JPH01138229A - ハロゲン化ポリカルボシラン、その調製方法、プレセラミックポリカルボシラン誘導体調製方法、及びセラミック物品調製方法 - Google Patents
ハロゲン化ポリカルボシラン、その調製方法、プレセラミックポリカルボシラン誘導体調製方法、及びセラミック物品調製方法Info
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-
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Abstract
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Description
クポリカルボシランのハロゲン化により調製されるプレ
セラミックポリカルボシラン誘導体の調製に関する。こ
れらのハロゲン化ポリカルボシランは、更に処理をして
新規な官能性を有する他のポリカルボシラン物質にする
ことができる。
させてセラミック物質にすることができる。
ック物質に転化させることができるプレセラミックのポ
リカルボシランは、当業界において知られている。これ
らのポリカルボシランは一般に、次の一般式、すなわち
、 −1−人i CH2]− ■ の単位を含有しており、また恐らく次の形、すなわち、 ■ [Si CH2]− ■ をしている5i−H官能性をも有する。Si −H単位
を経て、あるいは別な方法で、ポリカルボシラン中に種
々の官能基を取入れる試みは、一般的に成功していない
。
原子団は一般に非反応性であるように思われる。従来技
術のポリカルボシランから調製されたプレセラミック繊
維は、−ffiに、熱分前に先立ち約170℃以上の温
度で酸素により硬化させてそれらを不融性にすることを
必要とする。
ボシランが発見された。これらの新しいポリカルボシラ
ンは、単純で且つ都合のよい方法で製造することができ
る。これらの新しいポリカルボシラン物質は、高温での
熱分解によってセラミック物質に転化させることができ
る。
、次の単位、すなわち、 れ から本質的になるハロゲン化ポリカルボシランであって
、各Rが炭素原子数1〜4個のアルキル基からなる群よ
り独立に選択され、Xは塩素又は臭素であり、そしてX
が約0.1〜80重量%存在しているハロゲン化ポリカ
ルボシランに関する。一般的に、Rはメチル基であるこ
とが好ましい。
る方法であって、少なくとも0.1重量%のSi −H
原子団を含有しているポリカルボシランを、次の群、す
なわち、塩素、臭素、PCl3、PBrs、5bC15
、N−クロロスクシンイミド、N−ブロモスクシンイミ
ド、SOCl2、及び、CHeXf(この式中、eはO
又は1、「は3又は4であり、e十rの合計は4であっ
て、Xは塩素又は臭素である)と遊離基開始剤との混合
物からなる群より選択したハロゲン化剤で処理し、その
後ハロゲン化されたポリカルボシランを分離することを
含んでなる方法に関する。
ンを調製する方法であって、ハロゲン化ポリカルボシラ
ンを、一般式R’MgX ’を有するグリニヤール試薬
又は一般式R’Liを有する有機リチウム化合物(これ
らの式において、X′は塩素、臭素、又はヨウ素であり
、R′は炭素原子数1〜20個のアルキル基、ビニル基
、又はフェニル基である)と、適当な溶剤中で0〜12
0℃の温度において無水条件下で反応させ、そのf&R
’基含有ポリカルボシランを回収することからなる方法
に関する。
リカルボシランを調製する方法であって、ハロゲン化ポ
リカルボシランを、(i)一般式RIVOH(この式中
、RIVは炭素原子数1〜4個のアルキル基又はフェニ
ル基である)を有するカルビノール、(ii)一般式R
IVOM(この式中、RIVは上記と同じであり、Mは
ナトリウム、カリウム、又はリチウムである〉を有する
アルコラート、及び、(iii)一般式(RO)、CH
(この式中、Rは炭素原子数1〜4個のアルキル基であ
る)を有するアルキルオルトホルメートからなる群より
選択した試薬と、適当な溶剤中で0−110℃の温度に
おいて無水条件下で反応させ、その後R”O−又はRO
−含有ポリカルボシランを回収することからなる方法に
関する。
シランを調製する方法であって、ハロゲン化ポリカルボ
シランを、一般式NIIRIV 2 (この式中、R”
’は水素、炭素原子数1〜4個のアルキル基、フェニル
基、又は−3iR’*基(この式においてR″は、炭素
原子数1〜4個のアルキル基、ビニル基、又はフェニル
基である)である)を有するアミノリシス試薬と、適当
な溶剤中で25〜100℃の温度において無水条件下で
反応させ、その後R′″2N−含有ポリ力含有ポリフル
ボシランことからなる方法に関する。
物品を調製する方法であって、(A)次の群、すなわち
、塩素、臭素、PCI、、PBrs、5bC1s、N−
クロロスクシンイミド、N−ブロモスクシンイミド、S
OCl,、及び、CH,Xt (この式中、eは0又は
1、fは3又は4であり、e+fの合計は4であって、
Xは塩素又は臭素である)と遊離基開始剤との混合物か
らなる群より選択したハロゲン化剤で、少なくとも0.
1重量%のSi −H原子団を含有するプレセラミック
ポリカルボシランを処理して調製されたハロゲン化ポリ
カルボシランから、所望の形状の物品を成形する工程、
並びに、(B)工程(A)で成形した物品を不活性雰囲
気又は真空中において、該ハロゲン化ポリカルボシラン
が炭化ケイ素含有セラミック物品に転化するまで800
℃より高い温度に加熱する工程、を含んでなる方法に関
する。
物品を調製する方法であって、(A)ハロゲン化ポリカ
ルボシランを一般式R’MgX ’を有するグリニヤー
ル試薬又は一般式R’Liを有する有機リチウム化合物
(これらの式において、X′は塩素、臭素、又はヨウ素
であり、R′は炭素原子数1〜20個のアルキル基、ビ
ニル基、又はフェニル基である)と適当な溶剤中で0〜
120℃の温度において無水条件下で反応させて調製さ
れたR′基含有ポリカルボシランから、所望の形状の物
品を成形する工程、並びに、(B)工程(A)で成形し
た物品を不活性雰囲気又は真空中において、該R′基台
有ポリカルボシランが炭化ケイ素含有セラミック物品に
転化するまで800℃より高い温度に加熱する工程、を
含んでなる方法に関する。
物品を調製する方法であって、(A)ハロゲン化ポリカ
ルボシランを次の群、すなわち、(i)一般式RIV0
11(この式中、RIVは炭素原子数1〜4個のアルキ
ル基又はフェニル基である)を有するカルビノール、(
11)一般式RIV0M(この式中、RIVは上記と同
じであり、Mはナトリウム、カリウム、又はリチウムで
ある)を有するアルコラート、及び、(iii)一般式
(RO)、CI(この式中、Rは炭素原子数1〜4個の
アルキル基である)を有するアルキルオルトホルメート
からなる群より選択した試薬と適当な溶剤中で0〜11
0℃の温度において無水条件下で反応させて調製された
R”O−又はRO−含有ポリカルボシランから、所望の
形状の物品を成形する工程、並びに、(B)工程(A)
で成形した物品を不活性雰囲気又は真空中で、該RIV
O−又はRO−含有ポリカルボシランが炭化ケイ素含有
セラミック物品に転化するまで800℃より高い温度に
加熱する工程、を含んでなる方法に関する。
物品を調製する方法であって、(A)ハロゲン化ポリカ
ルボシランを一般大ulIR”’2 (この式中、R”
’は水素、炭素原子数1〜4個のアルキル基、フェニル
基、又は−5iRNa基(この式においてRNは、炭素
原子数1〜4個のアルキル基、ビニル基、又はフェニル
基である)である)を有するアミノリシス試薬と適当な
溶剤中で25〜100℃の温度において無水条件下で反
応させて調製されたR”’2N−含有ポリカルボシラン
から、所望の形状の物品を成形する工程、並びに、(B
)工程(A)で成形した物品を不活性雰囲気又は真空中
で、該R′″2N−含有ポリシランが炭化ケイ素含有セ
ラミック物品に転化するまで800℃よりも高い温度に
加熱する工程、を含んでなる方法に関する。このセラミ
ック物質は、窒素が存在しているため炭化ケイ素のほか
に窒化ケイ素を含有することができる。
ラン出発物質は、少なくとも0.1重量%のSi −H
原子団を含有していなければならない。
て使用するのに適したポリカルボシランは、次の単位、
すなわち、 薯 [Si Ct12]−単位、及び ■ [Si CH2]−単位 (これらの式において、Rは炭素原子数1〜4個のアル
キル基からなる群より独立に選択される)の両方を含有
している。−殻内には、Rがメチル基であるポリカルボ
シランが好ましい。−殻内に、ポリカルボシランは0.
