JPH08109265A - 溶液スラリー重合によるポリジフェニルシルメチレンの製造方法 - Google Patents

溶液スラリー重合によるポリジフェニルシルメチレンの製造方法

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JPH08109265A
JPH08109265A JP24410094A JP24410094A JPH08109265A JP H08109265 A JPH08109265 A JP H08109265A JP 24410094 A JP24410094 A JP 24410094A JP 24410094 A JP24410094 A JP 24410094A JP H08109265 A JPH08109265 A JP H08109265A
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JP
Japan
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polydiphenylsilmethylene
polymer
polymerization
disilacyclobutane
tetraphenyl
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JP24410094A
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Masashi Murakami
正志 村上
Takuya Ogawa
▲琢▼哉 小川
Nobuo Kushibiki
信男 櫛引
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DuPont Toray Specialty Materials KK
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Dow Corning Asia Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 未反応モノマーを容易に除去できる、又はこ
れを含まないポリジフェニルシルメチレンの製造方法を
提供する。 【構成】 1,1,3,3−テトラフェニル−1,3−
ジシラシクロブタンをモノマーとしてこれをジフェニル
スルホンに溶解し、重合温度を後記ポリジフェニルシル
メチレンが完全溶解する温度未満の温度で前記モノマー
を重合させ、ポリジフェニルシルメチレンを析出させる
ポリジフェニルシルメチレンの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高融点の結晶性熱可塑性
硅素系高分子である耐熱性ポリジフェニルシルメチレン
に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリシロキサン、ポリシラザン、ポリカ
ルボシラン及びケイ素とケイ素以外の原子とを主鎖構成
原子とするケイ素系高分子が知られているが、ポリカル
ボシランは極性原子を主鎖中に含まないことから絶縁
性、耐水性、耐薬品性等の性質が優ることが期待され
る。特に、ポリカルボシラン類の中でもポリジフェニル
シルメチレンは最も結晶性が高く高融点を有する高分子
であり、耐熱性、電気特性、耐薬品性を有する高性能樹
脂として期待されている。ポリジフェニルシルメチレン
は、1,1,3,3−テトラフェニル−1,3−ジシラ
シクロブタン等のバルク開環熱重合(N.Nametkin, V. Vd
ovin, V, Zavyalov, Akad.Nauk SSSR, 162(4)824(196
5)) 、塩化硅素と塩化炭素のウルツカップリングによる
重合方法(B.van Aefferden, W.Habel, P.Sartori, Chem
iker-Ztg., 114, 367(1990))が知られているのみであっ
た。前者においては単に1,1,3,3−テトラフェニ
ル−1,3−ジシラシクロブタンを高温で加熱しポリマ
ーを得るものであり、ポリマー中には重合したポリマー
が熱分解した分解生成物が含まれており、又、後者では
ポリシルメチレンが得られるのではなく、ケイ素−炭
素、ケイ素−ケイ素、炭素−炭素結合が無秩序に分布し
た非晶性ポリマーである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】バルク重合では重合体
中に含まれている残存モノマーが常に物性上問題にな
る。バルク重合物中に含まれている残存モノマーを除去
するためには、生成したポリマーを粉砕して然るべき抽
出操作を施さなければならない。しかしながら、難溶性
のポリマーであるポリジフェニルシルメチレン中から未
反応モノマーを除去することは極めて困難であるといえ
る。溶液均一重合では重合温度は、無触媒の場合300
℃近傍と重合温度が高温であるため、高沸点、熱安定性
の良い化合物を溶媒として用いなければならない。本発
明の目的は未反応モノマーを容易に除去できる或いはこ
れを含まないポリジフェニルシルメチレンの製造方法を
提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記目的は、1,1,
3,3−テトラフェニル−1,3−ジシラシクロブタン
をジフェニルスルホンに溶解し、重合温度をポリジフェ
ニルシルメチレンが完全溶解する温度未満の温度で重合
させ触媒を添加し又は添加せず、ジフェニルスルホンの
沸点以下の温度に加熱して重合させた後、ジフェニルス
ルホンを除去してポリジフェニルシルメチレンを製造す
る方法により達せられる。
【0005】本発明に使用できる触媒としては、金化合
物又は銀化合物を挙げることができる。これら触媒の添
加量としては、1,1,3,3−テトラフェニル−1,
3−ジシラシクロブタン1モルに対して0.0001〜
