JPH03181489A - 環状ポリジアルキルシロキサン化合物及びその製造方法 - Google Patents

環状ポリジアルキルシロキサン化合物及びその製造方法

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JPH03181489A
JPH03181489A JP31765689A JP31765689A JPH03181489A JP H03181489 A JPH03181489 A JP H03181489A JP 31765689 A JP31765689 A JP 31765689A JP 31765689 A JP31765689 A JP 31765689A JP H03181489 A JPH03181489 A JP H03181489A
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Yukio Mizutani
幸雄 水谷
Shinichi Kawahara
信一 河原
Masahiro Takesue
正広 武末
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は新規な環状ポリジアルキルシロキサン化合物及
びその製造方法に関する。
(従来の技術及び発明が解決しようとする課題)ポリプ
ロピレン(以下、PPと略す)は汎用樹脂として多用さ
れているが、他の樹脂に比べて衝撃強度が低いという欠
点を有している。衝撃強度を向上させるために、いくつ
かの方法が既に提案されている。−膜内にはエチレンプ
ロピレンゴムやエチレンプロピレンターポリマーに代表
されるゴム成分をPPに添加する方法が採用されている
このようなゴム成分をPPに添加すると衝撃強度は向上
するが、PPの剛性は低下する。また、熱時の流動性が
いちじるしく低下し、底型性の悪化をまねくことが問題
となっている。
他の衝撃強度改良方法として、PPにポリジメチルシロ
キサンを添加する方法がある(「ポリマーダイジェスト
J 1988年11月号106頁)。
しかしながら、本発明者らが確認したところによると、
PP100重量部にポリジメチルシロキサン3重量部を
添加しても耐衝撃性はほとんど改良されず、却って、曲
げ弾性率に代表される剛性が低下するという結果となっ
た。しかも、ポリジメチルシロキサンの添加により、P
Pが白化するという問題も生じた。
このように、従来の技術に示される化合物は、ポリオレ
フィン樹脂に添加しても衝撃強度はほとんど向上しない
か、又は衝撃強度は目的どおり改良されたとしても他の
物性が低下するという欠点を有している。したがって、
他の物性を低下させることなく、ポリオレフィン樹脂の
衝撃強度を向上させる添加剤の開発が強く望まれていた
(課題を解決するための手段) 本発明者らは、上記の課題を解決すべく各種のシロキサ
ン化合物を合成してPPへの添加効果を検討してきた。
その結果、特定の炭素数のアルキル基を有するポリジア
ルキルシロキサンが少量の添加でPPの剛性を低下させ
ることなる衝撃強度を著しく向上させることを見出した
。そして、上記特定の炭素数のアルキル基を有するポリ
ジアルキルシロキサンを合成するための原料として特定
の炭素数のアルキル基を有する環状ポリジアルキルシロ
キサン化合物が好適であること及び該化合物で新規物質
であることを見出し、本発明を提案するに至った。
即ち、本発明は、下記一般式(1) で示される環状ポリジアルキルシロキサン化合物である
上記一般式(I)中、R1及びR2は、炭素原子数が6
〜16のアルキル基である。炭素原子数が上記範囲外の
ときは、本発明の化合物を原料として得られるポリジア
ルキルシロキサンをPPに配合しても衝撃強度の改良が
不十分であり、PPの改質を十分に行なうことができな
い。R1及びR2で示されるアルキル基の炭素原子数は
上記の範囲であればよいが、特に6〜12の範囲である
ことが好ましい。R’及びR2で示されるアルキル基は
、直鎖及び分岐の区別なく用いることができる。
上記一般式〔I〕中、nは3又は4である。nが3又は
4以外の値の化合物は不安定であり、後述する製造方法
では得ることができない。
本発明の化合物の構造は次のような手段で確認すること
ができる。
