JPH064701B2 - Method for producing organosilicon polymer - Google Patents

Method for producing organosilicon polymer

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JPH064701B2
JPH064701B2 JP27564687A JP27564687A JPH064701B2 JP H064701 B2 JPH064701 B2 JP H064701B2 JP 27564687 A JP27564687 A JP 27564687A JP 27564687 A JP27564687 A JP 27564687A JP H064701 B2 JPH064701 B2 JP H064701B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は有機ケイ素重合体の製造方法に関し、詳しくは
ポリシランを原料として、これを熱分解重縮合してポリ
カルボシランを得るに際し、高い収率を有し、かつ炭化
ケイ素繊維の原料として好適な有機ケイ素重合体の製造
方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing an organosilicon polymer, and more specifically, when polysilane is used as a raw material to obtain polycarbosilane by thermal decomposition polycondensation, a high yield is obtained. The present invention relates to a method for producing an organosilicon polymer having a high index and suitable as a raw material for silicon carbide fibers.

[従来の技術] 従来より、ポリジメチルシラン等の有機ケイ素化合物を
熱分解重縮合させてポリカルボシラン等の有機ケイ素重
合体を製造する方法が知られており、例えば特開昭52-1
12700号公報、特開昭54-83099号公報、特開昭58-63724
号公報、特開昭56-110733号公報、特開昭59-49234号公
報等が提案され、これらポリカルボシラン等の有機ケイ
素重合体は焼成することにより炭化ケイ素が得られるこ
とから、繊維、フィルム、焼結結合材等として幅広い用
途に利用されている。
[Prior Art] Conventionally, a method for producing an organosilicon polymer such as polycarbosilane by thermally decomposing and polycondensing an organosilicon compound such as polydimethylsilane has been known.
12700, JP 54-83099, JP 58-63724
JP, JP-A-56-110733, JP-A-59-49234 and the like are proposed, since these organic silicon polymers such as polycarbosilane can be obtained by firing silicon carbide, fiber, Widely used as films, sintered binders, etc.

しかしながら、従来より得られているポリカルボシラン
等の有機ケイ素重合体は、収率、炭化ケイ素繊維の原料
としての分子量、転移率等の特性、製造装置が複雑化ま
たは大規模化する等の点で必ずしも満足のいくものでは
なかった。
However, conventionally obtained organosilicon polymers such as polycarbosilane are characterized in that the yield, the molecular weight as a raw material of silicon carbide fibers, the characteristics such as the transition rate, the production apparatus becomes complicated or the scale becomes large, and the like. It was not always satisfactory.

例えば、特開昭52-112700号公報において、常圧下で行
なった場合には、収率が低く(同公報実施例7)、また
密閉下で行なった場合には、圧力が高く、製造装置が高
価であり、反応時間が長いという問題があった(同公報
実施例2)。
For example, in JP-A-52-112700, the yield is low when carried out under normal pressure (Example 7 of the publication), and the pressure is high when carried out under closed condition, and the production apparatus is There is a problem that it is expensive and the reaction time is long (Example 2 of the same publication).

また、特開昭54-83099号公報に記載の方法は、2つの工
程にわたり操作が煩雑であるばかりでなく、特に高圧下
で行なう場合には、製造装置が高価になる。また、その
実施例によれば、第2工程はすべて数%の空気を系内に
連続的に供給しているために得られたポリカルボシラン
中に酸素が含有され、ポリカルボシランを紡糸、不融化
したのち、熱処理して炭化ケイ素繊維とした場合に特性
が低下する。さらに、実施例で得られたポリシランの分
子量では炭化ケイ素の連続繊維になりうるものではな
い。特開昭58-63724号公報においては、粉体を加熱して
いるため、伝熱効率が悪く、局部加熱が生起するほか、
二槽を用いるため製造装置が大規模化する。
Further, the method described in Japanese Patent Laid-Open No. 54-83099 is not only complicated in operation in two steps, but also the manufacturing apparatus becomes expensive especially when the method is performed under high pressure. In addition, according to the example, oxygen is contained in the polycarbosilane obtained by continuously supplying several percent of air into the system in the second step, and polycarbosilane is spun, When the silicon carbide fiber is heat-treated after being infusibilized, the characteristics are deteriorated. Furthermore, the molecular weight of the polysilanes obtained in the examples cannot be continuous fibers of silicon carbide. In JP-A-58-63724, since the powder is heated, heat transfer efficiency is poor and local heating occurs, and
Since two tanks are used, the manufacturing equipment becomes large-scale.

