Third step) Random copolymer (1) obtained in the first step 40 g
and 80 g of polycyclic aromatic polymer (2) obtained in the second step.
were melt-mixed at 350° C. for 1 hour under a nitrogen atmosphere to obtain a silicon-containing polycyclic aromatic polymer in a uniform state.

この珪素含有多環状芳香族重合体は、光学的に等方性で
あったが、キシレン不溶分が45%、融点が251℃で
あり、温和な条件下で水添し、ゲルパーミユエイション
クロマトグラフィー(GPC)により重量平均分子量(
M9)を測定したところ、Mw=1080であった。
This silicon-containing polycyclic aromatic polymer was optically isotropic, but had a xylene insoluble content of 45% and a melting point of 251°C, and was hydrogenated under mild conditions and subjected to gel permeation chromatography. The weight average molecular weight (
M9) was measured and found to be Mw=1080.

この珪素含有多環状芳香族重合体を空気中、1000℃
に加熱し、得られた灰分にアルカリ溶融、塩酸処理を施
し、水に溶解後、その水溶液について、高周波プラズマ
発光分光分析装置(ICP)を用い珪素濃度測定を行っ
たところ、上記珪素含有多環状芳香族重合体中の珪素含
量は、5.8%であることがわかった。
This silicon-containing polycyclic aromatic polymer was heated to 1000°C in air.
The resulting ash was subjected to alkali melting and hydrochloric acid treatment, and after dissolving in water, the silicon concentration of the aqueous solution was measured using an high frequency plasma emission spectrometer (ICP). The silicon content in the aromatic polymer was found to be 5.8%.

実施例2 (第1工程) 軽質分除去ピッチ成分と有機珪素重合体成分との比率を
60部:40部に変更し、共重合温度を420″C12
時間とした以外は実施例1と同様にしてランダム共重合
体(1)を得た。この共重合体は、融点が238℃で、
重量平均分子量(M、)が1400であり、キノリンネ
溶分は存在しなかった。
Example 2 (First step) The ratio of the light fraction removed pitch component and the organosilicon polymer component was changed to 60 parts:40 parts, and the copolymerization temperature was set to 420"C12.
A random copolymer (1) was obtained in the same manner as in Example 1 except for changing the time. This copolymer has a melting point of 238°C,
The weight average molecular weight (M) was 1400, and no quinoline-soluble matter was present.

(第2工程) 参考例2で得たFCCオイルを、オートクレーブ中、窒
素雰囲気下、430℃で、自生圧95kg/c+fl(
水素分圧は21kg/c+lIであった。)の条件下で
1時間処理後10mmHgの減圧下、320℃以下の留
分を除去し、得られたピッチを450℃で3分間加熱し
、融点が251 ’C1軟化点が260℃、キノリンネ
溶分が5%の多環状芳香族化合物(2)を得た。
(Second step) The FCC oil obtained in Reference Example 2 was heated in an autoclave under a nitrogen atmosphere at 430°C under an autogenous pressure of 95 kg/c+fl (
The hydrogen partial pressure was 21 kg/c+lI. ) After treatment for 1 hour under the conditions of A polycyclic aromatic compound (2) with a content of 5% was obtained.

(第3工程) ランダム共重合体(1)と多環状芳香族重合体(2)の
仕込み比を、40部:60部とし、溶融混合温度を38
0℃とし、溶融混合時間を30分とした以外は実施例1
と同様にして珪素含有多環状芳香族重合体を得た。得ら
れた重合体は、光学的に等方性であったが、キシレン不
溶分39%、重量平均分子量(Mw)が1210で、珪
素含有率が8゜2%で、融点が258℃であった。
(Third step) The charging ratio of the random copolymer (1) and the polycyclic aromatic polymer (2) was 40 parts:60 parts, and the melt mixing temperature was 38 parts.
Example 1 except that the temperature was 0°C and the melt mixing time was 30 minutes.
A silicon-containing polycyclic aromatic polymer was obtained in the same manner as above. The obtained polymer was optically isotropic, but had a xylene insoluble content of 39%, a weight average molecular weight (Mw) of 1210, a silicon content of 8.2%, and a melting point of 258°C. Ta.