2〜2.0重量%のSi −H原子団を含有することが
好ましい、これらのポリカルボシランは、主骨格元素と
してケイ素(S i)と炭素(C)とを含有する。他の
骨格元素が存在していても差支えない。この発明におい
て有用なポリカルボシランは、主骨格元素としてのケイ
素及び炭素のほかに骨格元素として酸素を含有していて
もよいが、ポリカルボシランの酸素含有量は最小限度に
保つことが好ましい。存在する酸素の量は約5重量%未
満であることが好ましく、1重量%未満であることが最
も好ましい。低酸素含有量のセラミック物質が所望され
る場合には、ポリカルボシランの酸素含有量は最小限度
に保つべきである。ケイ素、炭素、及び酸素のほかにも
、他の元素が主骨格元素として存在していてもよい。し
かしながら、これらの他の元素は、約1重量%の量で、
好ましくは痕跡、fi(すなわち0.1重量%未満)で
存在すべきである。
方法により調製しうる。例えば、適当するポリカルボシ
ランを、Verbeekらにより西ドイツ国特許出願公
開第2236078号明細書に記載されたようにモノシ
ランからそれを400〜1200°Cで熱分解させて調
製してもよい。適当するポリカルボシランはまた、ヤジ
マらにより米国特許第4052430号及び同第410
0233号明細書に記載されたようにポリシランを不活
性雰囲気又は真空下で300〜2000℃に加熱しそし
て重縮合させることによって、ポリシランから調製して
もよい。他の適当するポリカルボシランを、ヤジマらに
より米国特許第4220600号及び同第428337
6号明細書に記載されたようにポリシラン混合物を約0
,01〜15重量%のフェニルボロシランと共に不活性
雰囲気下で加熱して調製してもよい。更にそのほかの適
当するポリカルボシランを、ポリシランからポリカルボ
シランを調製するための改良手順を開示するイワイらの
米国特許第4377677号明細書の方法により調製し
てもよい。必要とされるSi −H原子団を含有してお
り且つ不活性雰囲気又は真空下で高温において熱分解さ
せることによりセラミック物質に転化させることが可能
である他のポリカルボシランも、本発明において有用で
ある。
ン出発物質は、米国特許第4052430号及び同第4
100233号明細書に記載されるポリシランの熱分解
及び重縮合から調製される。
、すなわち、下記の一般式 %式%) の環式ポリシラン及び下記の一般大 I Rコー[−5i−]、−R’ の線状ポリシラン(これらの式において、nは4より大
きいか又は4に等しく、mは2より大きいか又は2に等
しく、そしてR1、R2、l:j3、及びR4は、水素
、炭素原子数1〜4個のアルキル基、フェニル基、−5
i(R’)z基(この式中、R5は炭素原子数1〜4個
のアルキル基である)、及びハロゲン原子からなる群よ
り独立に選択される)からなる群より選択したポリシラ
ン又はポリシラン混合物を、不活性ガス、水素、又は真
空中において300〜2000℃の温度で加熱すること
によって、該ポリシラン又はポリシラン混合物を熱分解
及び重縮合させて調製される。アルキル基としてのR’
、RIV、RIV、及びR4、並びにR5の例には、メ
チル基、エチル基、プロピル基、及びブチル基が含まれ
る。ハロゲンとしてのR1、R2、R3、及びR4の例
には、塩素及び臭素が含まれるが、塩素の方が好ましい
。一番好ましいポリカルボシランは、ドデカメチルシク
ロへキサシラン又はポリジメチルシランの熱分解及び重
縮合により調製される。
、東京都中央区八丁堀2−6−1の日本カーボン株式会
社又はミシガン、ミツトランドのダウコーニングコーポ
レーションより商業的に入手することができる。
ルボシランを調製する現実の方法は、結果として得られ
たポリカルボシランが少なくとも0.1重量%のSi
−H原子団を含有している限り重要ではない。けれども
一般には、ポリカルボシラン出発物質はそれ自体が、不
活性雰囲気又は真空中における高温での熱分解により炭
化ケイ素含有セラミックスに転化することが可能である
べきである。好ましくは、この発明を実施するのに使用
されるポリカルボシラン出発物質は、軟化点が約50〜
300°C5最も好ましくは70〜200℃の範囲にあ
る。
、塩素、臭素、五塩化リン、五臭化リン、五塩化アンチ
モン、N−タロロスクシンイミド、N−ブロモスクシン
イミド、スルホニルクロリド、及び、CHeXr(この
式中、eは0又は1、fは3又は4であり、e+fの合
計は4であって、Xは塩素又は臭素である)と遊離基開
始剤との混合物が含まれる。一般に、ハロゲン化剤とし
ては塩素及び臭素がより好ましく、塩素が最も好ましい
。所望の場合には、複数のハロゲン化剤を組み合わせた
ものを使用してもよい。
において、eは0又は1.fは3又は4であり、e+f
の合計は4であって、Xは塩素又は臭素である)と遊離
基開始剤との混合物を、ハロゲン化剤として使用しても
よい。このハロゲン化メタンは、CCZ4、Cl101
.、CBr+、又はCI[lrtでよい。適当する遊離
基開始剤は、当業界において周知である。
過酸化ベンゾイル、2.4−ジクロロベンゾイルペルオ
キシド、ビクミルベルオキシド、その地回種類のものが
含まれる。標準的には、ハロゲン化メタンと遊離基開始
剤との混合物は、約0.1〜10モル%の遊離基開始剤
を含有すべきである。典型的には、存在している遊離基
開始剤のモル量は、ポリカルボシラン中に存在している
5i−H原子団のモル量よりも多くすべきである。しか
しながら、所望ならばそのほかのレベルの遊離基開始剤
を使用してもよい。
ハロゲン含有量は、約0.1〜80重量%の範囲にする
ことができる。実際のハロゲン含有量は、例えば実際の
使用ハロゲン化剤、反応の温度及び期間、及び同様の因
子のような変数に依存する。下記で述べるように、全て
のSi −H原子団がハロゲン化されること、そしてポ
リカルボシラン中の有機原子団のうちの比較的少数がハ
ロゲン化されることが、一般にはより好ましい。しかし
ながら、やはり下記で述べるように、有機原子団のハロ
ゲン化はこの発明のハロゲン化ポリカルボシランの有用
さを阻害するようには思われない。
シランの塩素含有量は約0.5〜約35重量%であるこ
とが一般に好ましい。ハロゲンが臭素である場合には、
ハロゲン化ポリカルボシランの臭素含有量は約0.5〜
約55重量%であることが一般に好ましい、塩素は、よ
り好ましいハロゲン化剤である。
で出発ポリカルボシラン物質を所望のハロゲン化剤と接
触させて調製される。適当する溶剤には、四塩化炭素の
ようなハロゲン化炭化水素溶剤が包含される。他の「不
活性の」有機溶剤を使用してもよい。「不活性の」溶剤
とは、ポリカルボシランもしくはハロゲン化剤のいずれ
とも反応せず、あるいはポリカルボシランとハロゲン化
剤とが反応するを妨げない溶剤を意味する。
は下記の二つの一般的反応、すなわち、及び、 を経由して起こると考えられる。Si −H原子団中の
ハロゲンはより反応性であるのが当然であり、従って最
初に置換されるはずである。それゆえに、第一の反応が
優位を占めるように反応を制御することが望ましい、そ
の上、このハロゲン化反応は発熱反応であり、従って反
応を制御するのに冷却が必要とされることがある。注目
されるように、ハロゲン化はSi −H原子団のハロゲ
ンが反応してからも継続するように思われる。この追加
のハロゲン化はハロゲン化ポリカルボシランがセラミッ
ク物質あるいは他の誘導ポリカルボシランに転化するの
を妨げるようには思われないながらも、反応はSi −
