JPH0426611B2 - - Google Patents
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Classifications
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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
-
- 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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Description
産業上の利用分野
本発明は、セラミツクス前駆体として好適に使
用される有機シラザン重合体の製造方法に関す
る。 従来の技術及び発明が解決しようとする問題点 セラミツクスは、耐熱性、耐摩耗性、高温強度
等に優れた材料として注目を集めているが、固
く、そして脆いため、セラミツクスを加工するこ
とは極めて困難である。従つて、セラミツクス製
品を製造する場合、セラミツクス材料の微粉末を
加圧等の方法により予め所望の形状に成形した
後、焼結する方法、或いはセラミツクス前駆体と
しての有機重合体を溶融若しくは溶剤に溶解し、
これを所望の形状に加工した後、焼成して無機化
する前駆体法などが採用されている。上記前駆体
法の最大の特徴は、微粉末による焼結法では不可
能な形状のセラミツクス製品を得ることができ、
従つて繊維状或いはシート状といつた特殊形状の
製品を製造し得ることである。 この場合、一般にセラミツクスと呼ばれるもの
のうちSiC及びSi3N4は、それぞれSiCが耐熱性、
高温強度に優れ、Si3N4が耐熱衝撃性、破壊靭性
に優れるなど、高温での優れた特性を有するため
に広く注目を集めており、このため従来より、下
記〜に示すように、前駆体法によるSiC−
Si3N4系セラミツクスの製造方法及びその有機珪
素前駆体の製造方法に関する種々の提案がなされ
ているが、これらの提案はいずれも問題点を有す
るものであつた。即ち、 米国特許第3853567号明細書には、クロロシ
ラン類とアミン類とを反応させ、次いで200〜
800℃に加熱してカルボシラザンを得た後、こ
れを紡糸、不融化して800〜2000℃で高温焼成
することにより、SiC−Si3N4系セラミツクス
を得る方法が開示されている。しかし、この方
法は、カルボシラザンを得るために520〜650℃
という高温が必要であつて、工業的製法として
極めて困難であること、またカルボシラザンを
無機化する際にセラミツク収率が約55%という
低収率となることといつた欠点を有する。な
お、この米国特許明細書の実施例には、クロロ
シラン類としてはメチルトリクロロシラン、ジ
メチルジクロロシラン、アミン類としてはメチ
ルアミンの例しか記述されていない。 米国特許第4097294号明細書には、種々の珪
素を含有するポリマーが熱分解によつてセラミ
ツク物質に変換されることが示されている。し
かし、シラザンポリマーに関しては僅かに一例
しか開示されておらず、しかもそのセラミツク
化収率は最大で12%という低収率である。ま
た、この米国特許明細書にはセラミツクスの繊
維化、薄膜化等も可能であると記載されている
が、単にその可能性を示唆したに過ぎず、前駆
体法で最も重要とされるポリマーの成形性、加
工性については全く言及されていない。 特開昭57−117532号公報には、クロロジシラ
ン類とジシラザン類との反応により、特開昭57
−139124号公報にはクロロシラン類とジシラザ
ン類との反応により、特開昭58−63725号公報
にはクロロジシラン類とアンモニアとの反応に
より、特開昭60−135431号公報にはトリクロロ
シランとジシラザン類との反応により、それぞ
れシラザンポリマーを得ることが示されてい
る。また、米国特許第4535007号明細書にはク
ロロシラン類及びジシラザン類に金属ハロゲン
化物を添加することにより、特開昭60−208331
号公報にはクロロジシラン類及びジシラザン類
に金属ハロゲン化物を添加することにより、そ
れぞれシラザンポリマーを製造することが開示
されている。以上のシラザンポリマーは、いず
れも熱分解によつてセラミツク化が可能である
とされている。しかしながら、セラミツク化収
率はいずれのシラザンポリマーも50〜60%であ
つて低収率である。また、上記各刊行物は、