一方、特開昭56-110733号公報に記載の方法は、生成し
た低分子量のポリシランを回収して、ポリシランに混合
し、触媒を共存させ常圧下で反応させるものであるが、
ポリボロシロキサンのような触媒を使用しているため、
得られるポリカルボシランは炭化ケイ素繊維の原料とし
て好ましいものではなく、またポリボロシロキサンの合
成は煩雑である。さらに、特開昭59-49234号公報には、
環状または鎖状のポリシランを熱分解重縮合し、低分子
量の重合体を得、これをさらに重合して高分子量の重合
体とする方法が記載されているが、低分子量の重合体を
さらに重合する際に、常圧下で行なっても低分子量の重
合体の沸点が低いため、系内の温度が上昇せず、重合が
困難となる。また、このような低分子量の重合体をさら
に重合せずに、出発原料である環状または鎖状のポリシ
ランと混合しても、最終的な高分子量の重合体であるポ
リカルボシランの収率は向上しない。
On the other hand, the method described in JP-A-56-110733 is a method of recovering the produced low-molecular weight polysilane, mixing it with polysilane, and reacting under normal pressure in the presence of a catalyst.
Since a catalyst such as polyborosiloxane is used,
The obtained polycarbosilane is not preferable as a raw material for the silicon carbide fiber, and the synthesis of polyborosiloxane is complicated. Further, in JP-A-59-49234,
A method for obtaining a low molecular weight polymer by subjecting a cyclic or chain polysilane to thermal decomposition polycondensation and further polymerizing this to a high molecular weight polymer is described, but a low molecular weight polymer is further polymerized. At this time, even if it is carried out under normal pressure, the boiling point of the low molecular weight polymer is low, so that the temperature in the system does not rise and the polymerization becomes difficult. Further, even if such a low molecular weight polymer is not further polymerized and mixed with a cyclic or chain polysilane that is a starting material, the yield of the final high molecular weight polymer, polycarbosilane, is Does not improve.

[発明が解決しようとする問題点] 本発明は上述のような問題点に鑑みてなされたものであ
り、高い収率を有し、かつ炭化ケイ素繊維の原料として
好適なポリカルボシランを得る安価な有機ケイ素重合体
の製造方法を提供することにある。
[Problems to be Solved by the Invention] The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has a high yield and is inexpensive to obtain polycarbosilane suitable as a raw material for silicon carbide fibers. Another object of the present invention is to provide a method for producing a novel organic silicon polymer.

本発明のこの目的は、次に示す有機ケイ素重合体の製造
方法により達成される。
This object of the present invention is achieved by the following method for producing an organosilicon polymer.

[問題点を解決するための手段および作用] すなわち本発明は、ポリシランを原料として、これを熱
分解重縮合してポリカルボシランを得る有機ケイ素重合
体の製造方法において、酸素を含まない雰囲気下で系内
を置換した後に、圧力調節弁により系内の圧力を2〜10
kg/cm2に保ち、熱分解重縮合反応中に副生するガスを
部分凝縮器によって気液分離し、分離された気体を連続
的に除去すると共に、分離された液体を反応系内に戻す
ことを特徴とする炭化ケイ素繊維の前駆体となる数平均
分子量1000〜5000の有機ケイ素重合体の製造方法にあ
る。
[Means and Actions for Solving Problems] That is, according to the present invention, in a method for producing an organosilicon polymer in which polysilane is used as a raw material and is pyrolyzed and polycondensed to obtain polycarbosilane, an atmosphere containing no oxygen is used. After replacing the inside of the system with, adjust the pressure in the system to 2-10 with the pressure control valve.
Keeping kg / cm 2 , the gas by-produced during the thermal decomposition polycondensation reaction is separated into gas and liquid by the partial condenser, and the separated gas is continuously removed and the separated liquid is returned to the reaction system. A method for producing an organosilicon polymer having a number average molecular weight of 1000 to 5000, which is a precursor of silicon carbide fibers.

