JPS5949234A - 有機ケイ素重合体の製造方法 - Google Patents

有機ケイ素重合体の製造方法

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JPS5949234A
JPS5949234A JP16040982A JP16040982A JPS5949234A JP S5949234 A JPS5949234 A JP S5949234A JP 16040982 A JP16040982 A JP 16040982A JP 16040982 A JP16040982 A JP 16040982A JP S5949234 A JPS5949234 A JP S5949234A
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JP
Japan
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polymer
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polycarbosilane
polysilane
organosilicon
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Pending
Application number
JP16040982A
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English (en)
Inventor
Tetsuo Matsumoto
哲夫 松本
Masaru Hirose
優 広瀬
Yoshito Koike
小池 義人
Mihoko Ichikawa
市川 美保子
Toshikazu Abe
阿部 敏万
Kumiko Sakai
久美子 酒井
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.)
Nippon Ester Co Ltd
Original Assignee
Nippon Ester Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 法に関する。
従来より,ポリシランのごとき有機ケイ素化合物を各種
触媒の存在下あるいは無触媒下において反応に不活性な
雰囲気中で熱分解重合させ,ポリカルボシラン重合体,
ポリシルフェニレン重合体またはこれらの混合物などの
/’l 4j>)ケイ素重合体を製造する方法は公知で
ある。一また,得られた有機ケイ素重合体は規成するこ
とにより無機炭化物( SiCという)に転換すること
から繊維,フィルム、焼結結合剤、含浸剤、その他各種
の添加剤として幅広い用途を有していることもまた公知
である。
しかしながら、前記公知の方法で有機ケイ素重合体を製
造する場合、以下に述べるような種々の問題点を有して
いる。
たとえば、加圧反応を避け、常圧付近で有機ケイ素化合
物を熱分解重合する方法で有機ケイ素重合体を製造する
場合、実用上十分な高重合度の重合体を得るためには通
常数チ以下というような程度にまで収率を著しく犠牲に
し、なければならない。
一方、特開昭51−126300号公報に記載の方法の
ようにオートクレーブを用いて有機ケイ素化合物を熱分
解重合させる方法で有機ゲイ素重合体を製造する場合、
収率はある程度向上するが、加圧反応させるために設備
費が旨くなり、また安全上も好ましくないという欠点が
ある。
また、常圧反応に て収率を向上させる方法として、特
開昭54−61299号公報記載の方法があるが、この
場合はポリボロジフェニルシロキサンのどとき触媒を用
いなければならないので、不経済であるだけでなく、工
程が複雑となり好ましくない。
一方、このようにして製造されるイ〕機ケイ素重合体は
2分子−量を適正に制御することが必要であり1分子量
が数百以下の低分子量体の場合、後工程である紡糸工程
での糸の強度が弱いため操業性が悪く、逆に分子量が数
千以上となった場合には融点が高くなって500℃を越
えてし捷うため、後述するように側鎖が飛散し7はじめ
るので好捷しくない。
分子量を適正に制御する方法として、特開昭56−11