H原子団以外の原子団のハロゲン化を抑制する方が好ま
しい。そのためには、・ハロゲン化反応は一般に溶剤中
で50℃未満の温度で行なう、しかしながら、この反応
はおよそ0〜5℃又はこれより低温で行なう方が好まし
い。五塩化リン、五臭化リン、五塩化アンチモン、N−
クロロスクシンイミド、N−ブロモスクシンイミド、ス
ルホニルクロリド、又は、CH6Xr(この式中、eは
0又は1、fは3又は4であり、e十fの合計は4であ
って、Xは塩素又は臭素である)と遊離基開始剤との混
合物を使用するには、より高い温度が必要であろう、塩
素ガス又は臭素ガスをハロゲン化剤として使用する場合
には、ハロゲン化剤は5℃以下の温度でポリカルボシラ
ンの溶液中にゆっくりと導入することが好ましい。必要
とされるわけではないが、反応は暗所で行なわせる方が
−aに好ましい、暗所を利用することは、望ましくない
副反応の可能性を回避するが、光の存在下で望ましくな
い副反応が潜在的に起こることは調査されていない0反
応は、反応時間や他の変数を調節することによって所望
のハロゲン含有量に至るまで進めさせることができる。
般的に十分である。所望のハロゲン含有量が達成された
後、反応混合物からハロゲン化ポリカルボシランを分離
する。標準的な分離手法を用いることができる。
成物HXを最初に除去することが好ましい。
ることによって達成することができるが、当業者には明
らかなようにその他の手法を使用してもよい、ハロゲン
化ポリカルボシランは、溶剤を例えば真空ストリッピン
グによってなくしてもよい。更に処理をするためには、
溶剤を完全に除去することは一般には必要とされない。
試薬かあるいは有機リチウム化合物のいずれかで更に処
理する場合には、誘導化反応の妨害を避けるためあらゆ
るハロゲン化された溶剤を除去しなければならない。
解させてセラミック物質に転化させることができる。そ
れらはまた、種々の官能基を有する他のプレセラミック
ポリカルボシランに転化させてもよい。これらの誘導ポ
リカルボシランは、高温での熱分解によりその後セラミ
ック物質に転化させることができる。
のような誘導ポリカルボシランの一つは、R′基を含有
しているポリカルボシランであって、ここでR′は、1
〜20個の炭素原子を有するアルキル基、ビニル基、又
はフェニル基である。R′基含有ポリカルボシランは、
無水条件下でハロゲン化ポリカルボシランを、一般式R
’MgX’(この式中、R′は炭素原子数1〜20個の
アルキル基、ビニル基、又はフェニル基であり、X′は
塩素、臭素、又はヨウ素である)のグリニヤール試薬又
は一般式R’Li(この式中のR′は上記と同じである
)の有機リチウム化合物と反応させて調製される。およ
そ6個よりも多くの炭素原子を含有しているR′基を取
り入れることは、結果として誘導ポリカルボシランの軟
化温度を低下させるように思われる。
応について当業界でよく知られている試薬である。その
ような物質は、例えば、ハロゲン化アルキルマグネシウ
ムやハロゲン化アリールマグネシウムである。この発明
の目的上は、一般式R’MgX’ (、:(7)式中、
R′は炭素原子数1〜20個のアルキル基、ビニル基、
又はフェニル基であり、X9′は塩素、臭素、又はヨウ
素のいずれかであるンを有するグリニヤール試薬を使用
するのが好ましい。最も好ましいグリニヤール試薬は、
CHsMgCi’、(CH2= Cll)C11)、及
び(C,lIS)MgC1である。ここでは典型的なグ
リニヤール反応溶媒を使用することができる。好ましい
ものは、アルキルエーテル類及びテトラヒドロフランで
ある。
この式中のR′は炭素原子数1〜20個のアルキル基、
ビニル基、又はフェニル基である)の化合物である。有
機リチウム化合物のための適当な溶媒の例には、トルエ
ン、キシレン、ベンゼン、テトラヒドロフラン、及びエ
ーテル類が含まれる。
合わせたものを使用してもよい。
べきである。ハロゲン化ポリカルボシランのための溶剤
は、当該物質が可溶性であって、且つ所望のように以外
は当該物質と反応しないどのような有機溶剤でもよい、
有用な溶剤の例には、トルエン、キシレン、ベンゼン、
テトラヒドロフラン、及びエーテル類が含まれる。特に
、トルエンが好ましい、一般には、ハロゲン化ポリカル
ボシランを過剰のグリニヤール試薬又は有機リチウム化
合物に、どちらも溶剤溶液で加えるのが好ましいことが
分っている。この添加及び反応は、当該物質を撹拌しな
がら行なう0反応は、反応容器へ水分が持ち込まれるの
を防止するため、例えば窒素ガス又はアルゴンガスの存
在下のように乾燥不活性雰囲気で行なわせる。反応は、
0〜120℃の温度で行なわせることができるけれども
、好ましくは、望ましくない副反応を防止し又は減少さ
せるため室温又は室温よりやや低い温度で行なわせる。
は加熱せずにしばらく撹拌して、反応の完了を確実にす
る。典型的には、反応は約1〜48時間行なわせる0次
いで、過剰のグリニヤール試薬又は有機リチウム化合物
を、水、塩化水素(I((J) 、又はアルコールを用
いて破壊する。反応混合物を室温まで冷却し、次いで慣
用的な手段でP遇し、そして溶剤及び他の揮発性物質を
加熱しながら真空下でストリッピングしてその後除去す
る。そのほかの分離手法は当業者には明らかであろう、
結果として得られたR′基含有ポリカルボシランは、室
温において一般に固体である。
−を含有しているポリカルボシランであって、ここでR
IVは、炭素原子数1〜4個のアルキル基又はフェニル
基であり、またRは、炭素原子数1〜4個のアルキル基
であり、そしてこのRIV0−又はRO−含有ポリカル
ボシランは、無水条件下でハロゲン化ポリカルボシラン
を、(i)一般式RIV011(この式中のRIVは上
記の通りである)を有するカルビノール、(ii)一般
式RIV0M(この式中、RIVは上記の通りであり、
Mはナトリウム、カリウム、又はリチウムである)を有
するアルコラート、及び、(iii)一般式(RO)、
CI(この式中のRは上記の通りである)を有するアル
キルオルトホルメートからなる群より選択された試薬と
反応させることによって調製されよう。
、一般式RIVOHを有するカルビノール、一般式R″
ONを有するアルコラート、及び一般式(RO) 、C
Iを有するアルキルオルトホルメートであって、これら
の式においては、RIVは炭素原子数1〜4個のアルキ
ル基又はフェニル基であり、Rは炭素原子数1〜4個の
アルキル基であり、そしてMはすl・リウム、カリウム
、又はリチウムて゛ある。この発明において有用である
物質の特定の例を挙げれば、CH,Oll 、 CIl
、CIl□O1l 、 C1+、 (C11゜)、OH
。
H3,(CI−0)3CH。
る。この発明のためにより好ましいものは、アルキルオ
ルトホルメート及びアルコラートである。最も好ましい
ものは、Na0CH:+である。これらの試薬を組み合
わせたものを使用してもよい。
確実にするなめハロゲン化ポリカルボシラン中に存在し
ているハロゲンの量に基づいて化学量論上過剰にして使
用する。過剰の試薬もどのような溶剤及び副生物も、反
応終了時にストリッピングし又はストリップ蒸留するこ
とができる。
する前に対応するアルコールに変えなければならない。
べきである。ハロゲン化ポリカルボシランのための溶剤
は、当該物質が可溶性であって、且つ所望のように以外
は当該物質と反応しないどのような有機溶剤でもよい。
テトラヒドロフラン、及びエーテル類が含まれる。特に
