JPH07233261A - 過酸化物置換ポリシラザン - Google Patents
過酸化物置換ポリシラザンInfo
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- JPH07233261A JPH07233261A JP4268561A JP26856192A JPH07233261A JP H07233261 A JPH07233261 A JP H07233261A JP 4268561 A JP4268561 A JP 4268561A JP 26856192 A JP26856192 A JP 26856192A JP H07233261 A JPH07233261 A JP H07233261A
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
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- C04B35/571—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide obtained from Si-containing polymer precursors or organosilicon monomers
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- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G77/60—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule in which all the silicon atoms are connected by linkages other than oxygen atoms
- C08G77/62—Nitrogen atoms
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【構成】 ヒドロペルオキシドの分解温度未満の温度に
おいて、ポリシラザンとヒドロペルオキシドとを反応さ
せることによる、化学結合した過酸化物基を含む未架橋
ポリシラザンの調製。アルケニル基又はアルキニル基に
よっても置換されている過酸化物置換ポリシラザンを加
熱することによって、熱硬化ポリマーを生成させる。化
学結合した過酸化物を分解して遊離基を生成させ、その
遊離基によって未飽和基の架橋を開始させる。 【効果】 過酸化物はポリマーの主鎖に結合するので貯
蔵時に過酸化物の凝離が起らない。
おいて、ポリシラザンとヒドロペルオキシドとを反応さ
せることによる、化学結合した過酸化物基を含む未架橋
ポリシラザンの調製。アルケニル基又はアルキニル基に
よっても置換されている過酸化物置換ポリシラザンを加
熱することによって、熱硬化ポリマーを生成させる。化
学結合した過酸化物を分解して遊離基を生成させ、その
遊離基によって未飽和基の架橋を開始させる。 【効果】 過酸化物はポリマーの主鎖に結合するので貯
蔵時に過酸化物の凝離が起らない。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、ポリシラザンの調製に関するも
のである。
のである。
【0002】ポリシラザンに有機過酸化物を架橋させる
ことは、知られている。例えば、H.Porte らによる米国
特許第4,722,988号には、エネルギー入力によ
って架橋させることができるオルガノポリシラザン組成
物が記載されている。前記組成物は、オルガノポリシラ
ザンと遊離基発生剤を含む。J.M.Schwark による米国特
許第5,021,533号には、有機過酸化物のような
遊離基発生剤を含む架橋可能なポリ(チオ)尿素シラザ
ン組成物が記載されている。しかしながら、前記オルガ
ノポリシラザンは、自然熱硬化性ポリマー(self-therm
osettingpolymer)ではない。前記過酸化物は、ポリマ
ーが熱硬化する前に、ポリマーに混合しなければならな
い。
ことは、知られている。例えば、H.Porte らによる米国
特許第4,722,988号には、エネルギー入力によ
って架橋させることができるオルガノポリシラザン組成
物が記載されている。前記組成物は、オルガノポリシラ
ザンと遊離基発生剤を含む。J.M.Schwark による米国特
許第5,021,533号には、有機過酸化物のような
遊離基発生剤を含む架橋可能なポリ(チオ)尿素シラザ
ン組成物が記載されている。しかしながら、前記オルガ
ノポリシラザンは、自然熱硬化性ポリマー(self-therm
osettingpolymer)ではない。前記過酸化物は、ポリマ
ーが熱硬化する前に、ポリマーに混合しなければならな
い。
【0003】R.L.Ostrozynski による米国特許第3.8
43,703号には、シラザンをヒドロペルオキシドと
反応させることによって、過酸化ケイ素化合物を調製す
る方法が記載されている。しかしながら、製造される過
酸化シリルは、本発明のポリシラザン中にある Si-N 結
合を含んでいない。過酸化シリルの合成中に、アミン基
は、遊離アミンとして失われるので、ハロゲン化アンモ
ニウム塩は生成されない。
43,703号には、シラザンをヒドロペルオキシドと
反応させることによって、過酸化ケイ素化合物を調製す
る方法が記載されている。しかしながら、製造される過
酸化シリルは、本発明のポリシラザン中にある Si-N 結
合を含んでいない。過酸化シリルの合成中に、アミン基
は、遊離アミンとして失われるので、ハロゲン化アンモ
ニウム塩は生成されない。
【0004】本発明のポリシラザンを調製する方法は、
化学結合した過酸化物基を有する未架橋ポリシラザンを
製造するのに有効な時間及び条件下で、高分子量シラザ
ン(polymeric silazane)を、式 ROOH(式中、R
は H,置換又は未置換の、1− 10個の炭素原子を有
するアルキル基、2 − 10個の炭素原子を有するアル
ケニル基、2 − 10個の炭素原子を有するアルキニル
基、アリール基、カルボン酸又はシリル基である)を有
するヒドロペルオキシドと反応させること、を特徴とし
ている。
化学結合した過酸化物基を有する未架橋ポリシラザンを
製造するのに有効な時間及び条件下で、高分子量シラザ
ン(polymeric silazane)を、式 ROOH(式中、R
は H,置換又は未置換の、1− 10個の炭素原子を有