本発明において原料となるポリシランは、示性式(1)
で示される環状ポリシラン (但し、n≧4の整数、R1,R2はそれぞれアルキル
基、アリール基、アリル基を表す) または示性式(2)で示される鎖状ポリシラン (但し、m≧2の整数、R1,R2は前記に同じ、R3
4はそれぞれ水素原子、アルキル基、アリール基、ア
リル基、塩素、水酸基、メトキシ基を表す) 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
化合物である。原料の反応容器への仕込みは、不活性ガ
ス雰囲気下で、最初に全量仕込んでも良いが、フィーダ
を用いて少量ずつ供給することが望ましい。さらに、フ
ィーダを加熱し、原料を予熱して供給すれば良い。さら
に望ましくは、フィーダ内部で原料を溶融しながら供給
することである。フィーダを用いないで嵩高い原料を一
度に仕込んで撹拌、加熱した場合、伝熱効率が悪く、局
部加熱を生じ品質および収率を低下させ、装置も大型化
する。これに対して、フィーダを用いることによって、
反応の制御が容易で、反応容器を小さくすることができ
る。さらに、加熱溶融した状態で原料を供給すれば、こ
の効果が高まり、さらに好都合である。
The polysilane used as a raw material in the present invention is represented by the formula (1)
Cyclic polysilane represented by (However, integers of n ≧ 4, R 1 and R 2 respectively represent an alkyl group, an aryl group and an allyl group) or a chain polysilane represented by the formula (2). (However, an integer of m ≧ 2, R 1 and R 2 are the same as above, R 3 and
R 4 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, an allyl group, chlorine, a hydroxyl group, or a methoxy group), and is an organosilicon compound having a polysilane skeleton. The raw materials may be charged into the reaction vessel in an inert gas atmosphere at first, but it is preferable to supply them in small amounts using a feeder. Further, the feeder may be heated and the raw material may be preheated and supplied. More preferably, the raw material is supplied while being melted inside the feeder. When a bulky raw material is charged at one time without using a feeder and stirred and heated, the heat transfer efficiency is poor, local heating occurs, quality and yield are reduced, and the apparatus becomes large. On the other hand, by using a feeder,
The reaction can be easily controlled and the reaction vessel can be made small. Further, if the raw material is supplied in a state of being heated and melted, this effect is enhanced, which is more convenient.

次に、反応容器を密閉した後、加熱してポリシランの熱
分解を行ない、生成した熱分解成分を重縮合させるが、
この場合、重縮合反応の継続に伴なって副生するモノシ
ラン類や低分子量のケイ素化合物等がガスとして生成す
る。そこで、本発明においては、圧力調節弁により系内
の圧力を2〜10kg/cm2、好ましくは3〜8kg/cm2に保
持し、部分凝縮器によって副生するガスを気液分離し
て、分離された気体を圧力調節弁によって連続的に除去
すると共に、分離された液体を系内に戻す。
Next, after sealing the reaction container, the polysilane is heated to perform thermal decomposition, and the generated thermal decomposition component is polycondensed.
In this case, monosilanes, low molecular weight silicon compounds, and the like, which are by-produced as the polycondensation reaction continues, are generated as a gas. Therefore, in the present invention, 2 to 10 kg / cm 2 pressure in the system by a pressure regulating valve, preferably held in 3~8kg / cm 2, the gas by-produced by the partial condenser and gas-liquid separation, The separated gas is continuously removed by the pressure control valve, and the separated liquid is returned to the system.

このように、部分凝縮器において副生したガスを気液分
離するのは、副生したガス中の反応に寄与するケイ素原
子数2以上のケイ素化合物を液体として系内に戻し、反
応に寄与しないシラン、モノアルキルシラン、ジアルキ
ルシラン、トリアルキルシラン、テトラアルキルシラン
等のモノシランや水素等を気体として系外に排出するた
めである。ここに用いられる部分凝縮器としては、充填
塔やパーシャルコンデンサが特に好ましい。このような
部分凝縮器を用いることによって収率が大巾に向上す
る。
Thus, gas-liquid separation of the by-produced gas in the partial condenser returns the silicon compound having two or more silicon atoms, which contributes to the reaction in the by-produced gas, to the system as a liquid and does not contribute to the reaction. This is because monosilane such as silane, monoalkylsilane, dialkylsilane, trialkylsilane, and tetraalkylsilane, hydrogen, and the like are discharged as a gas out of the system. As the partial condenser used here, a packed column or a partial condenser is particularly preferable. The yield is greatly improved by using such a partial condenser.

前記部分凝縮器の制御は、モノシラン類とケイ素原子数
2以上の化合物との間には沸点差があり、反応圧力によ
る異なるが、その沸点差の範囲、例えば、ポリジメチル
シランを原料として、5kg/cm2の反応圧力の場合、50か
ら100℃、好ましくは、60℃から95℃の間で制御するの
が好ましい。
Regarding the control of the partial condenser, there is a boiling point difference between the monosilane and the compound having two or more silicon atoms, and although it depends on the reaction pressure, the range of the boiling point difference, for example, 5 kg using polydimethylsilane as a raw material. For reaction pressures of / cm 2 , it is preferred to control between 50 and 100 ° C, preferably between 60 ° C and 95 ° C.

