JPH10101934A - シート状及び環状の有機ケイ素ポリマー - Google Patents

シート状及び環状の有機ケイ素ポリマー

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JPH10101934A
JPH10101934A JP9255341A JP25534197A JPH10101934A JP H10101934 A JPH10101934 A JP H10101934A JP 9255341 A JP9255341 A JP 9255341A JP 25534197 A JP25534197 A JP 25534197A JP H10101934 A JPH10101934 A JP H10101934A
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JP
Japan
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polymer
sheet
cyclic
sio
stretch
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JP9255341A
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English (en)
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Chenggang Chen
チェン チェンガン
Dimitris E Katsoulis
エリアス カトソウリス ディミトリス
Malcolm E Kenney
エドワード ケンネイ マルコルム
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Case Western Reserve University
Dow Silicones Corp
Original Assignee
Case Western Reserve University
Dow Corning Corp
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    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04Polysiloxanes
    • C08G77/38Polysiloxanes modified by chemical after-treatment
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 無害な副生物を与える、容易に手に入れやす
い出発原料を用いてシリケート構造から誘導されるセグ
メントを有するシロキサンポリマーへの、新規で簡単で
融通のきくルートを提供する。 【解決手段】 シート状又は環状のシリケートと有機−
H−クロロシランを反応させて、ペンダント≡Si−H
基を有するオルガノシロキサンシート状又は環状ポリマ
ーを形成する。上記ペンダント≡Si−H基を有するオ
ルガノシロキサンシート状又は環状ポリマーをアルケニ
ル基含有化合物と反応させる。上記アルケニル基含有化
合物のアルケニル基とペンダント≡Si−H基を有する
オルガノシロキサンシート状又は環状ポリマーの水素化
物官能基の間のヒドロシリル化反応を触媒するに有効な
量の触媒を用い、前記オルガノポリシロキサンシート状
又は環状ポリマーを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコーン化合
物、及びシリケートベースのシート状又は環状シロキサ
ンポリマーに関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】シリコ
ーンは、電気炉中での元素状ケイ素への還元によりシリ
カから作られる。即ち、 SiO2 +2C→Si+2CO
【0003】その後、元素状ケイ素は、商業規模生産水
準で、「直接法」において、RCl、典型的には塩化メ
チル、で処理される。即ち、 Si+2RCl→R2 SiCl2
【0004】次いで、得られたオルガノクロロシランの
加水分解は、シロキサンを与え、これは多数のシリコー
ン製品の製造に使用される。即ち、 nMe2 SiCl2 +2nH2 O→nMe2 Si(OH)2 +2nHCl n〔Me2 Si(OH)2 〕→HO(Me2 SiO)n H+(n−1)H2
【0005】シリケート物質からのシリコーンポリマー
の調製を含むシリコーンへの代替ルートは、米国特許N
o.3661846に記載されている。この線に沿った他
のユニークなアプローチは、シリコーンの製造のための
本発明者等の米国特許No.5605982に教示されて
いる。本発明は、後者の特許に一般に記載された方法の
変形である。
【0006】即ち、米国特許No.5605982によれ
ば、シート状又は環状シリケートがアルケニル基含有ク
ロロシランと反応させられて、アルケニルシロキシポリ
マーを生成する。次いで、このアルケニルシロキシポリ
