JPH036172B2 - - Google Patents

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JPH036172B2
JPH036172B2 JP61147247A JP14724786A JPH036172B2 JP H036172 B2 JPH036172 B2 JP H036172B2 JP 61147247 A JP61147247 A JP 61147247A JP 14724786 A JP14724786 A JP 14724786A JP H036172 B2 JPH036172 B2 JP H036172B2
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JP
Japan
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polysilazane
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sih
unsaturated aliphatic
temperature
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JP61147247A
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JPS6211729A (ja
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Ruburan Janjatsuku
Horuto Yugu
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ROONU PUURAN SUPESHIARITE SHIMIIKU
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ROONU PUURAN SUPESHIARITE SHIMIIKU
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Publication date
Application filed by ROONU PUURAN SUPESHIARITE SHIMIIKU filed Critical ROONU PUURAN SUPESHIARITE SHIMIIKU
Publication of JPS6211729A publication Critical patent/JPS6211729A/ja
Publication of JPH036172B2 publication Critical patent/JPH036172B2/ja
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/60Macromolecular 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
    • C08G77/62Nitrogen atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515Shaped 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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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/16Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers in which all the silicon atoms are connected by linkages other than oxygen atoms

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Description

【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野 本発明は≡SiH基及び
【式】基を含有す るポリシラザンの熱処理方法に関する。 従来の技術 本明細書中以降においてポリシラザンと呼ぶオ
ルガノポリシラザンはモノマー、オリゴマー、環
状又は線状ポリマーの形で及びまた樹脂状ポリマ
ーの形で現われる良く知られた生成物である。こ
れらのポリシラザンは広範囲の出発物質から多様
な方法を用いて作ることができる。 これらのポリシラザンは、特にSi3N4、SiC又
はそれらの混合物の形で造形することができかつ
熱分解することができる。クロロシラン(SiCl4
HSiCl3及びH2SiCl2)をアンモニアと高温におい