するアルキル基、2 − 10個の炭素原子を有するアル
ケニル基、2 − 10個の炭素原子を有するアルキニル
基、アリール基、カルボン酸又はシリル基である)を有
するヒドロペルオキシドと反応させること、を特徴とし
ている。
【0005】又、本発明に従って、アルケニル基又はア
ルキニル基で置換することもできる未架橋の過酸化物置
換ポリシラザンを加熱して過酸化物基を分解し、架橋反
応を開始させて熱硬化ポリマーを生成させることもでき
る。
ルキニル基で置換することもできる未架橋の過酸化物置
換ポリシラザンを加熱して過酸化物基を分解し、架橋反
応を開始させて熱硬化ポリマーを生成させることもでき
る。
【0006】更に又、本発明に従って、金属粉末又はセ
ラミック粉末で充填することができる過酸化物置換ポリ
シラザンを熱分解して、セラミック製品を製造すること
ができる。
ラミック粉末で充填することができる過酸化物置換ポリ
シラザンを熱分解して、セラミック製品を製造すること
ができる。
【0007】過酸化物は単純に混合されるが、該過酸化
物はポリシラザンとは反応しないようなシステムに関し
て、本発明の過酸化物置換ポリシラザンは、幾つかの利
点を有する。過酸化物はポリマーの主鎖に結合するの
で、貯蔵時に、過酸化物の凝離は起こらない。更に、硬
化剤が、分子レベルで、ポリマー中にあまねく分配され
る。そのように分配されることは、固体ポリシラザンに
とって、特に都合が良い。なぜならば、該ポリマー中に
過酸化物を均質に分配することは難しいからである。
物はポリシラザンとは反応しないようなシステムに関し
て、本発明の過酸化物置換ポリシラザンは、幾つかの利
点を有する。過酸化物はポリマーの主鎖に結合するの
で、貯蔵時に、過酸化物の凝離は起こらない。更に、硬
化剤が、分子レベルで、ポリマー中にあまねく分配され
る。そのように分配されることは、固体ポリシラザンに
とって、特に都合が良い。なぜならば、該ポリマー中に
過酸化物を均質に分配することは難しいからである。
【0008】「ポリシラザン」という用語は、米国特許
第4,929,704号に記載されているイソシアネー
トによって改質されたポリシラザンのような、任意のポ
リシラザン又は改質ポリシラザンを含む、ことを意図し
ている。好ましくは、前記ポリシラザンは、アルケニル
基又はアルキニル基を含む。シラザンが、ヒドロペルオ
キシドと混和性であるか、あるいはヒドロペルオキシド
と相溶性の溶媒中に可溶である場合、シラザンは液体又
は固体であることができる。
第4,929,704号に記載されているイソシアネー
トによって改質されたポリシラザンのような、任意のポ
リシラザン又は改質ポリシラザンを含む、ことを意図し
ている。好ましくは、前記ポリシラザンは、アルケニル
基又はアルキニル基を含む。シラザンが、ヒドロペルオ
キシドと混和性であるか、あるいはヒドロペルオキシド
と相溶性の溶媒中に可溶である場合、シラザンは液体又
は固体であることができる。
【0009】本発明で用いる好ましいポリシラザンは、
アンモニア、あるいはアンモニアと置換又は未置換の1
− 4個の炭素原子を有するアルキルアミン又はアリー
ルアミンとの混合物を、RSiX3、 RR′SiX2、 及びそれら
の混合物(式 RSiX3 又は RR′SiX2 を有する2つ以上
の化合物が混ざっている混合物を含む)から成る群より
選択されるハロゲン化ケイ素と反応させることによっ
て、調製することができる。任意に、RR′R″SiX、Si
X4、又はそれらの混合物を、反応混合物中に存在させる
こともできる。Xは、Cl、 Br、 又は I であることがで
きるが;好ましくはCl である。R、R′、R″は同じ
か又は異なっていることができ、且つ H、置換又は未
置換の1 − 6個の炭素原子を有するアルキル基、アリ
ール基、2− 6個の炭素原子を有するアルケニル基、
及び2 − 6個の炭素原子を有するアルキニル基から成
る群より選択されるものである。
アンモニア、あるいはアンモニアと置換又は未置換の1
− 4個の炭素原子を有するアルキルアミン又はアリー
ルアミンとの混合物を、RSiX3、 RR′SiX2、 及びそれら
の混合物(式 RSiX3 又は RR′SiX2 を有する2つ以上
の化合物が混ざっている混合物を含む)から成る群より
選択されるハロゲン化ケイ素と反応させることによっ
て、調製することができる。任意に、RR′R″SiX、Si
X4、又はそれらの混合物を、反応混合物中に存在させる
こともできる。Xは、Cl、 Br、 又は I であることがで
きるが;好ましくはCl である。R、R′、R″は同じ
か又は異なっていることができ、且つ H、置換又は未
置換の1 − 6個の炭素原子を有するアルキル基、アリ
ール基、2− 6個の炭素原子を有するアルケニル基、
及び2 − 6個の炭素原子を有するアルキニル基から成
る群より選択されるものである。
【0010】好ましくは、反応混合物は、アルケニル基
又はアルキニル基を有する少なくとも1つのハロゲン化
ケイ素化合物も含む。本発明方法に用いるのに適当なハ
ロゲン化ケイ素化合物の例としては、メチルジクロロシ
ラン、ビニルメチルジクロロシラン、テトラクロロシラ
ン、テトラブロモシラン、トリクロロシラン、ビニルト
リクロロシラン、メチルトリクロロシラン、フェニルト
リクロロシラン、エチルトリクロロシラン、プロピルト
リクロロシラン、ブチルトリクロロシラン、メチルトリ
ブロモシラン、ジメチルジクロロシラン、フェニルメチ
ルジクロロシラン、ジメチルジブロモシラン、トリメチ
ルクロロシラン、ジメチルクロロシラン、ジメチルビニ
ルクロロシラン、及びトリメチルブロモシランが挙げら
れる。
又はアルキニル基を有する少なくとも1つのハロゲン化
ケイ素化合物も含む。本発明方法に用いるのに適当なハ
ロゲン化ケイ素化合物の例としては、メチルジクロロシ
ラン、ビニルメチルジクロロシラン、テトラクロロシラ
ン、テトラブロモシラン、トリクロロシラン、ビニルト
リクロロシラン、メチルトリクロロシラン、フェニルト
リクロロシラン、エチルトリクロロシラン、プロピルト
リクロロシラン、ブチルトリクロロシラン、メチルトリ
ブロモシラン、ジメチルジクロロシラン、フェニルメチ
ルジクロロシラン、ジメチルジブロモシラン、トリメチ
ルクロロシラン、ジメチルクロロシラン、ジメチルビニ
ルクロロシラン、及びトリメチルブロモシランが挙げら
れる。
【0011】少なくとも1つの ROOH 官能基を含む
ヒドロペルオキシドを用いることができる。適当なヒド
ロペルオキシドとしては、例えば、過酸化水素、メチル