マーは更に、白金触媒の存在下にヒドロシランと反応さ
せられて、オルガノポリシロキサンポリマーを生成す
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】しかしながら、本発明に
おいてはシート状又は環状シリケートは有機−H−クロ
ロシランと反応させられて、ペンダント≡Si−H基を
有するオルガノシロキサンポリマーを生成する。次に、
このペンダント≡Si−H基を有するオルガノシロキサ
ンポリマーは、白金触媒の存在下でオレフィンと反応さ
せられてオルガノポリシロキサンポリマーを生成する。
【0008】本発明者等の後者の特許において、4つの
反応体の内の4つはケイ素原子を有する。本発明におい
ては、4つの反応体の内の只の3つがその原子を有す
る。
【0009】従って、用語ヒドロシリル化は、Si−H
の、全ての不飽和種への付加に適用される。即ち、 ≡SiH + CH2=CH(R) n Si≡ → ≡Si-CH2CH2- R n -Si≡ (I)又は ≡SiH + CH2=CHR → ≡Si-CH2CH2-R (II)。
【0010】ケイ素に結合した水素原子を有するシラン
類及びシロキサン類は二重結合に付加することができ
る。一般には、これらの反応は、白金又は白金の錯体で
ある触媒の存在下に行われる。シナリオ(I)は一般に
米国特許No.5605982の方法に対応するが、シナ
リオ(II)は一般に本発明の方法に対応する。
【0011】本発明の1つの目的は、無害な副生物を生
じ、手に入れやすい出発物質を用いることにより、シリ
ケート構造から誘導されるセグメントを有するシロキサ
ンポリマーに至る新しく、簡単で、融通のきくルートを
提供することである。他の目的は、アモルファスシリコ
ーン材料、例えば樹脂、流体及びガムへの添加材として
有用なハッキリとした形状を持ったオルガノシロキサン
を調製することである。それらは、ゲル、化粧品、グリ
ース、エラストマー、シーラント及び高温ポリマーに利
点を提供する超分子構造体を作りだすのに使用できる。
更に、それらは触媒系及び膜分離プロセスに使用するこ
とができる。それらはまた、レオロジー調節用添加剤、
耐火性ポリマー、分子補強剤として、またバリヤー性又
はチキソトロピー性を与えるために使用することができ
る。
【0012】本発明は、ある種の有機官能性シート状又
は環状シロキサンポリマーの合成、特徴付け(chac
terization)、及び利用に関する。これらの
ポリマーは、ここに教える2段階法により、天然産の又
は合成のシート状又は環状シリケートから誘導される。
【0013】最初のステップは、有機−H−クロロシラ
ンとシート状又は環状シリケートを反応させ、ペンダン
ト≡Si−H基を有するシート状又は環状オルガノシロ
キサンポリマーを形成することからなる。最も好ましい
のは、式(H)RR’SiCl又は(H)RSiCl2
(ここに、R及びR’はアルキル基又はアリール基であ
る)で示される有機−H−クロロシランである。このシ
ート状シリケート鉱物は魚眼石鉱物KCa4 Si8 20
(OH,F)・8H2 Oであり、環状シリケートは合成
シリケートK2 CuSi4 10である。他の天然又は合
成の層状又は環状シリケートもここでは使用でき、例え
ば、マガディアイト(magadiite)、Na2
1429・xH2 O;ケニヤアイト(kenyait
e)、Na 2 Si2245・xH2 O;シリナアイト(s
ilinaite)、NaLiSi 2 5 ・2H2 O;
又はクリソタイルMg3 (OH)4 Si2 5 が挙げら
れる。
【0014】前記シート状シリケート魚眼石、KCa4
Si8 20(OH,F)・8H2 O及び他のそのような
シリケートは、商業的に入手可能であり、Ward’s
Natural Science Establis
hment,Rochester,New York
のような供給会社から得ることができる。環状シリケー
トK2 CuSi4 10を調製する方法は、種々の刊行物
に記載されており、例えば米国特許No.494202
6;J.Polym.Prepr.(Am.Chem.
Soc.,Div.Polym.Chem.)199
1,32(3),508−509;及びColloid
s and Surfaces,1992,63,13
9−149に記載されている。
【0015】本発明の第2ステップは、このポリマーの
≡SiH基とオレフィンを、ヒドロシリル化反応を介し
て他のシート状又は環状オルガノシロキサンポリマーに
製造する制御された反応を含む。中間体及び最終層ポリ
マーは、それらの出発鉱物の層間空隙よりも大きな層間
空隙を有する。この空隙の大きさは有機−H−クロロシ
ラン及びオレフィン反応体のサイズに部分的に依存す
る。例えば、粉末X線回折法(XRD)によれば、魚眼
石は層間空隙が0.79nm(7.9Å)であり;中間の
ヒドリドフェニルメチルシロキシ−アポフィライトシー
ト状ポリマーは層間空隙が1.67nm(16.7Å)で
あり;そして前記中間体と1−オクテンの反応から誘導
される最終のn−オクチルフェニルメチルシロキシ−ア
ポフィライトポリマーは層間空隙が2.08nm(20.