(1)赤外吸収スペクトル(以下、IRと略す)の測定 一般式(1)で示される化合物のIRを測定すると、3
000cm−’ 〜2B50cm−’付近に脂肪族の炭
素−水素結合に基づく吸収が現れ、1120cm−’〜
100100O’付近にケイ素−酸素結合に基づく吸収
が現れる。また、また、r有機ケイ素化学」能田誠、大
河原六部 編p332  (表4.1.20)の5i−
0伸縮振動の帰属を用いて、一般式(1)で示される化
合物のnを決定できる。
(2)  ’H−核磁気共鳴スベクトル(以下、1HN
MRと略す) 一般式CI)で示される化合物の’H−NMRを測定す
ると、0.5〜0.7 ppm付近にケイ素に直結した
メチレン基の吸収が現れる。0.8〜1、 Oppr@
付近に末端メチル基の吸収が現れる。
1.2〜1.4 ppm付近にケイ素と直結結合してい
ないメチレン基の吸収が現れる。また、これらの吸収を
積分することにより、それぞれの基の比率が判明する。
後述する元素分子の結果と合せて勘案することにより一
般式(I)で示されるR1およびR2を決定できる。
(3)  ” ’ S i−核磁気共鳴スペクトル(以
下、!9;i−NMRと略す) 一般式CI)で示される化合物の29St −NMRを
測定すると、−10〜−23ppo+付近にSiの単一
の吸収が現れる。吸収が単一であることにより、分子内
には一種類のケイ素しかなく、環状構造であることがわ
かる。
(4)ゲルパーミェーションクロマトグラフィー(以下
、GPCと略す) 一般式CI)で示される化合物をGPCにより分子量を
測定すると、分子量600〜2000の間にシャープな
吸収が現れる。また、重量平均分子量(以下、Mwと略
す)と数平均分子量(以下Mnと略す)の比を求めるこ
とにより分子量の分布を知ることができる。
前記した’H−NMRの結果及び後述する元素分析の結
果と合せて勘案することにより一般式(1)で示される
nを決定できる。
(5)元素分析 一般式(1)で示される化合物の元素分析を行うことに
より、炭素および水素の重量百分率がわかる。
本発明の前記一般式(I)で示される化合物は、どのよ
うな方法で製造されてもよいが、特に次のような方法に
よって好適に製造される。
一般式(II) で示される化合物と水とを反応させる方法である。
上記一般式(II)の化合物は次のような方法によって
得ることができる。一般式(III)R’ CH−CH
z      (m )〔但し、R′は炭素原子数4〜
14のアルキル基である。〕 で示される同種または異種のオレフィンと、ジクロルシ
ランを塩化白金酸を触媒として反応させる方法である。
この反応は一般に無溶媒で行なわれるが、溶媒が存在し
てもさしつかえない。また、反応温度は一般にO″C〜
200°Cから選ばれる。
一般式(n)で示される化合物と水との反応比率は特に
制約はないが、一般に10=1〜1:lO(モル比)の
範囲が好ましい。この反応は、一般に有機溶媒を用いる
のが好ましい。該溶媒として好適に使用されるものを例
示すれば、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル
、ジn−ブチルエーテル等のエーテル類ニジエチルケト
ン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ア
セトフェノン、シクロヘキサノン等のケトン類;ベンゼ
ン、トルエン、キシレン、ヘキサン、ヘプタン、石油エ
ーテル、クロロホルム、塩化メチレン、塩化エチレン等
の芳香族又は脂肪族の炭化水素類あるいはハロゲン化炭
化水素があり、特にエーテル、ケトン類等の極性非水溶
媒が好適である。また、2種以上の溶媒を混合して使用
してもさしつかえない。
反応温度は、一般に0〜100°Cの範囲から採用され
る。
この反応においては、反応時間が得られる化合物の構造
を決定する。即ち、一般式(1)で示される化合物中、
n=3の化合物は反応時間を2時間以内、n=4の化合
物は反応時間を48時間以上とすることにより収率よく
得られる。
また、この反応においては副生物が生成することがあり
、この副生物が後の反応を阻害する場合には、溶媒抽出
や蒸留等の方法によって副生物を除去することが好まし
い。
次に、本発明の化合物の用途について説明する。
本発明の環状ポリジアルキルシロキサン化合物は、次式