ヒドロペルオキシド、エチルヒドロペルオキシド、プロ
ピルヒドロペルオキシド、イソプロピルヒドロペルオキ
シド、n−ブチルヒドロペルオキシド、ジメチルベンジ
ルヒドロペルオキシド、t−ブチルヒドロペルオキシ
ド、n−オクチルヒドロペルオキシド、2,4−ジヒド
ロペルオキシ−2,4−ジメチルペンタン、2,5−ジ
ヒドロペルオキシ−2,5−ジメチルヘキサン、クミル
ヒドロペルオキシド、p−クロロクミルヒドロペルオキ
シド、アリルヒドロペルオキシド、1,1,2−トリメ
チルアリルヒドロペルオキシド、1,1−ジメチルプロ
プ−2−イニルヒドロペルオキシド、ペルオキシ酢酸、
ジペルオキシテレフタル酸、ペルオキシ安息香酸、p−
メチルペルオキシ安息香酸、トリフェニルシリルヒドロ
ペルオキシド、トリベンジルシリルヒドロペルオキシ
ド、及びジフェニルメチルヒドロペルオキシドが挙げら
れる。ヒドロペルオキシドは、0.01 − 10.0重
量%(ポリシラザン/ヒドロペルオキシド混合物の総重
量を基準として)の濃度で用いることができる。好まし
いヒドロペルオキシド濃度は、0.01 − 5.0重量
%である。より好ましいヒドロペルオキシド濃度は、
0.01 − 2.0重量%である。最も好ましいヒドロ
ペルオキシド濃度は、0.03 − 1.0重量%であ
る。
ヒドロペルオキシドを用いることができる。適当なヒド
ロペルオキシドとしては、例えば、過酸化水素、メチル
ヒドロペルオキシド、エチルヒドロペルオキシド、プロ
ピルヒドロペルオキシド、イソプロピルヒドロペルオキ
シド、n−ブチルヒドロペルオキシド、ジメチルベンジ
ルヒドロペルオキシド、t−ブチルヒドロペルオキシ
ド、n−オクチルヒドロペルオキシド、2,4−ジヒド
ロペルオキシ−2,4−ジメチルペンタン、2,5−ジ
ヒドロペルオキシ−2,5−ジメチルヘキサン、クミル
ヒドロペルオキシド、p−クロロクミルヒドロペルオキ
シド、アリルヒドロペルオキシド、1,1,2−トリメ
チルアリルヒドロペルオキシド、1,1−ジメチルプロ
プ−2−イニルヒドロペルオキシド、ペルオキシ酢酸、
ジペルオキシテレフタル酸、ペルオキシ安息香酸、p−
メチルペルオキシ安息香酸、トリフェニルシリルヒドロ
ペルオキシド、トリベンジルシリルヒドロペルオキシ
ド、及びジフェニルメチルヒドロペルオキシドが挙げら
れる。ヒドロペルオキシドは、0.01 − 10.0重
量%(ポリシラザン/ヒドロペルオキシド混合物の総重
量を基準として)の濃度で用いることができる。好まし
いヒドロペルオキシド濃度は、0.01 − 5.0重量
%である。より好ましいヒドロペルオキシド濃度は、
0.01 − 2.0重量%である。最も好ましいヒドロ
ペルオキシド濃度は、0.03 − 1.0重量%であ
る。
【0012】本発明を更に良く理解してもらうために、
以下で本発明を説明する:ヒドロペルオキシドは、アル
コール及びカルボン酸のような一般式 ROOHを有す
る化合物であり、反応性のプロトン性化合物である。前
記化合物は、Si-N結合において、シラザンと反応して、
Si-OOR 基 と N-H 基を生成する。Pike とShaffer(Che
mistry and Industry、 1957、 p.1294)は、シリルアミ
ンをヒドロペルオキシドと反応させることによって、過
酸化シリルを調製することができる、ことを示した(化
学式1)。
以下で本発明を説明する:ヒドロペルオキシドは、アル
コール及びカルボン酸のような一般式 ROOHを有す
る化合物であり、反応性のプロトン性化合物である。前
記化合物は、Si-N結合において、シラザンと反応して、
Si-OOR 基 と N-H 基を生成する。Pike とShaffer(Che
mistry and Industry、 1957、 p.1294)は、シリルアミ
ンをヒドロペルオキシドと反応させることによって、過
酸化シリルを調製することができる、ことを示した(化
学式1)。
【0013】
【化1】 シリルアミンの代わりにポリシラザンを用いると、該反
応によって、ポリマー主鎖に結合した過酸化物基が生成
する。複数の NH 基を含むポリシラザンの場合、アンモ
ニアも反応の副生物である。例えば、式(R2SiNH)X の
環状ポリシラザンをヒドロペルオキシドと反応させる
と、Si-N 結合において開環反応が起こって、Si 上に過
酸化シリル末端基が配置されて、NH2 基が生成する(化
学式2)。
応によって、ポリマー主鎖に結合した過酸化物基が生成
する。複数の NH 基を含むポリシラザンの場合、アンモ
ニアも反応の副生物である。例えば、式(R2SiNH)X の
環状ポリシラザンをヒドロペルオキシドと反応させる
と、Si-N 結合において開環反応が起こって、Si 上に過
酸化シリル末端基が配置されて、NH2 基が生成する(化
学式2)。
【0014】
【化2】 Si 原子上の置換基が嵩高いもの、例えばエチル又はt
−ブチルである場合、 SiNH2 基は、過酸化物置換ポリ
シラザン中に残存することができる。Si 原子上の置換
基が嵩高くないもの、例えば水素又はメチルである場
合、幾つかの付加反応が、この部位で起こることがある
(スキーム1)。任意の特有な理論に束縛されたくない
が、2つの Si-NH2 基の自己縮合が起こって、アンモニ
アと長鎖ポリシラザンが生成すると考えられる(経路
A)。別経路として、Si-NH2 基が、もう1当量のヒド
ロペルオキシドと反応して、アンモニアともう1つの S
i-OOR′基が生成すると考えられる(経路B)。ヒドロ
ペルオキシドとの初期開環反応において生成される Si-
NH2 基が、反応混合物において最も反応性の高い Si-N
結合であることから、経路Bは、しばしば、好ましい反
応モードである、と考えられる。
−ブチルである場合、 SiNH2 基は、過酸化物置換ポリ
シラザン中に残存することができる。Si 原子上の置換
基が嵩高くないもの、例えば水素又はメチルである場
合、幾つかの付加反応が、この部位で起こることがある
(スキーム1)。任意の特有な理論に束縛されたくない
が、2つの Si-NH2 基の自己縮合が起こって、アンモニ
アと長鎖ポリシラザンが生成すると考えられる(経路
A)。別経路として、Si-NH2 基が、もう1当量のヒド
ロペルオキシドと反応して、アンモニアともう1つの S
i-OOR′基が生成すると考えられる(経路B)。ヒドロ
ペルオキシドとの初期開環反応において生成される Si-
NH2 基が、反応混合物において最も反応性の高い Si-N
結合であることから、経路Bは、しばしば、好ましい反
応モードである、と考えられる。