てかつ気相で反応させることにある窒化ケイ素を
製造する別の手順がある。直接に粉末生成物を生
ずるこの方法を用いて造形品、特に繊維を製造す
ることは困難である。対照的にポリシラザンはま
た紡糸して連続繊維であつて該繊維の熱分解がセ
ラミツク繊維を生ずるものにすることもできる。 ポリシラザンは造形して色々の厚さのフイルム
に、大きい成形品にすることができ、かつセラミ
ツク繊維又は炭素繊維用の結合剤として及び多孔
質セラミツク製品用の焼結結合剤として用いるこ
とができる。 しかし、これらのポリシラザンを容易にかつ経
済的に転化して、熱分解後に色々の厚さの繊維、
フイルム、コーテイング及び成形品状のセラミツ
ク物質を生ずる繊維又はコーテイングにする際に
困難に遭遇する。 特開昭52−160446号公報は酸性土類を触媒とし
て用いてオルガノポリシラザンを処理することに
よつて高分子量のオルガノポリシラザンを重合さ
せるプロセスについて記載している。しかし、こ
のプロセスは固体触媒をろ過によつて分別するこ
とを必要とし、高い粘度に達するポリマーの場合
には溶媒を使用することを含む主要な不利益を有
する。 上記の問題に最初に解決を与えようとする試み
が米国特許US−A3853567号でなされた。 この特許によれば、温度800〜2000℃において
溶融防糸し、次いで熱分解することができる溶融
可能なカルボシラザン樹脂を得る目的でポリシラ
ザンの初めの熱処理を温度200゜〜800℃において
行うことにより、炭化ケイ素、窒化ケイ素又はこ
れらの混合物をその他のセラミツク生成物と共に
含む繊維等の造形品を製造するプロセスが提案さ
れている。 上記の特許が前進する有意な工程を示している
ことは確かであるが、すでに極めて高くなり得る
温度(200〜800℃)における初めの熱処理を必要
とすることの不利益を有する。加えて、セラミツ
クの重量収率が不適当になり得る。 本発明の目的は上述した問題点を解決すること
及び温度1000〜2000℃において熱分解した場合に
優れた性質を有するセラミツク物質を生ずるポリ
シラザンを最も多様な形(フイラメント、成形
品、コーテイング、フイルム等)に転化する簡
単、有効、経済的でかつ容易に使用可能な手段を
提供することである。 しかし、加水分解に対し十分に安定でありかつ
熱分解した際にセラミツク物質を高い重量収率で
生ずるポリシラザンの利用を容易にさせることが
望ましくかつこれが本発明の別の目的である。こ
のために、ポリシラザンは熱分解の間に塗布しか
つ含浸させるべき基体に一体に結合されたままで
良好な熱的挙動を示さなければならない。 問題点を解決するための手段 これらや他の目的は、実際には分子当り平均し
て少くとも2、好ましくは少くとも3の≡SiH基
及び少くとも2の
【式】基を含有するポリ シラザン(1)を温度40゜〜220℃、好ましくは100゜〜
220℃において熱処理することを特徴とするポリ
シラザンの処理方法に関する本発明によつて達成
される。 本発明によれば、SiH基はケイ素原子当りただ
1つの水素原子を含んだ基を意味する。 なる程、米国特許US−A3892583号は、200℃
までの範囲の温度においてアンモニアをハロシラ
ンと反応させてシラザンを形成し、次いで温度
200゜〜800℃において製品を処理することによつ
てポリシラザンを作ることから成る炭化ケイ素及
び窒化ケイ素の均質混合物から成る造形品の製造
方法について記載している。事実、この特許に
は、熱処理が一層高く架橋しかつ改良された強度
を有する生成物を得ることを可能にすることが示
されている(3欄13〜19行及び5欄5〜13行)。
しかし、この特許のどこにも、熱処理が低い温
度、すなわち220℃より低い温度において有効に
なり得るために、ポリシラザンが分子当り平均し
て少くとも2、好ましくは3の≡SiH基及び少く
とも2の
【式】基を含有する必要がある旨 の記載はない。今、本出願の比較例によつて示す
通りに、本出願が挙げる目的を満足させるため
に、出発ポリシラザン(1)中に≡SiH基及び
【式】基が存在することが絶対に必須であ る。事実、これらの≡SiH基及び
【式】基 が存在することは含まれる反応が異ることを意味
する。米国特許US−A3892583号の教示内容に従
う手順では、アンモニアの開放が起き(例5参
照)、かつこれは発明の方法(220℃より低い温
度)の使用において起きない。他方、発明の方法
を、特に不飽和脂肪族基の不存在において用いる
間に解放水素が起きる。 米国特許US−A3892583号の教示内容に従え
ば、含まれる反応は以下である: すなわち、 3≡SiNHSi≡→2(≡Si)3N+NH3. 発明の方法に従えば、含まれる反応は、 不飽和脂肪族基の不存在において: ≡SiH+≡SiNHSi≡→(≡Si)3N+H2〓 不飽和脂肪族、、例えばビニル基の存在におい
て: ≡SiH+≡Si−CH=CH2→≡Si− CH2−CH2−Si≡. 発明の別の実施態様によれば、出発ポリシラザ