8Å)である。
【0016】ここに記載するヒドロシリル化反応は、中
間体の層状ヒドリド−有機官能性シロキサンの表面上
で、及び中間体の環状シロキサンの表面上で起こる不均
一系プロセスである。それらは超分子構造体の製造への
新しいアプローチを表す。この反応のために入手可能な
多数のオレフィン出発物質は、多数の新しいシート状又
は環状ポリマーの仕立て上げを可能にする。
【0017】理想的には、等グラム当量のペンダント≡
Si−H基を有するオルガノシロキサンとアルケニル基
含有化合物が、本発明では使用され、1つのエチレン性
結合は1つのケイ素に結合した水素原子に理論的等量で
ある。しかしながら、前記オルガノシロキサンポリマー
のペンダント≡Si−H基を全体的に消費するために
は、アルケニル基を有する前者の反応体の過剰を使用す
る必要があるようである。
【0018】用いられる白金触媒の最大量は、経済的考
慮によって決定され、最小量は用いられる反応体の種類
と純度とによって調節される。反応体が非常に純粋であ
るときは、アルケニル基含有化合物のグラム当量あたり
1×10-10 モルのような、非常に低濃度の白金触媒が
使用される。しかしながら、ペンダント≡Si−H基を
有する反応体のグラム当量あたり1×10-8モルの触媒
を用いること、或いはペンダント≡Si−H基を有する
反応体のグラム当量あたり1×10-7〜5×10-2モル
の触媒を用いることも可能である。
【0019】白金触媒の「モル」は、白金の1単位原子
(即ち、1グラム原子)を提供する1モルを以て測定さ
れる。オレフィンの「グラム当量」は、どんな他の反応
性又は潜在的反応性置換基が存在しようがしまいが、1
単位重量のエチレン性不飽和(即ち、1単位重量の≡S
i−Hに等しい)を与える反応体の量である。従って、
エチレンのグラム当量ははその正確な分子量である。
【0020】好ましいヒドロシリル化触媒は、白金錯体
塩化白金酸H2 PtCl6 ・xH2Oであり、これはA
ldrich Chemical Company,I
nc.,Milwaukee,Wisconsinから
商業的に入手可能である。しかしながら、他の白金ベー
スの触媒、例えば直径1〜2mmの活性炭上に担持された
白金のようなものも使用できる。活性炭上に担持された
白金の量は、活性炭の全重量を基準として0.1〜5w
t%で変化しうる。この担持触媒は、それが無水となる
ように乾燥されていてもよい。他の白金錯体、例えば白
金アセチルアセトナート、又はジビニルテトラメチルジ
シロキサンで錯体形成され、末端がジメチルビニルシロ
キシ基でブロックされたポリジメチルシロキサンで希釈
された塩化白金酸も使用することができる。ここで有用
で好結果を与える典型的なヒドロシリル化触媒は、米国
特許No.2823218、3419359、34195
93、3445420、3697473、381473
1、3890359及び4123604に見いだすこと
ができる。
【0021】反応温度は変化することができ、最適温度
は白金触媒の濃度、又は反応体の性質に依存する。この
反応は室温未満(0〜−10℃)で開始することができ
る。最高温度は通常、反応体の安定性で決定される。通
常、反応温度は300℃未満に保つのがベストである。
殆どの反応体について、最良の結果は60〜180℃で
得られる。しかしながら、この反応によって発生される
熱は、温度を200〜250℃に、短時間上昇させても
よい。
【0022】最適反応時間は、反応体、反応温度、及び
白金触媒濃度に依存して変化する。通常、反応体の接触
時間を36時間を超えて延ばす利益はないが、同様に、
通常、極度に高い温度が使用されなければ、害がない。
多数の反応体にとって、実際的な製品収率は3〜4時間
以内に得られる。
【0023】この反応は、大気圧で、大気圧より低い圧
力で、又は大気圧より高い圧力で実施できる。ここで再
び、条件の選択は、反応体の性質、及び入手できる装置
に基づいた大いに論理的事項である。不揮発性反応体
は、還流装置があろうがなかろうが、大気圧で加熱され
ることに特に適合している。通常の温度でガス状の反応
体は、自己発生的な又は引き起こされた圧力の下で、好
ましくは実質的に一定の体積で反応させられる。
【0024】前記アルケニル基含有化合物は、オレフィ
ン(アルケン)又はジオレフィン(アルカジエン)であ
る。それは直鎖、枝分れ鎖又は閉じたリング(環状)の
形を持ちうる。しかしながら、最も好ましいのは、α−
オレフィン及びα,ω−ジエンである。それらの反応の
容易さの故である。
【0025】本発明方法で使用できるα−オレフィン
(CH2 =CHR)は、2〜30強の炭素原子、好まし
くは6〜30個の炭素原子、最も好ましくは6〜18個
の炭素原子を有するアルケンを含む。適当なα−オレフ
ィンは、エテン、プロペン、1−ブテン、イソブチレン
(2−メチルプロペン)、1−ペンテン(C5)、2−
メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、1−ヘ
キセン、2−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−
ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘプテン、
2−メチル−1−ヘキセン、1−オクテン、2−メチル
−1−ヘプテン、1−ノネン、1−デセン(C10)、
1−ウンデセン、1−ドデセン、1−トリデセン、1−
テトラデセン、1−ペンタデセン(C15)、1−ヘキ
サデセン、1−オクタデセン、1−ノナデセン、1−エ
イコセン(C20)、並びにChevron Chem
ical Company,Houston,Texa
sによって、商標GURFTENE(R)24−28及
びGURFTENE(R)30強の下に販売されている
種々のパーセンテージのC22〜C30強のα−オレフ
ィンを含むα−オレフィン留分である。
【0026】有用なα,ω−ジエンとしては、式CH2
=CH(CH2 x CH=CH2 (ここに、xは0〜2
0である)で示されるもの、例えば1,3−ブタジエ
ン;1,4−ペンタジエン;1,5−ヘキサジエン;
1,6−ヘプタジエン;1,7−オクタジエン;1,8
−ノナジエン;1,9−デカジエン;1,11−ドデカ
ジエン;1,13−テトラデカジエン;及び1,19−
エイコサジエンがある。
【0027】ここで有用で好結果を与えるシクロオレフ
ィンとしては、シクロプロペン、シクロブテン、シクロ
ペンテン、シクロヘキセン、シクロペンタジエン(C5
6)及びシクロオクタテトラエン(C8 8 )があ
る。
【0028】ここで有用な他のアルケニル基含有化合物
としては、2−メチル−2−ブテン、イソプレン、un
sym−メチルエチルエチレン、2−ペンテン、2−ヘ
キセン、2,5−ジメチル−2−ヘキセン及び5,5−
ジメチル−2−ヘキセンがある。前記アルケニル基は芳
香核に結合していてもよく、それ故、望むならば、スチ
レン、ジビニルベンゼン、アリルベンゼン及び1−フェ
ニルブタジエンのような化合物を用いることができる。
【0029】本発明に於ける有機−H−クロロシランは
次式で示される。
【0030】
【化3】
【0031】(ここに、R1 及びR2 はアルキル基又は
アリール基、例えばフェニルである)。適当な有機−H
−クロロシランとしては次のようなものがある:
【0032】 ジ−t−ブチルクロロシラン (CH3 3 CHSiCl ジエチルクロロシラン (C2 5 2 HSiCl ジイソプロピルクロロシラン 〔(CH3 2 CH〕2 HSiCl ジメチルクロロシラン (CH3 2 HSiCl ジフェニルクロロシラン (C6 5 2 HSiCl メチルエチルクロロシラン (CH3 )(C2 5 )HSiCl、及び フェニルメチルクロロシラン (C6 5 )(CH3 )HSiCl。
【0033】本発明における有機−H−クロロシランは
次の式で示されるものであってもよい。
【0034】
【化4】
【0035】(ここに、R1 はアルキル基又はアリール
基、例えばフェニルである)。このタイプの適当な有機
−H−クロロシランの例としては次のようなものがあ
る:
【0036】 アミルジクロロシラン (C5 11)HSiCl2 エチルジクロロシラン CH3 CH2 HSiCl2 ヘキサデシルジクロロシラン n−C1633HSiCl2 ヘキシルジクロロシラン CH3 (CH2 5 HSiCl2 イソブチルジクロロシラン i−C4 9 HSiCl2 メチルジクロロシラン CH3 HSiCl2 フェニルジクロロシラン C6 5 HSiCl2 及び n−プロピルジクロロシラン n−C3 7 HSiCl2
【0037】
【実施例】以下の例は本発明をより詳細に説明する。特
に、例1は、アポフィライトから誘導されたヒドロジメ
チルシロキシシートポリマーの合成を示す。例2は、ア
ポフィライトから誘導されたヒドロジイソプロピルシロ
キシシートポリマーの合成を示す。これらのポリマー
は、後の例に示すアルケンのヒドロシリル化に有用であ
る。
【0038】以下の例において、ポリマーは、フーリエ
変換赤外分光分析(FTIR)及び粉末X線回折法(X
RD)によって特徴付けられた。
【0039】(例1) (アポフィライトから誘導されたヒドリドジメチルシロ
キシシートポリマー〔(H(CH3 2 SiO)
x ((HO)1-x SiO3/2 n の合成)アポフィライ
ト〔Poona,India,0.125mm(120メ
ッシュ),500mg,0.542mモル〕、ジメチルク
ロロシラン(5.0mL,0.046モル)、及びジメチ
ルホルムアミド(DMF,12mL)の懸濁液を12時間
還流させた。追加のジメチルクロロシランを加え(3.