0733号公報記載の方法のように2次工程で回収した
低分子量の有機ケイ素重合体を、あらかじめ原料である
有機ケイ詣化合物に混合せしめてから熱分解重合させる
という方法があるが。
工程が複雑となり、かつ収率の向上も十分ではない。
さらには、これらの種々の方法で製造された反応物より
目的とする有機ケイ素重合体を抽出するには9通常、有
機ケイ素重合体に対する良溶媒を熱分解重合反応後の反
応物に加え、有機ケイ素重合体を溶媒に溶解させて他を
不純物として除き。
この溶液に有機ケイ素重合体に対する貧溶媒を加−え、
析出した有機ケイ素重合体を回収するという方法が用い
られている。
しかしながら、この抽出方法を用いた場合、工程が相当
複雑となるばかりか抽出効率が低く2反応物中に相当数
の有機ケイ素重合体が残ってし−まうという欠点があっ
た。
、このように前記したような従来用いられている有機ケ
イ素重合体の製造方法は、いまだ工業的に完成されたも
のとは言えなかった。
本発明者らは、前記したような問題点のなり改良された
有機ケイ素重合体の製造方法について鋭意研究した結果
、捷ず低分子量体を得る訛1工程と、この低分子量体を
反応系より分離してからさらに熱分解重合させる第2工
程とによって製造すれば、ポリカルボシラン重合体、ポ
リシルフェニレン重合体またはこれらの混合物の分子量
が適正に制御でき、しかも工程を簡略化でき、好収率で
製造できることを見出し2本発明に到達したものである
すなわち1本発明は示性式(1)で示される環状ポリシ
ラン 1 2 (ただし、n≧4. R1,Tt2はそれぞれ水素原子
、アルキル基、アリール基を表わす。)または示性式(
II)で示され乞鎖状ポリシラン1 2 (ただし、n≧2 、 R1、R2、R3、R−1はそ
れぞれ水素原子、アルキル基あるいはアリール基を表わ
す。) のうちより選ばれたポリシラン骨格を有する有機ケイ素
化合物を熱分解重合させてポリカルボシラン重合体、ポ
リシルフェニレン重合体−またはこれらの混合物を製造
するに際し、前記有機ケイ素化合物を熱分解正合させて
低分子量のポリカルボシラン重合体、ポリシルフェニレ
ン重合体まだはこれらの混合物を得る第1工程と、得ら
れた低分子量重合体を反応系より分離し、さらに重合せ
しめて高分子量重合体となす第2工程とからなることを
特徴とする有機ケイ素重合体の製造方法である。
本発明の出発原料である有機ケイ素化合物としては、示
性式(1)で示さhる環状ポリシラン(ただし、n≧4
.f(,1,R2はそれぞれ水素原子、アルキル基ある
いはアリール基を表わす。)または示性式([1)で示
される鎖状ポリシラン(ただし、n≧2 、 R1、R
2、R3、R4はそれぞれ水素原子、 アルキル基ある
いはアリール基を表わす。)より選ばれたポリシラン骨
格を有する有機ケイ素化合物をさし。
R2R2 (1)          (II) 具体的にはオクタフェニルシクロテトラシラン。
ドデカメチルシクロへキザシラン、ポリジメチルシラン
、ポリジフェニルシラン、ポリメチルフェニルシランな
どがあげられるが、ケイ素原子の側鎖の50%以上がメ
チル基でその他が水素原子および/またはフェニル基で
あって、しかも末端基として水酸基あるいはメチル基を
もつ鎖状ポリシランが好適である。かかるポリシランは
jlil常、相当するジクロロシラ?を金属ナトリウム
で脱塩累化することによって製造される。
本発明の方法によって有機ケイ素重合体を製造するには
、まず、前記有機ケイ累化合物の少なくとも1種を窒素
、アルゴンなどの不活性ガスあるいは水素ガスなどの雰
囲気下、好ましくは300℃以上500℃以下に加熱し
、熱分7iI!1′重合させてポリカルボシラン重合体
、ポリシルフェニレン重合体重たはこれらの混合物を得
る。乗合工程では、たとえば特開昭54−61299号
公報に記載のポリボロジフェニルシロキサン、特開昭5
4−65800号公報に記載の遷移金Jji4化合物あ
るいは特開昭54−84000号公報に記載のホウ酸誘
導体などの従来公知の触媒を用いることができる。重合
工程は不活性雰囲気中で実施するが、たとえば空、気な
どの酸化性雰囲気中で重合したときには原料のポリシラ
ンが酸化されて著しく収率が低下してしまうため好まし
くない。反応温度は通常300℃以上500℃以下で行
うaが望ましい。300℃未611■では実用的な反応
