JPS6237050B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6237050B2
JPS6237050B2 JP281683A JP281683A JPS6237050B2 JP S6237050 B2 JPS6237050 B2 JP S6237050B2 JP 281683 A JP281683 A JP 281683A JP 281683 A JP281683 A JP 281683A JP S6237050 B2 JPS6237050 B2 JP S6237050B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polycarbosilane
polyzirconosiloxane
moiety
groups
total number
Prior art date
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Expired
Application number
JP281683A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS58132024A (en
Inventor
Seishi Yajima
Kyoto Okamura
Yoshio Hasegawa
Taketami Yamamura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Ube Industries Ltd filed Critical Ube Industries Ltd
Priority to JP281683A priority Critical patent/JPS58132024A/en
Publication of JPS58132024A publication Critical patent/JPS58132024A/en
Publication of JPS6237050B2 publication Critical patent/JPS6237050B2/ja
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  • Silicon Polymers (AREA)
  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明はポリカルボシラン部分と、ポリジルコ
ノシロキサン部分とからなる新規な有機金属架橋
ブロツク共重合体に関する。 主鎖骨格が(−Si−CH2)−よりなり、各ケイ素原
子に2個の側鎖基が結合したポリマーであるポリ
カルボシランは、焼成により無機炭化物SiCに転
換されるため、ポリカルボシランを繊維に成形し
ついで焼成することにより、機械的性質及び熱的
性質が良好なSiC繊維が製造できることは公知で
あり、本発明者らはこのような技術を特開昭51−
126300号明細書、特開昭51−139929号明細書等に
おいて開示した。 本発明者は、その後、主鎖骨格が主として(−Si
−CH2)−の構造単位よりなるポリカルボシラン
と、チタノキサン結合単位(−Ti−O)−及びシロ
キサン結合単位(−Si−O)−を主鎖骨格に有するポ
リチタノシロキサンとの有機金属共重合体を紡
糸、不融化および焼成することにより得たSiC−
Tic繊維が、SiC繊維に比べてさらに機械的性質
のすぐれた繊維であることを特願昭54−80793号
明細書において開示した。 本発明者は、なお有機金属共重合体に関する研
究を鋭意続行した結果、今回架橋結合したポリカ
ルボシラン部分とポリジルコノシロキサン部分と
から成る新規な架橋ブロツク共重合体を見出し、
且つこの有機金属共重合体は、これを成形し焼成
すると、従来のポリカルボシランから得られた
SiC繊維よりもすぐれた機械的性質と高温での耐
酸化性を呈するZrC−SiC繊維を得ることができ
るので、極めて有用なポリマーであることを見出
した。 本発明によれば、数平均分量が約500〜10000の
ポリカルボシラン部分(A)と数平均分子量が約500
〜10000のポリジルコノシロキサン部分(B)とから
なる数平均分子量が約1000〜50000の有機金属架
橋ブロツク共重合体であつて;該ポリカルボシラ
ン部分(A)は主として式(−Si−CH2)−の構造単位か
らなる主鎖骨格を有し、式中のケイ素原子は水素
原子、低級アルキル基(炭素数1〜4が好まし
い)及びフエニル基からなる群から選ばれた側鎖
基を1個または2個有しており;該ポリジルコノ
シロキサン部分(B)はジルコノキサン結合単位(−Zr
−O)−及びシロキサン結合単位(−Si−O)−がラン
ダムに結合している主鎖骨格を有し、且つジルコ
ノキサン結合の全数対シロキサン結合の全数の比
率が30:1乃至1:30の範囲内にあり、該シロキ
サン結合のケイ素原子の大部分が低級アルキル基
(炭素数1〜4が好ましい)及びフエニル基から
なる群から選ばれた側鎖基を1個または2個有し
ており、該ジルコノキサン結合のジルコニウム原
子の大部分が側鎖基としての低級アルコキシ基
(炭素数1〜4が好ましい)、フエノキシ基又はア
セチルアセトキシ基を1個または2個有してお
り;該ポリカルボシラン部分(A)のケイ素原子の少
くとも1部が、該ポリジルコノシロキサン部分(B)
のケイ素原子及び/又はジルコニウム原子の少く
とも1部と酸素原子を介して結合し、これによつ
てポリカルボシラン部分(A)とポリジルコノシロキ
サン部分(B)とが架橋しており、そしてポリカルボ
シラン部分(A)の(−Si−CH2)−構造単位の全数対ポ
リジルコノシロキサン部分の(−Zr−O)−結合単位
及び(−Si−O)−結合単位の全数の比率が100:1
乃至1:100の範囲内にあり;50〜400℃の加熱に
より溶融し、有機溶媒可能であることを特徴とす
る上記の有機金属架橋ブロツク共重合体が提供さ
れる。 本発明の上記有機金属共重合体は、 (1) 数平均分子量が約500〜10000の、主として式
(−Si−CH2)−の構造単位からなる主鎖骨格を有
し、視中のケイ素原子は実質的に水素原子、低
級アルキル基(炭素数1〜4が好ましい)及び
フエニル基からなる群から選ばれた側鎖基を2
個有するポリカルボシラン、及び (2) 数平均分子量が約500〜10000の、ジルコノキ
サン結合単位(−Zr−O)−及びシロキサン結合単
位(−Si−O)−がランダムに結合している主鎖骨
格を有し、且つジルコノキサン結合単位の全数
対シロキサン結合単位の全数の比率が30:1乃
至1:30の範囲内にあり、該シロキサン結合単
位のケイ素原子の大部分が低級アルキル基(炭
素数1〜4が好ましい)及びフエニル基からな
る群から選ばれた側鎖基を1個または2個有し
ており、該ジルコノキサン結合単位のジルコニ
ウム原子の大部分が側鎖基として低級アルコキ
シ基(炭素数1〜4が好ましい)、フエノキシ
基又はアセチルアセトキシ基を1個または2個
有するポリジルコノシロキサンを、該ポリカル
ボシランの(−Si−CH2)−構造単位の全数対該ポ
リジルコノシロキサンの(−Zr−O)−結合単位お
よび(−Si−O)−結合単位の全数の比率が100:
1乃至1:100の範囲内となる量比で混合し、
得られた混合物を有機溶媒中で、且つ反応に対
して不活性な雰囲気下において加熱して、該ポ
リカルボシランのケイ素原子の少くとも1部
を、該ポリジルコノシロキサンのケイ素原子及
び/又はジルコニウム原子の少くとも1部と酸
素原子を介して結合させることを特徴とする架
橋したポリカルボシラン部分とポリジルコノシ
ロキサン部分とからなる数平均分子量が1000〜
50000の有機金属架橋ブロツク共重合体の製造
法によつて製することができる。 以下に、本発明の有機金属架橋ブロツク共重合
体(以下単に有機金属共重合体と云うことがあ
る)及びそれを製造するための実施例の方法をよ
り詳細に説明する。 本発明の有機金属共重合体は、ポリカルボシラ
ンとポリジルコノシロキサンとをブロツク共重合
により架橋させて得られる架橋ブロツク共重合体
である。通常のブロツク共重合体は各ブロツクを
それぞれの末端で互いに結合させることにより得
られるものであり、従つて頭一尾結合によつて連
結された一連のブロツクからなるという構造を有
するものである。これに対して、本発明の有機金
属共重合体は、ポリカルボシラン部分の主鎖骨格
の中間に存在する構造単位(−Si−CH2)−のケイ素
原子の1部が、酸素原子を介して、ポリジルコノ
シロキサン部分の主鎖骨格の中間に存在する構造
単位(−Si−O−及び/又は−Zr−O−)のケイ
素原子及び/又はジルコニウム原子の一部と結合
するという構造を有するものである。即ち、本発
明の有機金属共重合体は、ポリカルボシラン部分
(A)とポリジルコノシロキサン部分(B)が、頭一尾結
合ではなくて、主鎖結合の中間において架橋され
ているという特異な構造の架橋ブロツク共重合体
である。 ポリカルボシラン自体及びポリジルコノシロキ
サン自体は公知のポリマーであるが、カルボシラ
ンとジルコノシロキサンとからなる共重合体はこ
れまで知られていない。いわんや、ポリカルボシ
ランとポリジルコノシロキサンとが上記の如き特
異な結合様式で結合して成る架橋ブロツク共重合
体は従来全く知られていなかつたものであり、そ
れ故本発明の有機金属共重合体は新規ポリマーで
ある。 本発明の有機金属共重合体が、ポリカルボシラ
ン部分とポリジルコノシロキサン部分とからなる
架橋ブロツク共重合体であることは、ゲルパーミ
エーシヨンクロマトグラフイー(GPC)及び赤
外吸収スペクトル(IR)によつて確認すること
ができる。第1図は後述の参考例1の方法で得ら
れたポリカルボシランのGPC、第2図は後述の
参考例2の方法で得られたポリジルコノシロキサ
ンのGPC、第3図は後述の実施例1の方法に従
がい、上記のポリカルボシランとポリジルコノシ
ロキサンとを重量比1:1で反応させることによ
つて得られた本発明の有機金属共重合体のGPC