ン(1)は更にケイ素原子に結合した不飽和脂肪族炭
化水素基、好ましくはビニル基を含有することが
できる。 これらの不飽和基は出発ポリシラザン(1)に存在
してもよく、或はこの出発ポリシラザン(1)に≡
SiH基は無いがケイ素原子に結合した不飽和脂肪
族炭化水素基を含有する別のポリシラザン(2)を加
えることによつて導入してもよい。好ましくは、
ポリシラザン(1)又はポリシラザン(1)及び(2)の混合
物はSiH/不飽和脂肪族基モル比0.5〜5、好ま
しくは0.8〜2を有する。 すなわち、発明の方法を実施する際に用いる出
発ポリシラザン(1)は、分子当り平均して下記の
(a)、(b)、(c)式の単位から選ぶ少く
とも2、好ましくは少くとも3の単位を含有す
る:
【式】
【式】
【式】 (式中、R1、ラジカルは同一であるか或は異り、
飽和又は不飽和脂肪族炭化水素ラジカル、アリー
ル、アルキルアリール又はアリールアルキルラジ
カルから選ぶ)。 ポリシラザン(1)における(a)、(b)及び
(c)と異る単位は次式の単位から選ぶ単位に
することができる:
【式】
【式】
【式】
【式】 〔式中、R1ラジカルは上記の意味を有し、かつ
鎖要素Xは同一であるか或は異り、鎖要素
(CH2)n(nは1〜8の整数である)、−Si−及び
N−を表わし、Xの内の少くとも50%はN−であ
る〕。 (b)及び(c)、(b)、(c)及び
(d)式において、R1ラジカルは不飽和脂肪族
炭化水素ラジカル、好ましくはメチル、エチル、
プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチ
ル及びオクチルラジカル等の1〜8の炭素原子を
含有するラジカルにすることができ;R1ラジカ
ルはまたシクロプロピル、シクロブチル、シクロ
ペンチル、シクロヘキシル及びシクロヘプチルラ
ジカル等の3〜7の炭素原子を含有する飽和環状
炭化水素ラジカルにすることができ;R1はまた
ベンジル及びフエニルエチルラジカル等のアリー
ルアルキルラジカル或はトリル及びキシリルラジ
カル等のアルキルアリールラジカルにすることが
できる。メチル及びフエニルラジカルが好ましい
ラジカルである。 出発ポリシラザン(1)がケイ素原子に結合した不
飽和脂肪族基を含有しない場合、適当ならば、ポ
リシラザン(1)に下記の(a)、(b)及び(
c)式の単位から選ぶ単位を分子当り平均して少
くとも2含有するポリシラザン(2)を加えることが
可能である:
【式】
【式】
〔式中、Yはハロゲン、通常塩素原子であり、Rラジカルは同一であるか或は異り、上記のR1又はR2又はR3の定義を有するか或は水素原子を表わすことができ、aは0〜3(それぞれを含む)の整数である〕
のオルガノハロモノシランと、例えばアンモニ
ア、第一級又は第二級アミン、シリルアミン、ア
ミド、ヒドラジン等のクロロシランと反応した後
【式】基を与える有機又はオルガノシリ コン化合物との反応の生成物として得ることがで
きる。 それ自体で或は混合して使用することができる
オルガノハロシランとして下記を挙げることがで
きる: (CH32SiCl2、(CH33SiCl、CH3SiCl3
SiCl4、(C6H52SiCl2、(C6H5)(CH3)SiCl2
C6H5SiCl3、(CH3)(CH3CH2)SiCl2
CH3HSiCl2、(CH32HSiCl、HSiCl3、CH3(CH2
=CH)SiCl2、(CH32(CH2=CH)SiCl 少くとも1つのNH2又はNH基を含有しかつ上
記のポリシラザンの合成用に用いることができる
化合物の例として次を挙げることができる:アン
モニア、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、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、ジフエ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、ジメチルジフエニ
ルジビニルジシラザン、テトラメチルジシラザ
ン。 アンモニアから作る出発ポリシラザンを通常ア
ンモノリセートと呼び、かつ上記した通りにアミ
ノ化合物から作るポリシラザンをアミノリセート
と呼び、すなわちアンモノリセートを含む。 一層特には、(b)及び(b)の両式の単
位を含有するポリシラザン(1)は次のシランのコア
ンモノリシスによつて作ることができる: CH3SiCl3、(CH32SiCl2、CH3HSiCl2、CH3
(CH2=CH)SiCl2。 (b)式の単位を含有する環状又は線状ポリ
シラザン(1)として次式: −(R1SiHNH)o− のポリシラザンを用いることができ、R1SiHCl2
のアンモノリシスによる該ポリシラザンの製法に
ついては、エス.デイー.ブラウアー(C.D.
Brower)及びシー.ビー.ハーバー(C.P.
