JPH07196809A - Silicon polymer - Google Patents

Silicon polymer

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JPH07196809A
JPH07196809A JP35512693A JP35512693A JPH07196809A JP H07196809 A JPH07196809 A JP H07196809A JP 35512693 A JP35512693 A JP 35512693A JP 35512693 A JP35512693 A JP 35512693A JP H07196809 A JPH07196809 A JP H07196809A
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JP
Japan
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formula
polymer
silicon
group
ring
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Application number
JP35512693A
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Japanese (ja)
Inventor
Jun Kotani
準 小谷
Manabu Tsumura
学 津村
Takanao Iwahara
孝尚 岩原
Toshibumi Hirose
俊文 広瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain a silicon polymer with a high thermal stability and a low m.p. by subjecting a specific silaindan compd. to ring-opening polymn. using an anionic initiator. CONSTITUTION:A silaindan compd. of the formula (wherein Ph is a phenyl group; and R is and alkyl group) is subjected to ring opening polymn. using an anionic initiator, thus giving a silicon polymer comprising repeating units each represented by -Si(Ph)(R)-CH2-0-C6H4-CH2- (wherein Ph and R are each the same as described above).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、熱安定性がよく、かつ
主鎖の対称性の低下により低融点を示すケイ素系高分子
及びその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a silicon-based polymer having good thermal stability and a low melting point due to a decrease in symmetry of the main chain, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、ケイ素系材料としてはそれぞれの
特徴及び要求性能に応じ、各種タイプの材料が合成され
ている。ポリシラン、ポリカルボシラン、ポリシロキサ
ン、ポリシラザンがケイ素系材料の主要骨格であるが、
ポリカルボシランの実用化は炭化ケイ素セラミックス類
の前駆体として利用されているのみであり、またその構
造もはっきりと同定されていないのが実情である。従っ
て、多種多様な構造のポリカルボシランの合成はほとん
ど行われていない。
2. Description of the Related Art At present, various types of silicon-based materials have been synthesized according to their characteristics and required performance. Polysilane, polycarbosilane, polysiloxane, and polysilazane are the main skeletons of silicon-based materials,
The practical use of polycarbosilane is only utilized as a precursor of silicon carbide ceramics, and the structure thereof has not been clearly identified. Therefore, almost no synthesis of polycarbosilane having various structures has been performed.

【0003】開環重合による合成法では、従来種々なポ
リマーの合成が報告されているが、その中でもウェーバ
−らによって開示されている[−SiMe2 −CH2
o−C64 −CH2 −]は熱安定性は良好であるが、
高融点である(ウィリアムP ウェーバー他(Will
iam P.Weber et al.):ポリマー・
ブルチン(Polymer Bulletinn),2
2,349(1989))という理由で、コーティン
グ、フィルム、ファイバー、バルク体など種々の形態で
用いる場合や、いわゆる複合材のマトリックス樹脂と使
用する場合の成形加工性に劣ることが問題であった。
In the synthetic method by ring-opening polymerization, various polymers have been reported so far, and among them, disclosed by Weber et al. [-SiMe 2 -CH 2-].
o-C 6 H 4 -CH 2 -] , but it is a good thermal stability,
High melting point (William P Weber et al. (Will
iam P. Weber et al. ):polymer·
Burchin (Polymer Bulletin), 2
2,349 (1989)), it was a problem that it was inferior in moldability when used in various forms such as coatings, films, fibers, and bulk bodies, and when used with a so-called composite matrix resin. .

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる実情
に鑑み鋭意研究の結果、これらの問題を解決する材料お
よび方法を開発することである。本発明の目的は、熱安
定性に優れ、かつ低融点であるケイ素系高分子及びその
製造方法を提供することである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is to develop a material and a method for solving these problems as a result of earnest research in view of such actual circumstances. An object of the present invention is to provide a silicon-based polymer having excellent thermal stability and a low melting point, and a method for producing the same.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、下
記の手段により達成された。すなわち、式−Si(P
h)(R)−CH2 −o−C64 −CH2 −(式中、
Phはフェニル基、Rはアルキル基を示す)で表される
繰り返し単位により構成され、規則構造を有したケイ素
系高分子、下記の式(式中、Phはフェニル基、Rはア
ルキル基を示す)で表される、シラインダン環化合物を
モノマーとし、アニオン性開始剤を使用して開環重合す
ることにより、式−Si(Ph)(R)−CH2 −o−
64 −CH2 −(式中、Phはフェニル基、Rはア
ルキル基を示す)で表される繰り返し単位により構成さ
れるポリマーを得る、ケイ素系高分子の製造方法、
The above objects of the present invention have been achieved by the following means. That is, the formula −Si (P
h) (R) -CH 2 -o -C 6 H 4 -CH 2 - ( wherein,
Ph is a phenyl group, R is an alkyl group, and is composed of a repeating unit represented by the following formula: a silicon-based polymer having an ordered structure; ) represented by the Shiraindan ring compound monomers, by ring-opening polymerization using an anionic initiator, wherein -Si (Ph) (R) -CH 2 -o-
A method for producing a silicon-based polymer, which obtains a polymer composed of repeating units represented by C 6 H 4 —CH 2 — (wherein Ph represents a phenyl group and R represents an alkyl group),