である(いずれの場合にも、ポリマー50mgをテト
ラヒドロフラン10mlに溶かした溶液を測定に供し
た。)また、第4図は上記ポリカルボシランとポ
リジルコノシロキサンの単なる混合物(重量比
1:1)のGPCである(測定に使用した溶液
は、各ポリマー25mgからなる50mgのポリマー混合
物をテトラヒドロフラン10mlに溶解したもの)。
第4図に示される2種ポリマーの単なる混合物の
GPCは、第1図のGPCと第2図のGPCを重ね合
わせたものと一致する。然るに、第3図に示され
る共重合体のGPCでは、横軸の溶出量8.1mlにお
いて、第1、2及び4図のいずれのGPCにも見
られない新たなピークが出現している。これはポ
リカルボシランとポリジルコノシロキサンがブロ
ツク共重合することによつて分子量が大きくなつ
たことを意味するものである(GPCではピーク
の横軸(溶出量)の数値が低い程、それに対応す
る分子量は高い)。また第1図及び第2図のGPC
に見られる溶出量10mlにおけるピークに着目する
と、第3図のGPCではこのピークの高さが非常
に小さくなつている。これはブロツク共重合体に
おける低分子量物の含有量が著しく減少したこと
を意味するものである。上記の如く、GPCの実
験結果は、本発明の有機金属重合体がポリカルボ
シランとポリジルコノシロキサンの単なる混合物
ではなく、上記2種のポリマーが結合することに
よつて高分子量化したブロツク共重合体であるこ
とを示している。 次に赤外吸収スペクトル(IR)について説明
すると、第5図は参考例1に記載のポリカルボシ
ランのIR、第6図は参考例2に記載のポリジル
コノシロキサンのIR、第7図は実施例1に記載
の本発明の有機金属共重合体のIRである。そし
て第5図のIRにおける1250cm-1及び2100cm-1の吸
収はそれぞれ、出発原料のポリカルボシランに存
在するSi−CH3及びSi−Hに対応する吸収である
(第6図のポリジルコノシロキサンのIRでは、こ
れらの吸収は存在しない)。第7図に示される共
重合体のIRにおいても、上記2つの吸収は存在
するが、Si−H吸収強度(2100cm−1/Si−C
吸収強度(1250cm−1) の比率について第5図と第7図を比較すると、第
5図のIRでは上記の比率が0.608であるのに対し
て、第7図では0.456とかなり減少している。こ
のことは、ポリカルボシランとポリジルコノシロ
キサンとの反応により、ポリカルボシラン中のSi
−H結合の一部が消失し、それによつてポリカル
ボシランとポリジルコノシロキサンのブロツク共
重合体が得られることを示している。即ち、本発
明の有機金属共重合体(ブロツク共重合体)は、
ポリカルボシランの主鎖骨格中に存在する構造単
位(−Si−CH2)−のケイ素原子に側鎖基として結合
している水素原子の一部が脱離し、そのケイ素原
子がポリジルコノシロキサンの主鎖骨格中に存在
する構造単位(−Si−O−及び/又は−Zr−O
−)のケイ素原子及び/又はジルコニウム原子の
1部と酸素原子を介して架橋結合することによつ
て生成するものである。上記のIRのデータに基
いて、実施例1の有機金属共重合体の架橋率を計
算すると25.0%である(但し架橋はSi−H結合の
消失のみによつて起ると仮定する)。 本発明の有機金属共重合体を製造するための本
発明の方法は、ポリカルボシランとポリジルコノ
シロキサンとの混合物を、有機溶媒中で且つ反応
に対して不活性な雰囲気下において加熱し、ポリ
カルボシランのケイ素原子の少くとも1部をポリ
ジルコノシロキサンのケイ素原子及び/又はジル
コニウム原子の少くとも1部と酸素原子を介して
結合させる方法である。有機溶媒は反応を円滑に
行ない且つゲル状物の如き副生物の生成を抑制す
るために使用するものであり、好ましい溶媒とし
ては例えばベンゼン、トルエン、キシレン、テト
ラヒドロフラン等をあげることができる。 また反応に対して不活性なガス(例えば、窒
素、アルゴン、水素の如き)の雰囲気下におい
て、反応を行なうことが必要であり、空気中の如
き酸化性雰囲気中で行うと、原料のポリカルボシ
ラン及びポリジルコノシロキサンの酸化が生じる
ため好ましくない。 反応温度は広い範囲にわたつて変更することが
でき、例えば使用する有機溶媒の沸点以下の温度
に加熱してもよいが、高い架橋率の共重合体を得
る場合には、有機溶媒の沸点以上に加熱して有機
溶媒を留出させて架橋反応を行なうことが好まし
い。反応温度は一般に500℃以下にすることが好
ましい。反応時間は特に重要でないが、通常1〜
10時間程度である。反応は一般に常圧付近で行な
うことが好ましく、真空中や高い減圧中で反応を
行うと、低分子成分が系外に留出するため収率が
低下するので好ましくない。本発明の方法を実施
するためには、不活性ガスを反応部に気流として
送りこみながら反応を行うことが好ましく、その
理由は、これにより反応器内の圧力がほぼ常圧に
保たれ、温度上昇や反応中に放出される炭化水素
ガス、例えばメタンのようなガスによる圧力上昇
を防ぐことができるからである。 本発明の方法において、有機金属共重合体を製
造するための出発原料の一つとして使用するポリ
カルボシランは、数平均分子量が約500〜10000
の、主として式(−Si−CH2)−の構造単位からなる
主鎖骨格を有し、式中のケイ素原子は実質的に水
素原子、低級アルキル基およびフエニル基からな
る群から選ばれた側鎖基を2個有するポリカルボ
シランである。ポリカルボシランの末端基のケイ
素原子には上記の側鎖基のほかに、OH基が結合
していることもある。 ポリカルボシランの製造法自体は公知であり、
本発明で出発原料として使用する上記のポリカル
ボシランはそのような公知方法によつて製造する
ことができる。例えば、モノシランをそのまま重
合することによつてポリカルボシランを製造する
方法がFritz;Angew.Chem.,79 p.657
(1967)によつて開示されており、またモノシラ
ンを一旦ポリシランとした後これを重合すること
によりポリカルボシランを製造する方法が、本出
願人によつて出願された特開昭51−126300号公
報、特開昭52−112700号公報等において開示され
ている。本発明で使用するポリカルボシランのう
ちで、主鎖骨格が実質的に(−Si−CH2)−の構造単
位のみからなるポリカルボシランは、上記の公知
方法によつて製造することができる。 本発明で出発原料として使用するのに特に適し
たポリカルボシランは、本出願人によつて出願さ
れた特開昭54−61299号公報に記載の方法によつ
て製造される改質ポリカルボシラン、即ちシロキ
サン給合を一部含むポリカルボシランである。こ
の改質ポリカルボシランは、下記(A)および(B)なる
構造単位から主としてなり、
The present invention relates to a novel organometallic crosslinked block copolymer comprising a polycarbosilane moiety and a polyzirconosiloxane moiety. Polycarbosilane, which is a polymer whose main chain skeleton consists of (-Si-CH 2 )- and two side chain groups bonded to each silicon atom, is converted into an inorganic carbide SiC by baking, so polycarbosilane It is well known that SiC fibers with good mechanical and thermal properties can be produced by forming SiC fibers into fibers and firing them.
It was disclosed in the specification of No. 126300, the specification of JP-A-51-139929, etc. The inventor subsequently discovered that the main chain skeleton was mainly (-Si
Organometallic combination of polycarbosilane consisting of the structural unit -CH 2 )- and polytitanosiloxane having titanoxane bonding units (-Ti-O)- and siloxane bonding units (-Si-O)- in the main chain skeleton. SiC- obtained by spinning, infusible and firing copolymer
It was disclosed in Japanese Patent Application No. 54-80793 that Tic fibers have even better mechanical properties than SiC fibers. As a result of diligently continuing research on organometallic copolymers, the present inventor discovered a new crosslinked block copolymer consisting of a crosslinked polycarbosilane moiety and a polyzirconosiloxane moiety.
Moreover, when this organometallic copolymer is molded and fired, it becomes different from that obtained from conventional polycarbosilane.