〔■〕 Rj     R& R’−5i−0−5i−R’      〔IV)R5
R8 で示される化合物と混合した後、触媒と接触させること
により容易に重合して下記式(V)で示されるポリジア
ルキルシロキサンを生成する。
触媒としてはトリフルオロメタンスルホン酸、硫酸−三
酸化イオウ混合物、クロルスルホン酸、フルオロスルホ
ン酸等のハメット(Hamn+ett)の酸度関係が一
12以下の酸が好適に用いられる。触媒の使用量は一般
式(1)の化合物1モルに対して0.001〜1モルの
範囲であることが好ましい。
得られるポリジアルキルシロキサンの重合度は一般式(
1)で示される化合物と一般式(IV)で示される化合
物の仕込みモル比によって制御することができる。重合
温度は0°C〜80°Cの範囲から選ばれる。
一般式(V)で示される化合物は、ポリオレフィン樹脂
にごく少量添加することにより、該樹脂の剛性等の物性
を低下させることなく衝撃強度を著しく向上させること
ができ、従来の耐衝撃性改良剤には見られない特異な効
果を示す。具体的には、PP100重量部に対して一般
式(V)で示される化合物のうち、R’及びR2が共に
オクチル基である化合物を3重量部添加するとPPの衝
撃強度は一般式(V)で示される化合物を添加していな
いPPの衝撃強度に比べて4倍向上し、曲げ弾性率は変
化しない。一方、ポリジメチルシロキサンを上記と同量
添加した場合、PPの衝撃強度は無添加に比べて1.5
倍向上するが、曲げ弾性率は0.9倍に低下する。
このような特異な効果は、後述する実施例及び比較例の
対比で明らかなように、一般式(V)で示される化合物
のアルキル基の炭素原子数が6〜16の場合にのみ発現
される効果である。
(効 果) 本発明の一般式CI)で示される環状ポリジアルキルシ
ロキサン化合物を原料にして得られる一般式(V)で示
されるポリジアルキルシロキサンは、ポリオレフィン樹
脂の剛性等の物性を低下させることなく衝撃強度を著し
く向上させる。従って、ポリオレフィン樹脂の耐衝撃改
良剤の原料として本発明の環状ポリジアルキルシロキサ
ン化合物は有用な化合物である。
(実施例) 本発明を更に具体的に説明するため、以下実施例および
比較例をあげて説明するが、本発明はこれらの実施例に
なんら限定されるものではない。
なお、実施例および比較例中に示した樹脂の物性値は次
の方法によって測定した。
衝撃強度:  JIS K 7110 曲げ弾性率: JIS K 7203 熱時流動性: JIS K 7210 実施例1 ■−オクテン226gに塩化白金酸のイソプロピルアル
コール溶液(HzPtCl b  I Xl0−’mo
f /イソプロピルアルコールlll11)を0.1m
l加えた。この液を30°Cに加熱した後、ジクロルシ
ラン101gを5時間かけて導入し、■−オクテンとジ
クロルシランを反応させ、液状反応物327gを得た。
メチルイソブチルケトン(以下MIBKと略す)1iお
よび3規定の塩酸水溶液500mfを60°Cに加熱し
た。この混合溶液に前記操作で得た1−オクテンとジク
ロルシランの反応物327gを攪拌しながら約5分間で
添加し、更に60″Cで30分間攪拌をつづけ、加水分
解を行なった。室温まで冷却後、MIBK層を取り出し
純水で中性になるまで洗浄した。MIBKを除去した後
、反応生成物にアセトン11およびメチルアルコール1
1を加えた。
50°Cに加熱して10分間攪拌し、室温まで冷却し、
静置すると2層に分離した。下層を取り出し減圧乾燥し
、反応生成物189gを得た。該化合物は下記の種々の
測定結果により、ヘキサオクチル シクロトリシロキサ
ン(以下、Oc tD、と略す)であることを確認した
(1)IR 3000cm−’ 〜2850cm−’に脂肪族の炭素
−水素結合に基づく吸収、10010O5’にシロキサ
ンの環状3量体に特有の5i−0結合に基づく吸収が現
れる。
(2)  ’H−NMR(テトラメチルシラン基準、低
磁場を正として表した。) 0、56 ppmに5i−CHz−(CHz) 6−C
H3の5i−CHz−の吸収、0.88 ppmに5i
−CH2−(C1h) 6−CH3のCH,の吸収、1
.29 ppmに5i−CHz−(CHz) 6−CH
3の−(CH2)&−の吸収が現れる。
(3)  ”Si−NMR(テトラメチルシラン基準、