速度でもって重合が進行せず、一方500℃を越えると
生成したポリカルボシラン重合体やポリシルフェニレン
重合体の側鎖が徐々に飛散しはじめると同時に茶褐色に
着色してしオうため好ましくない。また2反応圧力は常
圧刊近が望11〜い=加圧反応の場合、設備費が高くな
るばかりか安全上好ましくなく、一方減圧反応させると
生成したポリカルボシラン重合体やポリシルフェニレン
重合体が系外に留出したりする欠点があり。
いずれも好捷しくない。
このように、有機ケイ素化合物を熱分j・I!I;重合
させることにより2次第に有機ケイ素重合体へと重合し
て行くのであるが2反応によってまず生成するのは低分
子周、即ち数6以下の分子にの重合体である。これら低
分子量重合体は常温では液状あるいは粘稠な樹脂状物で
あって、比較的揮発性が強く、蒸留などの操作によって
答易に系外へ取り出すことができる。
本発明においては、前記反応系より分子’ilG I、
た低分子量重合体を、再び前記と同様に熱分解重合させ
ることにより複雑な抽出作条をすることなしに不純物の
ない高分子量のポリカルボシラン重合体。
ポリシルフェニレン重合体−まだ0才これらの混合物を
得ることができる。
すなわち、第1工程として前記反応条件のもとて通常1
〜6時間、好ましくは1〜3時間反応させ、生成した低
分子量正合体を蒸留により分離し。
しかるのち、この低分子)K ’4<合体のみを前記反
応条件のもとてさらに2〜10時間、好塘しくに4〜6
時間反応を継続させ、高分子量のポリカルボシラン重合
体、ポリシルフェニレン重合体またはこれらの混合物を
得ることができる。
本発明によると、後工程である紡糸工程での操業に適正
な分子量のものを、複雑でしかも効率の悪い抽出操作を
することなく、シかも比較的収率よく得ることができる
以下、実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明する
例中「部」とあるのは特記I7ない限り「重量部」を示
すものとする。尚、ポリカルボシラン重合体などの数平
均分子量はゲルパーミェーションクロマトグラフ(GP
C)により求めた。
参考例1 5tの4つロセパラプルフラスコにp−キシレン2.5
tと金属ナトリウム400gを入れ、N2ガス雰囲気中
でp−キシレンの沸点まで加熱し、攪拌しなからジメチ
ルジクロロシランI Kgを3時間かけて滴下し、その
後6時間p−キシレンの還流下反応せしめ、ポリジメチ
ルシラン400gを得た。
参考例2 5tの4つロセパラブルフラスコにジ−ハーブチルエー
テル1tとジメチルジクロロシラン′750gとホウ酸
120gを入れ、1jJ2ガス雰囲気中°で100℃〜
110℃に加熱し、生成した白色沈澱をメタノールで洗
浄し、さらに減圧下300℃で2時間処理してポリボロ
ジフェニルシロキサン300J ヲ得た。
比較例1 2tの石英ガラス製4つロセパラブルフラスコに参考例
1で得たポリジメチルシラン100gを入れ、 N2ガ
スを25nφi++の流速で流しながら2重量比でNa
l”JO3/ KNO3= 1 / 1の塩バス中、4
00℃に加熱し、6時間反応させた。反応物を100℃
以下に冷却後、P−キシレン200 mlを加え、再加
熱し。
p−キシレンの沸点下で2時間還流させた。残った固形
物(至)を濾過して除きp液にメタノール2tを加え、
析出した白色沈澱を分離し、100℃以下で減圧乾燥し
て数平均分子量1239のポリカルボシラン3gを得た
。固形物(7)の赤外線吸収スペクトルを測定したとこ
ろ、後述するポリカルボシランと同様のピークが認めら
れ、抽出効率の低いことがわかった。
一方、前記白色沈澱を分離したあとのメタノール−p−
キシレン溶液を減圧蒸留してメタノールとp−キシレン
を留出させたところ、黄色樹脂状物である数平均分子量
394のポリカルボシラン2gを得た。
比較例2 触媒として参考例2で得たポリボロジフェニルシロキサ
ン5gを添加したこと以外は比較例1と同様に実験した
ところ、それぞれ数平均分子量1021のポリカルボシ
ラン30gと数平均分子量551のポリカルボシラン1
5IIf:得た。
実施例1 第1工程として2.OLの石英ガラス製4つ目上ノ々ラ
ブルフラスコに参考例1で得たポリジメチルシラン10
0gを入れ、 N2ガスを5Qvf、/minの流速で