It has been found that ZrC-SiC fibers can be obtained which exhibit better mechanical properties and oxidation resistance at high temperatures than SiC fibers, making it an extremely useful polymer. According to the present invention, the polycarbosilane moiety (A) has a number average molecular weight of about 500 to 10,000 and a number average molecular weight of about 500.
-10,000 polyzirconosiloxane moiety (B) and a number average molecular weight of about 1,000 to 50,000; the polycarbosilane moiety (A) mainly has the formula (-Si-CH 2 ) - has a main chain skeleton consisting of the structural unit, and the silicon atom in the formula has a side chain group selected from the group consisting of a hydrogen atom, a lower alkyl group (preferably having 1 to 4 carbon atoms), and a phenyl group. The polyzirconosiloxane moiety (B) has one or two zirconoxane bonding units (-Zr
It has a main chain skeleton in which -O)- and siloxane bond units (-Si-O)- are randomly bonded, and the ratio of the total number of zirconoxane bonds to the total number of siloxane bonds is 30:1 to 1:30. within the range, and most of the silicon atoms in the siloxane bond have one or two side chain groups selected from the group consisting of lower alkyl groups (preferably having 1 to 4 carbon atoms) and phenyl groups. , most of the zirconium atoms in the zirconoxane bond have one or two lower alkoxy groups (preferably having 1 to 4 carbon atoms), phenoxy groups or acetylacetoxy groups as side chain groups; the polycarbosilane At least a portion of the silicon atoms in moiety (A) are present in the polyzirconosiloxane moiety (B).
is bonded to at least a portion of the silicon atoms and/or zirconium atoms of via oxygen atoms, thereby crosslinking the polycarbosilane moiety (A) and the polyzirconosiloxane moiety (B), and Ratio of the total number of (-Si-CH 2 )- structural units in the polycarbosilane moiety (A) to the total number of (-Zr-O)-bonding units and (-Si-O)- bonding units in the polyzirconosiloxane moiety is 100:1
The organometallic crosslinked block copolymer is within the range of 1:100; melts by heating at 50 to 400°C, and is compatible with organic solvents. The organometallic copolymer of the present invention (1) has a main chain skeleton mainly composed of structural units of the formula (-Si-CH 2 )- with a number average molecular weight of about 500 to 10,000, The atoms include essentially two side chain groups selected from the group consisting of hydrogen atoms, lower alkyl groups (preferably having 1 to 4 carbon atoms), and phenyl groups.
and (2) a main clavicle in which zirconoxane bonding units (-Zr-O)- and siloxane bonding units (-Si-O)- having a number average molecular weight of approximately 500 to 10,000 are randomly bonded. and the ratio of the total number of zirconoxane bond units to the total number of siloxane bond units is within the range of 30:1 to 1:30, and most of the silicon atoms of the siloxane bond units are lower alkyl groups (carbon number 1 to 4) and phenyl groups, and most of the zirconium atoms in the zirconoxane bonding unit have lower alkoxy groups (carbon (preferably number 1 to 4), a polyzirconosiloxane having one or two phenoxy groups or acetylacetoxy groups is combined with the total number of (-Si-CH 2 )- structural units of the polycarbosilane to the polyzirconosiloxane. The ratio of the total number of (-Zr-O)-bonding units and (-Si-O)-bonding units is 100:
Mix at a ratio within the range of 1 to 1:100,
The resulting mixture is heated in an organic solvent and under an atmosphere inert to the reaction to convert at least a portion of the silicon atoms of the polycarbosilane into silicon atoms of the polyzirconosiloxane and/or A polycarbosilane moiety and a polyzirconosiloxane moiety having a number average molecular weight of 1000 to 1,000, which are composed of a crosslinked polycarbosilane moiety and a polyzirconosiloxane moiety, which are bonded to at least a portion of zirconium atoms via an oxygen atom.
50,000 can be produced by the method for producing organometallic crosslinked block copolymers. Below, the organometallic crosslinked block copolymer of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as organometallic copolymer) and the method of producing the same will be explained in more detail. The organometallic copolymer of the present invention is a crosslinked block copolymer obtained by crosslinking polycarbosilane and polyzirconosiloxane by block copolymerization. A typical block copolymer is obtained by bonding each block to each other at each end, and therefore has a structure consisting of a series of blocks connected by head-to-tail bonds. On the other hand, in the organometallic copolymer of the present invention, a part of the silicon atoms of the structural unit (-Si-CH 2 )- present in the middle of the main chain skeleton of the polycarbosilane moiety is Therefore, a structure in which a structural unit (-Si-O- and/or -Zr-O-) existing in the middle of the main chain skeleton of the polyzirconosiloxane moiety is bonded to a part of the silicon atom and/or zirconium atom is formed. It is something that you have. That is, the organometallic copolymer of the present invention has a polycarbosilane moiety.
It is a crosslinked block copolymer with a unique structure in which (A) and the polyzirconosiloxane moiety (B) are not bonded head to tail, but are crosslinked in the middle of the main chain bonds. Although polycarbosilane itself and polyzirconosiloxane themselves are known polymers, a copolymer consisting of carbosilane and zirconosiloxane has not been known so far. Needless to say, a crosslinked block copolymer in which polycarbosilane and polyzirconosiloxane are bonded in the above-mentioned unique bonding manner has never been known, and therefore, the organometallic copolymer of the present invention Coalescence is a new polymer. The fact that the organometallic copolymer of the present invention is a crosslinked block copolymer consisting of a polycarbosilane moiety and a polyzirconosiloxane moiety can be confirmed by gel permeation chromatography (GPC) and infrared absorption spectrum (IR). ) can be confirmed. Figure 1 shows GPC of polycarbosilane obtained by the method of Reference Example 1 described below, Figure 2 shows GPC of polyzirconosiloxane obtained by the method of Reference Example 2 described later, and Figure 3 shows the GPC of polycarbosilane obtained by the method of Reference Example 2 described later. GPC of the organometallic copolymer of the present invention obtained by reacting the above polycarbosilane and polyzirconosiloxane in a weight ratio of 1:1 according to the method of Example 1.
(In each case, a solution of 50 mg of polymer dissolved in 10 ml of tetrahydrofuran was used for measurement.) Figure 4 also shows a simple mixture of the above polycarbosilane and polyzirconosiloxane (weight ratio 1:1). (The solution used for the measurement was 50 mg of a polymer mixture consisting of 25 mg of each polymer dissolved in 10 ml of tetrahydrofuran).
The simple mixture of two polymers shown in Figure 4
The GPC matches the superposition of the GPC in Figure 1 and the GPC in Figure 2. However, in the GPC of the copolymer shown in FIG. 3, a new peak that is not seen in any of the GPCs in FIGS. 1, 2, and 4 appears at an elution volume of 8.1 ml on the horizontal axis. This means that the molecular weight has increased due to block copolymerization of polycarbosilane and polyzirconosiloxane (in GPC, the lower the value on the horizontal axis (elution amount) of the peak, the higher the molecular weight is high). Also, the GPC in Figures 1 and 2
Focusing on the peak at an elution volume of 10 ml, the height of this peak is extremely small in the GPC shown in Figure 3. This means that the content of low molecular weight substances in the block copolymer was significantly reduced. As mentioned above, the GPC experimental results show that the organometallic polymer of the present invention is not a mere mixture of polycarbosilane and polyzirconosiloxane, but is a block compound with a high molecular weight due to the combination of the above two types of polymers. This indicates that it is a polymer. Next, to explain the infrared absorption spectra (IR), Figure 5 shows the IR of the polycarbosilane described in Reference Example 1, Figure 6 shows the IR of the polyzirconosiloxane described in Reference Example 2, and Figure 7 shows the IR of the polycarbosilane described in Reference Example 1. 1 is an IR of the organometallic copolymer of the present invention described in Example 1. The absorptions at 1250 cm -1 and 2100 cm -1 in the IR in Figure 5 are absorptions corresponding to Si-CH 3 and Si-H present in the polycarbosilane starting material, respectively (polyzircon in Figure 6). In the IR of siloxane, these absorptions are not present). In the IR of the copolymer shown in Figure 7, the above two absorptions exist, but the Si-H absorption intensity (2100 cm -1 /Si-C
Comparing Figures 5 and 7 with respect to the ratio of H 3 absorption intensity (1250 cm -1 ), the ratio is 0.608 in the IR of Figure 5, while it is considerably reduced to 0.456 in Figure 7. ing. This is due to the reaction between polycarbosilane and polyzirconosiloxane.