0mL,0.028モル)、この混合物を更に12時間還
流した。最後に、更にジメチルクロロシラン(3.0m
L,0.028モル)を加え、この混合物を更に12時
間還流した。得られた生成物をろ過し、次いでアセト
ン、水及びアセトン(1:1)溶液、並びにアセトンで
洗浄し、その後60℃、8kPa(60トル)で12時
間乾燥した。この生成物は以下のXRDパターンを持っ
ていた(d(Å)(I/Io )):13.1(57.
6),7.68(37.2),4.71(17.6),
4.54(47.6),3.95(100),3.57
(25.5),3.35(17.1),3.16(2
1.1),2.98(97.8),2.62(22.
2),2.48(38.2),2.43(15.9),
2.19(13.2),2.10(14.5),2.0
0(8.4),1.76(15.1),1.58(3
3.3),1.53(5.9),1.49(9.6),
1.42(7.7),1.36(6.8)。次のものは
赤外スペクトル(IR)の結果である(Fluorol
ube,Nujol mulls,cm-1):3554
(s,フリーOHストレッチ),3324(w br,
H−結合OHストレッチ),2966(m,CHストレ
ッチ),2146(m,SiHストレッチ),1064
(s,SiOストレッチ)。この生成物は白い固体であ
った。それはヘキサン及びトルエンに分散したが、溶解
しなかった。それは非常に疎水性で、水中に混合も分散
もしなかった。
【0040】この過程において、反応温度は使用したク
ロロシランの低沸点、即ち、36℃によって低い値(5
0℃)に保持された。これを補償するために、長い反応
時間を用いた。この過程の生成物はCH及びSiHバン
ドの両方を示す赤外スペクトルを与えた。これらのバン
ドの存在は、生成物が望みのポリマーを含むことを示唆
した。この生成物は、1.31nm(13.1Å)での比
較的強い線、及びアポフィライトについて予想される線
の付近の位置に一連の線を示すXRDパターンを与え
た。前記1.31nm(13.1Å)の線は、この一般的
なタイプのアポフィライトから誘導されたポリマーにつ
いて予想される範囲に存在する。即ち、アポフィライト
から誘導されたトリメチルシロキシシート状ポリマーは
1.5nm(15.0Å)に線を与える。この線の存在
は、この生成物が望みのポリマーを含んでいたことを示
唆する。このポリマーの不溶性は、類似のアルキル及び
アルケニルシートポリマーも不溶性であるので、予想さ
れたことである。この例で進行した反応は、次のように
示される: KCa4 Si8 20(OH,F)・8H2 O + H
(CH3 2 SiCl→ 〔(H(CH3 2 SiO)
x (HO)1-x SiO3/2 n
【0041】(例2) (アポフィライトから誘導されたヒドリドジイソプロピ
ルシロキシシートポリマー〔(H((CH3 2 CH)
2 SiO)x (HO)1-x SiO3/2 n の合成)アポ
フィライト〔0.125mm(120メッシュ),800
mg,0.867mモル〕、ジイソプロピルクロロシラン
(10mL,0.058モル)、及びジメチルホルムアミ
ド(15mL)の懸濁液を攪拌しながら10時間加熱(1
10℃)した。得られた生成物をろ過し、次いでアセト
ン、水及びアセトンの溶液、並びにアセトンで洗浄し、
その後60℃、8kPa(60トル)で12時間乾燥し
た。XRD(d(Å)(I/Io )):17.1(10
0)。IR(Fluorolube,Nujol mu
lls,cm-1):3554(vw,フリーOHストレッ
チ),3422(w br,H−結合OHストレッ
チ),2946(m,CHストレッチ),2868
(m,CHストレッチ),2126(m,SiHストレ
ッチ),1062(s,SiOストレッチ)。この生成
物は白い固体であった。それはヘキサン及びトルエンに
分散したが、溶解しなかった。それは疎水性で、水中に
混合も分散もしなかった。
【0042】この過程は、例1におけるそのジメチル類
似体に使用したのと類似している。しかしながら、この