比較例1 (第1工程) 参考例2で得られたFCCスラリーオイル200gを窒
素ガス気流下、420℃に加熱し、同温度における軽質
留分を留去し軽質分除去ピッチを114g得た。得られ
たピッチを、130℃のキシレン500 mftに溶解
し、キシレン不溶分69gを除去した後、得られたピッ
チ中のキシレン可溶部45gに参考例1で得た有機珪素
重合体45gを加え、400℃で6時間共重合を行わせ
32gのランダム共重合体を得た。
Comparative Example 1 (First Step) 200 g of the FCC slurry oil obtained in Reference Example 2 was heated to 420° C. under a stream of nitrogen gas, and light fractions at the same temperature were distilled off to obtain 114 g of light fraction-removed pitch. The obtained pitch was dissolved in 500 mft of xylene at 130°C and 69 g of xylene insoluble matter was removed. 45 g of the organosilicon polymer obtained in Reference Example 1 was added to 45 g of the xylene soluble part in the obtained pitch. , Copolymerization was carried out at 400° C. for 6 hours to obtain 32 g of random copolymer.

(第2工程) 第1工程で得たキシレン可溶のピッチ成分200gを、
窒素雰囲気下、400℃にて6時間熱処理し熱処理ピッ
チ41gを得た。
(Second step) 200g of the xylene soluble pitch component obtained in the first step,
Heat treatment was performed at 400° C. for 6 hours in a nitrogen atmosphere to obtain 41 g of heat-treated pitch.

(第3工程) 第1工程で得たランダム共重合体30gと第2工程で得
た熱処理ピッチ60gを300℃で、2゜5時間加熱混
合した。得られた生成物は、重量平均分子量(M8)が
1750で、珪素含有率が10.5%であったが、融点
は198℃と低く、キシレン不溶分を11%しか含まな
い光学的等方性の重合体であった。
(Third step) 30 g of the random copolymer obtained in the first step and 60 g of the heat-treated pitch obtained in the second step were heated and mixed at 300° C. for 2° and 5 hours. The obtained product had a weight average molecular weight (M8) of 1750 and a silicon content of 10.5%, but had a low melting point of 198°C and was optically isotropic, containing only 11% of xylene-insoluble matter. It was a chemical polymer.

比較例2 実施例1で得た軽質骨除去ピッチ100gに参考例1で
得た有機珪素重合体50gを加え400℃で6時間反応
し、79gのランダム共重合体を得た。
Comparative Example 2 50 g of the organosilicon polymer obtained in Reference Example 1 was added to 100 g of the light bone-removed pitch obtained in Example 1 and reacted at 400° C. for 6 hours to obtain 79 g of random copolymer.

得られた共重合体は融点が252℃1珪素含有率が15
%で、平均重量分子量(Ml、l)は1400であり、
キシレン不溶分を含まず、メソフェーズ部分も存在しな
かった。
The resulting copolymer has a melting point of 252°C and a silicon content of 15
%, the average weight molecular weight (Ml, l) is 1400,
It contained no xylene-insoluble matter and no mesophase portion was present.

実施例3 実施例1及び実施例2で得た珪素含有多環状芳香族重合
体を紡糸ドープとし、口径0.3 mmのノズルを用い
溶融紡糸した。得られたプレカーサー糸を空気流通下、
300℃にて不融化し、アルゴン気流下1300℃で焼
成し、炭素化無機繊維を得た。
Example 3 The silicon-containing polycyclic aromatic polymers obtained in Examples 1 and 2 were used as spinning dopes, and melt-spun using a nozzle with a diameter of 0.3 mm. The obtained precursor yarn is passed through air circulation,
It was made infusible at 300°C and fired at 1300°C under an argon stream to obtain carbonized inorganic fibers.

この繊維の糸径、引張強度、引張弾性率は、それぞれ、
実施例1のドープの場合で、11μ、288kg/+n
m2.24 t 7mm2、実施例2のドープの場合で
、9μ、261 kg/mm2.21 t 7mm2で
あった。
The thread diameter, tensile strength, and tensile modulus of this fiber are, respectively,
In the case of the dope of Example 1, 11 μ, 288 kg/+n
m2.24t 7mm2, and in the case of the dope of Example 2, it was 9μ, 261 kg/mm2.21t 7mm2.

走査型電子顕微鏡観察により、側繊維ともピッチ繊維で
用いられるラジアル構造に類似した組織の断面構造をし
ており、ドープ中のメソフェーズ成分が、紡糸、不融化
、焼成過程で繊維軸方向に配向したことを示していた。
Scanning electron microscopy revealed that both side fibers had a cross-sectional structure similar to the radial structure used in pitch fibers, and that the mesophase component in the dope was oriented in the fiber axis direction during the spinning, infusibility, and firing processes. It showed that.