This shows that some of the -H bonds disappear, thereby resulting in a block copolymer of polycarbosilane and polyzirconosiloxane. That is, the organometallic copolymer (block copolymer) of the present invention is
Some of the hydrogen atoms bonded as side chain groups to the silicon atoms of the structural unit (-Si-CH 2 )- present in the main chain skeleton of polycarbosilane are removed, and the silicon atoms are converted into polyzirconosiloxane. Structural units present in the main chain skeleton (-Si-O- and/or -Zr-O
-) is produced by crosslinking with part of the silicon atoms and/or zirconium atoms via oxygen atoms. Based on the above IR data, the crosslinking rate of the organometallic copolymer of Example 1 is calculated to be 25.0% (assuming that crosslinking occurs only due to the disappearance of Si--H bonds). The method of the present invention for producing the organometallic copolymer of the present invention comprises heating a mixture of polycarbosilane and polyzirconosiloxane in an organic solvent and under an atmosphere inert to the reaction, This is a method in which at least part of the silicon atoms of polycarbosilane is bonded to at least part of the silicon atoms and/or zirconium atoms of polyzirconosiloxane via oxygen atoms. The organic solvent is used to carry out the reaction smoothly and to suppress the production of by-products such as gel-like substances, and preferred solvents include benzene, toluene, xylene, tetrahydrofuran, and the like. In addition, it is necessary to carry out the reaction in an atmosphere of an inert gas (e.g. nitrogen, argon, hydrogen, etc.), and if it is carried out in an oxidizing atmosphere such as air, This is not preferred because oxidation of silane and polyzirconosiloxane occurs. The reaction temperature can be varied over a wide range; for example, it may be heated to a temperature below the boiling point of the organic solvent used, but if a copolymer with a high crosslinking rate is to be obtained, it may be heated to a temperature above the boiling point of the organic solvent. It is preferable to carry out the crosslinking reaction by heating to distill off the organic solvent. The reaction temperature is generally preferably 500°C or lower. The reaction time is not particularly important, but it is usually 1~
It takes about 10 hours. It is generally preferable to carry out the reaction near normal pressure, and it is not preferable to carry out the reaction in vacuum or under high reduced pressure because low molecular components will distill out of the system and the yield will decrease. In order to carry out the method of the present invention, it is preferable to carry out the reaction while feeding an inert gas into the reaction section as a gas stream. This is because it is possible to prevent a pressure increase due to a hydrocarbon gas, such as a gas such as methane, released during the reaction. In the method of the present invention, the polycarbosilane used as one of the starting materials for producing the organometallic copolymer has a number average molecular weight of about 500 to 10,000.
has a main chain skeleton mainly consisting of structural units of the formula (-Si-CH 2 )-, in which the silicon atom is substantially a hydrogen atom, a lower alkyl group, and a phenyl group. It is a polycarbosilane having two chain groups. In addition to the above-mentioned side chain groups, an OH group may be bonded to the silicon atom of the terminal group of polycarbosilane. The method for producing polycarbosilane itself is well known;
The above polycarbosilane used as a starting material in the present invention can be produced by such known methods. For example, a method for producing polycarbosilane by directly polymerizing monosilane is described by Fritz; Angew.Chem., 79 p.657.
(1967), and a method for producing polycarbosilane by once converting monosilane into polysilane and then polymerizing it is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-126300 filed by the present applicant. This method is disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 112700/1983. Among the polycarbosilanes used in the present invention, polycarbosilanes whose main chain skeleton consists essentially only of (-Si-CH 2 )- structural units can be produced by the above-mentioned known method. . A polycarbosilane particularly suitable for use as a starting material in the present invention is a modified polycarbosilane produced by the method described in JP-A-54-61299, filed by the applicant. , that is, it is a polycarbosilane partially containing siloxane loading. This modified polycarbosilane mainly consists of the following structural units (A) and (B),

【式】【formula】

【式】 (ここに、R1,R2,R3及びR4はそれぞれ独立
に水素原子、低級アルキル基またはフエニル基で
ある) (A)と(B)の比率が5:1〜200:1であり、数平
均分子量が500〜10000のシロキサン結合を一部含
むポリカルボシランである。この改質ポリカルボ
シランは、
[Formula] (Here, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom, a lower alkyl group or a phenyl group) The ratio of (A) and (B) is 5:1 to 200: 1, and is a polycarbosilane partially containing siloxane bonds with a number average molecular weight of 500 to 10,000. This modified polycarbosilane is

【式】なる構造を有するボリシラ ンに対して(ここに、n≧3、R1及びR2は上記
と同じ意味を有する)、骨格成分がB,Siおよび
OよりなりSiの側鎖の少なくとも1部にフエニル
基を有するポリボロシロキサンを、0.01〜15重量
%添加混合し、反応に対して不活性な雰囲気下に
おいて、前記ポリマーの混合物を通常250℃以
上、好ましくは300〜500℃で加熱して、通常8〜
10時間重合させることによつて製造することがで
きる。 本発明の方法において、有機金属共重合体を製
造するための他の出発原料として使用するポリジ
ルコノシロキサンは、数平均分子量が約500〜
10000の、ジルコノキサン結合単位(−Zr−O)−及
びシロキサン結合単位(−Si−O)−からなる主鎖骨
格を有し、且つジルコノキサン結合単位の全数対
シロキサン結合単位の全数の比率が30:1乃至
1:30の範囲内にあり、該シロキサン結合単位の
ケイ素原子の大部分が低級アルキル基及びフエニ
ル基からなる群から選ばれた側鎖基を1個または
2個有しており、該ジルコノキサン結合単位のジ
ルコニウム原子の大部分が側鎖基として低級アル
コキシ基、フエノキシ基又はアセチルアセトキシ
基を1個または2個有するポリジルコノシロキサ
ンである。ポリジルコノシロキサンの末端基とし
て存在するケイ素原子あるいはジルコニウム原子
には、上記のそれぞれの側鎖基のほかに、OH基
が結合していることもある。 ポリジルコノシロキサンの製造法自体は公知で
あり、本発明で出発原料として使用する上記のポ
リジルコノシロキサンはそのような公知の合成法
によつて製造することができる。代表的な合成法
としては、例えば (イ) オルガノクロルシランとジルコニウムアルコ
キシド、ジルコニウムフエノキシド又はジルコ
ニウムアセチルアセトナートの共加水分解によ
る合成法 (ロ) オルガノシラノールとジルコニウム塩化物の
脱塩酸縮合反応による合成法 あるいは (ハ) オルガノシラノールとジルコニウムアルコキ
シド、ジルコニウムフエノキシド又はジルコニ
ウムアセチルアセトナートの脱アルコール縮合
反応による合成法 をあげることができる。 上記(イ)〜(ハ)の合成法によつて、本発明で使用す
るポリジルコノシロキサンを合成する場合、−Si
−O−Ti−O−結合の生成を式で示せば下記の
如くである。 (イ)
For polysilane having the structure [formula] (where n≧3, R 1 and R 2 have the same meanings as above), the skeleton components are B, Si and O, and at least one of the side chains of Si is 0.01 to 15% by weight of polyborosiloxane having a phenyl group is added and mixed, and the polymer mixture is heated at usually 250°C or higher, preferably 300 to 500°C in an atmosphere inert to the reaction. Usually 8~
It can be produced by polymerizing for 10 hours. In the method of the present invention, the polyzirconosiloxane used as another starting material for producing the organometallic copolymer has a number average molecular weight of about 500 to
It has a main chain skeleton consisting of 10,000 zirconoxane bond units (-Zr-O)- and siloxane bond units (-Si-O)-, and the ratio of the total number of zirconoxane bond units to the total number of siloxane bond units is 30: 1 to 1:30, most of the silicon atoms of the siloxane bonding unit have one or two side chain groups selected from the group consisting of lower alkyl groups and phenyl groups, and Most of the zirconium atoms in the zirconoxane bonding units are polyzirconosiloxanes having one or two lower alkoxy groups, phenoxy groups, or acetylacetoxy groups as side chain groups. In addition to the above-mentioned side chain groups, an OH group may be bonded to the silicon atom or zirconium atom present as a terminal group of polyzirconosiloxane. The method for producing polyzirconosiloxane itself is known, and the above polyzirconosiloxane used as a starting material in the present invention can be produced by such a known synthesis method. Typical synthesis methods include (a) a synthesis method by cohydrolysis of organochlorosilane and zirconium alkoxide, zirconium phenoxide or zirconium acetylacetonate, and (b) a dehydrochloric acid condensation reaction of organosilanol and zirconium chloride. Synthesis method or (c) synthesis method by dealcoholization condensation reaction of organosilanol and zirconium alkoxide, zirconium phenoxide or zirconium acetylacetonate. When synthesizing the polyzirconosiloxane used in the present invention by the synthesis methods (a) to (c) above, -Si
The formation of the -O-Ti-O- bond is expressed as follows. (stomach)

【式】 (ロ) −SiOH+−TiC→ −Si−O−Ti−+HC (ハ) −SiOH+−TiOR→ Si−O−Ti−+ROH ポリジルコノシロキサンの合成法は、例えば、
Inorganic Polymers(F.G.A.Stone Academic
Press.1962)に記載されており、また本出願人に
よつて出願された特願昭54−58004号明細書に記
載されている。 本発明で出発原料として使用するポリジルコノ
シロキサンは数平均分子量が500〜10000であり、
有機溶媒(例えばベンゼン、トルエン、キシレ
ン、アセトン、テトラヒドロフラン等)に可溶な
ポリマーである。 本明細書では慣用の記述法に従つて、主鎖骨格
中に存在するシロキサン結合単位を(−Si−O)−と
いう簡略式で表わすが、当業者には周知の如く、
上記の式で表わされたシロキサン結合単位は、二
官能性基
[Formula] (b) -SiOH+-TiC→ -Si-O-Ti-+HC (c) -SiOH+-TiOR→ Si-O-Ti-+ROH The synthesis method for polyzirconosiloxane is, for example,
Inorganic Polymers (FGAStone Academic
Press. 1962), and also in the specification of Japanese Patent Application No. 58004/1983 filed by the applicant. The polyzirconosiloxane used as a starting material in the present invention has a number average molecular weight of 500 to 10,000,
It is a polymer that is soluble in organic solvents (eg, benzene, toluene, xylene, acetone, tetrahydrofuran, etc.). In this specification, the siloxane bonding unit present in the main chain skeleton is expressed by the simplified formula (-Si-O)- according to the conventional writing method, but as is well known to those skilled in the art,
The siloxane bonding unit represented by the above formula is a difunctional group.