、トルエンが好ましい。一般には、成分を加える順序は
重要でないが、トルエンのような溶剤溶液中でハロゲン
化ポリカルボシランに適切な試薬を加えるのが好ましい
ことが分っている。この添加及び反応は、当該物質を撹
拌しながら行なう。反応は、反応容器へ水分が持ち込ま
れるのを防止するため、例えば窒素ガス又はアルゴンガ
スの存在下のように乾燥不活性雰囲気で行なわせる。試
薬の添加が完了した後、反応混合物を加熱ししながらあ
るいは加熱せずにしばらくかき混ぜて、反応の完了を確
実にする。典型的には、反応時間はおよそ1.5〜65
時間である。反応は、0〜110℃の温度で行なわせる
ことができるけれども、好ましくは、還流温度で行なわ
せる。反応混合物を室温まで冷却し、次いで慣用的な手
段で濾過し、そして溶剤及び他の揮発性物質を加熱しな
がらあるいは加熱せずに真空下でストリッピングしてそ
の後除去する。そのほかの分離手法は当業者には明らか
であろう。
シランは、室温において一般に固体である。
ゲン化ポリカルボシランを、一般式NIIRIV’ 2
(この式中、R″は水素、炭素原子数1〜4個のアル
キル基、フェニル基、又は−SiR’3基(この式中の
R″1才炭素原子数1〜4個のアルキル基、ビニル基、
又はフェニル基である)である)のアミノリシス試薬と
反応させて調製されよう。
ア又は一般式NHRIV’ 2 (この式中、Rは炭素
原子数1〜4個のアルキル基、フェニル基、又は−5i
R″z基(この式におけるR″は炭素原子数1〜4個の
アルキル基、ビニル基、又はフェニル基である)である
)を有する有機アミン類である。
も、あるいは異なる基であってもよい。そのような物質
の例には、NH3、CH:1NH2、C4H!1NH2
、(CHihN)!、及びアニリンが含まれる。最も好
ましいものは、C4H3NH2及びアニリンである。こ
れらのアミノリシス試薬を組み合わせたものを使用して
もよい。
進を確実にするためハロゲン化ポリカルボシラン中に存
在しているハロゲンの量に基づいて化学量論上過剰にし
て使用する。過剰の試薬もどのような溶剤及び副生物も
、反応終了時にストリッピングし又はストリップ蒸留す
ることができる。
べきである。ハロゲン化ポリカルボシランのための溶剤
は、当該物質が可溶性であって、且つ所望のように以外
は当該物質と反応しないどのような有機溶剤でもよい。
テトラヒドロフラン、及びエーテル類が含まれる。特に
、トルエンが好ましい、一般には、成分を加える順序は
重要でないが、トルエンのような溶剤溶液中でハロゲン
化ポリカルボシランに適切なアミノリシス試薬を加える
のが好ましいことが分っている。この添加及び反応は、
当該物質を撹拌しながら行なう。
め、例えば窒素ガス又はアルゴンガスの存在下のように
乾燥不活性雰囲気で行なわせる。アミノリシス試薬の添
加が完了した後、反応混合物を加熱ししながらあるいは
加熱せずにしばらくかき混ぜて、反応の完了を確実にす
る。典型的には、反応時間はおよそ3〜96時間である
0反応は、25〜100℃の温度で行なわせることがで
きるけれども、好ましくは、還流温度で行なわせる0反
応混合物を室温まで冷却し、次いで慣用的な手段でr過
し、そして溶剤及び他の揮発性物質を加熱しながらある
いは加熱せずに真空下でストリッピングしてその後除去
する。そのほかの分離手法f1当業者には明らかであろ
う、結果として得られたR′″2N−含有ポリカルボシ
ランは、室温において一般に固体である。
ルボシランは、高温での熱分解によりセラミック物質に
転化させることができる。このプレセラミックのポリカ
ルボシラン組成物は、この混合物がセラミック物質に転
化するまで不活性雰囲気又は真空中で少なくとも750
℃の高温で焼成される。好ましくは、熱分解の温度は約
1000〜1600℃である。プレセラミックポリカル
ボシラン組成物が十分な粘度である場合、又はその融解
温度が十分に低い場合には、それを成形し、不融性にし
、それから最後に熱分解させて、繊維のようなセラミッ
ク成形物品にすることができる。好ましくは、この発明
を実施するのに使用するプレセラミックポリカルボシラ
ン組成物の軟化温度は、約50〜300℃であり、最も
好ましくは70〜200℃の範囲である。このような軟
化温度は、公知の紡糸技術によってプレセラミック繊維
を作るのを可能にする。この発明のハロゲン化ポリカル
ボシラン及び誘導ポリカルボシランは、炭化ケイ素を含
有している、例えばフィルム、コーティング、複合材料
、及び他の成形物品のようなセラミック材料を調製する
ために使用してもよい。これらのハロゲン化ポリカルボ
シラン及び誘導ポリカルボシランは、様々なセラミック
材料を製造する際の結合剤や溶浸剤(in[1ltra
nts)として使用してもよい。
きるように、下記の実施例を提供する。
る。また、別段の指示がない限り、全ての手順は不活性
雰囲気(一般にアルゴンもしくは窒素雰囲気)中で又は
真空下で実施した。
6−1の日本カーボン株式会社より入手し、受は入れた
ままで使用した。このポリ力ルボシランは、ヤジマら、
J、Mat、Sci、、13.2569(1978)
、ヤジマ、 Bull、^mer、ceram 、So
c 、 、62.893(1983)、並びに米国特許
第4052430号及び同第4100233号明m書に
記載されるように、ジメチルジクロロシランのナトリウ
ムカップリングに続いてその結果として得られたポリジ
メチルシランを熱分解及び重縮合させて調製されたもの
と思われる。 Si −H含有量は、プロトン核磁気共
鳴くプロトンNMR)で測定しなところ0.8重量%で
あった。5i−Hの百分率は、ケイ素に直接付いた水素
の百分率である。この明細書を通じて、「・・・%のS
i −H」又は「・・・%の5i−H原子団」とは、ケ
イ素に直接付いている水素の重量%を示すなめに使用す
る。上記のポリカルボシランは、0.73重量%の酸素
を含有していた。酸素の分析は全て、ミシガン、セント
ジョゼフ(St、Joseph)のLeco Corp
oration製のOxygen Determina
tor 316(モデル783700)及びElect
rode Furnace EFloo(モデル776
00)を搭載したLeco Oxygen Analy
zerを使用して行なった。
、水素8.30%、窒素0.07%、ケイ素49.9%
であった。ケイ素は、ケイ素物質を可溶性形態のケイ素
に転化させ、次いでこの可溶性物質を原子吸光分析によ
って全ケイ素について定量的に分析することからなる融
合手法により測定した。炭素、水素、及び窒素は、マサ
チューセッツ、ローウェル(Lowe l l )のC
ortrol Equipment Corporat
ion製C,tl、N Elemental八naly
zerへデル240−X八により測定した。プロトンN
M R(CDCム溶液)によれば、−〇、5〜1.5
ppmにC−Hプロトンについての幅の広いピークが、
また4、0〜5.0ppmにSi −Hプロトンについ
ての幅の広いピークが見られた。核磁気共鳴(NMR)
スペクトルは全て、カリフォルニア、パロアルト(Pa
lo^1tO)のVarian As5ociates
社より入手したモデルEM−390NMR又ハXL−2
00分光計によって記録した。NMR化学シフトデータ
は全て、δ値(ppm)として報告する。赤外分析(ヘ
キサン溶液から流し込まれたポリカルボシランの膜を有
するKBrブレー1−)により、740cm−電及び8
