JPS59181285A - 炭化珪素用のヒドロシリル−改質されたポリカルボシラン先駆体類 - Google Patents
炭化珪素用のヒドロシリル−改質されたポリカルボシラン先駆体類Info
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- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- GQIUQDDJKHLHTB-UHFFFAOYSA-N trichloro(ethenyl)silane Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)C=C GQIUQDDJKHLHTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VXIAMKATQWQKEN-UHFFFAOYSA-N tris(chloromethyl)-ethenylsilane Chemical compound ClC[Si](CCl)(CCl)C=C VXIAMKATQWQKEN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IDFLTVMGFGQSKV-UHFFFAOYSA-N tris(chloromethyl)-methylsilane Chemical compound ClC[Si](C)(CCl)CCl IDFLTVMGFGQSKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 description 1
- 239000005050 vinyl trichlorosilane Substances 0.000 description 1
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
- C07F7/02—Silicon compounds
- C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
- C07F7/0803—Compounds with Si-C or Si-Si linkages
- C07F7/0805—Compounds with Si-C or Si-Si linkages comprising only Si, C or H atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/90—Carbides
- C01B32/914—Carbides of single elements
- C01B32/956—Silicon carbide
- C01B32/963—Preparation from compounds containing silicon
- C01B32/977—Preparation from organic compounds containing silicon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Silicon Polymers (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
灸用Ω分!
本出願はヒドロシリル基を含有している新規な分枝鎖状
のポリカルボシラン組成物類、選択された重着体系から
のそれらの製造、および炭化珪素の製造におけるそれら
の使用に関するものである。
のポリカルボシラン組成物類、選択された重着体系から
のそれらの製造、および炭化珪素の製造におけるそれら
の使用に関するものである。
米国政府は、海軍省の海軍研究所により審査裁定された
契約番号N14−75−C−1024に従い本発明にお
ける権利を有する。
契約番号N14−75−C−1024に従い本発明にお
ける権利を有する。
L往侠皇五遍虞
炭化珪素は昔から知られてお′1、そしてそれの化学的
利点、高温安定性、半導体性、および特にそれの極端な
硬度のために認められていた。炭化珪素の硬度はダイヤ
モンドおよび窒化はう素のそれに達する。
利点、高温安定性、半導体性、および特にそれの極端な
硬度のために認められていた。炭化珪素の硬度はダイヤ
モンドおよび窒化はう素のそれに達する。
炭化珪素はもともと例えばシリカの如き無機物質および
例えばコークスまたはグラファイトの如き炭素源を非常
な高温において反応させることにより製造されていた。
例えばコークスまたはグラファイトの如き炭素源を非常
な高温において反応させることにより製造されていた。
最近は例えばシランの如き有機物質類および他の有機珪
素誘導体類から炭化珪素を製造する種々の方法が発見さ
れている。
素誘導体類から炭化珪素を製造する種々の方法が発見さ
れている。
他の広く報告されている方法は下記の参考文献中に記さ
れている:米国特許番号4,052,430.4.10
0.233.4,105,455.4,110,386
.4,117,057.4.122,139.4,13
4,759.4゜147.538.4,159,259
、日本特許明細書番号1979−65,799、ナヵム
ラ他の見上1凹ユ至1ニームJユtra匹ts、91:
215596p、およびヤジマ他のchemf互工工l
〜↓」ユ」」ゴs 、 5’、 325−’6 (19
76)。該方法はヒドロシリル−改質されたポリカルボ
シラン類を提供しており、それらのあるものは可溶性で
ありそして標準的方法により熱変形可能であり、それら
は熱分解されて炭化珪素となることができる。これらの
ポリカルボシラン類は環式または線状ポリジメチルシラ
ン類の予備−熱分解/転位/重合により製造され、該ポ
リジメチルシラン類は典型的には(CH3) 2 S
1C12および活性金属類から製造される。
れている:米国特許番号4,052,430.4.10
0.233.4,105,455.4,110,386
.4,117,057.4.122,139.4,13
4,759.4゜147.538.4,159,259
、日本特許明細書番号1979−65,799、ナヵム
ラ他の見上1凹ユ至1ニームJユtra匹ts、91:
215596p、およびヤジマ他のchemf互工工l
〜↓」ユ」」ゴs 、 5’、 325−’6 (19
76)。該方法はヒドロシリル−改質されたポリカルボ
シラン類を提供しており、それらのあるものは可溶性で
ありそして標準的方法により熱変形可能であり、それら
は熱分解されて炭化珪素となることができる。これらの
ポリカルボシラン類は環式または線状ポリジメチルシラ
ン類の予備−熱分解/転位/重合により製造され、該ポ
リジメチルシラン類は典型的には(CH3) 2 S
1C12および活性金属類から製造される。
特に、そのような先行技術はMe2SiCI□からポリ
ジメチルシラン類(環式または線状)への活性金属縮合
を必要とし、それらは単離されそして熱(および環式化
合物の場合には圧力)の適用により下記の反応式により
示されているような別段階でヒドロシリル−改質された
ポリカルボシラン類に転化される: a Me2SiC17−→(SiMe2 ) +NaCl
キシレン Δ (SiMe2)i−→(CH2S i HMe )xポ
リカルボシラン このようにして製造された粗製ポリカルボシラン類はし
ばしば炭化珪素繊維の製造における特別の用途を有する
ヒドロシリル−改質されたポリカルポジラン類を単離す
るために例えば真空蒸留および非溶媒からの沈厳による
分別の如き処理をさらに受ける。
ジメチルシラン類(環式または線状)への活性金属縮合
を必要とし、それらは単離されそして熱(および環式化
合物の場合には圧力)の適用により下記の反応式により
示されているような別段階でヒドロシリル−改質された
ポリカルボシラン類に転化される: a Me2SiC17−→(SiMe2 ) +NaCl
キシレン Δ (SiMe2)i−→(CH2S i HMe )xポ
リカルボシラン このようにして製造された粗製ポリカルボシラン類はし
ばしば炭化珪素繊維の製造における特別の用途を有する
ヒドロシリル−改質されたポリカルポジラン類を単離す
るために例えば真空蒸留および非溶媒からの沈厳による
分別の如き処理をさらに受ける。
米国特許4,276.424は水素化有機ハロ珪素から
溶媒中で活性金属と反応させることによるポリシラン類
の製造を開示している。
溶媒中で活性金属と反応させることによるポリシラン類
の製造を開示している。
I、 i
Me2 S i HC1−メMe2 S i )
+LiC1+H2 この先行技術は全てのSiH官能基が失われる場合を例
示しており、そのことは5iI(官能基の一部が保有さ
れている本発明とは異っている。
+LiC1+H2 この先行技術は全てのSiH官能基が失われる場合を例
示しており、そのことは5iI(官能基の一部が保有さ
れている本発明とは異っている。
日本公開特許公報78 149,933 (Chem、