【式】三管能性基[Formula] Three-tube functional group

【式】及び四官能性基[Formula] and tetrafunctional group

【式】 (式中のRは側鎖有機基である)の3種のシロ
キサン結合単位を包含している。そしてこれら3
種のシロキサン結合単位はいずれも、本発明で使
用するポリジルコノシロキサンの主鎖骨格を形成
する構造単位となることができる。然しながら、
四官能性シロキサン結合単位の含有量が多くなる
と、一般にポリマーは架橋構造に富んだものとな
り、有機溶媒に対し不溶となるので、本発明で使
用するポリジルコノシロキサンにおいては、シロ
キサン結合単位の大部分が二官能性又は三官能性
のシロキサン結合単位であり、四官能性シロキサ
ン単位は小量であることが必要である。従つて、
本発明で出発原料として使用するポリジルコノシ
ロキサンは、シロキサン結合単位(−Si−O)−のケ
イ素原子の大部分が1個または2個の側鎖有機基
R(低級アルキル基またはフエニル基)を結合す
べきである。即ち、本発明で使用するポリジルコ
ノシロキサンは四官能性シロキサン結合単位を小
量なら含んでもよいが、その含有量は有機溶媒に
対するポリマーの溶解性を阻害しない限度内でな
ければならない。本発明で使用するポリジルコノ
シロキサン結合単位は、実質的に二官能性及び/
又は三官能性シロキサン結合単位からなることが
好ましい。 上記と同様に、式(−Zr−O)−で表わしたジルコ
ノキサン結合単位も、二官能性基、三官能性基、
四官能性基を包含しているが、上に述べたと同じ
理由により、本発明で使用するポリジルコノシロ
キサンにおいてはジルコノキサン結合の大部分
が、側鎖有機基(低級アルコキシ基、フエノキシ
基又はアセチルアセトキシ基)を2個有するもの
(二官能性基)であるか、又は1個有するもの
(三官能性基)であることが必要であり、そして
ジルコノキサン結合単位が実質的に二官能性及
び/又は三官能性ジルコノキサン結合単位である
ことが好ましい。 本発明で使用するポリジルコノシロキサンにお
いて、ジルコノキサン結合の全数対シロキサン結
合の全数の比率は30:1乃至1:30の範囲内にあ
る。 本発明で使用するポリジルコノシロキサンは、
上記のようなシロキサン結合(−Si−O)−とジルコ
ノキサン結合(−Zr−O)−とがランダムに結合した
骨格からなるポリマーであり、鎖状、環状、はし
ご状、かご状、又は網目状の種々の構造を取り得
るものである。 本発明の方法においては、上記のポリカルボシ
ランとポリジルコノシロキサンとを、ポリカルボ
シランの(−Si−CH2)−構造単位の全数対ポリジル
コノシロキサンの(−Zr−O)−結合単位及び(−Si−
O)−結合単位の全数の比率が100:1乃至1:100
の範囲内となる量比で混合し、得られた混合物を
反応させ、それによつて2種のポリマー間に架橋
結合を生成させる。先に説明したように、架橋反
応は主として、ポリカルボシランの主鎖骨格中の
構造単位(−Si−CH2)−のケイ素原子のうちで、側
鎖基として結合していた水素原子が脱離したケイ
素原子が、ポリジルコノシロキサンの主鎖骨格中
のシロキサン結合単位及び/又はジルコノキサン
結合単位のケイ素原子及び/又はジルコニウム原
子の1部と、酸素を介して結合する反応であり、
かくして架橋ブロツク共重合体である本発明の有
機金属共重合体が生成する。従つて、ブロツク共
重合体のポリカルボシラン部分に着目すると、架
橋結合に関与している主鎖骨格中のケイ素原子
は、架橋反応前では2個の側鎖基を有していた
が、架橋反応後では1個の側鎖基を有しており、
そして架橋結合に関与していない主鎖骨格中のケ
イ素原子は、実質的に、水素原子、低級アルキル
基及びフエニル基から選ばれた2個の側鎖基を有
している。 以上説明した方法によつて製造される本発明の
有機金属共重合体は、本発明で特定した前記のポ
リカルボシランとポリジルコノシロキサンが架橋
結合した、分子量が1000〜50000のブロツク共重
合体であり、そして、通常、50〜400℃の加熱に
より溶融する熱可塑性物質であり、またベンゼ
ン、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン等
の溶媒に可溶である。 第7図に実施例1の方法で得られた本発明の有
機金属共重合体の赤外吸収スペクトル(IR)が
示されているが、この実施例1に記載の共重合体
は、ポリジメチルシランとポリボロジフエニルシ
ロキサンとから得られるシロキサン結合を一部含
むポリカルボシランと、ジフエニルシランジオー
ルとジルコニウムテトラブトキシドとから得られ
るポリジルコノシロキサンとから成るブロツク共
重合体である。第5図及び第6図に示される出発
原料(ポリカルボシラン及びポリジルコノシロキ
サン)のIRを考慮に入れた上で、第7図のブロ
ツク共重合体のIRの帰属を判定すると次の如く
である。 500cm-1,700cm-1付近のSi−C6H5;800cm-1
近、1250cm-1のSi−CH3;950cm-1のSi−O−Zr;
1020〜1030cm-1のSi−CH2−Si;1050cm-1,1120
cm-1のSi−O;1430cm-1のSi−C6H5;2100cm-1
Si−H;2850〜2940cm-1のZr−OC4H9におけるC
−H;2900cm-1,2950cm-1のC−H;3050cm-1
近のC6H5におけるC−Hの各結合に対応する吸
収が第7図のIRに示されている。 以上説明したように、本発明の有機金属共重合
体は新規な構造の架橋ブロツク重合体であるが、
この共重合体は、不活性ガス雰囲気中または非酸
化性ガス雰囲気中での焼成により、従来のSiCに
比べて機械的強度に優れた特性を有する、主とし
てZrCとSiCとからなり、しかもZrCとSiCが一部
固溶した複合炭化物に転換することができる。ま
た、加熱により溶融し、また有機溶媒に可溶であ
るから、様々な形状を有する成型体とすることが
でき、これを不活性雰囲気中又は非酸化性雰囲気
中で、700℃以上の温度で加熱焼成して、性能の
極めて優秀な上記構造の複合炭化物の成形体を得
ることができる。 このような成形体の例としては、主としてこの
複合炭化物よりなる連続繊維、フイルム、被覆
膜、粉末などがあげられる。また本発明の有機金
属共重合体は、前記複合炭化物製品の他に、焼結
用結合剤や含浸剤としても用いることができ、更
に耐熱性に優れているので、ポリマーのままでも
種々の用途を有するものと期待される。 以下実施例によつて本発明を説明する。 参考例 1 5の三口フラスコに無水キシレン2.5とナ
トリウム400gとを入れ、窒素ガス気流下でキシ
レンの沸点まで加熱し、ジメチルジクロロシラン
1を1時間で滴下した。滴下終了後、10時間加
熱環流し沈殿物を生成させた。この沈殿を過
し、まずメタノールで洗浄した後、水で洗浄して
白色粉末のポリジメチルシラン420gを得た。 他方、ジフエニルジクロロシラン759gとホウ
酸124gを窒素ガス雰囲気下、n−ブチルエーテ
ル中、100〜120℃の温度で加熱し、生成した白色
樹脂状物を、さらに真空中400℃で1時間加熱す
ることによつて530gのポリボロジフエニルシロ
キサンを得た。 次に、上記のポリジメチルシラン250gに上記
のポリボロジフエニルシロキサン8.27gを添加混
合し、還流管を備えた2の石英管中で、窒素気
流下で350℃まで加熱し、6時間重合し、本発明
の共重合体の原料として用いるポリカルボシラン
を得た。室温で放冷後キシレンを加えて溶液とし
て取り出し、キシレンを蒸発させ、330℃、2時
間窒素気流下で濃縮して130gの固体を得た。こ
のポリマーの数平分子量は蒸気圧浸透圧法
(VPO法)により測定したところ1500であつた。
この物質のIRスペクトルを測定したところ第5
図に示す如く、800cm-1付近と1250cm-1にSi−
CH3の吸収、1400、2900、2950cm-1にC−Hの吸
収、2100cm-1にSi−Hの吸収、1020、1355cm-1
Si−CH2−Siの吸収、1100cm-1付近にSi−Oの吸
収、700,1120,1430cm-1にSi−C6H5の吸収が認
められ、得られたポリマーは、構成する要素が
It includes three types of siloxane bonding units: ##STR1## where R is a side chain organic group. and these 3
Any of the siloxane bonding units of the species can be a structural unit forming the main chain skeleton of the polyzirconosiloxane used in the present invention. However,
As the content of tetrafunctional siloxane bonding units increases, the polymer generally becomes rich in crosslinked structures and becomes insoluble in organic solvents. It is necessary that the moieties be difunctional or trifunctional siloxane bonding units, with small amounts of tetrafunctional siloxane units. Therefore,
In the polyzirconosiloxane used as a starting material in the present invention, most of the silicon atoms in the siloxane bonding unit (-Si-O)- have one or two side chain organic groups R (lower alkyl group or phenyl group). should be combined. That is, the polyzirconosiloxane used in the present invention may contain a small amount of tetrafunctional siloxane bonding units, but the content must be within a limit that does not inhibit the solubility of the polymer in organic solvents. The polyzirconosiloxane linking units used in the present invention are substantially difunctional and/or
Or, it is preferable that it consists of a trifunctional siloxane bonding unit. Similarly to the above, the zirconoxane bonding unit represented by the formula (-Zr-O)- can also be a difunctional group, a trifunctional group,
However, for the same reason as stated above, most of the zirconoxane bonds in the polyzirconosiloxane used in the present invention contain side chain organic groups (lower alkoxy groups, phenoxy groups, or acetyl groups). acetoxy groups) (difunctional group) or one (trifunctional group), and the zirconoxane bonding unit is substantially difunctional and/or Or a trifunctional zirconoxane bonding unit is preferred. In the polyzirconosiloxane used in the present invention, the ratio of the total number of zirconoxane bonds to the total number of siloxane bonds is within the range of 30:1 to 1:30. The polyzirconosiloxane used in the present invention is