低磁場を正として表した) −10,7ppmに単一の環状シロキサンに基づく吸収
が現れる。
(41GPC 820であった。
(5)元素分析 この化合物の元素分析値は炭素70.93wtχ、水素
12.42wtX”i?あり、0ctD、 (7)理論
値テアル炭素?1.04wt!、水素12.67wtX
とよく一致シタ。
なお以下の実施例における生成物の構造も上記と同様な
手法で決定した。
実施例2 実施例1においてl−オクテンとジクロルシラン反応物
添加後の加熱攪拌時間を30分から48時間に変更した
以外はすべて実施例1と同様に行い、反応生成物241
gを得た。該生成物は下記の種々の測定結果により、オ
クタオクチルシクロテトラシロキサン(以下、0ctD
aと略す)であることを確認した。
(1)IR 3000cm−’ 〜2850cm−’に脂肪族の炭素
−水素結合に基づく吸収、108108O’にシロキサ
ンの5i−0の結合に基づく吸収が現れる。
(2)  ’H−NMR(テトラメチルシラン基準、低
磁場を正として表した。) 0、56 ppmに5i−CHz−(CHz) h−C
Hsの5i−CHz−の吸収、0.88 ppm+に5
i−CHz−(CHz) b−CHzのCH,の吸収、
1.29 ppmに5i−CHz−(CHz) 6−C
T。
の−(C)lz)b−の吸収が現れる。
(3)  ”Si−NMR(テトラメチルシラン基準、
低磁場を正として表した) −21,9ppmに単一の環状シロキサンに基づく吸収
が現れる。
(4)GPに のもの6Mwは1100であり、Mnも1100であっ
た。
(5)元素分析 この化合物の元素分析値は炭素71.02wtχ、水素
12.38阿12であり、0ctD、の理論値である炭
素71.04wtX、水素12.67wtXとよく一致
した。
実施例3 実施例1において、使用するオレフィンの種類、量およ
びオレフィンとジクロルシランの反応物添加後の加熱攪
拌温度、時間を表−1に示した種類及び値にした以外は
すべて実施例1と同様に行った。結果を表−1に示した
。なお表−l中、MwとMnは同じ値であったので、M
wの値のみを記述した。
実施例4 1−へキサデセン228gに実施例1で使用した塩化白
金酸のイソプロピルアルコール溶液を0.05mj2加
えた。この液を30°Cに加熱した後、ジクロルシラン
50gを3時間で導入し、1−へキサデセンとジクロル
シランを反応させ、反応生成物278gを得た。
門IBK1fおよび3規定の塩酸水溶液500mfを9
0″Cに加熱した。この混合溶液に前記操作で得たl−
へキサデセンとジクロルシランの反応物278gを撹拌
下に約5分間で加えた。90分後、MIBK層を取り出
し、中性になるまで約60°C以上の温水で洗浄した。
MIBに層を室温まで冷却すると、固体が析出したので
濾別し、減圧乾燥し、固体の生成物197gを得た。こ
のものの元素分析値は炭素77.59wt@、水素13
.36wtLl’あり、ヘキサヘキサデシルシクロトリ
シロキサンの理論値である炭素?7.65wtX、水素
13.44wtXとよく一致した。また、このものの分
子量をCPCで測定したところMwは1500であり、
Mnも1500であった。さらにIR。
’H−NMR,”St−NMR等の機器分析の結果を勘
案し、該生成物かへキサヘキサデシルシクロトリシロキ
サン(以下HexdDzと略す)であることを確認した
。゛ 実施例5 実施例4においてl−へキサデセンの代りに1−テトラ
デセン200gを使用した以外はすべて実施例4と同様
に行った。固体の生成物を154g得た。このものの元
素分析値は炭素76.47wtX。
水素13.25IIL2であり、ヘキサテトラデシルシ
クロトリシロキサンの理論値である炭素?6.63wt
X、水素13.32wt!とよく一致した。またこのも
のの分子量をGPCで測定したところ、Mwは1.30
0であり、Mnも1 、300であった。さらにIR,
IH−NMR,”St−NMR等の機器分析の結果を勘
案し、該化合物かへキサテトラデシルシクロトリシロキ
サン(以下TetdDiと略す)であることを確認した
実施例6 n−ヘキサン300nlを0°Cに冷却した後、ジクロ
ルシラン101gを導入した。この液に実施例1と同一
濃度の塩化白金酸のイソプロピルアルコール溶液を0.