また、気液分離したモノシラン類、水素等の気体を連続
的に除去して系内を上記範囲に制御するのは、圧力が上
昇するとポリカルボシランの生成反応を阻害するためで
あり、このように系内を特定の範囲の圧力に制御して反
応を行なうことにより、発生したシリレンの挿入反応が
促進されると推測され、収率が向上する。このような系
内の保圧は、反応容器に付けられた部分凝縮器の上部に
設けられた圧力調節弁を用い、これによって連続的に気
体を除去することによってなされる。ここにおいて、反
応圧力を10kg/cm2より高くすればポリカルボシランへ
の転移反応が相対的に遅れると推測されSi−Si結合
が多くなり炭化ケイ素繊維の品質が低下する。また、圧
力が2kg/cm2未満であるとポリカルボシランの収率が
低下する。本発明における熱分解重縮合反応は、上記反
応の低圧で行なうため、装置の設計が容易で、しかも安
価である。反応温度は300℃〜550℃が好適である。
In addition, the reason why the gas such as monosilanes and hydrogen separated by gas-liquid separation is continuously removed to control the inside of the system to the above range is that the production reaction of polycarbosilane is inhibited when the pressure rises. It is presumed that the reaction of controlling the inside of the system to a pressure within a specific range promotes the insertion reaction of the generated silylene, and the yield is improved. The holding pressure in such a system is achieved by continuously removing gas by using a pressure control valve provided on the upper part of the partial condenser attached to the reaction vessel. Here, if the reaction pressure is set higher than 10 kg / cm 2 , it is presumed that the transfer reaction to polycarbosilane is relatively delayed, and the Si—Si bonds increase to deteriorate the quality of the silicon carbide fiber. If the pressure is less than 2 kg / cm 2 , the yield of polycarbosilane will decrease. Since the thermal decomposition polycondensation reaction in the present invention is carried out at a low pressure in the above reaction, the device design is easy and the cost is low. The reaction temperature is preferably 300 ° C to 550 ° C.

反応温度が550℃を越えた場合、反応速度が過大となり
炭化ケイ素繊維用としての分子量に制御することが難し
い。また気液分離を行ないながら反応を進めるために、
徐々に昇温する必要がある。
When the reaction temperature exceeds 550 ° C, the reaction rate becomes too high, and it is difficult to control the molecular weight for silicon carbide fiber. In order to proceed the reaction while performing gas-liquid separation,
It is necessary to raise the temperature gradually.

このように熱分解重縮合反応を行なった後、熱分解重縮
合された生成物をn−ヘキサン、トルエン、キシレン等
の溶剤に溶解させ、不純物を濾過し、溶剤を留去し、さ
らに例えば300℃、3mmHgの条件で減圧濃縮することに
より、炭化ケイ素繊維の前駆体として好ましい分子量を
有するポリカルボシランが高収率で得られる。
After carrying out the thermal decomposition polycondensation reaction in this way, the thermal decomposition polycondensation product is dissolved in a solvent such as n-hexane, toluene, xylene, etc., impurities are filtered off, and the solvent is distilled off. By concentrating under reduced pressure at 3 ° C. and 3 mmHg, polycarbosilane having a preferable molecular weight as a precursor of silicon carbide fibers can be obtained in high yield.

この減圧蒸留において留出される低分子量のポリカルボ
シランは、原料であるポリシランと所望の割合で混合さ
れ、ポリカルボシラン製造用の原料とされることが望ま
しい。特に、低分子量のポリカルボシランを200〜500℃
に予熱している中に、ポリシランを徐々にフィーダによ
って供給することによって、ポリシランの嵩高さに起因
する反応容器を大きくしなければならない等の欠点が解
決される。
The low molecular weight polycarbosilane distilled in this vacuum distillation is preferably mixed with the raw material polysilane at a desired ratio to be used as a raw material for producing polycarbosilane. In particular, low molecular weight polycarbosilane at 200-500 ℃
By gradually supplying the polysilane by the feeder during the preheating, the disadvantages such as the necessity of enlarging the reaction vessel due to the bulkiness of the polysilane are solved.

この低分子量のポリカルボシランを原料に再利用するこ
とによって、炭化ケイ素繊維に適した特性を有するポリ
カルボシランが得られるのみならず、収率が向上する。
ここで再び副生する低分子量の有機ケイ素化合物は、上
記と同様の反応を繰返せばよい。
By reusing this low molecular weight polycarbosilane as a raw material, not only a polycarbosilane having properties suitable for silicon carbide fibers can be obtained, but also the yield is improved.
The low molecular weight organosilicon compound that is by-produced again here may be subjected to the same reaction as above.

ここで炭化ケイ素繊維前駆体としてのポリカルボシラン
の特性は数平均分子量1000〜5000が必要である。数平均
分子量が5000を超えると溶融紡糸が不可能であ、数平均
分子量が1000未満では溶融紡糸は可能であるが、融着し
て不融化が難しい。
Here, the properties of polycarbosilane as a silicon carbide fiber precursor require a number average molecular weight of 1000 to 5000. If the number average molecular weight exceeds 5,000, melt spinning is impossible, and if the number average molecular weight is less than 1000, melt spinning is possible, but fusion and infusibilization are difficult.