流しながら9重量比でNaNO3/KNO3= 1/ 
1の塩バス中、400℃に加熱し2反応系より生成した
低分子量ポリカルボシランを留出させながら2時間反応
させた。
留出したポリカルボシラン(5)の数平均分子量は29
4であり、収量は30gであった。 このものをKBr
板にはさんで赤外線吸収スペクトルを測定したところ、
  2950crn、  289Oct−是にC−Hに
基づく吸収が、  2090C房1に5t−Hに基づく
吸収が、 1340an”””、  1020cm1に
Si −CH2−Siに基づく吸収が。
1400c++ t、  1240CTn−1にSt 
−CH3に基づく吸収がそれぞれ認められ。
v3 次に第2工程としてこの低分子量ポリカルボシラン(A
) 30gを石英ガラス製4つロセパラグルフラスコに
入れ、N2ガスを25me/mtnの流速で流しながら
、塩バス中で400℃に力i熱し、3時間反応させた。
その結果、数平均分子量1639の高分子量ポリカルボ
シラン(B)が26g得られた。このものの赤外線吸収
スペクトルはポリカルボシラン(5)とほぼ同様であっ
た。
なお、ポリカルボシラン(5)を留出せしめた後の反応
物を比較例1と同様に抽出し固形物(イ)を除いたとこ
ろ、数平均分子i 1380のポリ力ルボシラン(C)
が329得られた。このものの赤外線吸収スペクトルは
ポリカルボシラン(5)とほぼ同様であった。
また、比較例1における固形物(カと比べて2本実施例
1の場合(イ)の中にtよポリカルボシランはほとんど
含1れていないことが赤外線吸収スペクトルより確認さ
れ、比較例1と比べて収率が白土した。
実施例2 触媒として参考例2で得たポリボロシフyニルシロキザ
ン10gを第1工程において添加したこと以外は実施例
1と同様に反応させた。M’; ]工程で留出したポリ
カルボシランの数平均分子硅は318゜収員は23gで
あった。
第1工4HHで反応器に残った反応物残、杏を比較例1
と同様に抽出したところ、数平均分子”rJ 1.09
5のポリカルボシラン60Iを得/ヒ。 また第2工程
では前記低分子肘ポリカルボシラン23Iに対し。
数平均分子!、 1.723のポリカルボシラン19g
を得た・   特許出願人 日本エステル株式会社代理
人児 玉 雄 三 239−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (11示性式(1)で示される環状ポリシランI 2 (ただし、n≧4.R1,R2はそれぞれ水素原子、ア
    ルキル基あるいはアリール基を表わす。) または示性式(II)で示される鎖状ポリシランI 2 (ただし、n≧2. R1,R2,R3,R4はそれぞ
    れ水素原子、アルキル基あるいはアリール基を表わす。 ) のうちより選ばれたポリシラン骨格を有する有機ケイ素
    化合物を熱分解重合させてポリカルボシラン重合体、ポ
    リシルフェニレン重合体またfdこれらの混合物を製造
    するVclet L t 前記有機ケイ素化合物を熱分
    解重合させて低分子量のポリカルボシラン重合体、低分
    子3d・のポリシルフェニレン重合体またはこれらの混
    合物を得る第1工程と。 得られた低分子量重合体を反応系より分離し、さらに重
    合せしめて高分子111重合体となす第2工程とからな
    ることを特徴とする有機ケイ素重合体の製造方法。
JP16040982A 1982-09-14 1982-09-14 有機ケイ素重合体の製造方法 Pending JPS5949234A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0649219A (ja) * 1992-07-30 1994-02-22 Shin Etsu Chem Co Ltd 両末端ヒドロポリシラン及びその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0649219A (ja) * 1992-07-30 1994-02-22 Shin Etsu Chem Co Ltd 両末端ヒドロポリシラン及びその製造方法

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