Haber)によりジヤーナルオブアメリカンケミカ
ルソサイアテイ1948年、70巻、3888−91頁に、ケ
ー.エー.アンドリアノフ(K.A.Andrianov)
等によりDokl.Akad.Nauk.SSSR1967年、176巻、
85頁に、英国特許GB−A881178号に及び米国特
許US−A4482669号に詳細に記載されている。 上式においてnは3に等しいか又はそれより大
きい数であり、通常3〜100である。 ポリシラザン(1)及び(2)はR3SiNH0.5
R2SiNH、RSiN1.5及びSi(NH)2式(RはR1又は
R2又はR3について上述した意味を有する)の単
位から選ぶ単位から成る樹脂状ポリマーにするこ
とができ、有利には対応するオルガノクロロシラ
ン又はこれらのシランの混合物を適当な場合には
有機溶媒中でアンモニアに接触させて作る(フラ
ンス特許FR−A1379243号、同1392853号、同
1393728号を参照)。 これらの樹脂状ポリシラザンは主成分数のSi−
NH結合及び少数のSiNH2又はN(Si≡)3結合を
含有し、かつ架橋ポリマーに加えて時には線状又
は環状ポリマーを含有する。後者は、出発オルガ
ノクロロシランに更にジオルガノジクロロシラン
も存在する場合にのみ作ることができる。 発明による方法は温度40〜220℃において通常
1分〜24時間の期間行うのがよい。 操作は大気圧において不活性雰囲気下で行うの
が好ましい。大気圧より高い或は低い圧力を排除
しないことは当然である。 発明の方法は、全く予期しない方法で、一方に
おいて揮発物をアミノリセートの高分子中に加入
させることを可能にし、かつ他方で三官能価のケ
イ素含有単位の存在においてアミノリセート格子
を再配列させかつ超架橋させ(supercrosslink)、
結果として熱分解の間に一層安定にさせることを
可能にする。 発明による熱処理から生じる別の極めて重要な
利点は、一層耐酸化性でありかつ一層耐大気湿性
な処理アミノリセートを生産することである。 コーテイング、フイルム及び薄層用途におい
て、発明による処理オルガノポリシラザン組成物
を溶媒無しで用いるのが好ましい。この場合、25
℃において10〜5000mPas、好ましくは100〜
1000mPasの粘度を選ぶ。 一層高い粘度を用いることができるが、発明が
組成物を用いて基体に塗布又は含浸させるべき場
合には、組成物を次いでポリシラザンと相容性の
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、ジクロロメタン、クロロベンゼン
に溶解しなければならない。 繊維用途では、5000mPasより大きな粘度を用
いなければならない。操作は溶媒無しで、融解状
態で又は溶液状で行うことができ、架橋は炉を通
過させることにより及び/又は照射(UV電子ビ
ーム)下でダイの出口において作る。 発明によるポリシラザン組成物は充填剤、好ま
しくはSiO2、Si3N4、SiC、BN、B2O3、B4C、
AlN、Al2O3、Al4C3、TiN、TiO2、TiC、
ZrO2、ZrC、VO2等から選ぶ充填剤を付加的に含
有することができる。 加えて、発明によるポリシラザン組成物は、特
にSiC、SiO2、Si3N4、B4C等で作られるセラミ
ツク繊維用マトリツクスとして使用することがで
きる。 発明によるポリシラザン組成物は特に金属又は
セラミツク繊維製の剛性又は軟質性基体に塗布又
は含浸させるのに有用である。 硬化組成物又は繊維を被覆又は含浸させた基体
に、直ちに或は後に、好ましくは減圧下域は加圧
下或は不活性雰囲気下でセラミツク又は結合剤の
必要な性質により架橋温度〜1500゜−2000℃の範
囲の温度上昇による熱分解処理を行うことができ
る。 よつて、発明による組成物は野外で貯蔵するこ
とができかつ後に熱分解することができる中間の
半製品を作ることを可能にする。 以上により、これはセラミツク物質を基体に付
着又は含浸させ及びセラミツク繊維焼結結合剤を
製造する特に有利な方法を構成する。 発明を例示し発明の範囲を制限しない下記の例
において、触媒により処理するか或はしないで得
たポリシラザンを、窒素下周囲温度(20℃)から
1400℃に温度上昇速度2℃/分で熱分解しながら
動的熱重量分析法(TGA)によつて分析する。
TGA収率(1300〜1500℃における固体残存量の
重量%)を例において示す。 粘度は25℃において測定してmPasで与える。
顕に、次におけるMe=CH3及びVi=CH2=CH、
アンモノリシス及びコアンモノリシス反応は、第
1の3リツト円筒形反応装置(反応空間を冷却
するためのジヤケツトを装備した)において行
う。ガス冷却器を反応装置の上に装着する。撹拌
軸に沿つて配置する2つのラツシユトン
(Rushton) タービン(1つのタービンはスト
レートのブレードを有し、1つのタービンは傾斜
ブレードを有する)によつて機械的撹拌を与え
る。N2及びNH3ガスをNH3を第1タービン撹拌
機のすぐ下で生じるように溶液中に浸漬させた細
い管によつて導入する。アンモノリシスを完了し
たら、反応混合物を排水させて機械的撹拌(スト
レートブレードを有するラツシユトン タービ
ン)及び床(平均多孔度10μm)を装備した第
2反応装置に導入する。アンモノリセートをろ
過しかつ溶媒洗浄物をジヤツケツト及びストレー
トブレードのラツシユトン タービンによる、機
械的撹拌を装備した第3の6リツトル反応装置
に導入し、該反応装置で溶媒蒸留を行う。 全ユニツトを不活性雰囲気で数時間満たした後
に取扱う。全反応、アンモノリシス、ろ過、溶媒
