JPH05345826A - 改質ポリシラザン及びその製造方法 - Google Patents
改質ポリシラザン及びその製造方法Info
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- JPH05345826A JPH05345826A JP3320167A JP32016791A JPH05345826A JP H05345826 A JPH05345826 A JP H05345826A JP 3320167 A JP3320167 A JP 3320167A JP 32016791 A JP32016791 A JP 32016791A JP H05345826 A JPH05345826 A JP H05345826A
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Abstract
御を行なう。 【構成】 数平均分子量約100〜100,000の範
囲内にある無機ポリシラザンをアルコール、有機酸、エ
ステル、ケトン、アルデヒド、イソシアネート、アミド
又はメルカプタンと、好ましくは50:50〜99.9
9:0.01のモル比で反応させて得られる改質ポリシ
ラザン。
Description
詳しくは無機ポリシラザンをアルコール、有機酸、エス
テル、ケトン、アルデヒド、イソシアネート、アミド又
はメルカプタンで安定化した改質ポリシラザン、及びそ
の製造方法に係る。ポリシラザンを前駆体とする窒化珪
素及び窒化珪素含有セラミックスは、高温強度、耐熱衝
撃性、耐酸化性に優れているため、構造材料、機能性材
料として広範な産業分野での利用が期待される。
クスの前駆体ポリマー等として有用である。そして、ポ
リシラザンは溶媒に可溶で成型性に優れ、またセラミッ
ク収率が高い、焼成後のセラミックス純度が高いなどの
特徴を有している。また、無機ポリシラザン及び有機ポ
リシラザンの合成方法は知られており、代表的には、ハ
ロシランをルイス塩基と反応させて得た錯体化合物に、
アンモニアを反応させて製造することができる(例、特
公昭63−16325号公報)。
無機ポリシラザンは化学的安定性が低く、容易に分子量
増加やゲル化を起こすので、取扱い性に問題がある。ポ
リシラザンの安定性、分子構造の制御は、ポリシラザン
の出発原料であるハロシランの種類、あるいは2種類以
上のハロシランの混合比を変化させて、ある程度は可能
であるが、限界があり、一般には困難である。そのた
め、ポリシラザンの取扱い性が悪いほか、高温焼成後の
セラミックス性状がばらつくという問題がある。
決するために、本発明は、数平均分子量約100〜10
0,000の範囲内にある無機ポリシラザンとアルコー
ル、有機酸、エステル、ケトン、アルデヒド、イソシア
ネート、アミド又はメルカプタンを反応させて改質ポリ
シラザンを製造するものである。
なり、有機基を含まないポリシラザンである。この無機
ポリシラザンは、いかなる製法で製造されたものでもよ
い。例えば、前出特公昭63−16325号公報に記載
の方法により製造されたものでよい。分子量は特に限定
されず、約100〜100,000の範囲内のものを使
用することができる。分子量が大きいもの、あるいは窒
素含分が多いものは、一般にゲル化し易すく取扱い性が
悪いので、本発明はこれらの場合に有効である。
めの他の反応体としては、アルコール、有機酸、エステ
ル、ケトン、アルデヒド、イソシアネート、アミド又は
メルカプタンを用いる。本発明者らは、先に、無機ポリ
シラザンをアルキルシラザン、アルキルアミン又はアル
キルシラザンと反応させて安定化できることを開示した
(特願平2−171369号)が、その後の検討により
上記のアルコール等でも同様に安定化できることが見い
出された。
OH,R−COOH,R−COOR′,R−CO−
R′,R−CHO,R−NCO,R−CONH2 ,RS