の明細書と同様に前駆体法で最も重要であるポ
リマーの成形性、加工性については詳しく記載
されておらず、特に、繊維化の実施例のないも
の、或いは繊維化した実施例はあつてもそのセ
ラミツク化繊維の強度については言及していな
いものが殆どである。僅かに特開昭60−208331
号公報に強度の記載が見られるが、この場合も
引張強度で53Kg/mm2或いは63Kg/mm2という極め
て強度の低いものしか得られていない。 特開昭60−226890号公報には、
用される有機シラザン重合体の製造方法に関す
る。 従来の技術及び発明が解決しようとする問題点 セラミツクスは、耐熱性、耐摩耗性、高温強度
等に優れた材料として注目を集めているが、固
く、そして脆いため、セラミツクスを加工するこ
とは極めて困難である。従つて、セラミツクス製
品を製造する場合、セラミツクス材料の微粉末を
加圧等の方法により予め所望の形状に成形した
後、焼結する方法、或いはセラミツクス前駆体と
しての有機重合体を溶融若しくは溶剤に溶解し、
これを所望の形状に加工した後、焼成して無機化
する前駆体法などが採用されている。上記前駆体
法の最大の特徴は、微粉末による焼結法では不可
能な形状のセラミツクス製品を得ることができ、
従つて繊維状或いはシート状といつた特殊形状の
製品を製造し得ることである。 この場合、一般にセラミツクスと呼ばれるもの
のうちSiC及びSi3N4は、それぞれSiCが耐熱性、
高温強度に優れ、Si3N4が耐熱衝撃性、破壊靭性
に優れるなど、高温での優れた特性を有するため
に広く注目を集めており、このため従来より、下
記〜に示すように、前駆体法によるSiC−
Si3N4系セラミツクスの製造方法及びその有機珪
素前駆体の製造方法に関する種々の提案がなされ
ているが、これらの提案はいずれも問題点を有す
るものであつた。即ち、 米国特許第3853567号明細書には、クロロシ
ラン類とアミン類とを反応させ、次いで200〜
800℃に加熱してカルボシラザンを得た後、こ
れを紡糸、不融化して800〜2000℃で高温焼成
することにより、SiC−Si3N4系セラミツクス
を得る方法が開示されている。しかし、この方
法は、カルボシラザンを得るために520〜650℃
という高温が必要であつて、工業的製法として
極めて困難であること、またカルボシラザンを
無機化する際にセラミツク収率が約55%という
低収率となることといつた欠点を有する。な
お、この米国特許明細書の実施例には、クロロ
シラン類としてはメチルトリクロロシラン、ジ
メチルジクロロシラン、アミン類としてはメチ
ルアミンの例しか記述されていない。 米国特許第4097294号明細書には、種々の珪
素を含有するポリマーが熱分解によつてセラミ
ツク物質に変換されることが示されている。し
かし、シラザンポリマーに関しては僅かに一例
しか開示されておらず、しかもそのセラミツク
化収率は最大で12%という低収率である。ま
た、この米国特許明細書にはセラミツクスの繊
維化、薄膜化等も可能であると記載されている
が、単にその可能性を示唆したに過ぎず、前駆
体法で最も重要とされるポリマーの成形性、加
工性については全く言及されていない。 特開昭57−117532号公報には、クロロジシラ
ン類とジシラザン類との反応により、特開昭57
−139124号公報にはクロロシラン類とジシラザ
ン類との反応により、特開昭58−63725号公報
にはクロロジシラン類とアンモニアとの反応に
より、特開昭60−135431号公報にはトリクロロ
シランとジシラザン類との反応により、それぞ
れシラザンポリマーを得ることが示されてい
る。また、米国特許第4535007号明細書にはク
ロロシラン類及びジシラザン類に金属ハロゲン
化物を添加することにより、特開昭60−208331
号公報にはクロロジシラン類及びジシラザン類
に金属ハロゲン化物を添加することにより、そ
れぞれシラザンポリマーを製造することが開示
されている。以上のシラザンポリマーは、いず
れも熱分解によつてセラミツク化が可能である
とされている。しかしながら、セラミツク化収
率はいずれのシラザンポリマーも50〜60%であ
つて低収率である。また、上記各刊行物は、
の明細書と同様に前駆体法で最も重要であるポ
リマーの成形性、加工性については詳しく記載
されておらず、特に、繊維化の実施例のないも
の、或いは繊維化した実施例はあつてもそのセ
ラミツク化繊維の強度については言及していな
いものが殆どである。僅かに特開昭60−208331