【0015】スキーム1
【化3】 アルケニル置換基又はアルキニル置換基を含む場合、経
路Aと経路Bの双方により、過酸化シリルが分解する温
度まで加熱すると架橋する過酸化物置換ポリシラザンが
生成する。例えば、実施例1に記載している条件下で、
液体ポリ(メチルビニル)シラザン [(MeSiHNH)0.8(MeS
iCH=CH2NH)0.2]X を、5モル% t−ブチルヒドロペル
オキシドと反応させて、液体過酸化物置換ポリシラザン
を生成させた。
路Aと経路Bの双方により、過酸化シリルが分解する温
度まで加熱すると架橋する過酸化物置換ポリシラザンが
生成する。例えば、実施例1に記載している条件下で、
液体ポリ(メチルビニル)シラザン [(MeSiHNH)0.8(MeS
iCH=CH2NH)0.2]X を、5モル% t−ブチルヒドロペル
オキシドと反応させて、液体過酸化物置換ポリシラザン
を生成させた。
【0016】ポリシラザンのヒドロペルオキシドとの反
応は、反応混合物をヒドロペルオキシドが分解する温度
まで加熱しなければ、広範な条件と温度範囲にわたって
実行することができる。反応温度は、−78 − 175
℃ であることができる。より好ましくは、反応温度
は、−78 − 30℃ であり、最も好ましくは、0 −
30℃ である。ヒドロペルオキシドと相溶性である任
意の溶媒を用いることができるが、反応は、好ましく
は、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ベンゼ
ン、及びトルエンのような溶媒を用いて行う。ポリシラ
ザンが液体である場合は、任意に、溶媒を用いずに反応
させることができる。
応は、反応混合物をヒドロペルオキシドが分解する温度
まで加熱しなければ、広範な条件と温度範囲にわたって
実行することができる。反応温度は、−78 − 175
℃ であることができる。より好ましくは、反応温度
は、−78 − 30℃ であり、最も好ましくは、0 −
30℃ である。ヒドロペルオキシドと相溶性である任
意の溶媒を用いることができるが、反応は、好ましく
は、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ベンゼ
ン、及びトルエンのような溶媒を用いて行う。ポリシラ
ザンが液体である場合は、任意に、溶媒を用いずに反応
させることができる。
【0017】任意の特有な理論に束縛されたくないが、
加熱時に、過酸化物基が分解して、架橋反応を開始させ
る過酸化物ラジカルが生じ、それによって架橋シラザン
ポリマーが生成する、と考えられる。過酸化物置換ポリ
シラザンがアルケニル基又はアルキニル基を含んでいる
場合は、架橋反応によって、熱硬化架橋シラザンポリマ
ーが生成する。架橋反応は、過酸化物の有意な部分が分
解してラジカル種を形成するような温度で行う。その温
度は、ポリシラザン主鎖に結合させる特有な過酸化物部
分に左右されるが、当業者は、該温度を容易に決定する
ことができる。従って、液体シラザンを固体まで熱硬化
させることができる。又、固体ポリシラザンは熱硬化す
ることができるので、加熱時に、溶融しない。
加熱時に、過酸化物基が分解して、架橋反応を開始させ
る過酸化物ラジカルが生じ、それによって架橋シラザン
ポリマーが生成する、と考えられる。過酸化物置換ポリ
シラザンがアルケニル基又はアルキニル基を含んでいる
場合は、架橋反応によって、熱硬化架橋シラザンポリマ
ーが生成する。架橋反応は、過酸化物の有意な部分が分
解してラジカル種を形成するような温度で行う。その温
度は、ポリシラザン主鎖に結合させる特有な過酸化物部
分に左右されるが、当業者は、該温度を容易に決定する
ことができる。従って、液体シラザンを固体まで熱硬化
させることができる。又、固体ポリシラザンは熱硬化す
ることができるので、加熱時に、溶融しない。
【0018】本発明のポリシラザンは、セラミック充填
材又は金属充填材を含むことができる。適当な充填材と
しては、例えば、粉末、ホイスカー、又は小板の形態で
あるSiC、 Si3N4、SiO2、BN、AlN、Al2O3、TiN、 TiC、 S
i、 Ti、 Zr、 Hf、 ZrC、 及び B4Cが挙げられる。
材又は金属充填材を含むことができる。適当な充填材と
しては、例えば、粉末、ホイスカー、又は小板の形態で
あるSiC、 Si3N4、SiO2、BN、AlN、Al2O3、TiN、 TiC、 S
i、 Ti、 Zr、 Hf、 ZrC、 及び B4Cが挙げられる。
【0019】充填又は未充填の過酸化物置換ポリシラザ
ンは、例えば、ドライプレス、アイソタクチックプレ
ス、スリップキャスチング(slip casting)、テープキ
ャスチング、押出成形及び注入成形を含む方法によっ
て、造形することができる。その場合、固体又は液体ポ
リマーを用いることができる。更に、本発明のポリマー
を用いて、コーティング、フォーム(foam)、浸透予備
成形物(infiltrate preform structure)をつくること
ができ、あるいは又該ポリマーを、繊維先駆物質として
用いることもできる。
ンは、例えば、ドライプレス、アイソタクチックプレ
ス、スリップキャスチング(slip casting)、テープキ
ャスチング、押出成形及び注入成形を含む方法によっ
て、造形することができる。その場合、固体又は液体ポ
リマーを用いることができる。更に、本発明のポリマー
を用いて、コーティング、フォーム(foam)、浸透予備
成形物(infiltrate preform structure)をつくること
ができ、あるいは又該ポリマーを、繊維先駆物質として
用いることもできる。
【0020】従来の処理パラメーターを用いて加熱する
ことによって、成形物を熱硬化させることができる。セ
ラミック製品は、アルゴン、ヘリウム、又は水素のよう
な非反応性雰囲気、あるいはアンモニアのような反応性
雰囲気において、成形物を熱分解及び焼結させることに
よって、製造することができる。
ことによって、成形物を熱硬化させることができる。セ
ラミック製品は、アルゴン、ヘリウム、又は水素のよう
な非反応性雰囲気、あるいはアンモニアのような反応性
雰囲気において、成形物を熱分解及び焼結させることに
よって、製造することができる。
【0021】以下の実施例において、全ての反応は、標
準的な不活性雰囲気法を用いて、 Ar で満たした乾燥ボ
ックス中で、又は窒素下で行った。tBuOOH は、イソオ
クタン中 3.0M 溶液としてアルドリッチ(Aldric
h)から得て、受取り(received)として用いた。ヘキ