Abst r、、90.138418g (1979)
参照)はMeSiHC12とメチル化されたジシラン混
合物との反応からのメチル水素ポリシラン類の製造を開
示している。生成物類はポリカルボシラン類ではなくポ
リシラン類であり、そしてそれらは本発明の組成物類と
は明らかに異っている。同様に、米国特許3,146,
248および2,146,249は溶媒中での/\コロ
ヒドロシラン類ナトリウム/カリウム合金との反応から
の5iH−官能性ポリシラン類の製造を開示している。
Abst r、、90.138418g (1979)
参照)はMeSiHC12とメチル化されたジシラン混
合物との反応からのメチル水素ポリシラン類の製造を開
示している。生成物類はポリカルボシラン類ではなくポ
リシラン類であり、そしてそれらは本発明の組成物類と
は明らかに異っている。同様に、米国特許3,146,
248および2,146,249は溶媒中での/\コロ
ヒドロシラン類ナトリウム/カリウム合金との反応から
の5iH−官能性ポリシラン類の製造を開示している。
後者の組成物類は発火性でありそしてセラミック組成物
用の先駆体としてではなくむしろロケット燃料としての
用途を意図している。
用の先駆体としてではなくむしろロケット燃料としての
用途を意図している。
同様に、米国特許4□310.482はクロロシリル基
が水素化リチウムアルミニウムを用いる還元によりヒド
ロシリル基に転化されているような塩素に富んだポリシ
ラン残渣を炭化珪素先駆体として開示しているが、これ
も発火性である。この後者のポリシラン組成物も本発明
のものとは化学的に異っている。
が水素化リチウムアルミニウムを用いる還元によりヒド
ロシリル基に転化されているような塩素に富んだポリシ
ラン残渣を炭化珪素先駆体として開示しているが、これ
も発火性である。この後者のポリシラン組成物も本発明
のものとは化学的に異っている。
日本公開特許公報79 65.799’(Chem、A
bstr、、91.124210s(1979))はト
ルエン溶媒中の活性金属分散液を使用してMe2S i
C12、/MeS 1)(C12/Me3 S ic
l+7)44/1/2−1−ル混合物から製造されたポ
リシランを開示している(実施例7)。このポリシラン
は本発明のポリカルボシランとは化学的に異っており、
そして炭化珪素用の有効な先駆体となるヒドロシリル−
基が足りなすぎる。
bstr、、91.124210s(1979))はト
ルエン溶媒中の活性金属分散液を使用してMe2S i
C12、/MeS 1)(C12/Me3 S ic
l+7)44/1/2−1−ル混合物から製造されたポ
リシランを開示している(実施例7)。このポリシラン
は本発明のポリカルボシランとは化学的に異っており、
そして炭化珪素用の有効な先駆体となるヒドロシリル−
基が足りなすぎる。
1982年3月23日に出願された米国出願番号361
.106中に報告されている如く、ヒドロシリル基で改
質されていない分枝鎖状のポリカルボシラン類を不活性
溶媒中でハロシラン混合物類および活性金属から一段階
で製造できることおよびこれらの分枝鎖状のポリカルボ
シラン類は炭化珪素に効率的に転化できることが開示さ
れている。
.106中に報告されている如く、ヒドロシリル基で改
質されていない分枝鎖状のポリカルボシラン類を不活性
溶媒中でハロシラン混合物類および活性金属から一段階
で製造できることおよびこれらの分枝鎖状のポリカルボ
シラン類は炭化珪素に効率的に転化できることが開示さ
れている。
熱分解されて改良された収率の炭化珪素を得ることので
きる新規な分枝鎖状のヒドロシリル−改質されたポリカ
ルボシラン類もビニルまたはハロメチル部分を含有して
いる簡単なシラン単量体類とヒドロシリル基を含有して
いる簡単なシラン単量体類の混合物類から一段階反応で
製造できることを令兄出した。特に本発明は、最初に少
なくとも1種の式 %式%) [式中、 Rは低級アルキルであり、Xはハロであり、aはOまた
は1であり、bは0−3であり、Cは0−44’あり、
dはO−4であり、a+b+c十dの合計は4であり、
そしてa+b+Cの合計は少なくともlである] の化合物および少なくとも1種の式 8式% し式中、 Rは低級アルキルであり、Xはハロであり、dは1また
は2であり、eはO−2であり、fは1−3であり、そ
してd+e十fの合計は4である] の化合物からなる系を活性金属を用いて不活性溶媒中で
高められた温度において反応させることからなり、ここ
で該化合物類の混合物は該化合物系の(以下に記されて
いる如き)平均モル作用性が少なくとも2.3であるよ
うに選択されており、その結果ヒドロシリル基を含有し
ている分枝鎖状のポリカルボシラン組成物が生成し、そ
してその後ヒドロシリル基を含有している分枝鎖状のポ
リカルボシランを不活性雰囲気下で熱分解して主として
炭化珪素からなるセラミック組成物類を製造することか
らなる、炭化珪素の製造方法から構成されている。
きる新規な分枝鎖状のヒドロシリル−改質されたポリカ
ルボシラン類もビニルまたはハロメチル部分を含有して
いる簡単なシラン単量体類とヒドロシリル基を含有して
いる簡単なシラン単量体類の混合物類から一段階反応で
製造できることを令兄出した。特に本発明は、最初に少
なくとも1種の式 %式%) [式中、 Rは低級アルキルであり、Xはハロであり、aはOまた
は1であり、bは0−3であり、Cは0−44’あり、
dはO−4であり、a+b+c十dの合計は4であり、
そしてa+b+Cの合計は少なくともlである] の化合物および少なくとも1種の式 8式% し式中、 Rは低級アルキルであり、Xはハロであり、dは1また
は2であり、eはO−2であり、fは1−3であり、そ
してd+e十fの合計は4である] の化合物からなる系を活性金属を用いて不活性溶媒中で
高められた温度において反応させることからなり、ここ
で該化合物類の混合物は該化合物系の(以下に記されて
いる如き)平均モル作用性が少なくとも2.3であるよ
うに選択されており、その結果ヒドロシリル基を含有し
ている分枝鎖状のポリカルボシラン組成物が生成し、そ
してその後ヒドロシリル基を含有している分枝鎖状のポ
リカルボシランを不活性雰囲気下で熱分解して主として
炭化珪素からなるセラミック組成物類を製造することか
らなる、炭化珪素の製造方法から構成されている。
広義では、本発明は活性金属を用いて不活性溶媒中で高
められた温度において1種以上の式() %式%) () [式中、 Rは低級アルキル(炭素数が比較的大きいと反応中に焼
失して対応する炭化珪素が損失するため例えば炭素数が
8までのもの、そして好適にはメチル)であり、Xは、
・\口(好適にはクロロ)であり、aは0またはlであ
り、bは0−3であり、CはO−4であり、dは0−4
であり、a+b+C+d(7)合計は4であり、そして
a+c+dの合計は少なくとも1である] の単量体および1種以上の式(II )HRSiX
(1)) de f し式中、 RおよびXは上記で定義されている如くであり、dは1
または2であり、eは0−2であり、fはl−3であり
、そしてd+e+fの合計は4である] の単量体からなる系を反応させることからなり、ここで
該化合物系はその平均モル作用性が少なくとも2.3で
ありそして炭化珪素結合の生成に好適であるように選択
されている、ヒドロシリル基を含有している新規な分枝
鎖状ポリカルボシラン類の製造方法を意図している。従
って本発明の重着体化合物系は少なくとも2種の異る単
量体類、すなわち式CI)のものおよび式(II )の
もの、を鎖糸の平均モル作用性が少なくとも2.3とな
るような単量体比で含有している。そのような分枝鎖状
のポリカルボシラン類は、式 [式中、 Rは低級アルキル(上記で定義されている如くであり、
好適にはメチルである)であり、aは0または五であり
、bは0−3であり、CはO−4であり、dはO−4で
あり、そしてa+b+C+dの合計は4であり、 但し条件として、複数個の単位中のそれぞれではa、
b、 c、’dおよびRは(それらの起源の単量体によ
り)異っていてもよいが少なくとも1個の単位中ではa
+dの合計は(Si−C結合を与えるために)1以上で
なければならない] の単位および式 [式中、 Rは上記で定義されている如くであり、dは1−2であ
り、eはo−、−zテあり、fはl−3であり、そして
d+e+fの合計は4である] の中位からなる組成物類であると記すことができる。
められた温度において1種以上の式() %式%) () [式中、 Rは低級アルキル(炭素数が比較的大きいと反応中に焼
失して対応する炭化珪素が損失するため例えば炭素数が
8までのもの、そして好適にはメチル)であり、Xは、
・\口(好適にはクロロ)であり、aは0またはlであ
り、bは0−3であり、CはO−4であり、dは0−4
であり、a+b+C+d(7)合計は4であり、そして
a+c+dの合計は少なくとも1である] の単量体および1種以上の式(II )HRSiX