30cm−’における吸収(SiCH3) 、1021
02O’及び1355cm+−’における吸収(SiC
HzSi) 、2095cm−’における吸収(SiH
)、1250c1’、1400cm−’、2895cm
−’、及び2953cm−’における吸収(CL)が示
された。全ての赤外スペクトルは、ライスコンシン、マ
ジソン(Nadison)のN1colet Inst
rument Corporationより入手したモ
デル5DX分光計により記録した。
ドロフラン溶液を使用して、流量1.5ee1/win
のテトラヒドロフラン溶離液と示差屈折検出器を用いる
ゲル浸透クロマトグラフィーによって測定したところ、
817(数平均)及び2199(重量平均)であった0
分子量の測定値は、ポリスチレン標準物質に対する相対
硝であった0分子量の多分散性は2.7であった。上記
のポリカルボシランの軟化温度は、モデル1091Du
Pont Disk MemoryとDuPontモデ
ル940Thera+omechan ica l^n
alyzerとを搭載したDuPont Instru
ments Thermoanalyzerモデル10
90により測定したところ、190℃であった。
限りは、Lindberg管状炉(モデル54434又
は54879)でもって、アルゴン雰囲気下に約3℃/
lll1nの速度で1200℃まで加熱しそして120
0℃に約2時間保持して熱分解させて、セラミック物質
に転化させた。
21の三つロフラスコ内の、アルゴンをバブリングさせ
て脱気しである約4℃の四塩化炭素(CC1,)約80
0社に、ポリカルボシラン(114,1g)を加えた。
間かき混ぜながらバブリングさせた。塩素の流れを停止
して、反応混合物を室温まで温まるに任せた。アルゴン
を用いて反応混合物を30分間脱気して、未反応の塩素
と副生物の+1cNとを除去した。溶剤を、約50℃及
び2mm11gでストリッピングし、続いて250℃及
びl mmHgで約2時間ストリッピングした。四塩化
炭素を確実に除去するのを助けるなめ、白色の固体をト
ルエンに再び溶解させ、そして上記と同一の条件下でス
トリッピングを行なった。細かい白色粉末(158g、
出発ポリカルボシラン中の0.8%のSi −Hに基づ
く収率108%)が得られた。このハロゲン化ポリカル
ボシランは、ケイ素37.5重量%、炭素34.5重量
%、水素6.03重量%、酸素0.43重置火、そして
塩素21.4重量%を含有しており、窒素は検出できな
かった。軟化温度は260℃であった。プロトンNMR
及び2″Si NMR並びに赤外分析によって、このハ
ロゲン化ポリカルボシラン中にはSi −H原子団が存
在しないことが確かめられた。プロトンN M R(C
DC1,溶液)は、C−Hプロトンについての−0,5
〜1.5ppmにおける幅の広いピークのみを示し、出
発ポリカルボシラン中のSi −Hに関連する4、0〜
5.0ppmにおけるピークは上記のハロゲン化ポリカ
ルボシランには存在しなかった。
taに幅広のピークを示し、出発ポリカルボシランでは
観測された5i−Hに関連する−16.0ppmにおけ
る吸収はなかった。薄膜の赤外分析は、2953cm−
’ (輸)、2895cm−’ (m)、 1406c
m−’ (w)、 1356cm−’ (w)、 12
58cm−’(s 、 sh)、1018cee−’(
s 、 br)、及び829cm−’ (vs 、 b
r)に吸収を示し、出発ポリカルボシランには存在して
いたSi −Hに関連する約2100cm−’における
吸収は見られなかった。このハロゲン化ポリカルボシラ
ンのバルク試料を熱分解したところ、いくらかの発泡の
形跡のある炭化ケイ素含有セラミック生成物(セラミッ
ク収率41.7重量%)が得られ、これの元素分析結果
は、ケイ素55.0重量%、炭素34.6重量%、水素
0.18重量%、窒素0.30重置火、酸素3.01重
量%、そして塩素2.45重量%であった。
)を、約200m1のトルエンに溶解させた。この溶液
を約O℃まで冷し、メチルリチウム(1,5Mジエチル
エーテル溶液140m1)でアルキル化した。このメチ
ルリチウムは、30分かけて添加し、次いで30分間か
き混ぜた。この反応混合物を室温まで温まるに任せた。
られたスラリーを約0℃に冷却し、その時点で20m1
の飽和塩化アンモニウム(N114CI)水溶液を加え
、続いて100m1の蒸留水を加えた。有機層を集め、
無水硫酸マグネシウム(MgSO+)で乾燥させた。?
遇しそしてストリッピング(100℃、2 mmHg)
した後に、灰色がかった白色のメチル基含有ポリカル
ボシランが得られた。
誘導ポリカルボシランは、ケイ素41.9重量%、炭素
42.3重量%、水素7.76重置火、酸素0.66重
量%、そして塩素7.6重量%を含有しており、窒素は
検出できなかった。薄膜の赤外分析は、2953cm−
’ (m)、2895cn+−’ (m)、1406c
m−’ (w)、1356cee−’ (w)、125
8Cm−’(s、sh)、10110l8’(s、br
)、及び843cm−’ (vs、br)に吸収を示し
た。分子量は、921(数平均)及び2476(重量平
均)であった、この誘導ポリカルボシランのバルク試料
の熱分解によって、いくらかの発泡の形跡のある炭化ケ
イ素含有セラミック生成物(セラミック収率51.3重
量%)が得られ、そしてこれの元素分析の結果は、ケイ
素51゜9重量%、炭素36.0重量%、水素0.30
重量%、窒素0.07重1%、酸素2.95重量%、そ
して塩素5.9重量%であった。
)を、約200m1のトルエンに溶解させた。この溶液
を約O℃に冷却し、メチルリチウム(1,5Mジエチル
エーテル溶液50mjりと(CIIz=CI)MgBr
(1,0Mテトラヒドロフラン溶液130m1)との混
合物でアルキル化した。このアルキル化用混合物は40
分かけて加え、次いで30分間かき混ぜた0反応混合物
は、室温まで温まるに任せた。90℃で蒸留して溶剤を
部分的に除去した。その結果得られたスラリー(約17
0w11)を約O℃に冷し、その時点で30talの飽
和塩化アンモニウム水溶液を加え、続いて100社の蒸
留水を加えた。有機層を集め、そして無水硫酸マグネシ
ウムで乾燥させた。?遇しそしてストリ・ソビング(1
00℃、2輪論11g) したf&に、黄色がかった褐
色のメチル基及びビニル基含有ポリカルボシランが得ら
れた。(12,2g、収率59%)。
素38.4%、炭素4167%、水素フ、27%、酸素
0.81重量%、酸素0.81重量%、塩素10.7重
量%を含有しており、窒素は検出できなかった。プロト
ンN M R(CDCN、溶液)は、C−Hプロトンに
ついての−0,5〜1.5ppmにおける幅広のピーク
とビニルプロトンについての4.5〜5.8ppmにお
ける幅広のピークとを、19.3対1.0の面積比で示
した。薄膜の赤外分析は、3044cm−’ (w)、
2953cm−’ (m)、2903cm−’ (m)
、1406cm−’ (w)、1355cm−’ (w
)、1258cm−’(s、sh)、10110l8
’ (s 、 br)、及び829c+*−’ (vs
。
数平均)及び3187(重量平均)であった、この誘導
ポリカルボシランのバルク試料の熱分解によって、緻密
な炭化ケイ素含有セラミック生成物が得られ(セラミッ
ク収率60.2重量%)、そしてこれの元素分析の結果
は、ケイ素48.8重量%、炭素31,9重量%、水素
0.42重量%、酸素2.39重1%、そして塩素8.