Hであり、式中R,R′としてはC1 〜C10の炭化水素
基が好ましい。無機ポリシラザンとアルコール等の反応
体との反応比は、出発無機ポリシラザンの種類、所望の
改質ポリシラザンの性質、などに依存するがモル基準で
50:50〜99.99:0.01、より好ましくは8
0:20〜98:2の範囲内が好ましい。アルコール等
の反応体の割合が多くなりすぎるとポリシラザンの好ま
しい性質が失なわれ、例えばセラミック収率が低下す
る。
とは限定されないが、塩基性溶媒中で反応させることが
好ましい。使用できる塩基性溶媒としては、ピリジン、
ピコリン、トリメチルフォスフィン、メチルジエチルフ
ォスフィン、トリエチルフォスフィン、チオフェン、フ
ラン、ジオキサンが好ましく特にピリジン及びピコリン
が取扱い上及び経済上から好ましい。反応温度は0°か
ら溶媒沸点以下、雰囲気は不活性ガス例えば窒素、アル
ゴンとし、無機ポリシラザンの塩基性溶媒中に乾燥窒素
を吹き込みながらアルコール等の反応体を添加する。反
応終了後、溶媒を塩基性溶媒からポリシラザンを溶解す
る非反応性溶媒に置換する。このような非反応性溶媒と
してはトルエン、キシレンなどを用いることができる。
機ポリシラザンの末端及び側鎖の水素の一部が−OR基
等で置換された構造を有する。このように無機ポリシラ
ザンの末端及び側鎖に−OR基等が導入されることによ
って、無機ポリシラザンが安定化され、取扱い性が向上
する。こうして、本発明によれば、同様に、数平均分子
量約100〜100,000の範囲内にある無機ポリシ
ラザンをアルコール、有機酸、エステル、ケトン、アル
デヒド、イソシアネート、アミド又はメルカプタンと反
応させる改質ポリシラザンの製造方法が提供される。
ラザンを改質するので、分子構造の制御が容易である。
また、非改質の無機ポリシラザンと比較して化学的安定
性が向上しているので、取扱性に優れている。そして、
焼成して得られるセラミックスの性質のバラツキが減少
する。また、ポリシラザンの分子構造を制御することが
可能である結果として、焼成して得られるセラミックス
の純度や耐熱性等の性状も制御することができる。
は反応器、2は恒温浴、3はヒータ、4は温度センサ、
5は攪拌器、6はピリジン、7は窒素流、8はジクロロ
シラン、9は添加物、10はアンモニア、11はベント
である。
を乾燥窒素で置換した後、乾燥ピリジンを600ml入
れ、温度が一定となるまで保持し、攪はんしながらジク
ロロシラン28.3gを加えて錯体混合物を形成させ
た。これを0℃に保持したまま、攪はんしながら乾燥ア
ンモニア14gを吹き込んだ。反応終了後、乾燥窒素を
吹き込み未反応のアンモニアを除去した後、窒素雰囲気
下で加圧濾過することにより濾液392mlを得た。この
溶液を60℃まで加熱し、アンモニアを吹き込み、5気
圧まで圧力を高めて15時間保持した。その後1気圧ま
で降圧して室温まで放冷した後、乾燥窒素を吹き込み、
系内のアンモニアを除去した。この時の溶質の分子量を
GPCで測定したところ数平均分子量はポリスチレン換
算で、2010であった。また、この重合体の窒素と珪
素の元素組成比はモル比で1.02であった。
レン300mlを加え、減圧下で溶媒をピリジンからキシ
レンに置換した。これに4.0gのメタノール(CH3
OH)を添加し、乾燥窒素を吹き込みながら100℃に
加熱して、3時間保持した後室温まで冷却した。この時
の溶質の分子量をGPCで測定したところ数平均分子量
はポリスチレン換算で、2030であった。また、この
重合体の窒素と珪素の元素組成比はモル比で1.02で
あった。
応を行った。温度が0℃の恒温槽内に設置した反応器内
を乾燥窒素で置換した後、乾燥ピリジンを600ml入
れ、温度が一定となるまで保持し、攪はんしながらジク
ロロシラン28.3gを加えて錯体混合物を形成させ
た。これを0℃に保持したまま、攪はんしながら乾燥ア
ンモニア14gを吹き込んだ。反応終了後、乾燥窒素を