号公報に強度の記載が見られるが、この場合も
引張強度で53Kg/mm2或いは63Kg/mm2という極め
て強度の低いものしか得られていない。 特開昭60−226890号公報には、
【式】
で示される有機珪素化合物とアンモニアとの反
応により、アンモノリシス生成物を得た後、こ
の生成物をアルカリ金属又はアルカリ土類金属
の水素化物で脱水素縮合させてシラザンポリマ
ーを得る方法が開示されている。この方法で得
られるポリマーは、脱水素縮合の度合いによつ
てその性状をオイル状から融点を持たない固体
まで種々調整することが可能であるとされてい
る。しかし、ポリマーを溶融した状態から成
形、加工する場合、例えば溶融紡糸法で連続繊
維を製造する場合には、ポリマーが一定重合度
でかつ熱的に安定であることが必要であるが、
上記方法では重合を途中で停止させないとポリ
マーが融点を持たない固体となつてしまい、溶
融可能なポリマーを得るためには反応時間、反
応温度、触媒量、溶媒量等の微妙なコントロー
ルを必要とし、その調整が非常に困難であると
共に、再現性に欠けるという問題がある。更
に、この方法によつて得られるポリマーは熱的
に安定でなく、ゲル状物の生成を伴うといつた
欠点があり、以上の二つの点から上記方法はシ
ラザンポリマーの工業的製法として適当ではな
い。 特開昭60−228489号公報には、
応により、アンモノリシス生成物を得た後、こ
の生成物をアルカリ金属又はアルカリ土類金属
の水素化物で脱水素縮合させてシラザンポリマ
ーを得る方法が開示されている。この方法で得
られるポリマーは、脱水素縮合の度合いによつ
てその性状をオイル状から融点を持たない固体
まで種々調整することが可能であるとされてい
る。しかし、ポリマーを溶融した状態から成
形、加工する場合、例えば溶融紡糸法で連続繊
維を製造する場合には、ポリマーが一定重合度
でかつ熱的に安定であることが必要であるが、
上記方法では重合を途中で停止させないとポリ
マーが融点を持たない固体となつてしまい、溶
融可能なポリマーを得るためには反応時間、反
応温度、触媒量、溶媒量等の微妙なコントロー
ルを必要とし、その調整が非常に困難であると
共に、再現性に欠けるという問題がある。更
に、この方法によつて得られるポリマーは熱的
に安定でなく、ゲル状物の生成を伴うといつた
欠点があり、以上の二つの点から上記方法はシ
ラザンポリマーの工業的製法として適当ではな
い。 特開昭60−228489号公報には、
重合工程
〔1,2−ビス(メチルジクロロシリル)エタ
ン〕 撹拌機、温度計、ガス導入管、蒸溜装置を装備
し、乾燥した500mlの4つ口フラスコに1,2−
ビス(メチルジクロロシリル)エタン76.8g
(0.3mol)及び{(CH3)3Si}2NH177.5g
(1.1mol)を仕込んだ。次いで、N2雰囲気下で混
合物を徐々に加熱し(釜温が92℃に達したところ
で還流が開始し、その蒸気温度は59℃であつた)、
生成してくる揮発性成分を系外に留出させながら
徐々に反応温度を300℃まで上げ、この温度で3
時間保持した。N2気流下、この反応物を室温ま
で冷却し、反応物に100mlの脱水ヘキサンを加え
て溶解させて不溶物を過した後、ヘキサン及び
低分子量物を200℃、100mmHg下でストリツプし
た。残留物はガラス状黄色固体の重合体で59gを
得た。このものは分子量2650(ベンゼンモル凝固
点降下法、以下同じ。)、融点130℃であり、電位
差滴定から残存塩素は100ppm以下であつた。ま
た、IRからは3400cm-1cmにNH、2980cm-1にCH、
1260cm-1にSiCH3の各々の吸収が認められた。 重合工程 〔1,2−ビス(メチルジクロロシリル)エタ
ン:メチルジクロロシラン=80:20(モル%)〕 1,2−ビス(メチルジクロロシリル)エタン
61.4g(0.24mol)、メチルジクロロシラン6.9g
(0.06mol)、{(CH3)3Si}2NH177.5g(1.1mol)
を重合工程と同様に500mlの4つ口フラスコに
仕込み、反応温度300℃で1時間保持して反応さ
せ、冷却して同様に処理した。薄黄色固体53gが
得られ、このものは分子量2100、融点82℃であつ
た。 重合工程 〔1,2−ビス(メチルジクロロシリル)エタ
ン:メチルトリクロロシラン=70:30(モル%)〕 1,2−ビス(メチルジクロロシリル)エタン
53.8g(0.24mol)、メチルトリクロロシラン13.4