8重量%であり、窒素は検出できなかった。
)を、約200a+i’のトルエンに溶解させた。この
溶液を、ドライアイス/イソプロパツール浴でもって冷
却した。このポリカルボシラン溶液を通して約40分間
メチルアミンをバブリングさせた。この反応混合物を一
晩室温まで温まるに任せ、次いで、MeNI13C4’
塩の生成が観測されるまで50℃に加熱した(約15分
)。濾過しそしてストリッピング〈100℃、2n+m
l1g) した後に、白色のCl13Nl+=含有ポリ
カルボシランが得られた(8.8g、収率83%)。
素38.6重量%、炭素36.9重量%、水素7.11
重量%、窒素3.10重量%、酸素2.04重量%、そ
して塩素8.75重量%を含有していた。プロトンNM
RCCDC1’、溶液)は、C−H7o)ン4.:ツイ
テノ−0,5〜1.5ppmにおける幅の広いピークと
−N Hプロトンについての2.5ppIIにおける鋭
いピークとを7.2対1.0の面積比で示した。薄膜の
赤外分析は、3416cm−’ (w) 、 2953
cm−’ (++) 、 2895cm −寡(n+)
、 2805cm−’(m)、 1406cmリ (
1,+)、 1306cm−’ (w)、 1258c
m−’ (s 、sh)、1096cm−’ (m)、
1206cm−’ (s 、 br)、及び829cm
−’ (vs 。
数平均)−及び3155(重量平均)であった。この誘
導ポリカルボシランのバルク試料の熱分解によって、緻
密な炭化ケイ素含有セラミック生成物が得られ(セラミ
ック収率61.7重量%)、そしてこれの元素分析の結
果は、ケイ素50.9重量%、炭素31.4重量%、水
素0.04重量%、窒素2.50重量%、酸素1.39
重置火、そして塩素10.0重量%であった。
)を、約200eei’のトルエンに溶解させた。この
溶液を氷水浴でもって冷却し、そして25n+j2のメ
チルオルトホルメートで処理した。この反応混合物を加
熱して一晩還流させ、次いで室温において48時rrf
1撹拌した。95℃で蒸留し、続いて100℃及び約1
mmHgで真空ストリッピングを行なって溶剤を除去
した。白色のCIl、O−含有ポリカルボシランが得ら
れた(9.6g、収率85%)、その結果として得られ
た誘導ポリカルボシランは、ケイ素38.6重量%、炭
素33.7重量%、水素6.06重量%、そして塩素1
9.4重量%を含有しており、窒素は検出できなかった
。プロトンN M R(CDC1,溶液)は、C−Hプ
ロトンについての−0,4〜1.5ppmにおける幅広
のピークと一〇CI+、プロトンについての3.5pp
mにおける鋭いピークとを28対1.0の面積比で示し
た。薄膜の赤外分析は、2953cm−’ (m)、2
903cm−’(m)、1406cm−’ (W)、1
356cm−’ (u+)、1258cm−’(s、s
h)、1026c+m−’ (s 、 br)、及び8
29c「’(vs、br)における吸収を示した。分子
量は、1075(数平均)及び2628(重量平均)で
あった。この誘導ポリカルボシランのバルク試料の熱分
解によって、いくらかの発泡の形跡のある炭化ケイ素含
有セラミック生成物(セラミック収率53,4重量%)
が得られ、そしてこれの元素分析結果は、ケイ素53.
6重量%、炭素33.3重量%、水素0.07重量%、
窒素0.28重量%、酸素5.15重量%、そして塩素
4.2重量%であった。
)を、約75m1のトルエンに溶解させた。この溶液を
氷水浴でもって冷却し、そして(C11□=CIl)M
+gBr(1,0Mテトラヒドロフラン溶i80.5m
ρ〉で処理した。この反応混合物を室温で1時間撹拌し
、加熱して2時間還流させ、次いで室温で48時間撹拌
した。蒸留により溶剤を除去した。その結果得られた混
合物を10m1の飽和塩化アンモニウム水溶液で加水分
解し、続いて50a+1の蒸留水と約125m1のトル
エンとを加えた。有機層を集め、そして無水硫酸マグネ
シウムで乾燥させた。枦遇しそしてストリッピング(1
00℃、l 、OmmHg) した後に、黄色のビニル
基含有ポリカルボシランが得られた(4.5g、収率4
2%)。結果として得られたこの誘導ポリカルボシラン
は、炭素44.6重量%及び水素7.4重量%の水素を
含有していた9プロトンNMR(CDC1,溶液)は、
C−Hプロトンについての約0.2ppmにおける幅広
のピークを示し、またビニル含有官能性によるプロトン
についての二つの非常に幅の広い多重線を、一つは5.
llppmと6.41ppmとの間に、またもう一つは
4.9ppmを中心として示した。非ビニルプロトン対
ビニルプロトンについてのNMR面積比は、約8.8対
lであった。薄膜の赤外分析は、3044cra−’
(w)、2953cm−’ (m)、2903ctn−
’ (m)、2108cm−’ (a+)、 1620
cm−’ (w)、 1406cl−’輸)、 135
6cm−’ (w)、 1258cm−’ (s、sh
)、 1026cm−’(s、br)、及び829cm
−’ (S)における吸収を示した。
oo℃まで5℃/minの速度で加熱しそして1200
°Cに2時間保持)によって、炭化ケイ素含有セラミッ
ク生成物(セラミック収率60.6重量%)が得られ、
そしてこれの元素分析の結果は、ケイ素47.8重量%
、炭素35.5重量%、水素0.48重量%、窒素0.
03重量%、酸素2.89重量%、そして塩素9.2重
量%であった。
ジエチルエーテル中のマグネシウム(2,4g、0.1
0モル)にヨウ化n−オクチル(30g、0.11モル
)をゆっくりと添加して、n−オクチルグリニヤール試
薬を調製した。ヨウ化n−オクチルを添加する速度は、
溶液を還流状態のままにしておくのに十分なだけの速度
であった。添加(約2時間)後に、金属マグネシウムは
完全に溶解した。次いで、このn−オクチルグリニヤー
ル試薬を、約0℃で300m1のトルエンに溶解させた
ハロゲン化ポリカルボシラン(50g、塩素0.38モ
ル)に加えた。
と同様のものであった。この反応混合物を室温で約20
時間撹拌した。次いでこの反応混物を約0℃に冷却し、
そして(CII2=CI)MgBr(1,0Mテトラヒ
ドロフラン溶液で0.3モル)を加えた。
0時間かき混ぜた。ジエチルエーテル及びテトラヒドロ
フラン溶剤の大部分を、蒸留によって除去した。トルエ
ンに基づく溶液を氷で冷却し、次いで50m1の飽和塩
化アンモニウム水溶液と200社の蒸留水とを加えて中
和しな、有機層を集め、そして無水硫酸マグネシウムで
乾燥させた。
Hg)した、後に、黄色固体のビニル基及びn−オクチ
ル基含有ポリカルボシランが得られた(41.0g、収
率74重量%)。軟化温度は103℃であった。分子量
は、1868(数平均)及び5500 (重量平均)で
あった。
トンについて約0.27ppm+に幅広のピーク、0.
9p、耐こ幅広の多重線ピーク、そして1.3ppmに
一重線ピークを示し、またビニル含有官能性によるプロ
トンについて二つの非常に幅の広い多重線を、一つは5
.lppmと6゜4pp+mとの間に、そしてもう一つ
は4.9ppmを中心として示した。非ビニルプロトン
対ビニルプロトンについてのNMR面績比は、約19.