It is a polymer consisting of a skeleton in which siloxane bonds (-Si-O)- and zirconoxane bonds (-Zr-O)- as mentioned above are randomly bonded, and has a chain, cyclic, ladder, cage, or network shape. It can take various structures. In the method of the present invention, the above-mentioned polycarbosilane and polyzirconosiloxane are combined by combining the total number of (-Si-CH 2 )- structural units of the polycarbosilane with the (-Zr-O)- bond of the polyzirconosiloxane. Unit and (-Si-
O) - The ratio of the total number of bonding units is 100:1 to 1:100
and the resulting mixture is reacted, thereby forming a crosslink between the two polymers. As explained earlier, the crosslinking reaction mainly involves the elimination of hydrogen atoms bonded as side chain groups among the silicon atoms of the structural unit (-Si-CH 2 )- in the main chain skeleton of polycarbosilane. A reaction in which the separated silicon atoms are bonded via oxygen to a portion of the silicon atoms and/or zirconium atoms of the siloxane bond units and/or zirconoxane bond units in the main chain skeleton of polyzirconosiloxane,
The organometallic copolymer of the present invention, which is a crosslinked block copolymer, is thus produced. Therefore, when focusing on the polycarbosilane moiety of the block copolymer, the silicon atoms in the main chain skeleton involved in crosslinking had two side chain groups before the crosslinking reaction, but After the reaction, it has one side chain group,
The silicon atoms in the main chain skeleton that are not involved in crosslinking substantially have two side chain groups selected from hydrogen atoms, lower alkyl groups, and phenyl groups. The organometallic copolymer of the present invention produced by the method described above is a block copolymer with a molecular weight of 1,000 to 50,000, in which the polycarbosilane and polyzirconosiloxane specified in the present invention are crosslinked. It is a thermoplastic substance that melts when heated at 50 to 400°C, and is soluble in solvents such as benzene, toluene, xylene, and tetrahydrofuran. FIG. 7 shows the infrared absorption spectrum (IR) of the organometallic copolymer of the present invention obtained by the method of Example 1. It is a block copolymer consisting of a polycarbosilane partially containing siloxane bonds obtained from silane and polyborodiphenylsiloxane, and polyzirconosiloxane obtained from diphenylsilanediol and zirconium tetrabutoxide. Taking into consideration the IR of the starting materials (polycarbosilane and polyzirconosiloxane) shown in Figures 5 and 6, the assignment of the IR of the block copolymer shown in Figure 7 is determined as follows. It is. Si- C6H5 around 500cm -1 , 700cm -1 ; Si- CH3 around 800cm -1 , 1250cm -1 ; Si-O-Zr around 950cm -1 ;
Si−CH 2 −Si of 1020 to 1030 cm −1 ; 1050 cm −1 , 1120
cm -1 Si-O; 1430 cm -1 Si-C 6 H 5 ; 2100 cm -1
Si-H; C in Zr-OC 4 H 9 from 2850 to 2940 cm -1
-H; C-H at 2900 cm -1 and 2950 cm -1 ; Absorption corresponding to each C-H bond at C 6 H 5 near 3050 cm -1 is shown in IR in FIG. As explained above, the organometallic copolymer of the present invention is a crosslinked block polymer with a novel structure;
This copolymer is mainly composed of ZrC and SiC, and when fired in an inert gas atmosphere or a non-oxidizing gas atmosphere, it has superior mechanical strength compared to conventional SiC. It can be converted into a composite carbide in which SiC is partially dissolved. In addition, since it melts when heated and is soluble in organic solvents, it can be molded into various shapes. By heating and firing, it is possible to obtain a composite carbide compact having the above-mentioned structure and having extremely excellent performance. Examples of such molded bodies include continuous fibers, films, coatings, powders, etc. mainly made of this composite carbide. Furthermore, the organometallic copolymer of the present invention can be used as a sintering binder or an impregnating agent in addition to the composite carbide products mentioned above, and has excellent heat resistance, so it can be used in a variety of applications even as a polymer. It is expected that the The present invention will be explained below with reference to Examples. Reference Example 1 2.5 g of anhydrous xylene and 400 g of sodium were placed in the three-necked flask of 15, heated to the boiling point of xylene under a nitrogen gas stream, and 1 dimethyldichlorosilane was added dropwise over 1 hour. After the dropwise addition was completed, the mixture was heated and refluxed for 10 hours to form a precipitate. This precipitate was filtered and washed first with methanol and then with water to obtain 420 g of white powder polydimethylsilane. On the other hand, 759 g of diphenyldichlorosilane and 124 g of boric acid are heated at a temperature of 100 to 120°C in n-butyl ether under a nitrogen gas atmosphere, and the resulting white resinous material is further heated at 400°C in vacuum for 1 hour. This yielded 530 g of polyborodiphenylsiloxane. Next, 8.27 g of the above polyborodiphenylsiloxane was added and mixed to 250 g of the above polydimethylsilane, and the mixture was heated to 350°C under a nitrogen stream in a quartz tube equipped with a reflux tube for 6 hours to polymerize. A polycarbosilane to be used as a raw material for the copolymer of the present invention was obtained. After cooling at room temperature, xylene was added to take out the solution, xylene was evaporated, and the mixture was concentrated at 330° C. for 2 hours under a nitrogen stream to obtain 130 g of solid. The number average molecular weight of this polymer was 1500 as measured by vapor pressure osmosis method (VPO method).