(1)) de f し式中、 RおよびXは上記で定義されている如くであり、dは1
または2であり、eは0−2であり、fはl−3であり
、そしてd+e+fの合計は4である] の単量体からなる系を反応させることからなり、ここで
該化合物系はその平均モル作用性が少なくとも2.3で
ありそして炭化珪素結合の生成に好適であるように選択
されている、ヒドロシリル基を含有している新規な分枝
鎖状ポリカルボシラン類の製造方法を意図している。従
って本発明の重着体化合物系は少なくとも2種の異る単
量体類、すなわち式CI)のものおよび式(II )の
もの、を鎖糸の平均モル作用性が少なくとも2.3とな
るような単量体比で含有している。そのような分枝鎖状
のポリカルボシラン類は、式 [式中、 Rは低級アルキル(上記で定義されている如くであり、
好適にはメチルである)であり、aは0または五であり
、bは0−3であり、CはO−4であり、dはO−4で
あり、そしてa+b+C+dの合計は4であり、 但し条件として、複数個の単位中のそれぞれではa、
b、 c、’dおよびRは(それらの起源の単量体によ
り)異っていてもよいが少なくとも1個の単位中ではa
+dの合計は(Si−C結合を与えるために)1以上で
なければならない] の単位および式 [式中、 Rは上記で定義されている如くであり、dは1−2であ
り、eはo−、−zテあり、fはl−3であり、そして
d+e+fの合計は4である] の中位からなる組成物類であると記すことができる。
本発明の他の面は、本発明のヒドロシリル基を含有して
いる新規な分枝鎖状のポリカルボシラン組成物類を炭化
珪素および炭化珪素含有生成物類を製造するために熱分
解することからなっている。熱分解は一般に適当な管中
で不活性雰囲気下で生成物に特有の温度まで加熱するこ
とにより実施され1本発明の目的用には当技術の専門家
に公知の熱分解方法のいずれでも使用できる。
いる新規な分枝鎖状のポリカルボシラン組成物類を炭化
珪素および炭化珪素含有生成物類を製造するために熱分
解することからなっている。熱分解は一般に適当な管中
で不活性雰囲気下で生成物に特有の温度まで加熱するこ
とにより実施され1本発明の目的用には当技術の専門家
に公知の熱分解方法のいずれでも使用できる。
下記の式(ここでRおよびXは上記の意味を有する)は
本発明の新規なヒドロシリル基を含有している分枝鎖状
のポリカルボシランの製造において使用できる種類の化
合物類を示している:式■の CH2<H9iX2CCH2X) C1k =CH5
IXaCH2=C)lR2CCH2X) Ra 5i
(C:H2X)CHt =CHR91X(C:Hz X
) R25i(CH2X)2SiiX 4
R51(C)12 X)3Ra S
+X R51X(OH2X)2
GH2子CHR3Si R91X2(
CI(2X)SiX(GH2X)a’
CH2=CHR91X 2SiX 2 (CH2
X)2 CH2=CHR25iXR2S
iX (C)(2X) R’3iX3R2
S!X 2 − SiX 3 (C
H2X)式Δ」l」バ■鷹生苅 X 3 Si)] R51
HX 2X 2 SiH2’ R25
iHXL記の如く、新規な分枝鎖状のポリカルボシラン
類を製造するためには混合物(すなわち異る種類から選
択された2種以上の単量体化合物類)を使用することが
好適である。そのような混合物類には下記のものが包含
されるがそれらに限定されるものではない: R51HX 2 /CHt =CH5iRaR9!HX
2 / CH2CH9iR2XR91HX 2 /
R3SiX / CH2=CH8iRX 2R’3iH
X 2 /Rs SiX/R2SiX 2 /CH2=
Cl4S;RX 2RSiHX 2 / CH2=CH
9iR2,Ch XR51HX 2 /XR25iCH
2XR9iHX 2 /R25j(CH2X)21■立 本発明の一つの重要な特徴は本発明の新規な分枝鎖状の
ポリカルボシラン類を製造するための原料化合物系(す
なわち単一化合物または化合物類の混合物)の平均モル
作用性、F、の概念である。本発明に従い使用できる個
々の化合物類の個々の作用性、f、を以下に示す。
本発明の新規なヒドロシリル基を含有している分枝鎖状
のポリカルボシランの製造において使用できる種類の化
合物類を示している:式■の CH2<H9iX2CCH2X) C1k =CH5
IXaCH2=C)lR2CCH2X) Ra 5i
(C:H2X)CHt =CHR91X(C:Hz X
) R25i(CH2X)2SiiX 4
R51(C)12 X)3Ra S
+X R51X(OH2X)2
GH2子CHR3Si R91X2(
CI(2X)SiX(GH2X)a’
CH2=CHR91X 2SiX 2 (CH2
X)2 CH2=CHR25iXR2S
iX (C)(2X) R’3iX3R2
S!X 2 − SiX 3 (C
H2X)式Δ」l」バ■鷹生苅 X 3 Si)] R51
HX 2X 2 SiH2’ R25
iHXL記の如く、新規な分枝鎖状のポリカルボシラン
類を製造するためには混合物(すなわち異る種類から選
択された2種以上の単量体化合物類)を使用することが
好適である。そのような混合物類には下記のものが包含
されるがそれらに限定されるものではない: R51HX 2 /CHt =CH5iRaR9!HX
2 / CH2CH9iR2XR91HX 2 /
R3SiX / CH2=CH8iRX 2R’3iH
X 2 /Rs SiX/R2SiX 2 /CH2=
Cl4S;RX 2RSiHX 2 / CH2=CH
9iR2,Ch XR51HX 2 /XR25iCH
2XR9iHX 2 /R25j(CH2X)21■立 本発明の一つの重要な特徴は本発明の新規な分枝鎖状の
ポリカルボシラン類を製造するための原料化合物系(す
なわち単一化合物または化合物類の混合物)の平均モル
作用性、F、の概念である。本発明に従い使用できる個
々の化合物類の個々の作用性、f、を以下に示す。
ジメチルジクロロシラン Meメ
チルトリクロロシラン Meテト
ラクロロシラン Stクロロ
メチルトリメチルシラン Meビス(ク
ロロメチル)ジメチルシラン Meトリス(ク
ロロメチル)メチルシラン Meテトラキス(
クロロメチル)シラン+ Siクロロメチルジ
メチルクロロシランClクロロメチルメチルジクロロシ
ラン Clヒス(クロロメチル)ジクロロシ
ラン (Cクロロメチルトリクロロシラン
C1ビニルトリクロロシラン
CHビニルメチルジクロロシラン
CHビニルジメチルグロロシラン
CHビニルトリメチルシラン
CHビニルジメチルクロロメチルシラン
CHビス(クロロメチル)ビニルメチルシラン+
CHビニルトリス(クロロメチル)シラン+
CHビ゛ス(クロロメチル)ビニルクロロシラン+
〇Hクロロメチルビニルジクロロシラン
CHクロロメチルビニルメチルクロロシラン C
Hこれらの化合物類は本発明で概念上使用できる力(、
メチルジクロロシラン MeSiHC12ジメ
チルクロロシラン Me2SiHClジクロロ
シラン H2SiCl2木官能度がヒド
ロシリル基の反応量により変化するJ=SiC−または
=SiSi*結合が生成することしza S i Cl
l5iC133 C144 3S’ i CH2C11 2Si(CH2C1)2 2S i (
CH2CI’) s 3(CM2C
1)、 4CH2SiMe2
C12 1cH2) 2 S iMeCl 31
CH2) s S t Cl
4CH2SiMeC123 1CH7)2 5iC124 CHzSiC1B 42=
cHsicl、、 52 = C
II S r M e Cl 2 42
= CHS iM e 2 Cl
32=CIiSiMe3 22
= CHS iM e 2 CH2Cl 3
2=C11S iMe (CH2Cl)2 42
=C11S i (CH2C1) 3 52
−CH5iC1(CH2C1)2 52 = CHS
i C12CH2Cl 5J−杢 −4 −3 −2 −4 うな方法でヒドロシリル基は反応でさてHft<失われ
そして注意せよ。
チルトリクロロシラン Meテト
ラクロロシラン Stクロロ
メチルトリメチルシラン Meビス(ク
ロロメチル)ジメチルシラン Meトリス(ク
ロロメチル)メチルシラン Meテトラキス(
クロロメチル)シラン+ Siクロロメチルジ
メチルクロロシランClクロロメチルメチルジクロロシ
ラン Clヒス(クロロメチル)ジクロロシ
ラン (Cクロロメチルトリクロロシラン
C1ビニルトリクロロシラン
CHビニルメチルジクロロシラン
CHビニルジメチルグロロシラン
CHビニルトリメチルシラン
CHビニルジメチルクロロメチルシラン
CHビス(クロロメチル)ビニルメチルシラン+
CHビニルトリス(クロロメチル)シラン+
CHビ゛ス(クロロメチル)ビニルクロロシラン+
〇Hクロロメチルビニルジクロロシラン
CHクロロメチルビニルメチルクロロシラン C
Hこれらの化合物類は本発明で概念上使用できる力(、
メチルジクロロシラン MeSiHC12ジメ
チルクロロシラン Me2SiHClジクロロ