本発明の製造方法に用いられる好ましい装置の一例を第
1図に示す。第1図において、1は反応容器、2は圧力
調節弁、3はパーシャルコンデンサー、4はフィダーを
それぞれ示す。
An example of a preferable apparatus used in the manufacturing method of the present invention is shown in FIG. In FIG. 1, 1 is a reaction vessel, 2 is a pressure control valve, 3 is a partial condenser, and 4 is a feeder.

[実施例] 以下、本発明を実施例に基づき、さらに詳細に説明す
る。
[Examples] Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on Examples.

実施例1 第1図に示す様な、圧力調節弁、パーシャルコンデンサ
ー及びフィーダを有する容積1のステンレス製反応容
器に原料であるポリジメチルシラン300gを予熱せずに
入れ、反応容器を密閉し系内を窒素で置換した。次に、
反応容器を外部より加熱しポリジメチルシランの熱分解
重縮合反応を開始させた。ここで加熱反応により発生し
たガスは50から100℃に設定されたパーシャルコンデン
サーでモノシラン等の気体とケイ素原子数2以上のケイ
素化合物の液体に気液分離され、冷却された液体は再び
系内に戻される。一方、モノシラン、水素等の気体は5
kg/cm2に設定された圧力調節弁により系外に除かれ系
内の圧力は常に5kg/cm2以下に保たれる。徐々に470℃
まで昇温し、その温度で6時間保持した後に生成物をn
−ヘキサンに溶解させ、不純物を濾過し、n−ヘキサン
を留去した。さらに300℃、3mmHgで減圧蒸留を行なっ
たところ低分子量の有機ケイ素化合物30gと融点210
℃、数平均分子量1300のポリカルボシラン180gを得
た。収率は60%であった。また、このものの赤外吸収ス
ペクトルの1350cm-1(Si−CH2−Si結合の変角吸
収)と1250cm-1(Si−CH3の変角吸収)との吸光度
比IR1350/1250によりケイ素−炭素骨格の形成度を求
めるとIR1350/1250=0.155であった。これよりポリカ
ルボシランへの転移度は96%以上と推定される。
Example 1 As shown in FIG. 1, 300 g of polydimethylsilane as a raw material was put into a reaction vessel made of stainless steel having a pressure control valve, a partial condenser and a feeder and having a volume of 1 without preheating, and the reaction vessel was closed and the system was closed. Was replaced with nitrogen. next,
The reaction vessel was heated from the outside to start the thermal decomposition polycondensation reaction of polydimethylsilane. The gas generated by the heating reaction is gas-liquid separated into a gas such as monosilane and a liquid of a silicon compound having 2 or more silicon atoms in a partial condenser set at 50 to 100 ° C, and the cooled liquid is returned to the system again. Will be returned. On the other hand, gases such as monosilane and hydrogen are 5
It is removed outside the system by the pressure control valve set to kg / cm 2 and the pressure inside the system is always kept below 5 kg / cm 2 . Gradually 470 ℃
The product is heated to n
-Dissolved in hexane, filtered off impurities and evaporated n-hexane. Further, vacuum distillation was carried out at 300 ° C. and 3 mmHg to give 30 g of a low molecular weight organosilicon compound and a melting point of 210.
180 g of polycarbosilane having a number average molecular weight of 1,300 was obtained. The yield was 60%. Further, the silicon by absorbance ratio IR1350 / 1250 and 1350 cm -1 in the infrared absorption spectrum of the (deformation absorption of Si-CH 2 -Si bonds) and 1250 cm -1 (deformation absorption of Si-CH 3) - carbon The degree of skeleton formation was calculated to be IR1350 / 1250 = 0.155. From this, the degree of transfer to polycarbosilane is estimated to be 96% or more.