比較例3 比較例1及び2で得られた重合体を実施例9と同条件下
で紡糸、不融化、焼成を行い焼成糸を得た。
Comparative Example 3 The polymers obtained in Comparative Examples 1 and 2 were spun, infusible, and fired under the same conditions as in Example 9 to obtain fired yarn.

各々の繊維の糸径、引張強度、引張弾性率は、それぞれ
、比較例1のドープの場合で、17μ、105kg/叩
2、マ、 l t 7mm2、比較例2のドープの場合
で、16μ、75 kg/mm” 、5. Ot 7m
m2であった。
The thread diameter, tensile strength, and tensile modulus of each fiber are 17 μ, 105 kg/k2, m, l t 7 mm2, for the dope of Comparative Example 1, and 16 μ, for the dope of Comparative Example 2, respectively. 75 kg/mm”, 5. Ot 7m
It was m2.

また、繊維断面は何ら配向した構造の部分を含んでいな
かった。
Further, the fiber cross section did not include any oriented structure.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)(A)結合単位(Si−CH_2)、または結合
単位(Si−CH_2)と結合単位(Si−Si)から
主としてなり、珪素原子の側鎖に水素原子、低級アルキ
ル基、フェニル基及びシリル基からなる群から選ばれる
置換基を有する有機珪素重合体単位、及び (B)主としてプリメソフェーズ状態にある多環状芳香
族化合物単位、 からなり、前記(A)の珪素原子の少なくとも一部が、
前記(B)の芳香族環の炭素原子と結合していることを
特徴とする珪素含有多環状芳香族重合体。
(1) (A) Mainly composed of a bonding unit (Si-CH_2), or a bonding unit (Si-CH_2) and a bonding unit (Si-Si), with hydrogen atoms, lower alkyl groups, phenyl groups and an organosilicon polymer unit having a substituent selected from the group consisting of silyl groups, and (B) a polycyclic aromatic compound unit mainly in a pre-mesophase state, in which at least a part of the silicon atoms in (A) are ,
A silicon-containing polycyclic aromatic polymer, which is bonded to the carbon atom of the aromatic ring of (B).
(2)i)結合単位(Si−CH_2)、または結合単
位(Si−CH_2)と結合単位(Si−Si)から主
としてなり、珪素原子の側鎖に水素原子、低級アルキル
基、フェニル基及びシリル基からなる群から選ばれる置
換基を有し、結合単位(Si−CH_2)の全数対結合
単位(Si−Si)の全数の比が1:0〜20の範囲に
ある有機珪素重合体の珪素原子の少なくとも一部が、石
油系又は石炭系のピッチあるいはその熱処理物である多
環状芳香族化合物の芳香族環の炭素と結合したランダム
共重合体100重量部、及び ii)石油系又は石炭系ピッチを水素化処理後、減圧下
で熱処理して得られる主としてプリメソフェーズ状態に
ある多環状芳香族化合物5〜900重量部を、 200〜500℃の範囲の温度で加熱反応及び/又は加
熱溶融することを特徴とする珪素含有多環状芳香族重合
体の製造方法。
(2)i) Mainly composed of a bonding unit (Si-CH_2), or a bonding unit (Si-CH_2) and a bonding unit (Si-Si), with a hydrogen atom, a lower alkyl group, a phenyl group, and a silyl group in the side chain of the silicon atom. Silicon of an organosilicon polymer having a substituent selected from the group consisting of groups, and in which the ratio of the total number of bonding units (Si-CH_2) to the total number of bonding units (Si-Si) is in the range of 1:0 to 20. 100 parts by weight of a random copolymer in which at least some of the atoms are bonded to the carbon atoms of the aromatic ring of a polycyclic aromatic compound that is petroleum-based or coal-based pitch or a heat-treated product thereof; and ii) petroleum-based or coal-based pitch. After hydrogenating the pitch, 5 to 900 parts by weight of a polycyclic aromatic compound mainly in a pre-mesophase state obtained by heat treatment under reduced pressure is subjected to a heating reaction and/or heating melting at a temperature in the range of 200 to 500°C. A method for producing a silicon-containing polycyclic aromatic polymer, characterized in that:
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63233575A (en) * 1987-03-23 1988-09-29 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor photodetector
JPS6473771A (en) * 1987-09-16 1989-03-20 Hitachi Ltd Semiconductor integrated circuit
JPH01214111A (en) * 1988-02-23 1989-08-28 Seiko Epson Corp Manufacture of semiconductor device

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