吹き込み未反応のアンモニアを除去した後、窒素雰囲気
下で加圧濾過することにより濾液392mlを得た。この
溶液を60℃まで加熱し、アンモニアを吹き込み、5気
圧まで圧力を高めて15時間保持した。その後1気圧ま
で降圧して室温まで放冷した後、乾燥窒素を吹き込み、
系内のアンモニアを除去した。この時の溶質の分子量を
GPCで測定したところ数平均分子量はポリスチレン換
算で、2010であった。また、この重合体の窒素と珪
素の元素組成比はモル比で1.02であった。
レン300mlを加え、減圧下で溶媒をピリジンからキシ
レンに置換した。これに4.0gのn−オクタノール
(C8H17OH)を添加し、乾燥窒素を吹き込みながら
100℃に加熱して、3時間保持した後室温まで冷却し
た。この時の溶質の分子量をGPCで測定したところ数
平均分子量はポリスチレン換算で、2020であった。
また、この重合体の窒素と珪素の元素組成比はモル比で
1.01であった。
応を行った。温度が0℃の恒温槽内に設置した反応器内
を乾燥窒素で置換した後、乾燥ピリジンを600ml入
れ、温度が一定となるまで保持し、攪はんしながらジク
ロロシラン28.3gを加えて錯体混合物を形成させ
た。これを0℃に保持したまま、攪はんしながら乾燥ア
ンモニア14gを吹き込んだ。反応終了後、乾燥窒素を
吹き込み未反応のアンモニアを除去した後、窒素雰囲気
下で加圧濾過することにより濾液392mlを得た。この
溶液を60℃まで加熱し、アンモニアを吹き込み、5気
圧まで圧力を高めて15時間保持した。その後1気圧ま
で降圧して室温まで放冷した後、乾燥窒素を吹き込み、
系内のアンモニアを除去した。この時の溶質の分子量を
GPCで測定したところ数平均分子量はポリスチレン換
算で、2010であった。また、この重合体の窒素と珪
素の元素組成比はモル比で1.02であった。
レン300mlを加え、減圧下で溶媒をピリジンからキシ
レンに置換した。これに4.0gのイソプロピルイソシ
アネート(CH3 C2 H4 N=C=O)を添加し、乾燥
窒素を吹き込みながら100℃に加熱して、3時間保持
した後室温まで冷却した。この時の溶質の分子量をGP
Cで測定したところ数平均分子量はポリスチレン換算
で、2000であった。また、この重合体の窒素と珪素
の元素組成比はモル比で1.00であった。
応を行った。温度が0℃の恒温槽内に設置した反応器内
を乾燥窒素で置換した後、乾燥ピリジンを600ml入
れ、温度が一定となるまで保持し、攪はんしながらジク
ロロシラン28.3gを加えて錯体混合物を形成させ
た。これを0℃に保持したまま、攪はんしながら乾燥ア
ンモニア14gを吹き込んだ。反応終了後、乾燥窒素を
吹き込み未反応のアンモニアを除去した後、窒素雰囲気
下で加圧濾過することにより濾液392mlを得た。この
溶液を60℃まで加熱し、アンモニアを吹き込み、5気
圧まで圧力を高めて15時間保持した。その後1気圧ま
で降圧して室温まで放冷した後、乾燥窒素を吹き込み、
系内のアンモニアを除去した。この時の溶質の分子量を
GPCで測定したところ数平均分子量はポリスチレン換
算で、2010であった。また、この重合体の窒素と珪
素の元素組成比はモル比で1.02であった。
レン300mlを加え、減圧下で溶媒をピリジンからキシ
レンに置換した。これに4.0gのイソブチルアミド
(C3H7 CONH2 )を添加し、乾燥窒素を吹き込み
ながら100℃に加熱して、3時間保持した後室温まで
冷却した。この時の溶質の分子量をGPCで測定したと
ころ数平均分子量はポリスチレン換算で、2000であ
った。また、この重合体の窒素と珪素の元素組成比はモ
ル比で1.02であった。
応を行った。温度が0℃の恒温槽内に設置した反応器内
を乾燥窒素で置換した後、乾燥ピリジンを600ml入
れ、温度が一定となるまで保持し、攪はんしながらジク
ロロシラン28.3gを加えて錯体混合物を形成させ