1mf加えた。反応器内の温度ヲo ’c〜8 ’Cの
間に保ちつつ1−オクテン112gを3時間で滴下した
。次に反応器内の温度を20 ’C〜30℃に保ちつつ
、l−ヘキセン84gを3時間で滴下した。反応終了後
n−ヘキサンを除去し、1−ヘキセンおよび1−オクテ
ンとジクロルシランの反応物を297g得た。
MIBKI/!および3規定の塩酸水溶液500m1を
60″Cに加熱した。この混合溶液に前記操作で得たl
−ヘキセンおよび1−オクテンとジクロルシランの反応
物297gを攪拌下に約5分間で加え、加水分解を行っ
た。MIBK層を取り出し純水で中性になるまで洗浄し
た。MIBKを除去した後、反応器7i!物にアセトン
12およびメタノール11を加えた。50°Cに加熱し
、10分間攪拌した。静置すると2層に分離した。下層
を取り出して減圧乾燥し、反応器底物167gを得た。
このものの元素分析値は炭素69.28貨tX、水素1
2.38貨tXであり、1.3.5− トリへキシル−
13,5−トリオクチルシクロテトラシロキサンの理論
値である炭素69.36貨tX。
水素12.47貨tXとよく一致した。また、このもの
の分子量をGPCで測定したところMwは740であり
、Mnも740であった。IR,’H−NMR。
”Si −N M Rの結果も合せて勘案し、この化合
物が1.3.5−1−リムキシル−1,3,5−トリオ
クチルシクロテトラシロキサン(HexOctD3と略
す)であると確認した。
実施例7 実施例6において、オレフィンの種類、量および、オレ
フィンとジクロルシランの反応物添加後の加熱攪拌温度
、時間を下記表−2に示す種類及び値にした以外はすべ
て実施例6と同様に行った。
結果を表−2に示した。なお、表−2中MwとMnの値
は同じであったので−M”Wの値のみを記述した。
応用例1 実施例1で得られた0ctDs 150 gを40°C
に加熱し、ヘキサメチルジシロキサン150■、トリフ
ルオロメタンスルホン酸280■を加えて1′・6時間
重合させた。重合物中のトリフルオロメタンスルホン酸
は水で抽出して取り除いた。また、重合中に副生ずる低
分子化合物はMIBH−アセトン(MIBH/アセトン
−172容積比)混合溶液で抽出した。その後、重合物
を減圧乾燥し、重合物118gを得た。このものの分子
量をGPCで測定したところ、Mwは150,000 
、 Mnは95,000であった。
応用例2 応用例1において、0ctDs  150 gのかわり
に0ctDx  120 gと実施例2で得られた0c
tDa 40gの混合物を用いたほかは応用例1と同様
に反応および後処理を行い、重合物115gを得た。こ
のものの分子量をGPCで測定したところMwは140
.000 、Mnは93,000であった。
応用例3 応用例1において、ヘキサメチルジシロキサンの添加量
を下記表−3に示す値に変更した以外はすべて応用例1
と同様に反応および後処理を行った。結果を表−3に示
した。
表−3 *GPCで測定した。
応用例4 実施例3,6及び7で得られた環状ポリジアルキルシロ
キサン化合物を表−4に示す量用い、表4に示した重合
温度で重合を行なった他は応用例1及び応用例2と同様
にしてポリジアルキルシロキサンを得た。結果を表−4
に示した。
応用例5 実施例4で得られたHexdDz 100 gを80°
Cに加熱し、ヘキサメチルジシロキサン100■、トリ
フルオロメタンスルホン酸340■を加えて、1時間重
合させた。重合物中のトリフルオロメタンスルホン酸は
水で抽出して取り除いた。また、重合中に副生する低分
子化合物は60°C〜80°CのMIBKで抽出した。
重合物を減圧乾燥して、重合物40gを得た。このもの
の分子量をGPCで測定したところ、Mwは20,00
0、Mnは15,000であった。
応用例6 応用例5において、HexdD、の代りに実施例5で得
られたTetdDz 90 gを使用した以外はすべて