次に、上記で得られたポリカルボシランを溶融紡糸装置
を用いて340℃に加熱し、モノホールの口金から200m/mi
nの速度で空気中に溶融紡糸して直径14μの繊維状物と
した後、加熱炉中において空気中で室温から10℃/hrで
昇温し、170℃に2時間保持して不融化を行ない、次に
この不融化した繊維を加熱炉に入れ、窒素ガス中で1200
℃まで10時間かけて昇温加熱し、1200℃に2時間保持し
て焼成を行なったところ、黒色で光沢のある直径が10μ
mの炭化ケイ素繊維が得られ、このものは引張強度280kg
/mm2、引張弾性率20.5トン/mm2であった。
Next, the polycarbosilane obtained above was heated to 340 ° C. using a melt spinning device, and 200 m / mi from the monohole die.
After melt-spinning in air at a speed of n to form a fibrous material with a diameter of 14μ, the temperature is raised from room temperature to 10 ° C / hr in air in a heating furnace and maintained at 170 ° C for 2 hours to infusibilize. Then, put the infusibilized fiber in a furnace and put it in nitrogen gas for 1200
When heated up to 10 ℃ for 10 hours and held at 1200 ℃ for 2 hours, firing was performed, and the diameter was 10μ
m silicon carbide fiber is obtained, which has a tensile strength of 280 kg.
/ Mm 2 , and the tensile elastic modulus was 20.5 tons / mm 2 .

実施例2 実施例1と同じ装置を用いて、最初にポリジメチルシラ
ン250gを反応容器に、フィーダに250gを仕込み系内を
2ガスで置換後、反応容器及びフィーダの加熱を始め
昇温した。反応容器内の原料が250〜350℃まで加熱され
溶融し体積の減少が始まったならば、フィーダにより20
0℃程度に予熱された原料の供給を始めた。3時間程度
で供給が終了し、再び反応容器を昇温し実施例1と同様
の操作を行なった。
Example 2 Using the same apparatus as in Example 1, first, 250 g of polydimethylsilane was charged into a reaction vessel and 250 g was charged into a feeder, the system was replaced with N 2 gas, and then heating of the reaction vessel and the feeder was started to raise the temperature. . If the raw materials in the reaction vessel are heated to 250-350 ℃ and melted and the volume starts to decrease,
The supply of raw material preheated to about 0 ° C was started. The supply was completed in about 3 hours, the temperature of the reaction vessel was raised again, and the same operation as in Example 1 was performed.

その結果300gのポリカルボシランを得た。収率は60%
である。得られたポリカルボシランは数平均分子量で13
00、融点211℃、IR1350/1250=0.155であった。これ
よりポリカルボシランへの転移度は96%と推定できる。
実施例1と同様に炭化ケイ素繊維とした。その結果、特
性は実施例1と同等であった。
As a result, 300 g of polycarbosilane was obtained. 60% yield
Is. The resulting polycarbosilane has a number average molecular weight of 13
00, melting point 211 ° C., IR1350 / 1250 = 0.155. From this, it can be estimated that the degree of transfer to polycarbosilane is 96%.
A silicon carbide fiber was prepared in the same manner as in Example 1. As a result, the characteristics were the same as in Example 1.

実施例3 実施例2と同様に、フィーダを約400℃まで加熱して試
験を行なったが、この時に原料を溶融して供給したとこ
ろ、供給が30分で終了した。また、その後、実施例1と
同様な操作を行ない305gのポリカルボシランを得た。
収率は61%であった。得られたポリカルボシランは数平
均分子量1300、融点210℃、IR1350/1250=0.155であ
った。実施例1と同様に炭化ケイ素繊維とした。その結
果、特性は実施例1と同等であった。
Example 3 As in Example 2, the feeder was heated to about 400 ° C. and tested, but when the raw materials were melted and fed at this time, the feeding was completed in 30 minutes. After that, the same operation as in Example 1 was performed to obtain 305 g of polycarbosilane.
The yield was 61%. The resulting polycarbosilane had a number average molecular weight of 1300, a melting point of 210 ° C., and IR1350 / 1250 = 0.155. A silicon carbide fiber was prepared in the same manner as in Example 1. As a result, the characteristics were the same as in Example 1.

実施例4 実施例1にて得られた低分子量の有機ケイ素化合物30g
を仕込んだ後に、300℃まで反応容器を加熱し、実施例
3と同様に溶融した原料500gを連続的に1時間で供給
し、供給終了後、再び加熱昇温し、470℃、8時間反応
を行なった。その結果320gのポリカルボシランを得
た。収率は64.0%であった。得られたポリカルボシラン
は数平均分子量1250、融点208℃、IR1350/1250=0.16
0であった。これよりポリカルボシランへの転移度は99
%と推定できる。実施例1と同様に炭化ケイ素繊維とし
た。その結果、特性は実施例1と同等であった。
Example 4 30 g of the low molecular weight organosilicon compound obtained in Example 1
After charging, the reaction vessel was heated to 300 ° C., 500 g of the melted raw material was continuously fed in 1 hour in the same manner as in Example 3, and after the end of feeding, the temperature was raised again by heating, and the reaction was carried out at 470 ° C. for 8 hours. Was done. As a result, 320 g of polycarbosilane was obtained. The yield was 64.0%. The resulting polycarbosilane had a number average molecular weight of 1250, a melting point of 208 ° C., IR1350 / 1250 = 0.16.
It was 0. From this, the degree of transition to polycarbosilane is 99.
It can be estimated as%. A silicon carbide fiber was prepared in the same manner as in Example 1. As a result, the characteristics were the same as in Example 1.