サンは、3Å、13X のリンデモレキュラーシーブを
用いて、乾燥させた。ポリ(メチルビニル)シラザン
[(MeSiHNH)0.8(MeSiCH=CH2NH)0.2]X は、米国特
許第4,929,704号に記載されているような標準
アンモノリシス手順によって調製して、更なる精製を行
わずに用いた。
準的な不活性雰囲気法を用いて、 Ar で満たした乾燥ボ
ックス中で、又は窒素下で行った。tBuOOH は、イソオ
クタン中 3.0M 溶液としてアルドリッチ(Aldric
h)から得て、受取り(received)として用いた。ヘキ
サンは、3Å、13X のリンデモレキュラーシーブを
用いて、乾燥させた。ポリ(メチルビニル)シラザン
[(MeSiHNH)0.8(MeSiCH=CH2NH)0.2]X は、米国特
許第4,929,704号に記載されているような標準
アンモノリシス手順によって調製して、更なる精製を行
わずに用いた。
【0022】熱重量分析(TGA)は、窒素中で、25
− 1000℃、20℃/分 で実施した。示差走査熱
量計(DSC)は、窒素下で、40℃ − 320℃、1
0℃/分 で用いた。
− 1000℃、20℃/分 で実施した。示差走査熱
量計(DSC)は、窒素下で、40℃ − 320℃、1
0℃/分 で用いた。
【0023】実施例1 50 ml 三つ口丸底フラスコをオーブン乾燥させてか
ら、撹拌棒と隔壁を取付け、更に窒素をスパージした。
そのフラスコ中に、液体ポリ(メチルビニル)シラザン
[(MeSiHNH)0.8(MeSiCH=CH2NH)0.2]X 5.00g
(77.7 mmol)とヘキサン 100 ml を、シリンジ
を用いて入れた。イソオクタン中 tBuOOH(1.30 m
l、3.89 mmol)の 3.0M 溶液を、10分間にわ
たって、シリンジを用いて滴下して加えた。24.7
− 29.7℃ の発熱が起こり、ガスの発生が観察され
た。そのガスを pH 試験紙で検査したら塩基であった。
25℃で、更に30分間、反応混合物を撹拌した。依然
として、ガスの発生が認められたので、反応混合物を、
25℃で、一晩(16時間)撹拌した。真空中でヘキサ
ンを除去して、無色のオイルとして、過酸化物置換ポリ
シラザンを得た。
ら、撹拌棒と隔壁を取付け、更に窒素をスパージした。
そのフラスコ中に、液体ポリ(メチルビニル)シラザン
[(MeSiHNH)0.8(MeSiCH=CH2NH)0.2]X 5.00g
(77.7 mmol)とヘキサン 100 ml を、シリンジ
を用いて入れた。イソオクタン中 tBuOOH(1.30 m
l、3.89 mmol)の 3.0M 溶液を、10分間にわ
たって、シリンジを用いて滴下して加えた。24.7
− 29.7℃ の発熱が起こり、ガスの発生が観察され
た。そのガスを pH 試験紙で検査したら塩基であった。
25℃で、更に30分間、反応混合物を撹拌した。依然
として、ガスの発生が認められたので、反応混合物を、
25℃で、一晩(16時間)撹拌した。真空中でヘキサ
ンを除去して、無色のオイルとして、過酸化物置換ポリ
シラザンを得た。
【0024】DSC(10℃/分、40 − 320
℃):反応熱 105.4 cal/g ;ピーク分解温度 1
55.3℃ であった。
℃):反応熱 105.4 cal/g ;ピーク分解温度 1
55.3℃ であった。
【0025】隔壁と熱電対を備えている 17 ml バイ
アルに窒素をスパージしてから、過酸化物置換ポリシラ
ザンのサンプル 1 ml をシリンジを用いて入れた。そ
のサンプルを、室温の油浴中に配置して、ゆっくりと加
熱した。油浴温度が、124℃ になった時、反応混合
物は、203.7℃ まで発熱し、熱硬化して堅い固体
となった。ガスの発生が確認され、混合物はわずかに発
泡した。
アルに窒素をスパージしてから、過酸化物置換ポリシラ
ザンのサンプル 1 ml をシリンジを用いて入れた。そ
のサンプルを、室温の油浴中に配置して、ゆっくりと加
熱した。油浴温度が、124℃ になった時、反応混合
物は、203.7℃ まで発熱し、熱硬化して堅い固体
となった。ガスの発生が確認され、混合物はわずかに発
泡した。
【0026】TGA(20℃/分、25 − 1000
℃): 75.9重量%実施例2 50 ml 三つ口丸底フラスコをオーブン乾燥させてか
ら、撹拌棒と隔壁(複数)を取付け、更に窒素をスパー
ジした。そのフラスコ中に、ヘキサン 20 mlと液体ポ
リ(メチルビニル)シラザン[(MeSiHNH)0.8(MeSiVi
NH)0.2]X 10.0g(155.4 mmol)とを、シリ
ンジを用いて入れた。以下に示したように、イソオクタ
ン中 tBuOOH の 3.0M 溶液の適当量を、シリンジを
用いて加えた。各反応は、21.5℃ で始まった。ヒ
ドロペルオキシドを添加している時に達した最高温度
を、以下に示す: 1)12 μl(0.036 mmol、0.032重量
%);最高温度(T)=21.5℃ 2)60 μl(0.18 mmol、0.16重量%);最
高温度(T)= 21.9℃ 3)120 μl(0.36 mmol、0.032重量
%);最高温度(T)= 21.9℃ 4)600 μl(1.80 mmol、1.62重量%);
最高温度(T)= 23.9℃ 重量%は、ポリシラザンの重量を基準としている。ガス
の発生は、各反応において観察された。反応混合物は、
1.5時間、ガスの発生が停止するまで、撹拌した。ヘ
キサンを真空中で除去して、透明なオイルとして過酸化
物置換ポリシラザンを定量的収量(quantitative yiel
d)で得た。
℃): 75.9重量%実施例2 50 ml 三つ口丸底フラスコをオーブン乾燥させてか
ら、撹拌棒と隔壁(複数)を取付け、更に窒素をスパー
ジした。そのフラスコ中に、ヘキサン 20 mlと液体ポ
リ(メチルビニル)シラザン[(MeSiHNH)0.8(MeSiVi
NH)0.2]X 10.0g(155.4 mmol)とを、シリ
ンジを用いて入れた。以下に示したように、イソオクタ
ン中 tBuOOH の 3.0M 溶液の適当量を、シリンジを
用いて加えた。各反応は、21.5℃ で始まった。ヒ
ドロペルオキシドを添加している時に達した最高温度
を、以下に示す: 1)12 μl(0.036 mmol、0.032重量
%);最高温度(T)=21.5℃ 2)60 μl(0.18 mmol、0.16重量%);最
高温度(T)= 21.9℃ 3)120 μl(0.36 mmol、0.032重量