シラン H2SiCl2木官能度がヒド
ロシリル基の反応量により変化するJ=SiC−または
=SiSi*結合が生成することしza S i Cl
l5iC133 C144 3S’ i CH2C11 2Si(CH2C1)2 2S i (
CH2CI’) s 3(CM2C
1)、 4CH2SiMe2
C12 1cH2) 2 S iMeCl 31
CH2) s S t Cl
4CH2SiMeC123 1CH7)2 5iC124 CHzSiC1B 42=
cHsicl、、 52 = C
II S r M e Cl 2 42
= CHS iM e 2 Cl
32=CIiSiMe3 22
= CHS iM e 2 CH2Cl 3
2=C11S iMe (CH2Cl)2 42
=C11S i (CH2C1) 3 52
−CH5iC1(CH2C1)2 52 = CHS
i C12CH2Cl 5J−杢 −4 −3 −2 −4 うな方法でヒドロシリル基は反応でさてHft<失われ
そして注意せよ。
これらのf値は=SiC=および=SiSi=結合の両
者の生成も包含している各単量体が他の分子と共に生成
できる結合の数を表わしており、そしてシラン単量体類
の公知の混合物から製造されるポリカルボシラン類に対
する平均モル作用性(mFを計算するために使用される
。結合生成に関する化学はビニル基の活性金属脱ハロゲ
ン化または脱シリル化を含む単純なものである。
者の生成も包含している各単量体が他の分子と共に生成
できる結合の数を表わしており、そしてシラン単量体類
の公知の混合物から製造されるポリカルボシラン類に対
する平均モル作用性(mFを計算するために使用される
。結合生成に関する化学はビニル基の活性金属脱ハロゲ
ン化または脱シリル化を含む単純なものである。
(1)2ミ5iC1+2に
=S i S iミ+2KC1
=SfC1+ミCC1+2K □→
=SiC目+2KCI
(2)2=SiC1+CH2=CH3iミ+2に一−→
=S 1CH2CH(S i=) 2 +2KC1式(
II )の単量体類、すなわちヒドロシリル単量体類を
使用するときには、ヒドロシリル基の一部分が反応後ま
で残りそしてヒドロシリル−改質された分枝鎖状のポリ
カルボシラン類を生成する。ヒドロシリル基の他の部分
は、水素(H)が失われそして珪素または炭素に対する
新しい結合が生じるような反応を受ける。ヒドロシリル
基保有(3)または損失(4)をメチルジクロロシラン
をモデルとして用いて示す: (3) M e S i HCl 2 + 2 K
=−3i−+2KC1 (4) Me S i HCl 2 +3K =
■ −S i −+KH+2KC1 従って、式(II )の単量体類に対するf値は実際に
=SiC1結合だけを表わす値から=SiCI結合およ
び=SiH結合の一部分の組み合わせを表わす値まで変
化できる。
=S 1CH2CH(S i=) 2 +2KC1式(
II )の単量体類、すなわちヒドロシリル単量体類を
使用するときには、ヒドロシリル基の一部分が反応後ま
で残りそしてヒドロシリル−改質された分枝鎖状のポリ
カルボシラン類を生成する。ヒドロシリル基の他の部分
は、水素(H)が失われそして珪素または炭素に対する
新しい結合が生じるような反応を受ける。ヒドロシリル
基保有(3)または損失(4)をメチルジクロロシラン
をモデルとして用いて示す: (3) M e S i HCl 2 + 2 K
=−3i−+2KC1 (4) Me S i HCl 2 +3K =
■ −S i −+KH+2KC1 従って、式(II )の単量体類に対するf値は実際に
=SiC1結合だけを表わす値から=SiCI結合およ
び=SiH結合の一部分の組み合わせを表わす値まで変
化できる。
ポリカルボシランのモル作用性Fはそれの製造用化合物
系原料のものと同一である。単−弔星体から製造される
ポリカルボシランに対しては、Fはfに等しい。混合物
から製造されるポリカルボシランに対しては、モル作用
性Fは単量体類のモル比並びにそれらのf値に、依存し
ている。例えば、それぞれの作用性値f□、f2および
f3を有する単量体類のX/V/Zモル比混合物から製
造されたポリカルボシランに対するFは、下式ニよって
計算される。
系原料のものと同一である。単−弔星体から製造される
ポリカルボシランに対しては、Fはfに等しい。混合物
から製造されるポリカルボシランに対しては、モル作用
性Fは単量体類のモル比並びにそれらのf値に、依存し
ている。例えば、それぞれの作用性値f□、f2および
f3を有する単量体類のX/V/Zモル比混合物から製
造されたポリカルボシランに対するFは、下式ニよって
計算される。
xf、=yf2=zf3
F=□
(x+y、+z)
扱いやすい固体ポリカルボシラン類に対する好適なモル
作用性値は2より太き((F>2)、それには単量体類
の少なくとも1種が3以上のf値を有することすなわち
ポリカルボシランが線状ではなくむしろ分枝鎖状である
ことが必要である。
作用性値は2より太き((F>2)、それには単量体類
の少なくとも1種が3以上のf値を有することすなわち
ポリカルボシランが線状ではなくむしろ分枝鎖状である
ことが必要である。
f値が式(II)の単量体頻用のような範囲を有する場
合には、Fモル作用性値は一ヒ記の式に従う範囲を有す
るであろう。
合には、Fモル作用性値は一ヒ記の式に従う範囲を有す
るであろう。
本発明の分枝鎖状のヒドロシリル−改質されたポリカル
ボシラン類が有する性質、すなわちそれらがヒドロシリ
ル基で改質されていない先行技術の分枝鎖状のポリカル
ボシラン類より高い収率で炭化珪素組成物類に転化され
るような能力、はヒドロシリル基から誘導される骨格分
枝鎖の増加によると信じられている。ヒドロシリル基の
一部分が製造反応中に水素作用性の損失により分枝鎖化
を増大させるが、残りは熱分解工程の初期段階中にその
場で分枝鎖化を増大させる。分枝鎖化の程度および分子
量は出発単量体系および該単量体系内のモル比の適当な
選択により、生成物が可溶性の油ないし好適な可溶性固
体ないし不溶性の非融和性固体までの範囲となるように
調節できる。本発明のポリカルボシラン類の分枝鎖構造
は使用される単量体類に固有の作用性から誘導されるた
め、該ポリカルボシラン類から誘導される炭化珪素の収
率は分枝鎖状の単位の相対的含有量に比例して増加し、
そのことは該単位が製造化学から誘導されるかまたは熱
分解工程中に生じるかにはかかわりがない。
ボシラン類が有する性質、すなわちそれらがヒドロシリ
ル基で改質されていない先行技術の分枝鎖状のポリカル
ボシラン類より高い収率で炭化珪素組成物類に転化され
るような能力、はヒドロシリル基から誘導される骨格分
枝鎖の増加によると信じられている。ヒドロシリル基の
一部分が製造反応中に水素作用性の損失により分枝鎖化
を増大させるが、残りは熱分解工程の初期段階中にその
場で分枝鎖化を増大させる。分枝鎖化の程度および分子
量は出発単量体系および該単量体系内のモル比の適当な
選択により、生成物が可溶性の油ないし好適な可溶性固
体ないし不溶性の非融和性固体までの範囲となるように
調節できる。本発明のポリカルボシラン類の分枝鎖構造
は使用される単量体類に固有の作用性から誘導されるた
め、該ポリカルボシラン類から誘導される炭化珪素の収
率は分枝鎖状の単位の相対的含有量に比例して増加し、
そのことは該単位が製造化学から誘導されるかまたは熱
分解工程中に生じるかにはかかわりがない。
推測の理論により束縛しようとは望まないが、熱分解中
の分枝鎖化はヒドロシリル基の間での反応により起きて
=SiSi=結合を生じるか、または1ドロシリル基お
よび例えばビニル基の如き不飽和基の間で起きて=Si
C=結合を生じるようである。
の分枝鎖化はヒドロシリル基の間での反応により起きて
=SiSi=結合を生じるか、または1ドロシリル基お
よび例えばビニル基の如き不飽和基の間で起きて=Si
C=結合を生じるようである。
工程
本発明においては、単量体系は不活性溶媒中で高められ
た温度において活性金属と反応して新規な分枝鎖状のヒ
ドロシリル官能性されたポリカルボシラン類を生成する
。
た温度において活性金属と反応して新規な分枝鎖状のヒ
ドロシリル官能性されたポリカルボシラン類を生成する
。
高い反応性および低い融点の理由のため好適な活性金属
はカリウムである。他の活性金属類はそれより反応性が
小さいと考えられているが比較的長い反応時間が許容さ
れるならそれらも使用できる。合金類、例えばカリウム
/ナトリウム、も使用できる。先行技術に従うと、リチ
ウムは全てのヒドロシリル官能性を破壊するOf能性が
ある。
はカリウムである。他の活性金属類はそれより反応性が
小さいと考えられているが比較的長い反応時間が許容さ
れるならそれらも使用できる。合金類、例えばカリウム
/ナトリウム、も使用できる。先行技術に従うと、リチ
ウムは全てのヒドロシリル官能性を破壊するOf能性が
ある。
好適な溶媒は無水テトラヒドロフランである。
しかしながら、高沸点溶媒類、例えばジオキサン、1.