0.01モルの範囲であるのが、重合制御の観点からは
好ましい。
【0006】本発明に用いることのできる触媒として
は、金の化合物としてはそれぞれ1価および3価の塩化
金、臭化金、ヨウ化金、シアン化金、塩化金酸、臭化金
酸、シアン化金酸およびこれらの酸の塩、1価の有機金
化合物およびそれらの錯化合物、含イオウ配位子を持つ
1価の金化合物およびそれらの錯化合物ならびに、1価
および3価の酸化金を:銀の化合物としては1価の、ハ
ロゲン化物、酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、カルボ
ン酸塩をあげることができる。
【0007】これらの触媒を使用したときは、ポリマー
から触媒残を除去する必要がある場合は、通常高分子工
業で行なわれている分離操作を高温で行うことで分離除
去できる。
【0008】これらの他に本発明に使用できる触媒とし
ては、銅を含む化合物を挙げることができる。銅化合物
の添加量としては、1,1,3,3−テトラフェニル−
1,3−ジシラシクロブタン1モルに対して0.000
1〜0.01モルの範囲であるのが重合制御の観点から
は好ましい。そのような銅化合物としては銅アセチルア
セトネート、塩化銅、銅粉等を例示することができる。
銅化合物を触媒として使用したときは、ポリマーから触
媒残を除去する必要がある場合は、通常高分子工業で行
われている分離操作を高温で行うことで分離除去するこ
とができる。
【0009】本発明方法において、未反応モノマーの分
離を容易にするためには、ジフェニルスルホンを溶媒と
する場合、重合温度を250℃以上300℃以下の温度
にし、重合速度は当然低下するが、比較的ポリマーの溶
解度が低いため生成したポリマーが析出する溶液スラリ
ー重合を行うことができる。重合温度で重合後速やかに
濾過等の分離操作を施し、析出したポリマーを分離する
ことで重合度の高いポリマーが得られる。
【0010】本発明において、ジフェニルスルホン中
に、ポリジフェニルシルメチレンの貧或いは非溶解性の
溶媒を混合してジフェニルスルホンに対するポリジフェ
ニルシルメチレンの溶解度を低下させ、溶液スラリー重
合を行うことも可能である。本発明に使用可能な溶媒と
しては、高沸点溶媒であり、1,1,3,3−テトラフ
ェニル−1,3−ジシラシクロブタンを溶解することが
できるものであることは当然である。そのような溶媒と
して、ターフェニル、トリクロロベンゼン等の芳香族炭
化水素、ジフェニルエーテル、ジフェニルスルホキシ
ド、ジメチルアセトアミド、キノリン類等の高沸点化合
物が例示される。ポリマーの析出は溶液中のポリマー濃
度、ポリマー分子量、貧或いは非溶媒の混合量、重合温
度に依存するため一概には特定できないが、前記貧ある
いは非溶媒の混合量はジフェニルスルホンに対して1〜
20容量%(ジフェニルスルホンを100容量%とす
る)の範囲であればポリマー中の残留モノマーが少ない
ポリマーが生成される。得られたスラリーを濾過等によ
り分離することができる。
【0011】上記いずれの溶液スラリー重合法において
も、単にポリマー中の残留モノマーを減少させるのみな
らず、生成するポリマーの低分子量成分が除去されたポ
リジフェニルシルメチレンが得られる。
【0012】ポリジフェニルシルメチレンを分離後、ジ
フェニルスルホンを溶解しうる低沸点溶媒でポリジフェ
ニルシルメチレンを洗浄することは一向に差し支えな
い。ポリジフェニルシルメチレンは広く一般に用いられ
る炭化水素、ハロゲン化炭素、アルコール、ケトン、エ
ステルにはほとんど溶解性を示さないため、前記洗浄液
としてはジフェニルスルホン、1,1,3,3−テトラ
フェニル−1,3−ジシラシクロブタンを溶解するもの
であればいかなるものでもよい。例えばアセトン、クロ
ロホルム、テトラヒドロフラン等が好適に使用される。
【0013】ポリジフェニルシルメチレンは融点近傍で
は硅素原子に結合したフェニル基が脱離することによる
熱劣化が起き、高温における重合時もこの劣化は起き
る。この劣化は重合系中にフタロシアニン或いはその誘
導体(以下「フタロシアニン類」という)及び、抗酸化
剤を添加することによって抑制される。
【0014】本発明に用いられるフタロシアニン類は重
合温度で分解せず昇華性を有しないものが好ましく用い
られ、フタロシアニンが金属に配位したものでも差し支
えなく使用することができる。添加しうるフタロシアニ
ン類は、樹脂の構造、温度によって適宜選択されるべき
ものであるが、ケイ素に結合した芳香族基は酸等により
結合開裂を容易に起こすことが知られており、ルイス酸
性を示さない或いは極めて弱い性質のものが好ましい。
フタロシアニンの溶解性を改良するために種々の置換基
が導入されているがスルホン酸残基、カルボン酸残基等
は好ましくない。フタロシアニンの中心金属でもマンガ
ン、鉄、コバルト等の酸化性を有する金属以外は一向に
差し支えなく使用できる。本発明におけるフタロシアニ
ン類の添加量としては、0.01〜20重量%である
が、好ましくは0.1〜10重量%の範囲が好適であ
る。
【0015】本発明に用いうる抗酸化剤としては、ジフ
ェニルスルホンに溶解するビスフェノール、高分子フェ
ノール系の酸化防止剤が挙げられ、ビスフェノール系と
しては、2,2′−メチレンビス(4−メチル−6−t
−ブチルフェノール)、2,2′−メチレンビス(4−
エチル−6−t−ブチルフェノール)等が挙げられ、高
分子フェノール系としてはテトラキス−〔メチレン−3
−(3′,5′−ジ−t−ブチル−4′−ヒドロキシフ
ェニル)プロピオネート〕メタンで代表される公知の酸
化防止剤が好適に用いられる。
【0016】上記において使用した安定剤は成形加工時
にも安定剤として効果を発揮するため、ポリジフェニル
シルメチレン中から除去する必要は全く無い。
【0017】
【発明の効果】従来知られていたポリジフェニルシルメ
チレンは、1,1,3,3−テトラフェニル−1,3−