【0006】[0006]

【化2】 である。[Chemical 2] Is.

【0007】以下、本発明を詳細に説明する。本発明で
合成されるケイ素系高分子は、下記の式で表されるシラ
インダン環化合物をモノマーとして開環重合することに
より合成される。モノマーは1種類でも2種類以上用い
てもよい。
The present invention will be described in detail below. The silicon-based polymer synthesized in the present invention is synthesized by ring-opening polymerization of a silaine dan ring compound represented by the following formula as a monomer. The monomer may be used alone or in combination of two or more.

【0008】[0008]

【化3】 [Chemical 3]

【0009】式中、Rは、炭素数1〜20までの1価の
有機基または1価の官能基であり、有機基は官能基を含
んでいてもよい。Rは、具体的に例示すれば、メチル、
エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、t
−ブチル、イソアミル、n−オクチル、n−ノニル、フ
ェニル、クロル基などが挙げられる。Phはフェニル基
である。
In the formula, R is a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms or a monovalent functional group, and the organic group may contain a functional group. R is, for example, methyl,
Ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, t
-Butyl, isoamyl, n-octyl, n-nonyl, phenyl, chloro group and the like. Ph is a phenyl group.

【0010】重合方法においては、モノマーと開始剤は
用いるが、溶媒は用いてもよく用いなくてもよい。ま
た、生成するアニオンの安定化剤を用いてもよく用いな
くてもよい。反応温度は30℃〜−100℃が好ましい
が、さらには0℃〜−80℃が好ましい。
In the polymerization method, the monomer and the initiator are used, but the solvent may or may not be used. Further, a stabilizer for the anion to be generated may or may not be used. The reaction temperature is preferably 30 ° C to -100 ° C, more preferably 0 ° C to -80 ° C.

【0011】重合に用いる開始剤としてはアニオン性開
始剤としてRLiで表される化合物、またはこれの溶液
が挙げられる。Rは、炭素数1〜20までの1価の有機
基であり、また有機基は官能基を含んでいてもよい。さ
らに、式(R3 )SiKで表される化合物、またはこれ
の溶液でもよい。式中、Rは、炭素数1〜20までの1
価の有機基または官能基であって、同一であっても異な
っていてもよい。また有機基は官能基を含んでいてもよ
い。また、式(R4 )NFで表される化合物、またはこ
れの溶液でもよい。式中、Rは、炭素数1〜20までの
1価の有機基または官能基であって、同一であっても異
なっていてもよく、また有機基は官能基を含んでいても
よい。
Examples of the initiator used for the polymerization include a compound represented by RLi as an anionic initiator, or a solution thereof. R is a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, and the organic group may include a functional group. Further, it may be a compound represented by the formula (R 3 ) SiK or a solution thereof. In the formula, R is 1 having 1 to 20 carbon atoms.
Valent organic groups or functional groups, which may be the same or different. Further, the organic group may contain a functional group. Further, it may be a compound represented by the formula (R 4 ) NF or a solution thereof. In the formula, R is a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms or a functional group, which may be the same or different, and the organic group may contain a functional group.

【0012】開始剤の使用量としては特に制限はない
が、モノマー1molに対して1〜0.01molの範
囲で用いるのがよく、さらに好ましくは0.5〜0.0
5molの範囲で用いるのがよい。
The amount of the initiator used is not particularly limited, but it is preferable to use it in the range of 1 to 0.01 mol, more preferably 0.5 to 0.0, per 1 mol of the monomer.
It is preferable to use it in the range of 5 mol.