%);最高温度(T)= 21.9℃ 4)600 μl(1.80 mmol、1.62重量%);
最高温度(T)= 23.9℃ 重量%は、ポリシラザンの重量を基準としている。ガス
の発生は、各反応において観察された。反応混合物は、
1.5時間、ガスの発生が停止するまで、撹拌した。ヘ
キサンを真空中で除去して、透明なオイルとして過酸化
物置換ポリシラザンを定量的収量(quantitative yiel
d)で得た。
【0027】改質した各ポリシラザンを、以下の手順を
用いて、熱硬化させた。隔壁と熱電対を備えている 1
7 ml バイアルに窒素をスパージしてから、過酸化物置
換ポリシラザンのサンプル 1 ml をシリンジを用いて
入れた。そのサンプルを、予熱した 160℃ の油浴中
に配置した。サンプルを油浴中に配置したら、すぐにタ
イマーをスタートさせ、最高発熱温度に達したら、タイ
マーを止めた。各改質ポリシラザンを固体まで熱硬化さ
せた。発熱温度、その温度に到達するまでの時間、及び
各熱硬化生成物のTGA収率を、表1と表2に示す。
用いて、熱硬化させた。隔壁と熱電対を備えている 1
7 ml バイアルに窒素をスパージしてから、過酸化物置
換ポリシラザンのサンプル 1 ml をシリンジを用いて
入れた。そのサンプルを、予熱した 160℃ の油浴中
に配置した。サンプルを油浴中に配置したら、すぐにタ
イマーをスタートさせ、最高発熱温度に達したら、タイ
マーを止めた。各改質ポリシラザンを固体まで熱硬化さ
せた。発熱温度、その温度に到達するまでの時間、及び
各熱硬化生成物のTGA収率を、表1と表2に示す。
【0028】 表1:過酸化物置換ポリシラザンのTGA収率と用いた開始剤の量 ラジカル 開始剤濃度 最高温度 TGA収率 発生剤 (重量%) (℃) (重量%) tBuOOH 0.032 216.8 70.07 0.16 206.4 75.1 0.32 209.7 73.4 1.60 241.2 75.2 表2:過酸化物置換ポリシラザンの硬化時間と開始剤濃度 ラジカル 開始剤濃度 硬化時間 最高温度 発生剤 (重量%) (分) (℃) tBuOOH 0.032 6.55 216.8 0.16 4.63 206.4 0.32 5.15 209.7 1.60 2.50 241.2実施例3 過酸化物置換ポリシラザンを、実施例2に記載した方法
で調製した。250 ml Schlenk フラスコ に撹拌棒と
隔壁を取付けてから、窒素をスパージした。そのフラス
コの中に、ポリ(メチルビニル)シラザン(50.0
g)とヘキサン100 ml とを、シリンジで入れた。ヒ
ドロペルオキシド(イソオクタン中 t−ブチルヒドロ
ペルオキシド 3.0M 溶液 0.60 ml)を、5分間
にわたって、シリンジで滴下して加えた。ガスの発生が
観察された。反応混合物を1.5時間撹拌してから、ヘ
キサンを真空中で除去して、透明なオイルとして過酸化
物置換ポリシラザンを定量的収量で得た。
で調製した。250 ml Schlenk フラスコ に撹拌棒と
隔壁を取付けてから、窒素をスパージした。そのフラス
コの中に、ポリ(メチルビニル)シラザン(50.0
g)とヘキサン100 ml とを、シリンジで入れた。ヒ
ドロペルオキシド(イソオクタン中 t−ブチルヒドロ
ペルオキシド 3.0M 溶液 0.60 ml)を、5分間
にわたって、シリンジで滴下して加えた。ガスの発生が
観察された。反応混合物を1.5時間撹拌してから、ヘ
キサンを真空中で除去して、透明なオイルとして過酸化
物置換ポリシラザンを定量的収量で得た。
【0029】過酸化物置換ポリシラザンのサンプル 1
0.0g を、Stark グレードS 窒化ケイ素粉末 1
4.22g と共に、手動で混合した。その液体混合物
を試験管に注ぎ、次にその試験管を160℃の油浴中に
配置した。サンプルを熱硬化させてから、室温まで冷や
した。熱硬化固体プラグを試験管金型から取出し、金型
の形状と表面仕上を保持した。その試験片は、手で破壊
することはできなかった。緑色の熱硬化物を、Ar の下
で、 室温から 700℃ までは 0.5℃/分 で、7
00℃ から 1200℃ までは 10℃/分 で熱分解
させた。室温まで冷やしてから、金型と同じ表面仕上と
形状を有する黒色の燃焼セラミック製品(fired cerami
c article)を得た。
0.0g を、Stark グレードS 窒化ケイ素粉末 1
4.22g と共に、手動で混合した。その液体混合物
を試験管に注ぎ、次にその試験管を160℃の油浴中に
配置した。サンプルを熱硬化させてから、室温まで冷や
した。熱硬化固体プラグを試験管金型から取出し、金型
の形状と表面仕上を保持した。その試験片は、手で破壊
することはできなかった。緑色の熱硬化物を、Ar の下
で、 室温から 700℃ までは 0.5℃/分 で、7
00℃ から 1200℃ までは 10℃/分 で熱分解
させた。室温まで冷やしてから、金型と同じ表面仕上と
形状を有する黒色の燃焼セラミック製品(fired cerami
c article)を得た。
【0030】同様に、過酸化物置換ポリシラザンのサン
プル 6.89g を、Stark B10ベータ 炭化ケイ素
粉末 10.00g と共に、手動で混合した。その液体
混合物を試験管に注ぎ、次にその試験管を 160℃ の
油浴中に配置した。サンプルを熱硬化させてから、室温
まで冷やした。熱硬化固体プラグを試験管金型から取出
し、金型の形状と表面仕上を保持した。
プル 6.89g を、Stark B10ベータ 炭化ケイ素
粉末 10.00g と共に、手動で混合した。その液体
混合物を試験管に注ぎ、次にその試験管を 160℃ の
油浴中に配置した。サンプルを熱硬化させてから、室温
まで冷やした。熱硬化固体プラグを試験管金型から取出
し、金型の形状と表面仕上を保持した。
【0031】実施例4 実施例3の過酸化物置換ポリシラザンのサンプル 1
0.00g を、窒素をスパージした、隔壁を有する 2
9.6 ml(1オンス)ジャーの中に入れた。そのジャ
ーを、160℃の油浴中に配置して、サンプルを熱硬化
させた。室温まで冷やしてから、サンプルを砕いてチャ
ンクにして、Ar 雰囲気の管状炉中にあるグラファイト
ボートに配置し、室温から 1600℃ まで 10℃/
分 で加熱した。サンプルを6時間1600℃に保って
から、室温まで冷やした。黒色のセラミック物質を、収
率52.7重量%で得た。セラミックは、粉末ではなか
った;燃焼させていないサンプル中に存在していたチャ
ンクは、燃焼させたサンプルにおいても維持されてい
た。
0.00g を、窒素をスパージした、隔壁を有する 2