例においては、反応温度(110℃)は、使用されたク
ロロシランの沸点、即ち137℃、によって不当に制限
されたものではなかった。この例の生成物はCH及びS
iH帯の両方を示す赤外スペクトルを与えた。これらの
帯の存在はこの生成物が望みのポリマーであったことを
示唆している。この生成物は、その唯一の重要な線、
1.71nm(17.1Å)での線を示すX線粉末パター
ンを与えた。この線は望みのポリマーについて予想され
る範囲にあり、その存在は、この生成物が望みのポリマ
ーであることを示している。この線の強さと狭さは、こ
のポリマーが規則的な間隔で積み重なった平坦なシート
からなっていたことを示す強い証拠を与える。アポフィ
ライトにおけるシートの公知の構造に基づくと、これら
のシートは、縮合8員環又は16員環からなっていると
考えられる。このポリマーのXRDにおける追加の重要
な線の欠如は、このシートは記録されていなかった(w
ere not in retistry)ことを示し
ている。再び、このポリマーの不溶性は予想されたもの
であった。この例の反応は、次のように示される: KCa4 Si8 20(OH,F)・8H2 O+ H
〔(CH3 2 CH〕2 SiCl→ 〔(H((C
3 2 CH)2 SiO)x (HO)1-x SiO3/2
n
【0043】上に記したように、例1及び2に従って調
製されたポリマーは、アルケンをヒドロシリル化でき
る。アルケンには多数のものがあるから、特別の性質の
仕様に仕立て上げられた多数のシートポリマーが、その
ような物質から作ることができる。
【0044】以下の追加の例は、アポフィライトから誘
導されたヒドリドフェニルメチルシロキシシートポリマ
ーの合成(例3)、及びヒドロシリル化による、例3の
生成物から誘導されたn−オクチルフェニルメチルシロ
キシシートポリマーの合成(例6)に向けられている。
例1及び2で調製されたポリマーを用いる他のヒドロシ
リル化も、示される。即ち、例4及び5である。これら
のポリマーへのルートは、それらが新しい融通性のある
シロキシシート状又は環状ポリマーへのルートを示すの
で、重要である。
【0045】(例3) (アポフィライトから誘導されたヒドリドフェニルメチ
ルシロキシシートポリマー〔((H)(C6 5 )(C
3 )SiO)x (HO)1-x SiO3/2 n の合成)
アポフィライト〔0.125mm(120メッシュ),
2.40g,2.60mモル〕、フェニルメチルクロロ
シラン(15.0g,95.7mモル)、及びジメチル
ホルムアミド(100mL)の懸濁液を攪拌しながら19
時間加熱(140℃)し、ろ過した。この固体を、アセ
トン、水及びアセトン(1:1)の溶液、並びにアセト
ンで洗浄し、続いて60℃、8kPa(60トル)で1
2時間乾燥した。生成物の重量は2.64gであった。
XRD(d(Å)(I/Io )):16.7(10
0)。IR(Fluorolube,Nujol mu
lls,cm-1):3552(w,フリーOHストレッ
チ),3388(w br,H−結合OHストレッ
チ),3072(w,C=C−Hストレッチ),305
0(w,C=C−Hストレッチ),2964(w,CH
ストレッチ),2152(m,SiHストレッチ),1
062(vs br,SiOストレッチ)。この例で調
製したポリマーは白い固体であった。それはヘキサン及
びトルエンに分散したが、溶解しなかった。それは疎水
性で、水中に混合も分散もしなかった。
【0046】この合成のルートは、例1及び例2の類似
方法に使用したのと同じである。しかしながら、例1に
おけるジメチルポリマー反応とは対照的に、この例にお
ける反応温度(140℃)は、使用されたクロロシラン
の沸点、〔113℃、及び13.3kPa(100ト
ル)〕によってそれ程制限されず、望みの範囲にあっ
た。この例の生成物はCH及びSiH帯の両方を示す赤
外スペクトルを与えた。これらの帯の存在はこの生成物
が望みのポリマーであることを示唆している。この生成
物は、その唯一の重要な線として、1.67nm(16.