た。これを0℃に保持したまま、攪はんしながら乾燥ア
ンモニア14gを吹き込んだ。反応終了後、乾燥窒素を
吹き込み未反応のアンモニアを除去した後、窒素雰囲気
下で加圧濾過することにより濾液392mlを得た。この
溶液を60℃まで加熱し、アンモニアを吹き込み、5気
圧まで圧力を高めて15時間保持した。その後1気圧ま
で降圧して室温まで放冷した後、乾燥窒素を吹き込み、
系内のアンモニアを除去した。この時の溶質の分子量を
GPCで測定したところ数平均分子量はポリスチレン換
算で、2010であった。また、この重合体の窒素と珪
素の元素組成比はモル比で1.02であった。
レン300mlを加え、減圧下で溶媒をピリジンからキシ
レンに置換した。これに4.0gのトリメチルシラノー
ル(Me3 SiOH)を添加し、乾燥窒素を吹き込みな
がら100℃に加熱して、3時間保持した後室温まで冷
却した。この時の溶質の分子量をGPCで測定したとこ
ろ数平均分子量はポリスチレン換算で、2025であっ
た。また、この重合体の窒素と珪素の元素組成比はモル
比で1.03であった。
応を行った。温度が0℃の恒温槽内に設置した反応器内
を乾燥窒素で置換した後、乾燥ピリジンを600ml入
れ、温度が一定となるまで保持し、攪拌しながらジクロ
ロシラン28.3gを加えて錯体混合物を形成させた。
これを0℃に保持したまま、攪はんしながら乾燥アンモ
ニア14gを吹き込んだ。反応終了後、乾燥窒素を吹き
込み未反応のアンモニアを除去した後、窒素雰囲気下で
加圧濾過することにより濾液392mlを得た。この溶液
を60℃まで加熱し、アンモニアを吹き込み、5気圧ま
で圧力を高めて15時間保持した。その後1気圧まで降
圧して室温まで放冷した後、乾燥窒素を吹き込み、系内
のアンモニアを除去した。この時の溶質の分子量をGP
Cで測定したところ数平均分子量はポリスチレン換算
で、2010であった。また、この重合体の窒素と珪素
の元素組成比はモル比で1.02であった。
レン300mlを加え、減圧下で溶媒をピリジンからキシ
レンに置換した。これに4.0gのアセトン(CH3 C
OCH3 )を添加し、乾燥窒素を吹き込みながら100
℃に加熱して、3時間保持した後室温まで冷却した。こ
の時の溶質の分子量をGPCで測定したところ数平均分
子量はポリスチレン換算で、2010であった。また、
この重合体の窒素と珪素の元素組成比はモル比で1.0
0であった。
応を行った。温度が0℃の恒温槽内に設置した反応器内
を乾燥窒素で置換した後、乾燥ピリジンを600ml入
れ、温度が一定となるまで保持し、攪拌しながらジクロ
ロシラン28.3gを加えて錯体混合物を形成させた。
これを0℃に保持したまま、攪拌しながら乾燥アンモニ
ア14gを吹き込んだ。反応終了後、乾燥窒素を吹き込
み未反応のアンモニアを除去した後、窒素雰囲気下で加
圧濾過することにより濾液392mlを得た。この溶液を
60℃まで加熱し、アンモニアを吹き込み、5気圧まで
圧力を高めて15時間保持した。その後1気圧まで降圧
して室温まで放冷した後、乾燥窒素を吹き込み、系内の
アンモニアを除去した。この時の溶質の分子量をGPC
で測定したところ数平均分子量はポリスチレン換算で、
2010であった。また、この重合体の窒素と珪素の元
素組成比はモル比で1.02であった。
レン300mlを加え、減圧下で溶媒をピリジンからキシ
レンに置換した。これに4.0gのプロピオン酸(C2
H5COOH)を添加し、乾燥窒素を吹き込みながら1
00℃に加熱して、3時間保持した後室温まで冷却し
た。この時の溶質の分子量をGPCで測定したところ数
平均分子量はポリスチレン換算で、2030であった。
また、この重合体の窒素と珪素の元素組成比はモル比で
1.03であった。
応を行った。温度が0℃の恒温槽内に設置した反応器内
を乾燥窒素で置換した後、乾燥ピリジンを600ml入
れ、温度が一定となるまで保持し、攪拌しながらジクロ