9.6 ml(1オンス)ジャーの中に入れた。そのジャ
ーを、160℃の油浴中に配置して、サンプルを熱硬化
させた。室温まで冷やしてから、サンプルを砕いてチャ
ンクにして、Ar 雰囲気の管状炉中にあるグラファイト
ボートに配置し、室温から 1600℃ まで 10℃/
分 で加熱した。サンプルを6時間1600℃に保って
から、室温まで冷やした。黒色のセラミック物質を、収
率52.7重量%で得た。セラミックは、粉末ではなか
った;燃焼させていないサンプル中に存在していたチャ
ンクは、燃焼させたサンプルにおいても維持されてい
た。
Claims (14)
- 【請求項1】 化学結合した過酸化物基を有する未架橋
ポリシラザンを製造するのに有効な時間及び条件下で、
高分子量シラザンを、式 ROOH(式中、Rは H,置
換又は未置換の、1 − 10個の炭素原子を有するアル
キル基、2− 10個の炭素原子を有するアルケニル
基、2 − 10個の炭素原子を有するアルキニル基、ア
リール基、カルボン酸又はシリル基である)を有するヒ
ドロペルオキシドと反応させることを特徴とするポリシ
ラザンの調製方法。 - 【請求項2】 ヒドロペルオキシドが、t−ブチルヒド
ロペルオキシドであることを更に特徴とする請求項1記
載の方法。 - 【請求項3】 ヒドロペルオキシドが、ポリシラザンの
重量を基準として、0.01 − 10.0重量%の濃度
で存在していることを更に特徴とする請求項1記載の方
法。 - 【請求項4】 ヒドロペルオキシドの濃度が、ポリシラ
ザンの重量を基準として、0.03 − 1.0重量%で
あることを更に特徴とする請求項3記載の方法。 - 【請求項5】 ポリシラザンが、アルケニル基又はアル
キニル基で置換されていることを特徴とする請求項1
− 4のいずれかに記載の方法。 - 【請求項6】 反応温度が、ヒドロペルオキシドの分解
温度未満であることを特徴とする請求項1 − 5のいず
れかに記載の方法。 - 【請求項7】 温度が、−78 − 30℃であることを
更に特徴とする請求項6記載の方法。 - 【請求項8】 反応を、溶媒の存在下において行うこと
を更に特徴とする請求項6記載の方法。 - 【請求項9】 過酸化物置換ポリシラザンが、固体であ
ることを特徴とする請求項1 − 8のいずれかに記載の
方法。 - 【請求項10】 アルケニル基又はアルキニル基で置換
した未架橋ポリマーを、化学結合した過酸化物を分解し
て遊離基を生成させるのに十分な温度で加熱すること、
及び該加熱を継続して架橋反応を開始させ、熱硬化ポリ
マーを生成させることを更に特徴とする請求項5記載の
方法。 - 【請求項11】 化学結合過酸化物基で置換されてい
る、ことを特徴とする未架橋ポリシラザン。 - 【請求項12】 アルケニル基又はアルキニル基で更に
置換されている、ことを更に特徴とする請求項11記載
のポリシラザン。 - 【請求項13】 セラミック粉末又は金属粉末が混合さ
れている、ことを更に特徴とする請求項11又は12記
載のポリシラザン。 - 【請求項14】 請求項11 − 13のポリシラザンを
用いて、セラミック製品を製造すること。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US77239491A | 1991-10-07 | 1991-10-07 | |
| US772394 | 1991-10-07 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07233261A true JPH07233261A (ja) | 1995-09-05 |
Family
ID=25094916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4268561A Pending JPH07233261A (ja) | 1991-10-07 | 1992-10-07 | 過酸化物置換ポリシラザン |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5344907A (ja) |
| EP (1) | EP0536697B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07233261A (ja) |
| CA (1) | CA2079990C (ja) |
| DE (1) | DE69211273T2 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69211273T2 (de) * | 1991-10-07 | 1996-10-02 | Lanxide Technology Co Ltd | Peroxyd-substituierte Polysilazane |
| US7153465B1 (en) * | 2001-08-14 | 2006-12-26 | Thor Technologies, Inc. | Method of producing hybrid tubular metal/ceramic composites |
| US6699810B2 (en) * | 2001-08-14 | 2004-03-02 | Thor Technologies, Inc. | Method of producing hybrid metal/ceramic composites |
| PL374997A1 (en) * | 2002-11-01 | 2005-11-14 | Clariant International Ltd | Polysilazane-containing coating solution |
| DE10318234A1 (de) * | 2003-04-22 | 2004-11-25 | Clariant Gmbh | Verwendung von Polysilazan zur Herstellung von hydrophob- und oleophobmodifizierten Oberflächen |
| DE102004011213A1 (de) * | 2004-03-04 | 2005-09-22 | Clariant International Limited | Beschichtungen für Metalloberflächen, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung als selbstreinigende Schutzschicht, insbesondere für Autofelgen |