2−ジメトキシエタンなど、または炭化水素類、例えば
トルエン、キシレンもしくはオクタンなど、も該溶媒が
活性金属またはハロシアンと反応性でないなら特に比較
的反応性の小さい金属類と共に使用できるが、それらは
比較的高価でありそして発癌物質の疑いもある。
2−ジメトキシエタンなど、または炭化水素類、例えば
トルエン、キシレンもしくはオクタンなど、も該溶媒が
活性金属またはハロシアンと反応性でないなら特に比較
的反応性の小さい金属類と共に使用できるが、それらは
比較的高価でありそして発癌物質の疑いもある。
活性金属(カリウム)および溶媒(テトラヒドロフラン
)の組み合わせにより、反応をこの場合にはカリウムで
ある活性金属の融点のすぐ上の溶媒の還流温度において
実施できる。この組み合わせはクロロシリル基とテトラ
ヒドロフラン溶媒の反応をほとんど起こさず、そのよう
な反応はナトリウムおよびマグネシウムを用いる場合に
は観察されていた。該組み合わせは付加されたヒドロシ
リル基の一部分の保有も可能にする。
)の組み合わせにより、反応をこの場合にはカリウムで
ある活性金属の融点のすぐ上の溶媒の還流温度において
実施できる。この組み合わせはクロロシリル基とテトラ
ヒドロフラン溶媒の反応をほとんど起こさず、そのよう
な反応はナトリウムおよびマグネシウムを用いる場合に
は観察されていた。該組み合わせは付加されたヒドロシ
リル基の一部分の保有も可能にする。
本発明のポリカルポジシン−生成反応は外部からの加熱
および冷却用、攪拌用、並びに単量体類の混合物類の補
充添加用の器具を備えた標準的な研究室用のガラス製装
置または市販の装置中で不活性雰囲気下で大気圧におい
て実施できる。従って、ポリカルボシラン製造に関する
本発明の方法は装置に関しては狭く限定されるものでは
なくそして特別な装置を必要とするものでもない。
および冷却用、攪拌用、並びに単量体類の混合物類の補
充添加用の器具を備えた標準的な研究室用のガラス製装
置または市販の装置中で不活性雰囲気下で大気圧におい
て実施できる。従って、ポリカルボシラン製造に関する
本発明の方法は装置に関しては狭く限定されるものでは
なくそして特別な装置を必要とするものでもない。
典型的な製造においては、重量測定された量の活性金属
を不活性溶媒中に不活性雰囲気下でいれる。熱を適用し
て還流させ、活性金属を融解させ、そして単量体を攪拌
しながら添加し始める。
を不活性溶媒中に不活性雰囲気下でいれる。熱を適用し
て還流させ、活性金属を融解させ、そして単量体を攪拌
しながら添加し始める。
反応は調節された添加比における限り外部から熱を適用
せずに還流状態を保つのに充分なほどの発熱反応である
。添加の完了後に、熱を一定期間にわたって再び適用す
ることもできる。代表例を下記に示す。
せずに還流状態を保つのに充分なほどの発熱反応である
。添加の完了後に、熱を一定期間にわたって再び適用す
ることもできる。代表例を下記に示す。
反応条件は従って、反応温度が活性金属の融点以上に保
たれなければならないことおよび副生物である塩類のケ
ーキングを防ぐために攪拌を続けなければならないこと
以外は狭く厳密なものではない。クロロシリル基の大部
分を確実に消費させるためにはわずかに過剰量の活性金
属が望ましい。反応をアルキル化剤、例えば塩化メチル
、またはプロトン性物質、例えば水、の添加により終ら
せることができる。石側生物類は濾過または水洗により
除去され、そして母液はストリッピングにより濃縮され
る。生成したポリカルボシラン溶液は直接ストリッピン
グされるかまたは例えばメタノール/アセトンの如き非
−溶媒媒体に加えられて、扱いやすい固体ポリカルボシ
ラン溜分を沈澱させ、それを集めそして乾燥する。非−
溶媒混合物を次にストリッピングさせて液体のポリカル
ボシラン残渣を回収することができるが、濾過された塩
を水洗して存在しているなら不溶性のポリカルボシラン
類を単離することもできる。これらの反応工程は当技術
の専門家に周知であり、そして多数の活性金属反応にと
って典型的なものである。
たれなければならないことおよび副生物である塩類のケ
ーキングを防ぐために攪拌を続けなければならないこと
以外は狭く厳密なものではない。クロロシリル基の大部
分を確実に消費させるためにはわずかに過剰量の活性金
属が望ましい。反応をアルキル化剤、例えば塩化メチル
、またはプロトン性物質、例えば水、の添加により終ら
せることができる。石側生物類は濾過または水洗により
除去され、そして母液はストリッピングにより濃縮され
る。生成したポリカルボシラン溶液は直接ストリッピン
グされるかまたは例えばメタノール/アセトンの如き非
−溶媒媒体に加えられて、扱いやすい固体ポリカルボシ
ラン溜分を沈澱させ、それを集めそして乾燥する。非−
溶媒混合物を次にストリッピングさせて液体のポリカル
ボシラン残渣を回収することができるが、濾過された塩
を水洗して存在しているなら不溶性のポリカルボシラン
類を単離することもできる。これらの反応工程は当技術
の専門家に周知であり、そして多数の活性金属反応にと
って典型的なものである。
罠生度オ
可溶性油から不溶性固体までの範囲にわたる本発明の新
規な分枝鎖状のヒドロシリル−改質されたポリカルボシ
ラン類は、それらだけでまたは他の成分類と混合された
状態で、先行技術のポリカルボシラン類に関して開示さ
れている如く単に不活性雰囲気中で一定時間にわたって
1200℃までまたはそれ以上に加熱することにより炭
化珪素組成物類に転化される。
規な分枝鎖状のヒドロシリル−改質されたポリカルボシ
ラン類は、それらだけでまたは他の成分類と混合された
状態で、先行技術のポリカルボシラン類に関して開示さ
れている如く単に不活性雰囲気中で一定時間にわたって
1200℃までまたはそれ以上に加熱することにより炭
化珪素組成物類に転化される。
本発明の分枝鎖状のヒドロシリル−改質されたポリカル
ボシラン類のうちで最も有用なものは、室温において通
常は固体でありそして非−プロトン性有機溶媒中に可溶
性であるものである。それらを種々の形状、例えばベレ
ット、繊維、フィルムなど、に熱−成型でき、または四
塩化炭素、二塩化メチレン、トリクロロメタン、トルエ
ン、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどの種々の溶り
某中に溶解させて溶液からフィルム状に鋳造できまたは
溶液から繊維状に紡糸できる。
ボシラン類のうちで最も有用なものは、室温において通
常は固体でありそして非−プロトン性有機溶媒中に可溶
性であるものである。それらを種々の形状、例えばベレ
ット、繊維、フィルムなど、に熱−成型でき、または四
塩化炭素、二塩化メチレン、トリクロロメタン、トルエ
ン、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどの種々の溶り
某中に溶解させて溶液からフィルム状に鋳造できまたは
溶液から繊維状に紡糸できる。
ある範囲のポリカルボシラン類は、先行技術のポリカル
ボシラン類と同じ方法で例えば炭化珪素または窒化珪素
の如き非融和性の不溶性粉本を製造するための結合剤と
して使用できる。成型されたポリカルボシラン製品類お
よび成型されたポリカルボシラン−結合された製品類の
両者を大気圧熱分解により炭化珪素組成物類に転化させ
ることができる。
ボシラン類と同じ方法で例えば炭化珪素または窒化珪素
の如き非融和性の不溶性粉本を製造するための結合剤と
して使用できる。成型されたポリカルボシラン製品類お
よび成型されたポリカルボシラン−結合された製品類の
両者を大気圧熱分解により炭化珪素組成物類に転化させ
ることができる。
本発明のポリカルボシラン類の成型、紡糸または鋳造は
そのような目的用に設計されてし)る当技術の専門家に
公知の商業的に入手可能な装置中で実施できる。同様に
、熱分解もそのような作業用に設計されている当技術の
専門家に公知の商業的に入手可能な装置中で実施される
。そのような高温反応に典型的な焼結助剤類を希望によ
り使用できる。
そのような目的用に設計されてし)る当技術の専門家に
公知の商業的に入手可能な装置中で実施できる。同様に
、熱分解もそのような作業用に設計されている当技術の
専門家に公知の商業的に入手可能な装置中で実施される
。そのような高温反応に典型的な焼結助剤類を希望によ
り使用できる。
本発明の正確な範囲は特許請求の範囲中に示されている
が、下記の個々の実施例は本発明の詳細な説明するもの
でありそして特にそれの評価方法を指摘している。しか
しながら、実施例は説明用のためだけに示されており本
発明を2特許請求の範囲中に示されていること以外に限
定しようとするものではない。全ての部数および%は断
わらない限り重量によるものである。
が、下記の個々の実施例は本発明の詳細な説明するもの
でありそして特にそれの評価方法を指摘している。しか
しながら、実施例は説明用のためだけに示されており本
発明を2特許請求の範囲中に示されていること以外に限
定しようとするものではない。全ての部数および%は断
わらない限り重量によるものである。
夾鳳誇
全ての反応は、加熱用マントル、ガラスまたはステンレ
ス鋼ブレード付きの機械的スタラー、温度計、湿潤水ま
たは冷却された液体コンデンサー、および窒素またはア
ルゴン雰囲気を保持するための装備を使用する種々の寸
法の標準的研究室用ガラス容器中で実施された。温度は
摂氏温度で報告されており、そして略号Me、g、mm
、ml、mi n、hrおよびTHFはそれぞれメチル
、ダラム、ミリメートル、分、時間およびテトラヒドロ
フランを表わしている。報告されている収率は充填され
たシラン、混合物から計算された理論的収率に基すいて
いる。
ス鋼ブレード付きの機械的スタラー、温度計、湿潤水ま
たは冷却された液体コンデンサー、および窒素またはア
ルゴン雰囲気を保持するための装備を使用する種々の寸
法の標準的研究室用ガラス容器中で実施された。温度は
摂氏温度で報告されており、そして略号Me、g、mm