ロシラン28.3gを加えて錯体混合物を形成させた。
これを0℃に保持したまま、攪拌しながら乾燥アンモニ
ア14gを吹き込んだ。反応終了後、乾燥窒素を吹き込
み未反応のアンモニアを除去した後、窒素雰囲気下で加
圧濾過することにより濾液392mlを得た。この溶液を
60℃まで加熱し、アンモニアを吹き込み、5気圧まで
圧力を高めて15時間保持した。その後1気圧まで降圧
して室温まで放冷した後、乾燥窒素を吹き込み、系内の
アンモニアを除去した。この時の溶質の分子量をGPC
で測定したところ数平均分子量はポリスチレン換算で、
2010であった。また、この重合体の窒素と珪素の元
素組成比はモル比で1.02であった。
レン300mlを加え、減圧下で溶媒をピリジンからキシ
レンに置換した。これに4.0gの酢酸エチル(CH3
COOC2 H5 )を添加し、乾燥窒素を吹き込みながら
100℃に加熱して、3時間保持した後室温まで冷却し
た。この時の溶質の分子量をGPCで測定したところ数
平均分子量はポリスチレン換算で、2000であった。
また、この重合体の窒素と珪素の元素組成比はモル比で
1.01であった。
応を行った。温度が0℃の恒温槽内に設置した反応器内
を乾燥窒素で置換した後、乾燥ピリジンを600ml入
れ、温度が一定となるまで保持し、攪拌しながらジクロ
ロシラン28.3gを加えて錯体混合物を形成させた。
これを0℃に保持したまま、攪拌しながら乾燥アンモニ
ア14gを吹き込んだ。反応終了後、乾燥窒素を吹き込
み未反応のアンモニアを除去した後、窒素雰囲気下で加
圧濾過することにより濾液392mlを得た。この溶液を
60℃まで加熱し、アンモニアを吹き込み、5気圧まで
圧力を高めて15時間保持した。その後1気圧まで降圧
して室温まで放冷した後、乾燥窒素を吹き込み、系内の
アンモニアを除去した。この時の溶質の分子量をGPC
で測定したところ数平均分子量はポリスチレン換算で、
2010であった。また、この重合体の窒素と珪素の元
素組成比はモル比で1.02であった。
レン300mlを加え、減圧下で溶媒をピリジンからキシ
レンに置換した。これに4.0gのアセトアルデヒド
(CH 3 CHO)を添加し、乾燥窒素を吹き込みながら
100℃に加熱して、3時間保持した後室温まで冷却し
た。この時の溶質の分子量をGPCで測定したところ数
平均分子量はポリスチレン換算で、2005であった。
また、この重合体の窒素と珪素の元素組成比はモル比で
1.01であった。
応を行った。温度が0℃の恒温槽内に設置した反応器内
を乾燥窒素で置換した後、乾燥ピリジンを600ml入
れ、温度が一定となるまで保持し、攪はんしながらジク
ロロシラン28.3gを加えて錯体混合物を形成させ
た。これを0℃に保持したまま、攪はんしながら乾燥ア
ンモニア14gを吹き込んだ。反応終了後、乾燥窒素を
吹き込み未反応のアンモニアを除去した後、窒素雰囲気
下で加圧濾過することにより濾液392mlを得た。この
溶液を60℃まで加熱し、アンモニアを吹き込み、5気
圧まで圧力を高めて15時間保持した。その後1気圧ま
で降圧して室温まで放冷した後、乾燥窒素を吹き込み、
系内のアンモニアを除去した。この時の溶質の分子量を
GPCで測定したところ数平均分子量はポリスチレン換
算で、2010であった。また、この重合体の窒素と珪
素の元素組成比はモル比で1.02であった。
レン300mlを加え、減圧下で溶媒をピリジンからキシ
レンに置換した。これに4.0gのn−ブチルメルカプ
タン(n−C4 H9 SH)を添加し、乾燥窒素を吹き込
みながら100℃に加熱して、3時間保持した後室温ま
で冷却した。この時の溶質の分子量をGPCで測定した
ところ数平均分子量はポリスチレン換算で、2010で
あった。また、この重合体の窒素と珪素の元素組成比は
モル比で1.03であった。
置換した後、乾燥ピリジンを600ml入れ、温度が一定
となるまで保持し、攪拌しながらジクロロシラン28.