When we measured the IR spectrum of this substance, the fifth
As shown in the figure, Si-
Absorption of CH 3 , absorption of C-H at 1400, 2900, 2950 cm -1 , absorption of Si-H at 2100 cm -1 , absorption of Si-H at 1020, 1355 cm -1
Absorption of Si-CH 2 -Si, absorption of Si-O near 1100 cm -1 , absorption of Si-C 6 H 5 at 700, 1120, and 1430 cm -1 were observed, and the resulting polymer showed that the constituent elements were

【式】【formula】 【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】であるポリカルボシラ ンである。 参考例 2 ジフエニルシランジオール864gとジルコニウ
ムテトラブトキシド383gを秤取し、これにキシ
レンを加え窒素ガス下で、150℃1時間還流反応
を行なつた。反応終了後不溶物は過し、また溶
媒のキシレンをエバポレーターで除去した後、得
られた中間生成物をさらに300℃窒素ガス下で1
時間加熱重合して、本発明の共重合体の原料とし
て用いるポリジルコノシロキサンで、ジルコノキ
サン結合の全数対シロキサン結合の全数の比率が
1:4であるポリマーを得た。数平均分子量は
VPO法により1650であつた。この物質の赤外線
吸収スペクトルを測定したところ第6図に示す如
く〜3600cm-1付近にわずかにSi−OHの吸収、
3050cm-1付近にベンゼン核の吸収、2900cm-1付近
にC4H9の吸収、1600〜1350cm-1にベンゼン核の
吸収、1150〜1000cm-1にSi−Oの吸収、950cm-1
付近にZr−O−Siの結合におけるZr−Oの吸収が
認められ、得られたポリマーは、Zr,Si,Oと骨
格とし、Siの側鎖にフエニル基、Zrの側鎖にブト
キシ基を有するポリマーである。 実施例 1 参考例1で得られたポリカルボシラン40gと、
参考例2で得られたポリジルコノシロキサン40g
とを秤取し、この混合物にキシレン400mlを加え
て均一相からなる混合溶液とし、窒素ガス雰囲気
下で、130℃で3時間撹拌しながら還流反応行な
つた。還流反応終了後、さらに温度を200℃まで
上昇させて、溶媒のキシレンを留出させたのち、
200℃で2時間重合を行ない、有機金属共重合体
を得た。このポリマーの数平均分子量は、VPO
法により3600であつた。第3図に示されるこの物
質のゲルパーミエーシヨンクロマトグラフの結
果、第4図に示される参考例1のポリカルボシラ
ンと、参考例2のポリジルコノシロキサンとを単
に混合したもののゲルパーミエーシヨンクロマト
グラフの結果の対比から明らかなように、ここで
得られたポリマーは、上記のポリカルボシランと
ポリジルコノシロキサンが単に混合されたもので
はなく、該原料両ポリマーが反応して高分子量化
した共重合体である。また第7図に示されるこの
物質のIRスペクトルと、第5図、第6図に示さ
れるポリカルボシラン、ポリジルコノシロキサン
のIRスペクトルとの対比から明らかなように、
ここで得られたポリマーは、ポリカルボシラン部
分とポリジルコノシロキサン部分とからなり、該
ポリカルボシラン部分中のSi−H結合が一部消失
し、この部分が該ポリジルコノシロキサン部分の
ケイ素原子及び/又はジルコニウム原子の少なく
とも1部と酸素原子を介して結合し、これによつ
てポリカルボシラン部分とポリジルコノシロキサ
ン部分とが架橋した共重合体である。ポリカルボ
シラン部分の(−Si−CH2)−結合の全数対ポリジル
コノシロキサン部分の(−Zr−O)−結合及び(−Si−
O)−結合の全数の比率は7:2である。 ここで得られた共重合体を、窒素雰囲気中で、
1700℃まで8.5時間で加熱し、1700℃で1時間焼
成して、黒色の固体を得た。この物質のX線粉末
回折測定を行なつたところ、第8図に示す如く、
2θ=35.8゜にβ−SiCの(111)回折線、2θ=
60.1゜にβ−SiCの(220)回折線及び2θ=72.1
゜にβ−SiCの(311)回折線が、また2θ=33.7
゜にZrCの(111)回折線が、2θ=39.1゜にZrC
の(200)回折線、2θ=56.3°にZrCの(220)
回折線および2θ=67.0゜にZrCの(311)回折
線が認められた。特にZrCの各回折線はいずれも
従来のZrCに観察される各回折線の2θよりも高
角度側にシフトしており、従来のZrCと格子定数
が異なることから、得られた物質は、主としてβ
−SiCおよびZrCよりなり、しかもβ−SiCとZrC
が一部固溶している複合炭化物であると推定され
る。 実施例 2 ジフエニルシランジオール600gとテトラキス
アセチルアセトナトジルコニウム675gを秤取し
これにキシレンおよびエタノール〔キシレン/エ
タノール=4/1(容量比)〕を加え溶媒除去後
250℃で30分間反応させること以外は、参考例2
と同様に反応させて、本発明の共重合体の原料と
して用いる数平均分子量が950でジ1コノキサン
結合の全数対シロキサン結合の全数の比率が1:
2であるポリジルコノシロキサンを得た。このポ
リマー95gと参考例1で得られたポリカルボシラ
ン40gを秤取し、この混合物にキシレン500mlを
加えて均一相からなる混合溶液とし、窒素ガス雰
囲気下で130℃で2時間撹拌しながら還流反応を
行つた。還流反応終了後、さらに温度を200℃ま
で上昇させて溶媒のキシレンを留出させた後、
200℃で2時間重合を行い数平均分子量5670の有
機金属共重合体を得た。このポリマーのポリカル
ボシラン部分の(−Si−CH2)−結合の全数対ポリジ
ルコノシロキサン部分の(−Zr−O)−結合及び(−Si
−O)−結合の全数の比率は約7:4である。 実施例 3 参考例1で合成したポリカルボシラン72gと、
参考例2で合成したポリジルコノシロキサン8g
とを秤取しこの混合物にベンゼン400mlを加えて
均一相からなる混合溶液とし、窒素雰囲気下で70
℃で5時間撹拌しながら還流反応を行なつた。還
流反応終了後さらに加熱しベンゼンを留出させた
後250℃で1時間重合を行い、数平均分子量8160
の有機金属共重合体を得た。得られたポリマーは
均一透明な樹脂状物であつた。この樹脂状物のポ
リカルボシラン部分の(−Si−CH2)−結合の全数対
ポリジルコノシロキサン部分の(−Zr−O)−結合及
び(−Si−O)−結合の全数の比率は約31:1であ
る。
It is a polycarbosilane with the formula: Reference Example 2 864 g of diphenylsilanediol and 383 g of zirconium tetrabutoxide were weighed out, xylene was added thereto, and a reflux reaction was carried out at 150° C. for 1 hour under nitrogen gas. After the reaction was completed, insoluble materials were filtered off, and the solvent xylene was removed using an evaporator, and the resulting intermediate product was further heated at 300°C under nitrogen gas for 1
Polyzirconosiloxane used as a raw material for the copolymer of the present invention was polymerized by heating for a period of time to obtain a polymer in which the ratio of the total number of zirconoxane bonds to the total number of siloxane bonds was 1:4. The number average molecular weight is
It was 1650 according to the VPO method. When we measured the infrared absorption spectrum of this material, as shown in Figure 6, there was a slight Si-OH absorption near ~3600 cm -1 .
Absorption of benzene nuclei near 3050 cm -1 , absorption of C 4 H 9 near 2900 cm -1 , absorption of benzene nuclei between 1600 and 1350 cm -1 , absorption of Si-O between 1150 and 1000 cm -1 , and 950 cm -1
Absorption of Zr-O in the Zr-O-Si bond was observed in the vicinity, and the resulting polymer had a backbone of Zr, Si, and O, with a phenyl group in the side chain of Si and a butoxy group in the side chain of Zr. It is a polymer with Example 1 40g of polycarbosilane obtained in Reference Example 1,
40g of polyzirconosiloxane obtained in Reference Example 2
400 ml of xylene was added to this mixture to obtain a mixed solution consisting of a homogeneous phase, and a reflux reaction was carried out under a nitrogen gas atmosphere at 130° C. with stirring for 3 hours. After the reflux reaction was completed, the temperature was further raised to 200°C to distill out the xylene solvent, and then
Polymerization was carried out at 200°C for 2 hours to obtain an organometallic copolymer. The number average molecular weight of this polymer is VPO
According to the law, it was 3600. The results of the gel permeation chromatography of this material shown in FIG. As is clear from the comparison of the results of the Shion chromatography, the polymer obtained here is not simply a mixture of the above-mentioned polycarbosilane and polyzirconosiloxane, but has a high molecular weight due to the reaction of both raw material polymers. It is a copolymer made of Furthermore, as is clear from the comparison between the IR spectrum of this substance shown in Figure 7 and the IR spectra of polycarbosilane and polyzirconosiloxane shown in Figures 5 and 6,
The polymer obtained here consists of a polycarbosilane part and a polyzirconosiloxane part, and some of the Si-H bonds in the polycarbosilane part disappear, and this part becomes the silicon of the polyzirconosiloxane part. It is a copolymer in which a polycarbosilane portion and a polyzirconosiloxane portion are crosslinked by bonding to at least a portion of atoms and/or zirconium atoms via an oxygen atom. The total number of (-Si-CH 2 )- bonds in the polycarbosilane moiety versus the (-Zr-O)- bonds and (-Si-
The ratio of the total number of O)-bonds is 7:2. The copolymer obtained here was heated in a nitrogen atmosphere.