、ml、mi n、hrおよびTHFはそれぞれメチル
、ダラム、ミリメートル、分、時間およびテトラヒドロ
フランを表わしている。報告されている収率は充填され
たシラン、混合物から計算された理論的収率に基すいて
いる。
研究室規模の熱分解は石英反応器中で800℃までの管
炉中で、そしてアルミナ反応器中で800℃〜1200
℃の第=の管炉中で実施された。
炉中で、そしてアルミナ反応器中で800℃〜1200
℃の第=の管炉中で実施された。
熱分解条件を変えることにより収率を最大にさせるため
の試みはなされなかった。
の試みはなされなかった。
A:F=2.0
THF中でのl/lのMe2SiC12/CH2=CH
5iMe3とKとの反応 標準的なテーパー接合部を有する5 00 m lの圧
着丸底フラスコ中で33.6g(0,86モル)のに金
属片および197.7gの無水THFを一緒にした。フ
ラスコには加熱用マントル、ガラスブレード付きの機械
的スタラー、温度計、添加漏斗および湿潤水コンデンサ
ー並びに不活性アルゴン雰囲気を保つための弁が備えら
れていた。
5iMe3とKとの反応 標準的なテーパー接合部を有する5 00 m lの圧
着丸底フラスコ中で33.6g(0,86モル)のに金
属片および197.7gの無水THFを一緒にした。フ
ラスコには加熱用マントル、ガラスブレード付きの機械
的スタラー、温度計、添加漏斗および湿潤水コンデンサ
ー並びに不活性アルゴン雰囲気を保つための弁が備えら
れていた。
フラスコ内容物を加熱還流(66°)させてKを融解さ
せ、そして52.9g(0,41モル)のMe2SiC
12および41.0g(0,41%Jl/)(7)CH
2=CH5iMeaの混合物の添加を開始しそして熱を
除いて45分で完了させた。さらに80 m lのTH
Fを添加の完了近くで加えて反応混合物の粘度を減少さ
せた。添加の終了時に還疏下での加熱を再開して3時間
続け、そのψ湿潤水浴中で冷却しそして8.5gのH2
Oの70m1のTHF中溶液のゆっくりした添加により
終了させた。石側生物類を濾過により除去し、有機反応
混合物をMgSO4上で乾燥し、後者を濾過により除去
し、溶媒をストリッピングさせ、そして真空蒸留すると
、39.7g (57,0%)の平均構造[CH2CH
(S iMe3)S iMe2]xを有する99’ 7
0.04mm以上の淋点の線状ポリカルボシラン流体が
生成した。
せ、そして52.9g(0,41モル)のMe2SiC
12および41.0g(0,41%Jl/)(7)CH
2=CH5iMeaの混合物の添加を開始しそして熱を
除いて45分で完了させた。さらに80 m lのTH
Fを添加の完了近くで加えて反応混合物の粘度を減少さ
せた。添加の終了時に還疏下での加熱を再開して3時間
続け、そのψ湿潤水浴中で冷却しそして8.5gのH2
Oの70m1のTHF中溶液のゆっくりした添加により
終了させた。石側生物類を濾過により除去し、有機反応
混合物をMgSO4上で乾燥し、後者を濾過により除去
し、溶媒をストリッピングさせ、そして真空蒸留すると
、39.7g (57,0%)の平均構造[CH2CH
(S iMe3)S iMe2]xを有する99’ 7
0.04mm以上の淋点の線状ポリカルボシラン流体が
生成した。
この流体を不活性雰囲気下で大気圧下で590″で熱分
解すると、0.3%以下のセラミック残渣が残った。こ
の実施例でネフェドフ(Nefe d o v)他のP
roc、Acad、Sci : 。
解すると、0.3%以下のセラミック残渣が残った。こ
の実施例でネフェドフ(Nefe d o v)他のP
roc、Acad、Sci : 。
USSR,よ54.76−8 (1964)により開示
されている線状のポリカルボシランが大気圧、において
不活性雰囲気下で熱分解されるときには炭化珪素用の有
効な先駆体ではないことが確認された。
されている線状のポリカルボシランが大気圧、において
不活性雰囲気下で熱分解されるときには炭化珪素用の有
効な先駆体ではないことが確認された。
実 B:F=2.33
THF中テc7) 2 / l (1) M e 2
S i Cl 2 /CH2=CH3iMe2 CH2
ClとKとの反応実施例Aの一般的工程に従い、406
.0gの無水THF中の45.3g(1,16モル)の
に金属を使用して56.8g(0,44モル)のMe2
SiC12および29−6g (0,22モル)のCH
2=CH3iMe2CH2Cicy)混合物を脱塩素化
した。H20/THF終了後の1007gのH2O中の
2.73gのNH4C1を用いる反応混合物の中和、そ
の後の5gの濃HCIを用いる最終的中和を含み実施例
Aのように処理すると、26.7g(56,3%)の1
00”、70.1mm以上の沸点の非揮発性生成物が生
成した。後者を6800で熱分解すると0.7%のセラ
ミック残渣が生成し、それはこの実施例の生成物が炭化
珪素用の有効な先駆体ではないことを示していた。
S i Cl 2 /CH2=CH3iMe2 CH2
ClとKとの反応実施例Aの一般的工程に従い、406
.0gの無水THF中の45.3g(1,16モル)の
に金属を使用して56.8g(0,44モル)のMe2
SiC12および29−6g (0,22モル)のCH
2=CH3iMe2CH2Cicy)混合物を脱塩素化
した。H20/THF終了後の1007gのH2O中の
2.73gのNH4C1を用いる反応混合物の中和、そ
の後の5gの濃HCIを用いる最終的中和を含み実施例
Aのように処理すると、26.7g(56,3%)の1
00”、70.1mm以上の沸点の非揮発性生成物が生
成した。後者を6800で熱分解すると0.7%のセラ
ミック残渣が生成し、それはこの実施例の生成物が炭化
珪素用の有効な先駆体ではないことを示していた。
ブー C:F=2.0
THF中で(1)CLCH2S iMe2 ClとKと
の反応 16.7g(0,42モル)のに金属、30゜0g(0
,21モル)(7)C1cH2S iMe2C1および
194.5gのTHFを使用して実施例Aの工程を繰り
返した。処理すると、70°10.1mm以上の沸点の
10.6g(79,2%)のポリシルメチレン流体が生
成した。585℃での熱分解で1%の残液が残り、これ
により例えばグツドウィン(Goodwin)の米国特
許番号2.483.972およびノット(Knoth)
の米国特許番号2,850,514から知られているよ
うなポリシルメチレン類の如き線状ポリカルボシラン類
が大気圧において不活性雰囲気下で熱分解されるときに
は炭化珪素用の有効な先駆体ではないことが確認された
。
の反応 16.7g(0,42モル)のに金属、30゜0g(0
,21モル)(7)C1cH2S iMe2C1および
194.5gのTHFを使用して実施例Aの工程を繰り
返した。処理すると、70°10.1mm以上の沸点の
10.6g(79,2%)のポリシルメチレン流体が生
成した。585℃での熱分解で1%の残液が残り、これ
により例えばグツドウィン(Goodwin)の米国特
許番号2.483.972およびノット(Knoth)
の米国特許番号2,850,514から知られているよ
うなポリシルメチレン類の如き線状ポリカルボシラン類
が大気圧において不活性雰囲気下で熱分解されるときに
は炭化珪素用の有効な先駆体ではないことが確認された
。
−,D:F=2.53
THF中での0.8570.3/1.0のM e 3
S i Cl / M e 2 S i Cl 2 /
CH2=CH3iMeC12とKとの反応 436.2g(11,2モル)のに金属、2098.3
gの無水THF、並びに284.1g(2、62モル)
(7)、Me3S i C1,119、2g(0,9
2モル)のMe2SiC12および434.3g(3,
08モル)のCH2=CH3fMeC12の混合物を使
用して実施例Aの工程を繰り返した。底部除去弁を備え
ている5リツトルフラスコを使用した。H20/THF
を用いて終了させそしてfiHclを用いて中和した後
に、塩類を2リツトルのH2Oを用いる水洗により下の
方の水層として除去した。有機層を乾燥しそして真空ス
トリッピングさせると、414.7g(9・0.0%)
の分別されていない可溶性の固体ポリカルボシラン類が
生成した。少量の試料を1200’で熱分解すると32
.1%のSiC組成物が生成した。この実施例は現在出
願中の米国出願番号361.106の特許請求の範囲内
である。
S i Cl / M e 2 S i Cl 2 /
CH2=CH3iMeC12とKとの反応 436.2g(11,2モル)のに金属、2098.3
gの無水THF、並びに284.1g(2、62モル)
(7)、Me3S i C1,119、2g(0,9
2モル)のMe2SiC12および434.3g(3,
08モル)のCH2=CH3fMeC12の混合物を使
用して実施例Aの工程を繰り返した。底部除去弁を備え
ている5リツトルフラスコを使用した。H20/THF
を用いて終了させそしてfiHclを用いて中和した後
に、塩類を2リツトルのH2Oを用いる水洗により下の
方の水層として除去した。有機層を乾燥しそして真空ス
トリッピングさせると、414.7g(9・0.0%)
の分別されていない可溶性の固体ポリカルボシラン類が
生成した。少量の試料を1200’で熱分解すると32
.1%のSiC組成物が生成した。この実施例は現在出
願中の米国出願番号361.106の特許請求の範囲内
である。
′−施 E:F=2.5
THF中テ(7) 1 / l (7) M e 2
S i Cl 2 /CH2=CH3iMe2ClとK
との反応48.6g(1,24モル)のに金属、403
.2gのT)(F、47.4g(0,39モル)のCH
2=CH3iMe2Clおよび50.7g(0,39%
ル) ノMe 2 S i Cl 2を使用して実施例
Aの工程を繰り返した。この生成物を700°で熱分解
すると3.0%だけのSiC組成物が生成した。本発明
の範囲外であるこの実施例は、分枝鎖状であるが骨格珪