3gを加えて錯体混合物を形成させた。これを0℃に保
持したまま、攪拌しながら乾燥アンモニア14gを吹き
込んだ。反応終了後、乾燥窒素を吹き込み未反応のアン
モニアを除去した後、窒素雰囲気下で加圧濾過すること
により濾液392mlを得た。この溶液を60℃まで加熱
し、アンモニアを吹き込み、5気圧まで圧力を高めて1
5時間保持した。その後1気圧まで降圧して室温まで放
冷した後、乾燥窒素を吹き込み、系内のアンモニアを除
去した。この時の溶質の分子量をGPCで測定したとこ
ろ数平均分子量はポリスチレン換算で、2010であっ
た。また、この重合体の窒素と珪素の元素組成比はモル
比で1.02であった。
減圧下で溶媒をピリジンからキシレンに置換した。この
時の溶質の分子量をGPCで測定したところ数平均分子
量はポリスチレン換算で、2650であった。また、こ
の重合体の窒素と珪素の元素組成比はモル比で1.01
であった。表1に各実施例及び比較例に於ける溶媒置換
前後の分子量と元素組成の変化をまとめる。
る、空気中でのポリマー安定性評価結果を表2に示す。
Claims (4)
- 【請求項1】 数平均分子量約100〜100,000
の範囲内にある無機ポリシラザンをアルコール、有機
酸、エステル、ケトン、アルデヒド、イソシアネート、
アミド又はメルカプタンと反応させて得られる改質ポリ
シラザン。 - 【請求項2】 無機ポリシラザンとアルコール、有機
酸、エステル、ケトン、アルデヒド、イソシアネート、
アミド又はメルカプタンとの割合がモル比で50:50
〜99.99:0.001の範囲内である請求項1記載
の改質ポリシラザン。 - 【請求項3】 数平均分子量約100〜100,000
の範囲内にある無機ポリシラザンとアルコール、有機
酸、エステル、ケトン、アルデヒド、イソシアネート、
アミド又はメルカプタンとを反応させることを特徴とす
る改質ポリシラザンの製造方法。 - 【請求項4】 無機ポリシラザンとアルコール、有機
酸、エステル、ケトン、アルデヒド、イソシアネート、
アミド又はメルカプタンとの割合がモル比で50:50
〜99.99:0.01の範囲内である請求項3記載の
方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32016791A JP3283276B2 (ja) | 1991-12-04 | 1991-12-04 | 改質ポリシラザン及びその製造方法 |
DE69129746T DE69129746T2 (de) | 1991-12-04 | 1991-12-30 | Modifiziertes Polysilazan und Verfahren zu seiner Herstellung |
EP91312081A EP0544959B1 (en) | 1991-12-04 | 1991-12-30 | Modified polysilazane and process for preparation thereof |
US08/346,845 US5494978A (en) | 1991-12-04 | 1994-11-30 | Modified polysilazane and process for preparation thereof |
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