g(0.06mol)、{(CH3)3Si}2NH194g(1.2mol)
を重合工程と同様に500mlの4つ口フラスコに
仕込み、反応温度280℃で30分間反応させ、処理
した。薄黄色固体43.7gが得られ、このものは分
子量1800、融点70℃であつた。 重合工程 〔1,2−ビス(メチルジクロロシリル)エタ
ン:ビニルトリクロロシラン=70:30(モル%)〕 1,2−ビス(メチルジクロロシリル)エタン
125.4g(0.49mol)、ビニルトリクロロシラン
33.9g(0.21mol)、{(CH3)3Si}2NH258.2g
(1.6mol)を重合工程と同様に1の4つ口フ
ラスコに仕込み、反応温度250℃で3時間反応さ
せ、処理した。薄黄色固体103.5gが得られ、こ
のものは分子量3100、融点110℃であつた。また、
IRからは3400cm-1にNH、2950cm-1にC−H、
1260cm-1にSi−Me、1420cm-1にCH2=CH−の
各々の吸収が認められた。 重合工程 〔1,2−ビス(トリクロロシリル)エタン:メ
チルジクロロシラン:メチルビニルジクロロシラ
ン=50:25:25(モル%)〕 1,2−ビス(トリクロロシリル)エタン44.6
g(0.15mol)、メチルジクロロシラン8.6g
(0.075mol)、メチルビニルジクロロシラン10.6g
(0.075mol)、{(CH3)3Si}2NH129g(0.8mol)を
重合工程と同様に500mlの4つ口フラスコに仕
込み、反応温度260℃で2時間反応させた。薄黄
色固体45gが得られ、このものは分子量2720、融
点125℃であつた。また、IRからは3400cm-1に
NH、2950cm-1にC−H、2150cm-1にSi−H、
1260cm-1にSi−Me、1420cm-1にCH2=CH−の
各々の吸収が認められた。 重合工程 〔1,2−ビス(メチルジクロロシリル)エタ
ン:ビニルトリクロロシラン=98:2(モル%)〕 1,2−ビス(メチルジクロロシリル)エタン
75.3g(0.294mol)、ビニルトリクロロシラン0.9
g(0.06mol)、{(CH3)3Si}2NH218.9g
(1.356mol)を重合工程と同様に500mlの4つ
口フラスコに仕込み、反応温度240℃で1.5時間反
応させた。白色固体57gが得られ、このものは分
子量2250、融点86℃であつた。また、IRからは
3400cm-1にNH、2950cm-1にC−H、1420cm-1に
CH2=CH−、1260cm-1にSi−Meの各々の吸収が
認められた。 重合工程 〔1,2−ビス(メチルジクロロシリル)エタ
ン:1,2−ビス(トリクロロシリル)エタン:
ビニルトリクロロシラン=50:20:30(モル%)〕 1,2−ビス(メチルジクロロシリル)エタン
38.4g(0.15mol)、1,2−ビス(トリクロロシ
リル)エタン17.8g(0.06mol)、ビニルトリクロ
ロシラン13.5g(0.09mol)、{(CH3)3Si}2NH184
g(1.14mol)を重合工程と同様に500mlの4
つ口フラスコに仕込み、反応温度250℃で2時間
反応させた。白色固体49gが得られ、このものは
分子量4200、融点220℃であつた。また、IRから
は3400cm-1にNH、2950cm-1にC−H、1420cm-1
にCH2=CH−、1260cm-1にSi−Meの各々の吸収
が認められた。 〔参考例〕 繊維化工程 重合工程で得られたシラザン重合体30gをモ
ノホール紡糸装置により190℃にて溶融紡糸した。
紡糸は3時間後も非常に良好で、巻取速度400
m/minで実施した。得られた生糸は従来になく
強いもので、引張強度を測定したところ10Kg/mm2
であつた。次いで得られた生糸を電子線にて
2000Mradで不融化処理を行なつた。その後、わ
ずかな張力下、N2気流中100℃/Hrの昇温速度
で1100℃にて30分間焼成した。セラミツクス収率
は72%であり、得られた繊維は繊維径8μ、引張
強度270Kg/mm2、弾性率18t/mm2という物性であつ
た。また、繊維組成を元素分析により分析したと
ころ、Si58.8%、C25.8%、N15.2%、O0.2%から
なるSiC−Si3N4を主体とする繊維であることが
確認された。 繊維化工程 重合工程で得られたシラザン重合体20gを繊
維化工程と同様の紡糸装置を用いて140℃にて
溶融紡糸した。巻取速度は420m/minで、紡糸
は非常に良好であつた。更に得られた生糸をわず
かな張力下、電子線装置にて500Mradで不融化