| DE102004011212A1 (de) * | 2004-03-04 | 2005-09-29 | Clariant International Limited | Perhydropolysilazane enthaltende Beschichtungen für Metall- und Polymeroberflächen |
| DE102004054661A1 (de) * | 2004-11-12 | 2006-05-18 | Clariant International Limited | Verwendung von Polysilazanen zur Beschichtung von Metallbändern |
| US7749425B2 (en) * | 2005-12-21 | 2010-07-06 | General Electric Company | Nanoscale ceramic composites and methods of making |
| US20070270625A1 (en) * | 2006-05-18 | 2007-11-22 | Joshua Gurman | Treatment of Polysilazane Waste |
| US8329830B2 (en) | 2009-06-30 | 2012-12-11 | 3M Innovative Properties Company | Surface treatment process and treated article |
| WO2011079020A1 (en) | 2009-12-22 | 2011-06-30 | 3M Innovative Properties Company | Process for preparing shelf-stable curable polysilazanes, and polysilazanes prepared thereby |
| DE102011009873B4 (de) * | 2010-09-29 | 2017-02-09 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Reaktivharze und damit hergestellte Formkörper und flächige oder textile Materialien mit teilchenförmigen Polysilazanen als neuen Flammfestmachern sowie Herstellungsverfahren der Formkörper und Materialien |
| US9359479B2 (en) | 2013-05-30 | 2016-06-07 | General Electric Company | Methods of using boron-containing additives as silicon carbide crosslinking agents |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3843703A (en) * | 1971-09-07 | 1974-10-22 | Union Carbide Corp | Process for preparing silicon peroxide compounds |
| US3700712A (en) * | 1971-09-07 | 1972-10-24 | Union Carbide Corp | Process for preparing silicon peroxide compounds |
| US4482669A (en) * | 1984-01-19 | 1984-11-13 | Massachusetts Institute Of Technology | Preceramic organosilazane polymers |
| FR2581391B1 (fr) * | 1985-05-06 | 1987-06-05 | Rhone Poulenc Rech | Composition organo-polysilazane comportant des generateurs de radicaux libres et reticulable par apport d'energie |
| US4929704A (en) * | 1988-12-20 | 1990-05-29 | Hercules Incorporated | Isocyanate- and isothiocyanate-modified polysilazane ceramic precursors |
| DE69211273T2 (de) * | 1991-10-07 | 1996-10-02 | Lanxide Technology Co Ltd | Peroxyd-substituierte Polysilazane |
-
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- 1992-10-06 DE DE69211273T patent/DE69211273T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-10-06 EP EP92117038A patent/EP0536697B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-06 CA CA002079990A patent/CA2079990C/en not_active Expired - Fee Related
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-
1993
- 1993-02-16 US US08/017,888 patent/US5344907A/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-08-30 US US08/298,017 patent/US5464918A/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
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