蒸発は乾燥窒素下で行われる。得られた生成物を
窒素でガスシールした漏れ止めフラスコに入れて
貯蔵し、秤量し、窒素ガスシールしたグローブボ
ツクスの中で取扱う。 SiH基の化学定量をブタノール中5重量%の水
酸化カリウムとの反応により行う。ガス流量法に
よつて測定しかつ試験片中に存在するSiHの量に
比例する量の水素が放出される。比較において、
SiH単位を含有しないD3N(ヘキサメチルシクロ
トリシラザン)の試験片は、測定に必要な時間及
び温度範囲(20℃、15分間)内で水素の放出を生
じない。このことは水酸化カリウムが窒素に結合
した水素と反応しないことを証明する。用いるの
が簡単な化学方法の結果は半定量的分光法(
1HNMR、 29SiNMR及びIR)の結果と一致す
る。 更に、下記の例において用いる命名法は次の通
りである: 特記しない場合には、下記に示すパーセンテー
ジは重量による。 例 1 純度99%のCH3HSiCl2207.5g(1.8モル)を反
応装置にイソプロピルエーテル1.2リツトルの
存在において入れる。アンモニアを6cm3/秒の流
量で3m3/秒の流量のN2と共に7時間30分反応
装置に導入する(すなわち、および7モルの
NH3を導入する)。NH3を加える間反応装置の
温度を2℃に保ち(6時間)、かつ20℃に上げ、
NH3をなお時間30分加える。除去された塩化ア
ンモニウムを減圧下で乾燥して秤量する(192.6
gの理論重量に比較して188g)。 溶媒を減圧下(65℃において25mバールの後に
60℃において1.5mバールで1時間)で除去した
後に、透明な低粘度液体84gを回収する。反応の
重量収率は79%である。 回収した溶媒を気相クロマトグラフイーによつ
て分析して生成物を脱蔵(devolatilinzation)さ
せる間に除去される揮発分を同定しそれらの割合
を定量する。 生成自体をIR、 29SiNMR及び 1Hプロトン
NMR(C6D6中360MHzNMR)によつて分析す
る:δ=0.1〜0.4ppm(broad:SiCH3)、δ=0.6
〜1.5ppm(broad:NH)、δ=4.1ppm(broad:
SiH)、δ=4.5〜4.7ppm(broad:SiH)、δ=4.8
〜5.0ppm(broad:SiH)。 液体クロマトグラフイー分析ではいくつかの低
分子質量生成物が300〜450gの間に存在すること
が推定されることを示す。 生成物の定量化学分析では生成物中の水素含量
=1.66%(理論1.70%)を示す。この結果は分光
法により得た結果と一致する。 例 2 イソプロピルエーテル1.3リツトル中純度99%
のMeViSiCl2203g(1.44モル)を例1に記載し
た方法を用いてアンモノリシスする。NH3の流
量は6cm3/秒であり、反応は2℃において6時間
30分かかる(すなわち、6.1モルのNH3が投入さ
れる)。シラザン119gが粘度3mPasを有する透
明な油として回収される。重量反応収率は97%で
ある。 生成物はIR、プロトンNMR、 29SiNMR及び
気相クロマトグラフイーによつて分析する。生成
物に主に2つの環状生成物から成る: 及び Vi=CH2=CH;Me=CH3 例 3 第1の方法によるコアンモノリシスをイソプロ
ピルエーテル(1.3リツトル)の溶媒中で下記に
より行う: CH3SiCl3 107.2g(0.72モル) (CH32SiCl2 46.25g(0.36モル) CH3HSiCl2 41.4g(0.36モル)。 反応を2℃においてNH3流量6m3/秒で7時
間行う(すなわち、6.6モルのNH3を投入)。 粘度1100mPasを有する粘稠な液体81.3gを回
収する。コアンモノリシスの重量収率は86.2%で
ある。 SiH基の定量化学分析=0.37%(理論0.38%)。 例 4 CH3SiCl3 107.2g(0.72モル) (CH32SiCl2 46.25g(0.36モル) CH3(CH2=CH)SiCl2 50.76g(0.36モル)。 操作をイソプロピルエーテル1.3リツトルの存
在において行う。反応は2℃においてNH3流量
=6cm3/秒で6時間45分行われる。粘度110m
Pasを有する粘稠な油98.7gを回収する、すなわ
ちコアンモノリシス重量収率95%。 生成物を 29SiNMR、プロトンNMR及びIRに
よつて同定する。生成物の組成は用いた物質
TN/DN=2及びDNVi/DN=1の組成によく対応
している。 例 5 本例では、例1で調製したMeHSiCl2のアンモ
ノリセート1.325gと例4で調製したMeSiCl3
Me2SiCl2、MeVlSiCl2(0.50/0.25/0.5)のコア
ンモノリセート4.325gとから成り、≡SiH/≡
SiViモル比1.46に相当するポリシラザンの混合物
を用いる。これら両方の生成物をトルエン中に溶
解する(−20重量%のシラザン)。混合した後に、
一かせ(hank)のガラス繊維を含浸させて架橋
物質による機械的性質の獲得について評価する。 1 機械的性質の分析: 繊維捩り振子をこの目的に用いる。 測定の原理:一かせのガラス繊維(およそ
3000繊維)に上で調製した通りのポリシラザン
の溶液を含浸させる。複合材料を減圧下で蒸発
及び乾燥した(T<50℃)後に振子の振りの周
期及び振幅をジヤーナルオブアプライドポリマ
ーサイエンス、21巻(1977年)1341頁、ビー.
ハートマン(B.Hartmann)及びジー.エフ.
リー(G.F.Lee)により記載されている方法に
従つて温度又は時間の関数として測定する。 周期pは弾性率G1=8πLI.RR/r4(L、r、I は試験片の長さ、半径、慣性モーメントであ