【0013】重合に用いる溶媒は、具体的に例示すれ
ば、ベンゼン、トルエンなどの炭化水素系溶媒、テトラ
ヒドロフラン、1,4−ジオキサン、ジエチルエーテル
などのエーテル系溶媒、クロロホルム、塩化メチレン、
1,2−ジクロロエタンなどのハロゲン系溶媒を用いる
ことができる。好ましくは、アニオンの安定性の点か
ら、エーテル系溶媒が、さらに好ましくはテトロヒドロ
フランがよい。
Specific examples of the solvent used for the polymerization include hydrocarbon solvents such as benzene and toluene, ether solvents such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane and diethyl ether, chloroform, methylene chloride,
A halogen-based solvent such as 1,2-dichloroethane can be used. From the viewpoint of anion stability, ether solvents are preferable, and tetrohydrofuran is more preferable.

【0014】また、その量は、特に制限はないがモノマ
ー1molに対して、0〜5Lの範囲で用いるのがよ
く、さらに好ましくは0.5 〜2Lの範囲で用いるのがよ
い。アニオンの安定化剤としては極性の化合物を用いる
のがよく、好ましくはヘキサフォスフォリックアミドが
よい。安定化剤の使用量としては、特に制限はないが、
開始剤1molに対して0〜5molの範囲で用いるの
がよく、好ましくは0.5〜2molの範囲で用いるの
がよい。
The amount is not particularly limited, but it is preferably used in the range of 0 to 5 L, and more preferably 0.5 to 2 L, relative to 1 mol of the monomer. A polar compound is preferably used as the anion stabilizer, and hexaphosphoric amide is preferable. The amount of the stabilizer used is not particularly limited,
It is preferable to use it in the range of 0 to 5 mol, preferably 0.5 to 2 mol, relative to 1 mol of the initiator.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明を実施例を挙げて具体的に説明
するが、本発明の内容はこれに限定されるものではな
い。 実施例 窒素雰囲気下で、2−メチル−2−フェニル−2−シラ
インダン224mg(1mol)に、直前に金属Naか
ら蒸留したテトラヒドロフラン(THF)2mLを溶媒と
して加え、さらにヘキサフォスフォリックトリアミド1
7.9mg(0.1mmol)を加え−78℃に冷却した。開
始剤としてn−BuLiヘキサン溶液125μL(1.6N,
0.2mmol )を添加した。開始剤の添加とともに系中は黄
色に変色した。3時間後、停止剤としてNH4 Cl飽和
水溶液1mLを添加し、室温になるまで放置した。THF
層をイオン交換水で洗浄し、有機層を無水MgSO4
乾燥した後、溶媒留去したところ、粗ポリマーを得た。
該粗ポリマーをCHCl3/MeOHより再沈殿により
精製し、減圧乾燥後、式−Si(Ph)(Me)−CH
2 −o−C64 −CH2 −の繰り返し単位構造を有す
るポリマー75.8mgを得た。収率:32%.屈折率検出計
によるポリスチレンスタンダードに対する相対分子量
(GPC)測定による数平均分子量は8100、重量平
均分子量は18500であった。窒素雰囲気下での熱重
量減少率は400℃で6.8%、500℃で22%であ
った。また、融点は55〜61℃であった。 比較例 窒素雰囲気下で、2,2−ジメチル−2−シラインダン
1.62g(10mol)に、直前に金属Naから蒸留
したTHF2mLを溶媒として添加し、さらにヘキサフォ
スフォリックトリアミド89.5mg(0.5mmol)を添加し
て−78℃に冷却した。開始剤としてn−BuLiヘキ
サン溶液1.2mL(1.6N,2mmol )を添加した。開始剤の
添加とともに系中は褐色に変色した。3時間後、停止剤
としてNH4 Cl飽和水溶液1mLを添加し、室温になる
まで放置した。THF層をイオン交換水で洗浄し、有機
層を無水MgSO4 で乾燥した後、溶媒留去したとこ
ろ、粗ポリマーを得た。該粗ポリマーをCHCl3 /M
eOHより再沈殿により精製し、減圧乾燥後、式−Si
Me2 −CH2 −o−C64 −CH2 −の繰り返し単
位構造を有するポリマー471mgを得た。収率:29
%。GPC測定による数平均分子量は14,800、重
量平均分子量は6500であった。窒素雰囲気下での熱
重量減少率は400℃で2.3%、500℃で12.6
%であった。また、融点は159〜162℃であった。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the contents of the present invention are not limited thereto. Example Under a nitrogen atmosphere, 2 mL of tetrahydrofuran (THF) distilled from metal Na immediately before was added as a solvent to 224 mg (1 mol) of 2-methyl-2-phenyl-2-silynedan, and further hexaphosphoric triamide 1 was added.
7.9 mg (0.1 mmol) was added and it cooled at -78 degreeC. 125 μL (1.6N, n-BuLi hexane solution as an initiator)
0.2 mmol) was added. The system turned yellow with the addition of the initiator. After 3 hours, 1 mL of a saturated aqueous NH 4 Cl solution was added as a terminating agent, and the mixture was left to stand until it reached room temperature. THF
The layer was washed with ion-exchanged water, the organic layer was dried over anhydrous MgSO 4 , and the solvent was distilled off to obtain a crude polymer.
The crude polymer was purified by reprecipitation from CHCl 3 / MeOH, dried under reduced pressure and then of the formula —Si (Ph) (Me) —CH.
To obtain a polymer 75.8mg having a repeating unit structure of - 2 -o-C 6 H 4 -CH 2. Yield: 32%. The number average molecular weight was 8100 and the weight average molecular weight was 18500 as measured by relative molecular weight (GPC) with respect to a polystyrene standard by a refractive index detector. The thermal weight loss rate under a nitrogen atmosphere was 6.8% at 400 ° C and 22% at 500 ° C. The melting point was 55 to 61 ° C. Comparative Example Under nitrogen atmosphere, 2,2-dimethyl-2-silaidane 1.62 g (10 mol) was added with THF 2 mL distilled from metallic Na immediately before as a solvent, and further hexaphosphoric triamide 89.5 mg (0.5 mmol) was added and the mixture was cooled to -78 ° C. 1.2 mL (1.6 N, 2 mmol) of n-BuLi hexane solution was added as an initiator. The system turned brown with the addition of the initiator. After 3 hours, 1 mL of a saturated aqueous NH 4 Cl solution was added as a terminating agent, and the mixture was left to stand until it reached room temperature. The THF layer was washed with ion-exchanged water, the organic layer was dried over anhydrous MgSO 4 , and the solvent was distilled off to obtain a crude polymer. The crude polymer was added to CHCl 3 / M
Purified by reprecipitation from OH, dried under reduced pressure, and then of the formula-Si
Me 2 -CH 2 -o-C 6 H 4 -CH 2 - to give a polymer 471mg having the repeating unit structure. Yield: 29
%. The number average molecular weight measured by GPC was 14,800, and the weight average molecular weight was 6,500. The thermal weight loss rate in a nitrogen atmosphere is 2.3% at 400 ° C and 12.6 at 500 ° C.
%Met. The melting point was 159 to 162 ° C.