1対1であった。薄膜の赤外分析は、3048cm−’
(w)、 2959c+++−’ (m)、 2924
cm−’ (m)、 2855cm−’ (m)、14
68cm−’ (w)、1406cm−’ (w)、1
389cm−’ (+#)、1250am”(m)、1
028cm−’ (m)、及び822cm−’ (s)
における吸収を示した。この誘導ポリカルボシランのバ
ルク試料をアルゴン雰囲気下で1200℃で熱分解した
ところ、炭化ケイ素含有セラミック生成物が得られ(セ
ラミック収率56.0重量%)、そしてこれの元素分析
結果は、炭素31.0重量%、水素0.7重量%、塩素
10.5重量%、そして酸素3,2重量%であった。
ジエチルエーテル中のマグネシウム(6,0g、0.2
5モル)にヨウ化n−ドデシル<6Ts1.0.25モ
ル)をゆっくりと添加して、n−ドデシルグリニヤール
試薬を調製した。ヨウ化n−ドデシルの添加速度は、溶
液を還流状態に保っておくのに十分なだけの速度であっ
た。添加(約2時間)後に、金属マグネシウムは完全に
溶解した。次に、このn−ドデシルグリニヤール試薬を
、約0℃で800m1のトルエンに溶解させたハロゲン
化ポリカルボシラン(65g)に加えた。使用したポリ
カルボシランは、例1のポリカルボシランと同様のもの
であった。蒸留によってジエチルエーテル溶剤を除去し
た。この反応混合物を加熱して一晩還流させた。
CH)Mg(J!(1,0Mテトラヒドロフラン溶液で
0.275モル)を加えた。反応混合物を0℃で1時間
撹拌し、次に室温まで温まるに任せ、それから室温で約
48時間撹拌した。揮発分を100℃で蒸留して取除い
た。トルエンに基づく溶液を氷で冷却し、次いで50m
1の飽和塩化アンモニウム水溶液及び200m1の蒸留
水を加えて中和した。有機層を集め、無水硫酸マグネシ
ウムで乾燥させた。−過しそしてストリッピング(12
0℃、<1.0m+*l1g) した後に、固形のビニ
ル基及びn−ドデシル基含有ポリカルボシランが得られ
た(67.6Fi、収率104重量%)。このポリカル
ボシランは、2.27重量%の酸素を含有していた。軟
化温度は44.3℃であった。分子量は、1448(数
平均)及び6167(重量平均)であった。プロ)ンN
MR(da−トルx’、、’溶液)は、C−1−170
トンについて約0.3ppmに幅広のピーク、0.9p
pmに幅の広い多重線ピーク、そして1.3ppmに一
重線ピークを示し、またビニル含有官能性によるプロト
ンについて二つの非常に幅の広い多重線を、一つは5.
4ppmと6.7ppmとの間に、そしてもう一つは5
.2pp輪を中心として示した。非ビニルプロトン対ビ
ニルプロトンについてのNMR面積比は、およそ27.
1対1であった。薄膜の赤外分析は、2953cm−’
(m)、2916cm−’ (m)、2847cm−’
(m)、1468cm−’ (u+)、1406cm
−’ (w)、 1356cs+−’ (11)、 1
258cm−’ (m)、 1026cm−’ (m)
、及び822cm−’ (s)における吸収を示した。
気下で1200℃で熱分解したところ、炭化ケイ素含有
セラミック生成物が得られ(セラミック収率49.1重
量%)、そしてこれの元素分析結果は、炭素30.6重
量%、水素0.8重量%、塩素15゜1重量%、そして
酸素3.67重量%であった。
(0,30g)を約600m1’の四塩化炭素に溶解さ
せ、そして約120時間還流させた。使用したポリカル
ボシランは、例1のポリカルボシランと同様のものであ
った。反応は、アルゴン雰囲気下で行なわせた。過酸化
ベンゾイルを0.22g、0.22g、 0.17g、
そして0.02gずつ、それぞれ約24時間、48時間
、113時間、そして120時間の時点で反応中に追加
して加えた0回転式の蒸発によって溶剤を除去し、そし
て残留物をトルエンに溶解させた。トルエン(及び残留
四塩化炭素)を減圧蒸留により除去し、残留物を真空下
(1,0輪ml1g)で2時間乾燥させた。塩素を12
.8重量%含有する塩素化ポリカルボシラン(10,8
g)が得られた。薄膜の赤外分析は、2959cm+−
’ (m)、2903cm−’ (m)、2108cm
−’ (w)、1553cm−’ (m)、1406c
m−’ (w)、1356cm−’ (w)、1258
cm−’(s、sh)、10110l8’(s、br)
、及び829cm−’ (vs、br)における吸収を
示した。2180cm−’における弱い赤外ピークは、
CC1,及び過酸化ベンゾイルを使用することでSi
−H原子団の全てがハロゲン化されたわけではないこと
を示す。
telの四塩化炭素に溶解させた溶液を一滴ずつ、五塩
化リン(13,4g、0.06モル)を約150m1ノ
四塩化炭素に懸濁させた撹拌懸濁液にアルゴン雰囲気下
において室温で60分がけて加えた。その結果得られた
溶液を17時間還流させ、そして室温に冷却した。濾過
した後に、真空下(150℃、1.0mmHg)で溶剤
を除去し、そして残留物をトルエンに溶解させて沢過し
た。トルエン(及び残留四塩化炭素)を減圧蒸留によっ
て除去し、残留物を真空下(200℃、1.0mmHg
)で3時間乾燥させた。塩素含有量15.4重量%の塩
素化ポリカルボシラン(9,78g)が得られた。
Claims (18)
- 1.次の単位、すなわち、 ▲数式、化学式、表等があります▼ (これらの式において、各Rは炭素原子数1〜4個のア
ルキル基からなる群より独立に選択され、Xは塩素又は
臭素である)から本質的になり、Xが約0.1〜80重
量%存在しているハロゲン化ポリカルボシラン。 - 2.Rがメチル基であり、Xが塩素であり、そしてXが
約0.5〜35重量%存在している、請求項1記載のハ
ロゲン化ポリカルボシラン。 - 3.Rがメチル基であり、Xが臭素であり、そしてXが
約0.5〜55重量%存在している、請求項1記載のハ
ロゲン化ポリカルボシラン。 - 4.少なくとも0.1重量%のSi−H原子団を含有し
ているポリカルボシランを、次の群、すなわち、塩素、
臭素、五塩化リン(PCl_5)、五臭化リン(PBr
_5)、五塩化アンチモン(SbCl_5)、N−クロ
ロスクシンイミド、N−ブロモスクシンイミド、SOC
l_2、及び、CH_eX_f(この式中、eは0又は
1、fは3又は4であり、e+fの合計は4であって、
Xは塩素又は臭素である)と遊離開始剤との混合物から
なる群より選択したハロゲン化剤で処理し、その後、0
.1〜80重量%のハロゲンを含有するハロゲン化され
たポリカルボシランを分離することを含んでなる、ハロ
ゲン化ポリカルボシラン調製方法。 - 5.前記ハロゲン化剤が塩素であり、前記処理の温度が
約50℃未満であって、当該ハロゲン化ポリカルボシラ
ンが0.5〜35重量%の塩素を含有している、請求項
4記載の方法。 - 6.前記ハロゲン化剤がCH_eX_f(この式中、e
は0又は1、fは3又は4であり、e+fの合計は4で
あって、Xは塩素又は臭素である)と遊離基開始剤との
混合物であって、当該ハロゲン化ポリカルボシランが、
該ハロゲンが塩素である場合には0.5〜35重量%の
塩素を含有し、該ハロゲンが臭素である場合には0.5
〜55重量%の臭素を含有している、請求項4記載の方
法。 - 7.ハロゲン化ポリカルボシランを、一般式R’MgX
’を有するグリニャール試薬又は一般式R’Liを有す
る有機リチウム化合物(これらの式において、X’は塩
素、臭素、又はヨウ素であり、R’は炭素原子数1〜2
0個のアルキル基、ビニル基、又はフェニル基である)
と、適当な溶剤中で0〜120℃の温度において無水条
件下で反応させ、その後R’基を含有しているポリカル
ボシランを回収することからなる、R’基含有ポリカル
ボシラン調製方法。 - 8.前記ハロゲン化ポリカルボシランが、少なくとも0
.1重量%のSi−H原子団を含有しているポリカルボ
シランを次の群、すなわち、塩素、臭素、五塩化リン(
PCl_5)、五臭化リン(PBr_5)、五塩化アン