応用例5と同様な操作を行い、重合物を56g得た。
このものの分子量を測定したところ、−M”Wは85,
000Mnは56,000であった。
応用例7 応用例1で得られたポリジアルキルシロキサン3gとP
P(徳山曹達株式会社製MS−630) 100gを1
80 ’Cのロール機で5分間混練した。その後このP
PをJIS K675Bに従って成型した。成型された
PPの外観はポリジアルキルシロキサン無添加のPPと
同じであり、PPの白化は観察されなかった。
このものの衝撃強度を測定したところ、ポリジアルキル
シロキサン無添加のPPに比べて、強度が4倍に向上し
た。
このものの曲げ弾性率はポリジアルキルシロキサン無添
加のPPと同じであった。また、熱時流動性はポリジア
ルキルシロキサン無添加のPPと比べて1.5倍に向上
した。
応用例8 応用例1〜6で得られたポリジアルキルシロキサンを表
−5に示す量用いた他は応用例7と同様な操作を行い、
PPの物性を測定した。結果を表−5に示した。
比較例I エチレンプロピレンラバー(日本合或ゴム株式会社製E
PO2) 10 gとPP(徳山曹達株式会社製MS−
630) 100 gを180°Cのロール機で5分間
混練した。その後、JIS K6758に従って成型し
た。
成型されたPPの外観はエチレンプロピレンラバー無添
加のPPと同じであり、PPの白化は観察されなかった
このものの衝撃強度を測定したところ、エチレンプロピ
レンラバー無添加のPPと比較して、4倍に向上した。
しかし、曲げ弾性率は無添加PPの8割に低下した。ま
た、熱時流動性は無添加PPの7割にまで低下した。
比較例2 応用例7において、ポリジアルキルシロキサンの種類お
よび添加量を表−6に示すとおりにした以外は応用例7
と同様な操作を行い、PPの物性を測定した。結果を表
−6に示した。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図及び第3図は、実施例1で得られた本発
明の化合物の赤外吸収スペクトル、1H−核磁気共鳴ス
ペクトル及びZQSi−核磁気共鳴スペクトルを示し、
第4図、第5図及び第6図は、実施例2で得られた本発
明の化合物の赤外吸収スペクトル、′H−核磁気共鳴ス
ベクトル及び2951−核磁気共鳴スペクトルを示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 但し、R^1及びR^2は、夫々同種又は異種の炭素原
    子数6〜16のアルキル基であり、nは3又は4である
    。 で示される環状ポリジアルキルシロキサン化合物。
  2. (2)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 但し、R^1及びR^2は、夫々同種又は異種の炭素原
    子数6〜16のアルキル基である。 で示される化合物と水とを反応させることを特徴とする
    特許請求の範囲第(1)項記載の環状ポリジアルキルシ
    ロキサン化合物の製造方法。
JP31765689A 1989-12-08 1989-12-08 環状ポリジアルキルシロキサン化合物及びその製造方法 Pending JPH03181489A (ja)

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JP31765689A JPH03181489A (ja) 1989-12-08 1989-12-08 環状ポリジアルキルシロキサン化合物及びその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001206949A (ja) * 2000-01-28 2001-07-31 Dow Corning Toray Silicone Co Ltd 環状シロキサンの製造方法

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