る)に比例する試験片(RR=1/p2自体体の相 対剛性(RR)に関係させる。 振り振幅は曲り減衰及び温度の関数としての
損失弾性率の変化(△)を与える: △=1/nlogAr/Ar+o Ar=基準ピークの振幅及びAr+o=nサイク
ル後のピークの振幅。 分析は、一担繊維にポリシラザンの混合物を
含浸させかつ減圧下で乾燥した3つの続いた段
階から成る。 △T/△tおよび1.5℃/分で−160℃から
180℃(続の架橋温度)への第1の昇温。 樹脂を180℃の等温で12時間架橋させる。 −160℃にゆつくり冷却しかつ△T/△t=
1.5℃/分で400℃まで第2の昇温。 下記の表は、複合材料の相対剛性△RR−
繊維自体の剛性の値を180℃における架橋時間
の関数として示す。本例では、繊維の振り振子
により観測され得る架橋の開始を130℃に定め
る。
【表】 −
例 6 MeViSiCl2のアンモノリセート(例2)及び例
3のMeSiCl3/Me2SiCl2/MeHSiCl2(0.5/
0.25/0.25)のコアンモノリセートを用いてトル
エン中20%力価の溶液を作る。この混合物の180
℃における架橋の動力学を例5に記載した通りに
繊維振り振子によつて追従する。 架橋の開始は175℃である。等温条件下で得た
相対剛性を下記の表に示す:
【表】 −
例 7 MeSiCl3/MeHSiCl2/Me2−SiCl2(0.5/
0.25/0.25)のコアンモノリセートを用いてトル
エン中20%力価の溶液を作る。この生成物の180
℃における架橋の動力学を例5に記載した通りに
繊維振り振子を用いて追従する。架橋の開始は
180℃において起きる。等温条件下で得られる相
対剛性を下記の表に対照する:
【表】 例 8 比較例:Meラジカル及びViラジカルを含有
し、≡SiHを持たない組成物。 例4のMeSiCl3/MeViSiCl2/Me2−SiCl2
(0.5/0.25/0.25)のコアンモノリセートを用い
てトルエン中20%力価の溶液を作る。この生成物
の架橋の動力学を例5に記載した通りに180℃に
おいて繊維振り振子を用いて追従する。 生成物の剛性は、下記の表に示す通りに、12
時間の熱処理に実質上変化を示さないことがわか
る:
【表】 第2の実験中、T=240℃において極めて顕著
な架橋が記録される。T=320℃(65分の昇温後)
において、△RR×102は3.40であり、400℃(架
橋の開始後130分の昇温)において最大値5.50に
達する。熱架橋は相当のNH3を放出して達成さ
れる。 例 9 比較例:メチルラジカルのみを含有する組成
物。 MeSiCl3/Me2SiCl2(0.50/0.50)のコアンモ
ノリセートを用いて20%力価のトルエン溶液を作
り、かつ架橋の動力学を例5に記載した通りに
180℃において繊維振り振子を用いて追従する。 試験8の場合のように相対剛性は経時的変化を
示さずかつこのことは生成物架橋の存在しないこ
とをよく示している(下記の表)。
【表】 第2の実験の間に、T=240℃においてNH3
放出して明らかに顕著な架橋が記録される。T=
320℃(昇温により65分の架橋後)において、
RR×102は1.2でありかつ400℃(昇温により130
分の架橋)において最大値7.0に達する。この熱
架橋はかなりのNH3を放出して達成される。 例 10 本例では、MeHSiCl2のアンモノリセート(例
1)1.325g及びモル比0.50/0.25/0.25の
MeSiCl3、Me2SiCl2及びMeViSiCl2のコアンモノ
リセート(例4)4.325gから成り、 SiH/SiVi=1.46 のモル比1.46に相当する混合物を用いる。 混合物をTGAによつて分析して49%収率の無
機生成物を与える。 例 11 例10で用いたのと同じ混合物を圧力10バールに
耐えることができる気密密閉反応装置において
170℃で24時間加熱する。得られた生成物のTGA
分析では64%収率の無機生成物を与える。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 分子当り平均して少くとも3の≡SiH基、少
    くとも2の【式】基及びケイ素原子に結合 した不飽和脂肪族炭化水素基を含有するポリシラ
    ザンを温度40゜〜220℃において処理することを特
    徴とするポリシラザンの処理方法。 2 SiH基対不飽和脂肪族炭化水素基のモル比が
    0.5〜5、好ましくは0.8〜2である特許請求の範
    囲第1項記載の方法。 3 不飽和脂肪族炭化水素基がビニル基であり、
    分子当り少くとも2のビニル基が存在する特許請
    求の範囲第1項及び第2項記載の方法。 4 温度が100゜〜220℃である特許請求の範囲第
    1〜3項のいずれか一項記載の方法。 5 分子当り平均して少くとも3の≡SiH基、及
    び少くとも2の【式】基を含有するポリシ ラザン(1)とケイ素原子に結合した不飽和脂肪族炭
    化水素基を含有するポリシラザン(2)との混合物を
    温度40゜〜220℃において処理することを特徴とす
    るポリシラザンの処理方法。 6 SiH基対不飽和脂肪族炭化水素基のモル比が
    0.5〜5、好ましくは0.8〜2である特許請求の範
    囲第5項記載の方法。 7 不飽和脂肪族炭化水素基がビニル基であり、
    分子当り少くとも2のビニル基が存在する特許請
    求の範囲第5項及び第6項記載の方法。 8 温度が100゜〜220℃である特許請求の範囲第
    5〜7項のいずれか一項記載の方法。