実施例5 ジフェニルジクロルシラン20wt%とジメチルジクロルシ
ラン80wt%からなるものを金属ナトリウムを用いて脱ク
ロル化反応を行ない、得られたポリシラン化合物300g
を原料として、実施例1と同様に反応を行なった後、実
施例1と同様な処理を行なった。その結果、フェニル基
を含んだポリカルボシラン化合物(平均分子量2500)18
2gが得られた。収率は61%であった。このものを実施
例1と同様に、溶融紡糸を行なった後に、炭化ケイ素繊
維とし、繊維特性を測定したところ、引張強度285kg/m
m2、引張弾性率20.0トン/mm2の結果を得た。
Example 5 300 g of polysilane compound obtained by dechlorinating 20% by weight of diphenyldichlorosilane and 80% by weight of dimethyldichlorosilane with sodium metal
After using the above as a raw material to carry out a reaction in the same manner as in Example 1, the same treatment as in Example 1 was performed. As a result, a polycarbosilane compound containing a phenyl group (average molecular weight 2500) 18
2 g were obtained. The yield was 61%. This product was melt-spun in the same manner as in Example 1 to obtain silicon carbide fiber, and the fiber characteristics were measured. Tensile strength of 285 kg / m
Results of m 2 and tensile modulus of 20.0 ton / mm 2 were obtained.

実施例6 ドデカメチルシクロヘキサシラン 300gを原料として、実施例1と同様に反応を行なっ
た。その結果190gのポリカルボシランが得られた。収
率は63.3%であった。このものを実施例1と同様に炭化
ケイ素繊維として、繊維特性を測定したところ、引張強
度290kg/mm2、引張弾性率21.0トン/mm2であった。
Example 6 Dodecamethylcyclohexasilane A reaction was carried out in the same manner as in Example 1 using 300 g of the raw material. As a result, 190 g of polycarbosilane was obtained. The yield was 63.3%. When this fiber was used as a silicon carbide fiber in the same manner as in Example 1 and the fiber characteristics were measured, the tensile strength was 290 kg / mm 2 , and the tensile elastic modulus was 21.0 ton / mm 2 .

比較例1 容積2の誘導回転式ステンレス製オートクレーブに原
料であるポリジメチルシラン300gを入れ、オートクレ
ーブを密閉し系内を窒素で置換した。次に、オートクレ
ーブを外部より加熱しポリジメチルシランの熱分解重縮
合反応を開始させ、458℃で5.7時間反応を行なった。反
応終了時の圧力は60kg/cm2であった。次に反応生成物
に実施例1と同様な処理を施し融点195℃、数平均分子
量1350のポリカルボシラン145gを得た。収率は48.3%
であった。このもののIR1350/1250=0.130であった。
これよりポリカルボシランへの転移度は80%と推定でき
る。
Comparative Example 1 300 g of polydimethylsilane as a raw material was placed in an induction rotating stainless steel autoclave having a volume of 2, the autoclave was closed, and the system was replaced with nitrogen. Next, the autoclave was externally heated to start the thermal decomposition polycondensation reaction of polydimethylsilane, and the reaction was carried out at 458 ° C for 5.7 hours. The pressure at the end of the reaction was 60 kg / cm 2 . Then, the reaction product was treated in the same manner as in Example 1 to obtain 145 g of polycarbosilane having a melting point of 195 ° C. and a number average molecular weight of 1350. Yield 48.3%
Met. This product had IR1350 / 1250 = 0.130.
From this, it can be estimated that the degree of transfer to polycarbosilane is 80%.

次に、上記で得られたポリカルボシランを実施例1と同
様にして溶融紡糸を行なったところ、黒色で光沢のある
直径が10μmの炭化ケイ素繊維が得られ、このものは引
張強度228kg/mm2、引張弾性率18トン/mm2であった。
Next, the polycarbosilane obtained above was melt-spun in the same manner as in Example 1 to obtain a black and glossy silicon carbide fiber having a diameter of 10 μm, which had a tensile strength of 228 kg / mm. 2 , the tensile elastic modulus was 18 tons / mm 2 .