7Å)での線を示すXRDパターンを与えた。この線は
予想された範囲にあり、その存在は、この生成物が望み
のポリマーであることを示している。この線の強さと狭
さは、このポリマーが規則的な間隔で積み重なった平坦
なシートからなっていたことを示す強い証拠を与える。
このポリマーのXRDにおける追加の重要な線の欠如
は、このシートは記録されていなかった(were n
ot in retistry)ことを示している。こ
のポリマーの不溶性は予想されたものであった。この例
の反応は、次のように示される: KCa4 Si8 20(OH,F)・8H2 O+ (H)
(C6 5 )(CH3 )SiCl→〔((H)(C6
5 )(CH3 )SiO)x (HO)1-x SiO3/2 n
【0047】(例4) (ヒドリドジイソプロピルシロキシシートポリマーから
誘導されるn−ヘキシルジイソプロピルシロキシシート
ポリマー〔((n−C6 13)((CH3 2 CH)2
SiO)x (HO)1-x SiO3/2 n の調製)他の実
験において、例2にて調製されたヒドリドジイソプロピ
ルシロキシポリマーを、H2 PtCl6 x2 O触媒
の存在下に、1−ヘキセンと共に加熱した。この生成物
は1.84nm(18.4Å)の線を持ったXRDパター
ンを与えた。このパターンに於ける主たる線は1.84
nm(18.4Å)にあるが、例2における親のヒドリド
ジイソプロピルシロキシポリマーのパターンに於ける主
たる線は、1.71nm(17.1Å)にある。0.13
nm(1.3Å)の位置の相違は、例2の親のヒドリドジ
イソプロピルシロキシポリマーのヒドロシリル化が起こ
っていることを示すに十分大きなものである。
【0048】(例5) (ヒドリドジメチルシロキシシートポリマーから誘導さ
れるn−ヘキシルジメチルシロキシシートポリマー
〔((n−C6 13)(CH3 2 SiO)x (HO)
1-x SiO3/2 n の調製)他の実験において、例1の
ヒドリドジメチルシロキシポリマーを、H2 PtCl6
x2 O触媒の存在下に、1−ヘキセンと共に加熱し
た。この生成物は1.63nm(16.3Å)の線を持っ
たXRDパターンを与えた。この生成物のパターンに於
ける主たる低角度線は1.63nm(16.3Å)にある
が、例1の親のヒドリドジメチルシロキシポリマーに於
ける対応する線は、1.31nm(13.1Å)にある。
0.32nm(3.2Å)の位置の相違は、例1の親のヒ
ドリドジメチルシロキシポリマーの実質的なヒドロシリ
ル化が起こっていることを示している。
【0049】(例6) (ヒドリドジメチルシロキシシートポリマーから誘導さ
れたn−オクチルフェニルメチルシロキシシートポリマ
ー〔((n−C8 17)(C6 5 )(CH3 )Si
O)x (HO)1-x SiO3/2 n の調製)例3で調製
したヒドリドフェニルメチルシロキシシートポリマー
(0.42g,3.3mモル、置換水準50%と推定さ
れる)、1−オクテン(9.0mL、57mモル)、及び
キシレン中の白金ジビニルテトラメチルジシロキサン錯
体の溶液(白金2〜3%、0.4mL)の混合物をを攪拌
しながら26時間加熱(120℃)し、ろ過した。この
固体を、アセトン、エタノール、水及びアセトン(1:
1)の溶液、並びにアセトンで洗浄した。次いで、これ
を60℃、8kPa(60トル)で12時間乾燥し、秤
量したところ0.43gであった。XRD(d(Å)
(I/Io )):20.8(100)。IR(Fluo
rolube,Nujol mulls,cm-1):35
52(m,フリーOHストレッチ),3390(vw
br,H−結合OHストレッチ),3072(w,C=
C−Hストレッチ),3050(w,C=C−Hストレ
ッチ),2958(m,CHストレッチ),2926
(m,CHストレッチ),2854(m,CHストレッ
チ),1198(vs,SiOストレッチ),1126
(vs,SiOストレッチ),1042(m)。この生
成物は灰色の固体であった。それはヘキサン及びトルエ
ンに分散したが、溶解しなかった。それは疎水性で、水
中に混合も分散もしなかった。この生成物のXRDパタ
ーン及び赤外スペクトルは、この生成物が望みのポリマ
ーであることを示した。このパターンに於ける2.08
nm(20.8Å)での主線の強さと狭さは、このポリマ
ーのシートが非常に平たく、非常に規則的に積み重なっ
ていたことを示した。この例において、1−オクテンの