JP61147247A 1985-06-26 1986-06-25 ≡SiH基及び≡Si―NH―基を含有するポリシラザンの熱処理方法 Granted JPS6211729A (ja)

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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5008422A (en) * 1985-04-26 1991-04-16 Sri International Polysilazanes and related compositions, processes and uses
FR2584079B1 (fr) * 1985-06-26 1987-08-14 Rhone Poulenc Rech Procede de traitement par catalyse cationique d'un polysilazane comportant en moyenne au moins deux groupes sih par molecule
US4645807A (en) * 1985-07-18 1987-02-24 Massachusetts Institute Of Technology Method for forming new preceramic polymers for SiC and Si3 N4 /SiC systems
US4719125A (en) * 1985-10-11 1988-01-12 Allied Corporation Cyclosilazane polymers as dielectric films in integrated circuit fabrication technology
JPH0764642B2 (ja) * 1986-06-13 1995-07-12 東燃株式会社 窒化物系セラミツクスの製法
US4720532A (en) * 1986-08-22 1988-01-19 Massachusetts Institute Of Technology Organopolysilazane precursors to silicon nitride-rich mixed SiC/Si3 N4
US4869854A (en) * 1986-10-31 1989-09-26 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Process for manufacturing organic silazane polymers and ceramics therefrom
US4828663A (en) * 1987-01-15 1989-05-09 Dow Corning Corporation Infusible preceramic silazane polymers via high energy radiation
FR2616436B1 (fr) * 1987-06-10 1989-12-29 Europ Propulsion Copolymeres a liaisons si-n et si-si, polycarbosilazanes obtenus par pyrolyse desdits copolymeres et utilisation desdits polycarbosilazanes pour la preparation de carbonitrure de silicium
US4975512A (en) * 1987-08-13 1990-12-04 Petroleum Energy Center Reformed polysilazane and method of producing same
DE3733728A1 (de) * 1987-10-06 1989-04-20 Hoechst Ag Polymere hydridosilazane und verfahren zu ihrer herstellung sowie ihre verwendung
DE3733727A1 (de) * 1987-10-06 1989-04-20 Hoechst Ag Polymere hydridochlorsilazane und verfahren zu ihrer herstellung
DE4114218A1 (de) * 1991-05-01 1992-11-05 Bayer Ag Organische silazanpolymere, verfahren zu ihrer herstellung, sowie ein verfahren zur herstellung von keramikmaterialien daraus
US5171557A (en) * 1991-05-28 1992-12-15 Ford Motor Company Method for silicon nitride precursor solids recovery
WO1994012448A1 (en) * 1992-11-26 1994-06-09 Tonen Corporation Process for producing ceramic product
US5747623A (en) * 1994-10-14 1998-05-05 Tonen Corporation Method and composition for forming ceramics and article coated with the ceramics