処理を行なつた。次いで、無張力下N2気流中で
100℃/Hrの昇温速度で1200℃にて30分間焼成し
た。セラミツクス収率は70%であり、得られた繊
維は繊維径7μ、引張強度280Kg/mm2、弾性率20t/
mm2であつた。繊維組成を元素分析したところ、
SiC−Si3N4を主体とする繊維であつた。 繊維化工程 重合工程で得られたシラザン重合体20gを繊
維化工程と同様の紡糸装置を用いて130℃にて
溶融紡糸した。巻取速度は450m/minで、紡糸
は非常に良好であつた。更に得られた生糸を空気
中にて50〜80℃(5℃/Hr)で加熱して不融化
を行なつた。次いで、わずかな張力下、N2気流
中で100℃/Hrの昇温速度で1150℃にて30分間焼
成した。セラミツクス収率は68%であり、繊維径
6μ、引張強度230Kg/mm2、弾性率19t/mm2のSiC−
Si3N4を主体とする繊維であつた。 繊維化工程 重合工程で得られたシラザン重合体30gに光
増感剤としてローズベンガル0.06gを加え、テト
ラヒドロフランに溶解、混合させた後、テトラヒ
ドロフランを100℃、5mmHgの減圧下で除去し
た。次いで、繊維化工程と同様の紡糸装置を用
いて170℃、巻取速度420m/minで溶融紡糸し
た。得られた生糸をわずかな張力下、N2気流中
で紫外線照射装置(東芝光化学用水銀ランプH−
400P型)を用いて15cmの距離から3時間光照射
し、不融化を行なつた。その後、得られた繊維を
張力下N2気流中で100℃/Hrの昇温速度で1200
℃にて1時間焼成した。セラミツクス収率は74%
であり、繊維径7μ、引張強度250Kg/mm2、弾性率
23t/mm2のSiC−Si3N4を主体とする繊維であつ
た。 繊維化工程 重合工程で得られたシラザン重合体30gに加
硫剤として二硫化ジフエニール0.06gを加え、テ
トラヒドロフランに溶解、混合させた後、テトラ
ヒドロフランを100℃、5mmHgの減圧下で除去し
た。次いで、繊維化工程と同様の紡糸装置を用
いて溶融紡糸した。得られた生糸を繊維化工程
と同様の紫外線装置を用いて光照射し、不融化処
理を行なつた。その後、得られた生糸を張力下
N2気流中で100℃/Hrの昇温速度で1100℃にて
30分間焼成した。セラミツクス収率は68%であ
り、繊維径8μ、引張強度235Kg/mm2、弾性率
20.5t/mm2のSiC−Si3N4を主体とする繊維であつ
た。 繊維化工程 重合工程で得られたシラザン重合体30gに加
硫剤として1,3−ベンゼンジチオール0.003g
を加え、更に増感剤としてベンゾフエノン3mgを
1のテトラヒドロフランに溶解し、この溶液
100mlを加えて溶解させる。次いでテトラヒドロ
フランを減圧留去し、繊維化工程と同様の紡糸
装置を用いて170℃にて溶融紡糸を行なつた。更
に得られた生糸を繊維化工程と同様に光不融化
処理を行なつた後、わずかな張力下N2気流中で
100℃/Hrの昇温速度で1100℃にて30分間焼成し
た。セラミツクス収率は70%であり、繊維径9μ、
引張強度260Kg/mm2、弾性率20t/mm2のSiC−
Si3N4を主体とする繊維であつた。 セラミツク成形体 重合工程で得られたシラザン重合体0.5gと
SiC微粉末10g、ヘキサン2gを分散混練した
後、ヘキサンを蒸発させた。この粉末を1000Kg/
mm2の成形圧で加圧成形して直径25mm×厚さ10mmの
圧粉成形体を得た。次いでこの圧粉体をアルゴン
雰囲気中で室温から1000℃迄2時間、1000℃から
1950℃迄1時間かけて昇温し、1950℃にて30分間
保持した後冷却したところ、密度2.85g/cm3、曲
げ強度30Kg/mm2のSiC成形体が得られた。 〔比較例〕 重合工程 撹拌機、温度計、ガス導入管、蒸留装置を装備
した500mlの乾燥した4つ口フラスコにメチルト
リクロロシラン35.8g(10.24mol)、ジメチルジ
クロロシラン7.7g(0.06mol)、{(CH3)3Si}
2NH137.2g(0.85mol)を仕込んだ。以下、上記
実施例の重合工程と同様の方法で、反応温度
270℃で30分間反応させた後、常温に冷却した。
青黄色固体21gが得られ、このものは分子量
1700、融点65℃であつた。 繊維化工程 得られたシラザン重合体20gをモノホール(ノ
ズル、直径0.5mm)紡糸装置に仕込み、N2気流下
120℃で溶融させ、紡糸を行なつた。紡糸は糸切
れが激しく、かつ得られた生糸は非常に脆いもの