【0016】[0016]

【発明の効果】本発明により、熱安定性がよく、かつ融
点の低いケイ素系高分子が得られた。
According to the present invention, a silicon polymer having good thermal stability and a low melting point was obtained.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 広瀬 俊文 兵庫県神戸市須磨区神の谷7−2−3 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toshifumi Hirose 7-2-3 Kaminomiya, Suma-ku, Hyogo Prefecture

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 式−Si(Ph)(R)−CH2 −o−
64 −CH2 −(式中、Phはフェニル基、Rはア
ルキル基を示す)で表される繰り返し単位により構成さ
れるケイ素系高分子。
1. The formula —Si (Ph) (R) —CH 2 —o—
C 6 H 4 -CH 2 - (wherein, Ph represents a phenyl group, R represents an alkyl group) silicon-based polymer composed of repeating units represented by.
【請求項2】 下記の式(式中、Phはフェニル基、R
はアルキル基を示す)で表される、シラインダン環化合
物をモノマーとし、アニオン性開始剤を使用して開環重
合することにより、式−Si(Ph)(R)−CH2
o−C64−CH2 −(式中、Phはフェニル基、R
はアルキル基を示す)で表される繰り返し単位により構
成されるポリマーを得る、ケイ素系高分子の製造方法。 【化1】
2. The following formula (wherein Ph is a phenyl group and R is
Is represented by an alkyl group), a Shiraindan ring compound monomers, by ring-opening polymerization using an anionic initiator, wherein -Si (Ph) (R) -CH 2 -
o-C 6 H 4 -CH 2 - ( wherein, Ph represents a phenyl radical, R
Represents an alkyl group), and a polymer composed of repeating units represented by [Chemical 1]
JP35512693A 1993-12-28 1993-12-28 Silicon polymer Pending JPH07196809A (en)

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