WO2006113447A2 (en) * 2005-04-14 2006-10-26 Ted Johnson Superabrasive coatings
US10316216B2 (en) 2016-08-31 2019-06-11 Samsung Sdi Co., Ltd. Composition for forming silica layer, and silica layer
FR3060601B1 (fr) * 2016-12-20 2018-12-07 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Composition adhesive et son utilisation dans l'electronique
CN106823843B (zh) * 2017-01-13 2019-03-22 常州大学 一种二氧化硅膜孔径的调控方法及其应用
US11170994B1 (en) * 2021-01-12 2021-11-09 Applied Materials, Inc. CD dependent gap fill and conformal films

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57117532A (en) * 1981-01-15 1982-07-22 Dow Corning Manufacture of poly(disilyl)silazane polymer
US4397828A (en) * 1981-11-16 1983-08-09 Massachusetts Institute Of Technology Stable liquid polymeric precursor to silicon nitride and process

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4404153A (en) * 1981-01-15 1983-09-13 Dow Corning Corporation Process for the preparation of poly(disilyl)silazane polymers and the polymers therefrom
US4540803A (en) * 1983-11-28 1985-09-10 Dow Corning Corporation Hydrosilazane polymers from [R3 Si]2 NH and HSiCl3
US4482669A (en) * 1984-01-19 1984-11-13 Massachusetts Institute Of Technology Preceramic organosilazane polymers
US4482689A (en) * 1984-03-12 1984-11-13 Dow Corning Corporation Process for the preparation of polymetallo(disily)silazane polymers and the polymers therefrom
FR2577933B1 (fr) * 1985-02-27 1987-02-20 Rhone Poulenc Rech Procede de preparation d'organopolysilazanes et d'organopoly(disilyl)silazanes de tenue thermique amelioree et son utilisation notamment comme precurseur de ceramique
FR2579602B1 (fr) * 1985-03-29 1987-06-05 Rhone Poulenc Rech Composition polysilazane pouvant reticuler en presence d'un metal ou d'un compose metallique catalysant la reaction d'hydrosilylation
FR2581391B1 (fr) * 1985-05-06 1987-06-05 Rhone Poulenc Rech Composition organo-polysilazane comportant des generateurs de radicaux libres et reticulable par apport d'energie

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57117532A (en) * 1981-01-15 1982-07-22 Dow Corning Manufacture of poly(disilyl)silazane polymer
US4397828A (en) * 1981-11-16 1983-08-09 Massachusetts Institute Of Technology Stable liquid polymeric precursor to silicon nitride and process

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ATE67775T1 (de) 1991-10-15

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