素原子のところでは分枝鎖状でない重合体類は有効なS
iC先駆体類ではないことを示している。
S i Cl 2 /CH2=CH3iMe2ClとK
との反応48.6g(1,24モル)のに金属、403
.2gのT)(F、47.4g(0,39モル)のCH
2=CH3iMe2Clおよび50.7g(0,39%
ル) ノMe 2 S i Cl 2を使用して実施例
Aの工程を繰り返した。この生成物を700°で熱分解
すると3.0%だけのSiC組成物が生成した。本発明
の範囲外であるこの実施例は、分枝鎖状であるが骨格珪
素原子のところでは分枝鎖状でない重合体類は有効なS
iC先駆体類ではないことを示している。
’=、 l:F=2.0−2.5
THF中での1/1のMeSiHC1z/CH2=CH
3iMeaとKとの反応 31.64g(0,81モル)のに金属、422.9g
の無水THF、並びに4a、3g(0゜385モル)
ノMe S i HCl 2および38.5g (0、
385モJLz) (7)C,H2=CH3! Me
3の混合物を使用して実施例Aの工程を繰り返した。処
理すると、24.36gの35°/1.0mm以上の沸
点を有する可溶性の固体(44%)が生成した。分析デ
ータおよび熱分解結果から、この反応でMeSiHC1
2を使用すると重合体骨格中で3官能性分枝鎖位置が生
成して、SiCに効果的に熱転化された。同様にして製
造された線状の共重合体(実施例A)は590°で熱分
解すると0.3%だけのセラミック残渣が生成した。
3iMeaとKとの反応 31.64g(0,81モル)のに金属、422.9g
の無水THF、並びに4a、3g(0゜385モル)
ノMe S i HCl 2および38.5g (0、
385モJLz) (7)C,H2=CH3! Me
3の混合物を使用して実施例Aの工程を繰り返した。処
理すると、24.36gの35°/1.0mm以上の沸
点を有する可溶性の固体(44%)が生成した。分析デ
ータおよび熱分解結果から、この反応でMeSiHC1
2を使用すると重合体骨格中で3官能性分枝鎖位置が生
成して、SiCに効果的に熱転化された。同様にして製
造された線状の共重合体(実施例A)は590°で熱分
解すると0.3%だけのセラミック残渣が生成した。
’=−2:F=2.4−3.0
THF中で(7)1.5/1のMeSiHC12/CH
2′= CHS I M e 2 CH2ClとKとの
反応ステンレス鋼スタラーブレードを使用し、窒素を不
活性雰囲気として使用し、そしてコンデンサーにステン
レス鋼浸漬コイル(その中に氷水が循環している)によ
り冷却されているトルエンを充填した。155.0gの
無水THF中の13゜1g(0,34モル)のに金属と
13.7g(0、12モJL/) c7)Me S i
HCl 2およびlO,6g(0,08モル)のCH
2=CH5iMe2CH2C1の混合物を反応させると
、処理後に、9.1g(69,7%)の92°10゜7
mm以上の沸点の生成物が生成した。後者を1200’
で熱分解すると27.8%の炭化珪素組成物が生成し、
これはMe2SiC12の代わりにMeSiHC12を
使用すると、結果を実施例Bのものと比較したときに改
良された収率の炭化珪素を与えることを示している。
2′= CHS I M e 2 CH2ClとKとの
反応ステンレス鋼スタラーブレードを使用し、窒素を不
活性雰囲気として使用し、そしてコンデンサーにステン
レス鋼浸漬コイル(その中に氷水が循環している)によ
り冷却されているトルエンを充填した。155.0gの
無水THF中の13゜1g(0,34モル)のに金属と
13.7g(0、12モJL/) c7)Me S i
HCl 2およびlO,6g(0,08モル)のCH
2=CH5iMe2CH2C1の混合物を反応させると
、処理後に、9.1g(69,7%)の92°10゜7
mm以上の沸点の生成物が生成した。後者を1200’
で熱分解すると27.8%の炭化珪素組成物が生成し、
これはMe2SiC12の代わりにMeSiHC12を
使用すると、結果を実施例Bのものと比較したときに改
良された収率の炭化珪素を与えることを示している。
−イ 3 : F=2 、0−2.5THF中テc7
)1/l(7)MeS iHc 12 /ClCH2S
iHC2C1とKとの反応 50.6g (1,29モル)のに金属、894.1g
の無水THF、35.4g(0,31モル)のM e
S i HC12および44.1g (0。
)1/l(7)MeS iHc 12 /ClCH2S
iHC2C1とKとの反応 50.6g (1,29モル)のに金属、894.1g
の無水THF、35.4g(0,31モル)のM e
S i HC12および44.1g (0。
31モル)のCI CH2S iHC2Clを使用して
実施例1の工程を繰り返した。処理すると、24.9g
(69,5%)の84’/1.6mm以−ヒの沸点の生
成物が生成した。後者を680°で熱分解すると11.
1%のセラミック組成物を生成し、これは単量体として
CI CH2S iMe 2C1だけを使用した実施例
C中のものより高い炭化珪素収率を表わしていた。
実施例1の工程を繰り返した。処理すると、24.9g
(69,5%)の84’/1.6mm以−ヒの沸点の生
成物が生成した。後者を680°で熱分解すると11.
1%のセラミック組成物を生成し、これは単量体として
CI CH2S iMe 2C1だけを使用した実施例
C中のものより高い炭化珪素収率を表わしていた。
’ 4:F=2.53−2.67
0.8510.3/1.0のMeaSiC1/M e
S i HCl 2 / CH2= CHS i M
e Cl 2の反応 2リツトルのフラスコ、106.39g (2。
S i HCl 2 / CH2= CHS i M
e Cl 2の反応 2リツトルのフラスコ、106.39g (2。
72モル)のに金属、807.1gのTHF、69.7
’g (0,638モjlz)(7)Mea 5iC1
,25’、 9g (0、225モル) cy)Mes
1HC12および105.9g (0,751モル)
のCH2=CH3iMeC12を使用して実施例2の工
程を繰り返した。処理すると、81.3gの65°10
.5mm以上の沸点の非揮発性重合体が生成した。この
重合体を1200°で熱分解すると51.7%のSiC
組成物が生成した。この実施例は実施例り中のMe2S
iC12の使用と比較したときのSiC収率増加におけ
るMeS i Hに、 l 2の有効性を示している。
’g (0,638モjlz)(7)Mea 5iC1
,25’、 9g (0、225モル) cy)Mes
1HC12および105.9g (0,751モル)
のCH2=CH3iMeC12を使用して実施例2の工
程を繰り返した。処理すると、81.3gの65°10
.5mm以上の沸点の非揮発性重合体が生成した。この
重合体を1200°で熱分解すると51.7%のSiC
組成物が生成した。この実施例は実施例り中のMe2S
iC12の使用と比較したときのSiC収率増加におけ
るMeS i Hに、 l 2の有効性を示している。
−5:F=2.5−3.0
1/1(7)MeS iHC12/CH2=CH3iM
e2C1とKとの反応 68.53g (1,75モル)のに金属、524.0
g(7)THF、63.94g (0,556モル)の
MeSiHC12および66.72g(0,556モル
)のCH2=CH3iMe2C1を使用して実施例2の
工程を繰り返した。処理すると、60.8g (84,
8%)の85”10.1mm以上の沸点の非揮発性重合
体が生成した。この重合体を1200°で熱分解すると
31.0%のSiC組成物が生成した。この実施例は実
施例E中で使用されたMe2SiC12と比較したとき
のMeSiHC12の交叉結合有効性を示′している。
e2C1とKとの反応 68.53g (1,75モル)のに金属、524.0
g(7)THF、63.94g (0,556モル)の
MeSiHC12および66.72g(0,556モル
)のCH2=CH3iMe2C1を使用して実施例2の
工程を繰り返した。処理すると、60.8g (84,
8%)の85”10.1mm以上の沸点の非揮発性重合
体が生成した。この重合体を1200°で熱分解すると
31.0%のSiC組成物が生成した。この実施例は実
施例E中で使用されたMe2SiC12と比較したとき
のMeSiHC12の交叉結合有効性を示′している。
実 6 : F=2 、43−2 、573 /
l / 3 c7) M e 3 S i C1/ M
e S iHC12/CH2=CH3iMec 12
とKとの反応 各単量体類を3/1/3比で使用したこと以外は実施例
4の反応を使用した。安定な固体生成物を680’で熱
分解すると、53.0%のセラミック組成物が生成した
。
l / 3 c7) M e 3 S i C1/ M
e S iHC12/CH2=CH3iMec 12
とKとの反応 各単量体類を3/1/3比で使用したこと以外は実施例
4の反応を使用した。安定な固体生成物を680’で熱
分解すると、53.0%のセラミック組成物が生成した
。
′“−7:F=2.47−2.59
THF中での0 、8510 、310 、3/1 。
0のMe、5iC1/Me2SiC1□/MeS iH
C12/CH2=CH5iMeC12とKとの反応 それぞれ0.8510.310.3/1.0のモル比の
単量体類Mea S i Cl、 Me2 S 1C1
2,MeSiHC12、CH2=CH3iMeC12を
使用したこと以外は実施例4の工程を繰り返した。生成
した可溶性の固体生成物を1200°で熱分解すると、
41.6%の炭化珪素セラミ・ンク組成物が生成した。
C12/CH2=CH5iMeC12とKとの反応 それぞれ0.8510.310.3/1.0のモル比の
単量体類Mea S i Cl、 Me2 S 1C1
2,MeSiHC12、CH2=CH3iMeC12を
使用したこと以外は実施例4の工程を繰り返した。生成
した可溶性の固体生成物を1200°で熱分解すると、