比較例2 水冷の還流部を有するガラス製反応容器に原料であるポ
リジメチルシラン300gを入れ、所定の温度にまで昇温
後、1気圧の窒素気流下で熱分解重縮合反応を開始さ
せ、455℃で12時間反応を行なった。次に反応生成物に
実施例1と同様な処理を施し融点256℃、数平均分子量1
368のポリカルボシラン99gを得た。収率は33%と低率
であった。このもののIR1350/1250=0.155であった。
これよりポリカルボシランへの転移度は96%と推定でき
る。
Comparative Example 2 300 g of polydimethylsilane as a raw material was placed in a glass reaction vessel having a water-cooled reflux section, heated to a predetermined temperature, and then a thermal decomposition polycondensation reaction was started under a nitrogen stream of 1 atm. The reaction was carried out at ℃ for 12 hours. Then, the reaction product was treated in the same manner as in Example 1 to give a melting point of 256 ° C. and a number average molecular weight of 1
368 polycarbosilane 99g was obtained. The yield was as low as 33%. This product had IR1350 / 1250 = 0.155.
From this, it can be estimated that the degree of transfer to polycarbosilane is 96%.

比較例3 実施例1における装置のパーシャルコンデンサーを取り
はずした以外は、実施例1と同様に原料ポリジメチルシ
ラン300gを仕込み、反応を行なった。その結果、内圧
が5kg/cm2に到達すると、気体の放出が始まったが、
同時に反応に寄与すると思われるSi数2以上の化合物
も留出してしまった。実施例1と同様に、470℃、6時間
反応を行なった後に生成物をn−ヘキサンに溶解し、濾
過した後に、減圧蒸留を行なった。収量は129gであ
り、収率は43%であった。
Comparative Example 3 In the same manner as in Example 1, except that the partial condenser of the apparatus in Example 1 was removed, 300 g of raw material polydimethylsilane was charged and the reaction was carried out. As a result, when the internal pressure reached 5 kg / cm 2 , gas began to be released,
At the same time, a compound having a Si number of 2 or more, which seems to contribute to the reaction, was also distilled out. In the same manner as in Example 1, the reaction was carried out at 470 ° C. for 6 hours, the product was dissolved in n-hexane, filtered, and then distilled under reduced pressure. The yield was 129 g, and the yield was 43%.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明の有機ケイ素重合体の製造
方法によれば、高い収率を有し、炭化ケイ素繊維の原料
として好適なポリカルボシランを安価に得ることができ
る。
[Effects of the Invention] As described above, according to the method for producing an organosilicon polymer of the present invention, polycarbosilane having a high yield and suitable as a raw material for silicon carbide fibers can be obtained at low cost. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、本発明の有機ケイ素重合体の製造方法に用い
られる装置の一例を示す概略図である。 1:反応容器、2:圧力調節弁 3:パーシャルコンデンサー、4:フィーダー。
FIG. 1 is a schematic view showing an example of an apparatus used in the method for producing an organosilicon polymer of the present invention. 1: Reaction vessel, 2: Pressure control valve 3: Partial condenser, 4: Feeder.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ポリシランを原料として、これを熱分解重
縮合させて、ポリカルボシランを得る有機ケイ素重合体
の製造方法において、酸素を含まない雰囲気下で、圧力
調節弁により系内の圧力を2〜10kg/cm2に保ちなが
ら、熱分解重縮合反応中に副生するガスを部分凝縮器に
よって気液分離し、分離された気体を連続的に除去する
と共に、分離された液体を反応系内に戻すことを特徴と
する炭化ケイ素繊維の前駆体となる数平均分子量1000〜
5000の有機ケイ素重合体の製造方法。
1. A method for producing an organosilicon polymer, which comprises using polysilane as a raw material and subjecting it to thermal decomposition polycondensation to obtain polycarbosilane, wherein the pressure in the system is controlled by a pressure control valve in an oxygen-free atmosphere. While maintaining 2 to 10 kg / cm 2 , the gas by-produced during the thermal decomposition polycondensation reaction is gas-liquid separated by a partial condenser, and the separated gas is continuously removed, and the separated liquid is used as a reaction system. Number average molecular weight of 1,000 to become a precursor of silicon carbide fiber characterized by returning to the inside
A method for producing 5000 organosilicon polymers.
【請求項2】前記気液分離された液体が、ケイ素原子数
2以上のシラン化合物である前記特許請求の範囲第1項
記載の有機ケイ素重合体の製造方法。
2. The method for producing an organosilicon polymer according to claim 1, wherein the liquid obtained by gas-liquid separation is a silane compound having 2 or more silicon atoms.
【請求項3】前記部分凝縮器が、充填塔やパーシャルコ
ンデンサである前記特許請求の範囲第1項または第2項
に記載の有機ケイ素重合体の製造方法。
3. The method for producing an organosilicon polymer according to claim 1 or 2, wherein the partial condenser is a packed column or a partial condenser.
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