チモン(SbCl_5).N−クロロスクシンイミド、
N−ブロモスクシンイミド、SOCl_2、及び、CH
_eX_f(この式中、eは0又は1、fは3又は4で
あり、e+fの合計は4であって、Xは塩素又は臭素で
ある)と遊離開始剤との混合物からなる群より選択した
ハロゲン化剤で処理して調製され、また当該ハロゲン化
ポリカルボシランが、該ハロゲンが塩素である場合には
0.5〜35重量%のハロゲンを含有し、該ハロゲンが
臭素である場合には0.5〜55重量%のハロゲンを含
有している、請求項7記載の方法。 - 9.ハロゲン化ポリカルボシランを(i)一般式R”0
H(この式中、R”は炭素原子数1〜4個のアルキル基
又はフェニル基である)を有するカルビノール、(ii
)一般式R”0M(この式中、R”は上記と同ヒであり
、Mはナトリウム、カリウム、又はリチウムである)を
有するアルコラート、及び、(iii)一般式(RO)
_3CH(この式中、Rは炭素原子数1〜4個のアルキ
ル基である)を有するアルキルオルトホルメートからな
る群より選択した試薬と、適当な溶剤中で0〜110℃
の温度において無水条件下で反応させ、その後R”O−
又はRO−を含有しているポリカルボシランを回収する
ことからなる、R″O−又はRO−含有ポリカルボシラ
ン調製方法。 - 10.前記ハロゲン化ポリカルボシランが、少なくとも
0.1重量%のSi−H原子団を含有しているポリカル
ボシランを次の群、すなわち、塩素、臭素、五塩化リン
(PCl_5)、五臭化リン(PBr_5)、五塩化ア
ンチモン(SbCl_5)、N−クロロスクシンイミド
、N−ブロモスクシンイミド、SOCl_2、及び、C
H_eX_f(この式中、eは0又は1、fは3又は4
であり、e+fの合計は4であって、Xは塩素又は臭素
である)と遊離開始剤との混合物からなる群より選択し
たハロゲン化剤で処理して調製され、また当該ハロゲン
化ポリカルボシランが、該ハロゲンが塩素である場合に
は0.5〜35重量%のハロゲンを含有し、該ハロゲン
が臭素である場合には0.5〜55重量%のハロゲンを
含有している、請求項9記載の方法。 - 11.ハロゲン化ポリカルボシランを、一般式NHR”
’_2(この式中、R”’は水素、炭素原子数1〜4個
のアルキル基、フェニル基、又は−SiR■_3基(こ
の式においてR■は、炭素原子数1〜4個のアルキル基
、ビニル基、又はフェニル基である)である)を有する
アミノリシス試薬と、適当な溶剤中で25〜100℃の
温度において無水条件下で反応させ、その後R”’_2
N−を含有しているポリカルボシランを回収することか
らなる、R”’_2N−含有ポリカルボシラン調製方法
。 - 12.前記ハロゲン化ポリカルボシランが、少なくとも
0.1重量%のSi−H原子団を含有しているポリカル
ボシランを次の群、すなわち、塩素、臭素、五塩化リン
(PCl_5),五臭化リン(PBr_5)、五塩化ア
ンチモン(SbCl_5)、N−クロロスクシンイミド
、N−ブロモスクシンイミド、SOCl_2、及び、C
H_eX_f(この式中、eは0又は1、fは3又は4
であり、e+fの合計は4であって、Xは塩素又は臭素
である)と遊離開始剤との混合物からなる群より選択し
たハロゲン化剤で処理して調製され、また当該ハロゲン
化ポリカルボシランが、該ハロゲンが塩素である場合に
は0.5〜35重量%のハロゲンを含有し、該ハロゲン
が臭素である場合には0.5〜55重量%のハロゲンを
含有している、請求項11記載の方法。 - 13.請求項11記載の方法により調製されたR′″_
2−含有ポリカルボシラン。 - 14.(A)次の群、すなわち、塩素、臭素、五塩化リ
ン(PCl_5)、五臭化リン(PBr_5)、五塩化
アンチモン(SbCl_5)、N−クロロスクシンイミ
ド、N−ブロモスクシンイミド、SOCl_2、及び、
CHeXf(この式中、eは0又は1、fは3又は4で
あり、e+fの合計は4であって、Xは塩素又は臭素で
ある)と遊離基開始剤との混合物からなる群より選択し
たハロゲン化剤で、少なくとも0.1重量%のSi−H
原子団を含有するプレセラミックポリカルボシランを処
理して調製された、0.1〜80重量%のハロゲンを含
有しているハロゲン化ポリカルボシランから、所望の形
状の物品を成形する工程、並びに、(B)工程(A)で
成形した物品を不活性雰囲気又は真空中において、該ハ
ロゲン化ポリカルボシランが炭化ケイ素含有セラミック
物品に転化するまで800℃より高い温度に加熱する工
程、を含んでなる、炭化ケイ素含有セラミック物品調製
方法。 - 15.(A)ハロゲン化ポリカルボシランを一般式R′
MgX′を有するグリニャール試薬又は一般式R′Li
を有する有機リチウム化合物(これらの式において、X
′は塩素、臭素、又はヨウ素であり、R′は炭素原子数
1〜20個のアルキル基、ビニル基、又はフェニル基で
ある)と適当な溶剤中で0〜120℃の温度において無
水条件下で反応させて調製されたR′基含有ポリカルボ
シランから、所望の形状の物品を成形する工程、並びに
、(B)工程(A)で成形した物品を不活性雰囲気又は
真空中において、該R′基含有ポリカルボシランが炭化
ケイ素含有セラミック物品に転化するまで800℃より
高い温度に加熱する工程、を含んでなる、炭化ケイ素含
有セラミック物品調製方法。 - 16.(A)ハロゲン化ポリカルボシランを次の群、す
なわち、(i)一般式R″OH(この式中、R″は炭素
原子数1〜4個のアルキル基又はフェニル基である)を
有するカルビノール、(ii)一般式R″OM(この式
中、R″は上記と同じであり、Mはナトリウム、カリウ
ム、又はリチウムである)を有するアルコラート、及び
、(iii)一般式(RO)_3CH(この式中、Rは
炭素原子数1〜4個のアルキル基である)を有するアル
キルオルトホルメートからなる群より選択した試薬と適
当な溶剤中で0〜110℃の温度において無水条件下で
反応させて調製されたR″0−又はRO−含有ポリカル
ボシランから、所望の形状の物品を成形する工程、並び
に、(B)工程(A)で成形した物品を不活性雰囲気又
は真空中で、該R″0−又はRO−含有ポリカルボシラ
ンが炭化ケイ素含有セラミック物品に転化するまで80
0℃より高い温度に加熱する工程、を含んでなる、炭化
ケイ素含有セラミック物品調製方法。 - 17.前記ハロゲン化ポリカルボシランが、少なくとも
0.1重量%のSi−H原子団を含有しているポリカル
ボシランを、次の群、すなわち、塩素、真素、五塩化リ
ン(PCl_5)、五臭化リン(PBr_5)、五塩化
アンチモン(SbCl_5)、N−クロロスクシンイミ
ド、N−ブロモスクシンイミド、SOCl_2、及び、
CHeXf(この式中、eは0又は1、fは3又は4で
あり、e+fの合計は4であって、Xは塩素又は臭素で
ある)と遊離開始剤との混合物からなる群より選択した
ハロゲン化剤で処理して調製され、また当該ハロゲン化
ポリカルボシランが、該ハロゲンが塩素である場合には
0.5〜35重量%のハロゲンを含有し、該ハロゲンが
臭素である場合には0.5〜55重量%のハロゲンを含
有している、請求項16記載の方法。 - 18.(A)ハロゲン化ポリカルボシランを一般式NH
R′″_2(この式中、R′″は水素、炭素原子数1〜
4個のアルキル基、フェニル基、又は−SiR^IV_3
基(この式においてR^IVは、炭素原子数1〜4個のア
ルキル基、ビニル基、又はフェニル基である)である)
を有するアミノリシス試薬と適当な溶剤中で25〜10
0℃の温度において無水条件下で反応させて調製された
R′″_2N−含有ポリカルボシランから、所望の形状
の物品を成形する工程、並びに、(B)工程(A)で成
形した物品を不活性雰囲気又は真空中で、該R′″_2
N−含有ポリシランが炭化ケイ素含有セラミック物品に
転化するまで800℃よりも高い温度に加熱する工程、
を含んでなる、炭化ケイ素含有セラミック物品調製方法
。
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