沸点(122℃)によって、比較的高い反応温度が許さ
れた。この例における触媒は、白金ジビニルテトラメチ
ルジシロキサンであった。この例で進行した反応は、次
のように示される: 〔((H)(C6 5 )(CH3 )SiO)x (HO)
1-x SiO1.5 n+CH2 =CH(CH2 5 CH3
〔((n−C8 17)(C6 5 )(CH3 )Si
O)x (HO)1-xSiO3/2 n
【0050】米国特許No.4942026には、環状シ
リケートK2 CuSi4 10を調製する方法が教えられ
ている。以下の例は前記環状シリケートを調製する代替
の方法を示す。この方法も、米国特許No.560598
2に記載されている。
【0051】(例7) (K2 CuSi4 10の調製)この過程は、米国特許N
o.4942026の過程を追試したものである。連続し
て、KOAc(15.8g,161mモル)及びH2
(160mL)の溶液、Si(OC2 5 4 (66.7
g,320mモル)、並びにNH4 OH(30wt%,
2.0mL,51mモル)を、40℃に維持された(油
浴)Cu(OAc)2 ・H2 O(16.1g,80.6
mモル)及びエタノール(320mL)の攪拌された混合
物に加えた。得られた混合物を室温で3日攪拌し、2日
放置し、そして10.6kPa(80トル)、70℃に
て、ロータリーエバポレーターで蒸発させて乾燥させ
た。この固体を更に10.6kPa(80トル)及び9
0℃で24時間乾燥させ、粉末に粉砕し、ゆっくり流通
する空気(100mL/分)の下で24時間更に加熱し
(白金坩堝、200℃)、更にゆっくり流通する空気
(100mL/分)の下で19時間更に加熱し(白金坩
堝、590℃)、ペレット化し、続いてゆっくり流通す
るN2 (100mL/分)の下で7日加熱した(白金坩
堝、750℃)。得られた物質を、そのXRDパターン
を文献データ(30.0g,72.4mモル,Si(O
2 5 4 を基準として91%)と比較することによ
り照合した。XRD:(d(Å)(I/Io )):3.
22(100),4.12(53),3.07(4
2),3.36(41),2.67(29)。この化合
物は青紫色の固体であった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チェンガン チェン アメリカ合衆国,オハイオ 44106,クリ ーブランド,メイフィールド ロード 12024 (72)発明者 ディミトリス エリアス カトソウリス アメリカ合衆国,ミシガン 48640,ミッ ドランド,ウィルミントン ドライブ 2201 (72)発明者 マルコルム エドワード ケンネイ アメリカ合衆国,オハイオ 44118,クリ ーブランド ハイツ,ヒアフォード ロー ド 1203

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シート状又は環状のシリケートを有機−
    H−クロロシランと接触させて、ペンダント≡Si−H
    基を有するオルガノシロキサンシート状又は環状ポリマ
    ーを形成し、続いて前記ペンダント≡Si−H基を有す
    るオルガノシロキサンシート状又は環状ポリマーをアル
    ケニル基含有化合物と、前記アルケニル基含有化合物の
    アルケニル基と前記ペンダント≡Si−H基を有するオ
    ルガノシロキサンシート状又は環状ポリマーの水素化物
    官能基との間のヒドロシリル化反応を触媒するに有効な
    量のヒドロシリル化触媒の存在下に、反応させ、オルガ
    ノシロキサンシート状又は環状ポリマーを形成すること
    を含む、オルガノシロキサンシート状又は環状ポリマー
    の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記有機−H−クロロシランが、式 【化1】 又は、式 【化2】 (ここに、R1 及びR2 はアルキル基又はアリール基で
    ある)で示される化合物である請求項1の方法。
  3. 【請求項3】 前記アルケニル含有化合物が、オレフィ
    ン、ジエン又はシクロオレフィンである請求項1又は2
    の方法。
JP9255341A 1996-09-19 1997-09-19 シート状及び環状の有機ケイ素ポリマー Pending JPH10101934A (ja)

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