であり、生糸の強度を測定したとこ0.5Kg/mm2で
あつた。次いで、この生糸を電子線装置を用いて
2000Mradで不融化処理し、N2気流下100℃/Hr
の昇温速度で1100℃にて30分間焼成した。セラミ
ツクス収率は48%であり、得られた繊維は一部融
着したものであつた。また、未融着部の繊維物性
を測定したところ、繊維径8μ、引張強度20Kg/
mm2、弾性率4t/mm2で非常に低物性であつた。
ン〕 撹拌機、温度計、ガス導入管、蒸溜装置を装備
し、乾燥した500mlの4つ口フラスコに1,2−
ビス(メチルジクロロシリル)エタン76.8g
(0.3mol)及び{(CH3)3Si}2NH177.5g
(1.1mol)を仕込んだ。次いで、N2雰囲気下で混
合物を徐々に加熱し(釜温が92℃に達したところ
で還流が開始し、その蒸気温度は59℃であつた)、
生成してくる揮発性成分を系外に留出させながら
徐々に反応温度を300℃まで上げ、この温度で3
時間保持した。N2気流下、この反応物を室温ま
で冷却し、反応物に100mlの脱水ヘキサンを加え
て溶解させて不溶物を過した後、ヘキサン及び
低分子量物を200℃、100mmHg下でストリツプし
た。残留物はガラス状黄色固体の重合体で59gを
得た。このものは分子量2650(ベンゼンモル凝固
点降下法、以下同じ。)、融点130℃であり、電位
差滴定から残存塩素は100ppm以下であつた。ま
た、IRからは3400cm-1cmにNH、2980cm-1にCH、
1260cm-1にSiCH3の各々の吸収が認められた。 重合工程 〔1,2−ビス(メチルジクロロシリル)エタ
ン:メチルジクロロシラン=80:20(モル%)〕 1,2−ビス(メチルジクロロシリル)エタン
61.4g(0.24mol)、メチルジクロロシラン6.9g
(0.06mol)、{(CH3)3Si}2NH177.5g(1.1mol)
を重合工程と同様に500mlの4つ口フラスコに
仕込み、反応温度300℃で1時間保持して反応さ
せ、冷却して同様に処理した。薄黄色固体53gが
得られ、このものは分子量2100、融点82℃であつ
た。 重合工程 〔1,2−ビス(メチルジクロロシリル)エタ
ン:メチルトリクロロシラン=70:30(モル%)〕 1,2−ビス(メチルジクロロシリル)エタン
53.8g(0.24mol)、メチルトリクロロシラン13.4
g(0.06mol)、{(CH3)3Si}2NH194g(1.2mol)
を重合工程と同様に500mlの4つ口フラスコに
仕込み、反応温度280℃で30分間反応させ、処理
した。薄黄色固体43.7gが得られ、このものは分
子量1800、融点70℃であつた。 重合工程 〔1,2−ビス(メチルジクロロシリル)エタ
ン:ビニルトリクロロシラン=70:30(モル%)〕 1,2−ビス(メチルジクロロシリル)エタン
125.4g(0.49mol)、ビニルトリクロロシラン
33.9g(0.21mol)、{(CH3)3Si}2NH258.2g
(1.6mol)を重合工程と同様に1の4つ口フ
ラスコに仕込み、反応温度250℃で3時間反応さ
せ、処理した。薄黄色固体103.5gが得られ、こ
のものは分子量3100、融点110℃であつた。また、
IRからは3400cm-1にNH、2950cm-1にC−H、
1260cm-1にSi−Me、1420cm-1にCH2=CH−の
各々の吸収が認められた。 重合工程 〔1,2−ビス(トリクロロシリル)エタン:メ
チルジクロロシラン:メチルビニルジクロロシラ
ン=50:25:25(モル%)〕 1,2−ビス(トリクロロシリル)エタン44.6
g(0.15mol)、メチルジクロロシラン8.6g
(0.075mol)、メチルビニルジクロロシラン10.6g
(0.075mol)、{(CH3)3Si}2NH129g(0.8mol)を
重合工程と同様に500mlの4つ口フラスコに仕
込み、反応温度260℃で2時間反応させた。薄黄
色固体45gが得られ、このものは分子量2720、融
点125℃であつた。また、IRからは3400cm-1に
NH、2950cm-1にC−H、2150cm-1にSi−H、
1260cm-1にSi−Me、1420cm-1にCH2=CH−の
各々の吸収が認められた。 重合工程 〔1,2−ビス(メチルジクロロシリル)エタ
ン:ビニルトリクロロシラン=98:2(モル%)〕 1,2−ビス(メチルジクロロシリル)エタン
75.3g(0.294mol)、ビニルトリクロロシラン0.9