41.6%の炭化珪素セラミ・ンク組成物が生成した。
7− 8:F=2.51−2.6
THF中での0 、8510 、210 、2/1 。
0(1)Me3 S i C1/Me2 S i Cl
2/MeSiHC12/CH2=CH3iMeC12
とKとの反応 それぞれ0.8510.210.2/1.0のモル比の
単量体類Mes S i C1,Me2 S 1C12
,MeSiHC12,CH2=CH3iMeC12を使
用したこと以外は実施例4の工程を繰り返した。生成し
た安定な固体生成物を1200”で熱分解すると、40
.6%の炭化珪素セラミック組成物が生成した。
2/MeSiHC12/CH2=CH3iMeC12
とKとの反応 それぞれ0.8510.210.2/1.0のモル比の
単量体類Mes S i C1,Me2 S 1C12
,MeSiHC12,CH2=CH3iMeC12を使
用したこと以外は実施例4の工程を繰り返した。生成し
た安定な固体生成物を1200”で熱分解すると、40
.6%の炭化珪素セラミック組成物が生成した。
″ニー 9:F=2.51−2.56THF中での
0.8510.310.l/1 。
0.8510.310.l/1 。
0のM e 3 S i C1/ M e 2 S 4
C12/ M eS iHc 12 /CH2=CH
3iMeC12とKとの反応 それぞれ0.8510.310.1/1.0のモル比の
単量体類Mea S i C1,Me2 S iC12
、MeS iHc 12 、CH2=CH5iMeCL
□を使用したこと以外は実施例4の工程を繰り返した。
C12/ M eS iHc 12 /CH2=CH
3iMeC12とKとの反応 それぞれ0.8510.310.1/1.0のモル比の
単量体類Mea S i C1,Me2 S iC12
、MeS iHc 12 、CH2=CH5iMeCL
□を使用したこと以外は実施例4の工程を繰り返した。
安定な固体生成物を処理しそして熱分解すると(120
0’)、35.5%の炭化珪素セラミック組成物が生成
し、それ番こより実施例りに関する熱分解収率の改良に
おける低基準のMeSiHC12の役割が確認された。
0’)、35.5%の炭化珪素セラミック組成物が生成
し、それ番こより実施例りに関する熱分解収率の改良に
おける低基準のMeSiHC12の役割が確認された。
特許出願人 ユニオン・カーバイド会コーポレーション
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、式 %式% [式中、 Rは低級アルキルであり、aは0またはlであり、bは
0−3であり、Cは0−4テあり、dは0−4であり、
そしてa+b+c+dの合計は4であり、 但し条件として、異なる単位中ではa、b、c、dおよ
びRは異っていてもよいが少なくとも1個の単位中では
a+dの合計は1以上である] の単位および式 [式中、 Rは一ヒ記で定義されている如くであり、dは1−2で
あり、eは0−2であり、fは1−3であり、そしてd
+e+fの合計は4である〕 の単位からなる、分枝鎖状のヒドロシリル−改質された
ポリカルボシラン。 2、活性金属を用いて不活性溶媒または不活性溶媒の混
合物中で高められた温度において、1種以上の式CI) (CH,=CH)aRbSiXo (CH2X )d(
I) し式中、 Rは低級アルキルであり、Xはハロであり、aは0また
はlであり、bはO−3であり、Cは0−4であり、d
は0−4であり、a+b+c十dの合計は4であり、そ
してa+b+Cの合計は少なくとも1である] の単量体および1種以上の式(II )HRSiX
(II) de f 1式中、 RおよびXは上記で定義されている如くであり、dは1
または2であり、eは0−2であり、fはl−3であり
、モしてd+e+fの合計は4である] の単量体類からなる系を反応させることからなり、ここ
で該化合物系はその平均モル作用性が少なくとも2.3
でありそして炭化珪素結合の生成に好適であるように選
択されている、ヒドロシリル基含有分枝鎖状ポリカルボ
シラン類の製造方法。 3、該活性金属がカリウムである特許請求の範囲第2項
記載の方法。 4、溶媒がカリウム金属の融点より高い大気圧還流温度
を有するテトラヒドロフランである特許請求の範囲第2
項記載の方法。 5、該#i単量体系それの少なくとも1種がa+C+d
の合計が1または2であることにより特徴づけられてい
るような少なくとも2種の式(I)の単量:体類および
1種の式(II)の単量体を含有している特許請求の範
囲第2項記載の方法。 6、該単量体系が少なくとも1種のa+c+clの合計
が3または4である式(I’)の単量体類および1種の
式(n )の単量体を含有している特許請求の範囲第2
項記載の方法。 7、RがメチルでありモしてXがクロロである特許請求
の範囲第2項記載の方法。 8、RがメチルでありそしてXがクロロである特許請求
の範囲第1項記載の分枝鎖状のヒドロシリル−改質され
たポリカルボシラン。 9、高められた温度が特許請求の範囲第4項記載の溶媒
の還流温度である特許請求の範囲第2項記載の方法。 10、熱可塑性でありそして室温において非−極性有機
溶媒中に可溶性である特許請求の範囲第1項記載の分校
鎖状のヒドロシリル−改質されたポリカルボシラン。 11、不活性雰囲気中で特許請求の範囲第1項記載の分
枝鎖状のヒドロシリル−改質されたポリカルボシランを
熱分解することからなる、炭化珪素セラミック組成物類
の製造方法。 12、不活性雰囲気中で特許請求の範囲第2項記載の方
法により製造された分枝鎖状のヒドロシリル−改質され
たポリカルボシランを熱分解することからなる、炭化珪
素セラミック組成物類を製造するための特許請求の範囲
第11項記載の方法。 13、特許請求の範囲第11項記載の方法により製造さ
れた炭化珪素セラミック組成物。 14、化合物系が171モル比のMesiHCl2およ
びCH2= CHS I M e 3からなる特許請求
の範囲第2項記載の方法に従い製造された分枝鎖状のヒ
ドロシリル−改質されたポリカルボシラン。 15、化合物系が1’、5/1モル比(y)MesiH
Cl。およびCH2=CH3,iMe2CH2C1から
なる特許請求の範囲第2項記載の方法に従い製造された
分枝鎖状のヒドロシリル−改質されたポリカルボシラン
。 16、化合物系がMeSiHC128よびCICH2S
iMe、、CIからなる特許請求の範囲第2項記載の
方法に従い製造された分枝鎖状のヒドロシリル−改質さ
れたポリカルボシラン。 17、化合物系がl/1モル比のMeSiP Cl 2
およびCH2=CH5iMe2 C1からなる特許請求
の範囲第2項記載の方法に従い製造された分枝鎖状のヒ
ドロシリル−改質されたポリカルボシラン。 18、化合物系が0.8510.3/1.0または3/
1/3のそれぞれの比の単量体類Me3S i Cl
/MeS iHc 12 /CH2=CH5iM e
C12からなる特許請求の範囲第2項記載の方法に従い
製造された分枝鎖状のヒドロシリル−改質されたポリカ
ルボシラン。 19、化合物系が0 、8510 、310 、3/1
.0.0.8510.210.2/1.0またはo 、
8510 、310 、1/1 、0(7)ソnぞれ
の比゛の単量体類M e 3 S i Cl / M
e 2 S 1C12/MeSiHC1□/CHz=C
H3fMeC12からなる特許請求の範囲第2項記載の
方法に従い製造された分校鎖状のヒドロシリル−改質さ
れたポリカルボシラン。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/479,745 US4472591A (en) | 1983-03-28 | 1983-03-28 | Hydrosilyl-modified polycarbosilane precursors for silicon carbide |
US479745 | 1983-03-28 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013752A Division JPH02239154A (ja) | 1983-03-28 | 1990-01-25 | 炭化珪素セラミツク組成物の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59181285A true JPS59181285A (ja) | 1984-10-15 |
Family
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59057488A Pending JPS59181285A (ja) | 1983-03-28 | 1984-03-27 | 炭化珪素用のヒドロシリル−改質されたポリカルボシラン先駆体類 |
JP2013752A Pending JPH02239154A (ja) | 1983-03-28 | 1990-01-25 | 炭化珪素セラミツク組成物の製造方法 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013752A Pending JPH02239154A (ja) | 1983-03-28 | 1990-01-25 | 炭化珪素セラミツク組成物の製造方法 |
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---|---|
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US4544696A (en) * | 1984-10-29 | 1985-10-01 | Sws Silicones Corporation | Silicone elastomers having thermally conductive properties |
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