ジシラシクロブタンを単に高温でバルク重合するもので
あり、生成ポリマーの分解物が混在しているため、重合
制御、重合後のポリマー精製が困難な重合方法であっ
た。本発明は、重合制御を容易にし、分解物生成を抑制
し、且つ、分離生成を容易にし、又、安定な物性を示す
ポリジフェニルシルメチレンの製造方法を与える。
【0018】
【実施例】
(実施例1)ジフェニルスルホン45gにジフェニルエ
ーテル5g加えて250℃で加熱溶解し、2gの1,
1,3,3−テトラフェニル−1,3−ジシラシクロブ
タンを加えて、250℃で16時間重合した。重合後、
析出したポリマーを硝子フィルターを通して分離し、重
量を求めたところ、1.1gであった。得られた白色固
体のポリマーのブルッカーACP300分光計を用い固
体高分解能NMR測定したところ、結晶部分と非晶部分
を形成する2種のケイ素のピークのみが観測された(図
1)。又、赤外吸収スペクトルはモノマーの吸収スペク
トルを含ず、得られたスペクトルは文献記載(N.Nametki
n, V. Vdovin, V, Zavyalov, Akad.Nauk SSSR, 162(4)8
24(1965)) のスペクトルに一致した(図2)。さらに示
差走査熱量(DSC)測定では350℃に鋭い吸熱ピー
クを観察された、これがこのポリマーの融点である(図
3)。元素分析では炭素含有量79.45%、水素含有
量6.13%と求められこれはポリジフェニルシルメチ
レンとしての理論量(C;79.53,H;6.16
%)とよく一致した。
【0019】(実施例2)実施例1と同様の重合系にフ
タロシアニンを0.005g、2,2′−メチレンビス
(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)を0.00
5g加えた以外は実施例1と同様にポリマーを分離生成
した。生成したポリマーは実施例1と同じ構造であっ
た。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で得た結晶性ポリジフェニルシルメチ
レンの固体29Si−NMRスペクトル。
【図2】実施例1で得た結晶性ポリジフェニルシルメチ
レンのIRスペクトル(B)と1,1,3,3−テトラ
フェニル−1,3−ジシラシクロブタンのIRスペクト
ル(A)。
【図3】実施例1で得た結晶性ポリジフェニルシルメチ
レンのDSCトレース。
【図4】比較例1で得た非晶性ポリマーの固体29Si
−NMRスペクトル。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1,1,3,3−テトラフェニル−1,
    3−ジシラシクロブタンをモノマーとしてこれをジフェ
    ニルスルホンに溶解し、重合温度を後記ポリジフェニル
    シルメチレンが完全溶解する温度未満の温度で前記モノ
    マーを重合させ、ポリジフェニルシルメチレンを析出さ
    せることを特徴とするポリジフェニルシルメチレンの製
    造方法。
  2. 【請求項2】 1,1,3,3−テトラフェニル−1,
    3−ジシラシクロブタンをジフェニルスルホンに溶解
    し、ポリジフェニルシルメチレンの貧或いは非溶媒を混
    合して重合させ、ポリジフェニルシルメチレンを析出さ
    せることを特徴とするポリジフェニルシルメチレンの製
    造方法。
  3. 【請求項3】 フタロシアニン或いはその誘導体及び抗
    酸化剤を添加することを特徴とする請求項1又は2のポ
    リジフェニルシルメチレンの製造方法。
JP24410094A 1994-10-07 1994-10-07 溶液スラリー重合によるポリジフェニルシルメチレンの製造方法 Pending JPH08109265A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2289978A1 (en) 2009-08-21 2011-03-02 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Organopolysilmethylene and a cured product thereof
EP2289979A1 (en) 2009-08-21 2011-03-02 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Organopolysilmethylene and a composition comprising the same
US8759456B2 (en) 2011-02-28 2014-06-24 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Addition reaction-curable organopolysilmethylenesiloxane copolymer composition

Cited By (5)

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US8497024B2 (en) 2009-08-21 2013-07-30 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Organopolysilmethylene-siloxane and a cured product thereof
US8759456B2 (en) 2011-02-28 2014-06-24 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Addition reaction-curable organopolysilmethylenesiloxane copolymer composition

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