g(0.06mol)、{(CH3)3Si}2NH218.9g
(1.356mol)を重合工程と同様に500mlの4つ
口フラスコに仕込み、反応温度240℃で1.5時間反
応させた。白色固体57gが得られ、このものは分
子量2250、融点86℃であつた。また、IRからは
3400cm-1にNH、2950cm-1にC−H、1420cm-1に
CH2=CH−、1260cm-1にSi−Meの各々の吸収が
認められた。 重合工程 〔1,2−ビス(メチルジクロロシリル)エタ
ン:1,2−ビス(トリクロロシリル)エタン:
ビニルトリクロロシラン=50:20:30(モル%)〕 1,2−ビス(メチルジクロロシリル)エタン
38.4g(0.15mol)、1,2−ビス(トリクロロシ
リル)エタン17.8g(0.06mol)、ビニルトリクロ
ロシラン13.5g(0.09mol)、{(CH3)3Si}2NH184
g(1.14mol)を重合工程と同様に500mlの4
つ口フラスコに仕込み、反応温度250℃で2時間
反応させた。白色固体49gが得られ、このものは
分子量4200、融点220℃であつた。また、IRから
は3400cm-1にNH、2950cm-1にC−H、1420cm-1
にCH2=CH−、1260cm-1にSi−Meの各々の吸収
が認められた。 〔参考例〕 繊維化工程 重合工程で得られたシラザン重合体30gをモ
ノホール紡糸装置により190℃にて溶融紡糸した。
紡糸は3時間後も非常に良好で、巻取速度400
m/minで実施した。得られた生糸は従来になく
強いもので、引張強度を測定したところ10Kg/mm2
であつた。次いで得られた生糸を電子線にて
2000Mradで不融化処理を行なつた。その後、わ
ずかな張力下、N2気流中100℃/Hrの昇温速度
で1100℃にて30分間焼成した。セラミツクス収率
は72%であり、得られた繊維は繊維径8μ、引張
強度270Kg/mm2、弾性率18t/mm2という物性であつ
た。また、繊維組成を元素分析により分析したと
ころ、Si58.8%、C25.8%、N15.2%、O0.2%から
なるSiC−Si3N4を主体とする繊維であることが
確認された。 繊維化工程 重合工程で得られたシラザン重合体20gを繊
維化工程と同様の紡糸装置を用いて140℃にて
溶融紡糸した。巻取速度は420m/minで、紡糸
は非常に良好であつた。更に得られた生糸をわず
かな張力下、電子線装置にて500Mradで不融化
処理を行なつた。次いで、無張力下N2気流中で
100℃/Hrの昇温速度で1200℃にて30分間焼成し
た。セラミツクス収率は70%であり、得られた繊
維は繊維径7μ、引張強度280Kg/mm2、弾性率20t/
mm2であつた。繊維組成を元素分析したところ、
SiC−Si3N4を主体とする繊維であつた。 繊維化工程 重合工程で得られたシラザン重合体20gを繊
維化工程と同様の紡糸装置を用いて130℃にて
溶融紡糸した。巻取速度は450m/minで、紡糸
は非常に良好であつた。更に得られた生糸を空気
中にて50〜80℃(5℃/Hr)で加熱して不融化
を行なつた。次いで、わずかな張力下、N2気流
中で100℃/Hrの昇温速度で1150℃にて30分間焼
成した。セラミツクス収率は68%であり、繊維径
6μ、引張強度230Kg/mm2、弾性率19t/mm2のSiC−
Si3N4を主体とする繊維であつた。 繊維化工程 重合工程で得られたシラザン重合体30gに光
増感剤としてローズベンガル0.06gを加え、テト
ラヒドロフランに溶解、混合させた後、テトラヒ
ドロフランを100℃、5mmHgの減圧下で除去し
た。次いで、繊維化工程と同様の紡糸装置を用
いて170℃、巻取速度420m/minで溶融紡糸し
た。得られた生糸をわずかな張力下、N2気流中
で紫外線照射装置(東芝光化学用水銀ランプH−
400P型)を用いて15cmの距離から3時間光照射
し、不融化を行なつた。その後、得られた繊維を
張力下N2気流中で100℃/Hrの昇温速度で1200
℃にて1時間焼成した。セラミツクス収率は74%
であり、繊維径7μ、引張強度250Kg/mm2、弾性率
23t/mm2のSiC−Si3N4を主体とする繊維であつ
た。 繊維化工程 重合工程で得られたシラザン重合体30gに加
硫剤として二硫化ジフエニール0.06gを加え、テ
トラヒドロフランに溶解、混合させた後、テトラ
ヒドロフランを100℃、5mmHgの減圧下で除去し
た。次いで、繊維化工程と同様の紡糸装置を用
いて溶融紡糸した。得られた生糸を繊維化工程
と同様の紫外線装置を用いて光照射し、不融化処
理を行なつた。その後、得られた生糸を張力下
N2気流中で100℃/Hrの昇温速度で1100℃にて
30分間焼成した。セラミツクス収率は68%であ
り、繊維径8μ、引張強度235Kg/mm2、弾性率
20.5t/mm2のSiC−Si3N4を主体とする繊維であつ
た。 繊維化工程 重合工程で得られたシラザン重合体30gに加
硫剤として1,3−ベンゼンジチオール0.003g
を加え、更に増感剤としてベンゾフエノン3mgを
1のテトラヒドロフランに溶解し、この溶液
100mlを加えて溶解させる。次いでテトラヒドロ
フランを減圧留去し、繊維化工程と同様の紡糸
装置を用いて170℃にて溶融紡糸を行なつた。更
に得られた生糸を繊維化工程と同様に光不融化
処理を行なつた後、わずかな張力下N2気流中で
100℃/Hrの昇温速度で1100℃にて30分間焼成し
た。セラミツクス収率は70%であり、繊維径9μ、
引張強度260Kg/mm2、弾性率20t/mm2のSiC−
Si3N4を主体とする繊維であつた。 セラミツク成形体 重合工程で得られたシラザン重合体0.5gと
SiC微粉末10g、ヘキサン2gを分散混練した
後、ヘキサンを蒸発させた。この粉末を1000Kg/
mm2の成形圧で加圧成形して直径25mm×厚さ10mmの
圧粉成形体を得た。次いでこの圧粉体をアルゴン
雰囲気中で室温から1000℃迄2時間、1000℃から
1950℃迄1時間かけて昇温し、1950℃にて30分間
保持した後冷却したところ、密度2.85g/cm3、曲
げ強度30Kg/mm2のSiC成形体が得られた。 〔比較例〕 重合工程 撹拌機、温度計、ガス導入管、蒸留装置を装備
した500mlの乾燥した4つ口フラスコにメチルト
リクロロシラン35.8g(10.24mol)、ジメチルジ
クロロシラン7.7g(0.06mol)、{(CH3)3Si}
2NH137.2g(0.85mol)を仕込んだ。以下、上記
実施例の重合工程と同様の方法で、反応温度
270℃で30分間反応させた後、常温に冷却した。
青黄色固体21gが得られ、このものは分子量
1700、融点65℃であつた。 繊維化工程 得られたシラザン重合体20gをモノホール(ノ
ズル、直径0.5mm)紡糸装置に仕込み、N2気流下
120℃で溶融させ、紡糸を行なつた。紡糸は糸切
れが激しく、かつ得られた生糸は非常に脆いもの
であり、生糸の強度を測定したとこ0.5Kg/mm2で
あつた。次いで、この生糸を電子線装置を用いて
2000Mradで不融化処理し、N2気流下100℃/Hr
の昇温速度で1100℃にて30分間焼成した。セラミ
ツクス収率は48%であり、得られた繊維は一部融
着したものであつた。また、未融着部の繊維物性
を測定したところ、繊維径8μ、引張強度20Kg/
mm2、弾性率4t/mm2で非常に低物性であつた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 下記一般式〔〕 (但し、式中Rは水素、塩素、臭素、メチル基、
エチル基、フエニル基又はビニル基、R1は水素
又はメチル基、Xは塩素又は臭素をそれぞれ示
す。) で示される有機珪素化合物又は前記〔〕式及び
下記一般式〔〕 (但し、式中R2及びR3は水素、塩素、臭素、メ
チル基、エチル基、フエニル基又はビニル基、X
は塩素又は臭素をそれぞれ示す。) で示される有機珪素化合物の混合物と、下記一般
式〔〕 (但し、式中R4、R5及びR6は水素、メチル基、
エチル基、フエニル基又はビニル基を示す。) で示されるジシラザンとを無水雰囲気下において
温度25〜350℃で反応させ、副生する揮発生成分
を系外に留出させて有機シラザン重合体を得るこ
とを特徴とする有機シラザン重合体の製造方法。 2 〔〕式及び〔〕式で示される有機珪素化
合物の混合比が50〜100モル%:0〜50モル%の
割合で使用した特許請求の範囲第1項記載の製造
方法。 3 〔〕式の有機珪素化合物が1,2−ビス
(クロロジメチルシリル)エタンである特許請求
の範囲第1項又は第2項記載の製造方法。 4 〔〕式の有機珪素化合物が1,2−ビス
(ジクロロメチルシリル)エタンである特許請求
の範囲第1項又は第2項記載の製造方法。 5 〔〕式の有機珪素化合物が1,2−ビス
(トリクロロシリル)エタンである特許請求の範
囲第1項又は第2項記載の製造方法。
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