The mixture was heated to 1700°C for 8.5 hours and calcined at 1700°C for 1 hour to obtain a black solid. When X-ray powder diffraction measurements were performed on this substance, as shown in Figure 8,
(111) diffraction line of β-SiC at 2θ=35.8°, 2θ=
(220) diffraction line of β-SiC at 60.1° and 2θ = 72.1
The (311) diffraction line of β-SiC is at 2θ = 33.7
(111) diffraction line of ZrC at 2θ=39.1°
(200) diffraction line of ZrC, 2θ = 56.3° (220)
A (311) diffraction line of ZrC was observed at 2θ=67.0°. In particular, each diffraction line of ZrC is shifted to a higher angle than the 2θ of each diffraction line observed in conventional ZrC, and since the lattice constant is different from that of conventional ZrC, the obtained material mainly β
-Contains SiC and ZrC, and β-SiC and ZrC
It is estimated that it is a composite carbide with some solid solution. Example 2 600 g of diphenylsilanediol and 675 g of tetrakis acetylacetonatozirconium were weighed out, xylene and ethanol [xylene/ethanol = 4/1 (volume ratio)] were added, and the solvent was removed.
Reference example 2 except for reacting at 250°C for 30 minutes
The number average molecular weight used as a raw material for the copolymer of the present invention is 950, and the ratio of the total number of di-1conoxane bonds to the total number of siloxane bonds is 1:
Polyzirconosiloxane No. 2 was obtained. Weigh out 95 g of this polymer and 40 g of the polycarbosilane obtained in Reference Example 1, add 500 ml of xylene to this mixture to make a mixed solution consisting of a homogeneous phase, and reflux with stirring at 130°C for 2 hours under a nitrogen gas atmosphere. The reaction was carried out. After the reflux reaction was completed, the temperature was further raised to 200°C to distill off the solvent xylene.
Polymerization was carried out at 200°C for 2 hours to obtain an organometallic copolymer with a number average molecular weight of 5670. The total number of (-Si-CH 2 )- bonds in the polycarbosilane portion of this polymer versus the (-Zr-O)- bonds and (-Si
The ratio of the total number of -O)- bonds is about 7:4. Example 3 72g of polycarbosilane synthesized in Reference Example 1,
8g of polyzirconosiloxane synthesized in Reference Example 2
400 ml of benzene was added to this mixture to make a mixed solution consisting of a homogeneous phase, and the mixture was heated for 70 mL under a nitrogen atmosphere.
The reflux reaction was carried out with stirring at °C for 5 hours. After the reflux reaction was completed, the benzene was distilled off by further heating and polymerization was carried out at 250°C for 1 hour, resulting in a number average molecular weight of 8160.
An organometallic copolymer was obtained. The obtained polymer was a uniform transparent resinous material. The ratio of the total number of (-Si-CH 2 )- bonds in the polycarbosilane part of this resin-like material to the total number of (-Zr-O)- bonds and (-Si-O)- bonds in the polyzirconosiloxane part is The ratio is approximately 31:1.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は参考例1のポリカルボシランのゲルパ
ーミエーシヨンクロマトグラフイー(GPC)、第
2図は参考例2のポリジルコノシロキサンの
GPC、第3図は実施例1の本発明の有機金属共
重合体のGPC、第4図は参考例1のポリカルボ
シランと参考例2のポリジルコノシロキサンの重
量比1:1の混合物のGPCである。第5図は参
考例1のポリカルボシランの赤外吸収スペクトル
(IR)、第6図は参考例2のポリジルコノシロキ
サンのIR、第7図は実施例1の本発明の有機金
属共重合体のIRである。 第8図は実施例1の本発明の有機金属共重合体
を窒素雰囲気中で1700℃で焼成することによつて
得られた複合炭化物のX線粉末回折図である。
Figure 1 shows gel permeation chromatography (GPC) of the polycarbosilane of Reference Example 1, and Figure 2 shows the gel permeation chromatography (GPC) of the polycarbosilane of Reference Example 2.
GPC, Figure 3 shows the GPC of the organometallic copolymer of the present invention in Example 1, and Figure 4 shows the GPC of the polycarbosilane of Reference Example 1 and the polyzirconosiloxane of Reference Example 2 in a weight ratio of 1:1. It is GPC. Figure 5 shows the infrared absorption spectrum (IR) of the polycarbosilane of Reference Example 1, Figure 6 shows the IR of the polyzirconosiloxane of Reference Example 2, and Figure 7 shows the organometallic copolymer of the present invention in Example 1. This is a combined IR. FIG. 8 is an X-ray powder diffraction diagram of a composite carbide obtained by firing the organometallic copolymer of the present invention of Example 1 at 1700° C. in a nitrogen atmosphere.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 数平均分子量が約500〜10000のポリカルボシ
ラン部分(A)と数平均分子量が約500〜10000のポリ
ジルコノシロキサン部分(B)とからなる数平均分子
量が約1000〜50000の有機金属架橋ブロツク共重
合体であつて;該ポリカルボシラン部分(A)は主と
して式(−Si−CH2)−の構造単位からなる主鎖骨格
を有し、式中のケイ素原子は水素原子、低級アル
キル基及びフエニル基からなる群から選ばれた側
鎖基を1個または2個有しており;該ポリジルコ
ノシロキサン部分(B)はジルコノキサン結合単位(−
Zr−O)−及びシロキサン結合単位(−Si−O)−がラ
ンダムに結合している主鎖骨格を有し、且つジル
コノキサン結合単位の全数対シロキサン結合単位
の全数の比率が30:1乃至1:30の範囲内にあ
り、該シロキサン結合単位のケイ素原子の大部分
が低級アルキル基及びフエニル基からなる群から
選ばれた側鎖基を1個または2個有し、そして該
ジルコノキサン結合単位のジルコニウム原子の大
部分が側鎖基として低級アルコキシ基、フエノキ
シ基又はアセチルアセトキシ基を1個または2個
有しており;該ポリカルボシラン部分(A)のケイ素
原子の少くとも1部が、該ポリジルコノシロキサ
ン部分(B)のケイ素原子及び/又はジルコニウム原
子の少くとも1部と酸素原子を介して結合し、こ
れによつてポリカルボシラン部分(A)とポリジルコ
ノシロキサン部分(B)とが架橋しており、そしてポ
リカルボシラン部分(A)の(−Si−CH2)−構造単位の
全数対ポリジルコノシロキサン部分の(Zr−O)−
結合単位及び(−Si−O)−結合単位の全数の比率が
100:1乃至1:100の範囲にあり;50〜400℃の
加熱により溶融し、有機溶媒に可溶である;こと
を特徴とする上記の有機金属架橋ブロツク共重合
体。
1 Organometallic crosslinking with a number average molecular weight of about 1000 to 50,000, consisting of a polycarbosilane part (A) with a number average molecular weight of about 500 to 10,000 and a polyzirconosiloxane part (B) with a number average molecular weight of about 500 to 10,000 It is a block copolymer; the polycarbosilane moiety (A) has a main chain skeleton mainly consisting of structural units of the formula (-Si-CH 2 )-, where the silicon atom is a hydrogen atom, a lower alkyl and phenyl group; the polyzirconosiloxane moiety (B) has a zirconoxane bonding unit (-
It has a main chain skeleton in which Zr-O)- and siloxane bond units (-Si-O)- are randomly bonded, and the ratio of the total number of zirconoxane bond units to the total number of siloxane bond units is 30:1 to 1. :30, most of the silicon atoms of the siloxane bonding unit have one or two side chain groups selected from the group consisting of a lower alkyl group and a phenyl group, and the zirconoxane bonding unit has a Most of the zirconium atoms have one or two lower alkoxy groups, phenoxy groups or acetylacetoxy groups as side chain groups; at least a part of the silicon atoms of the polycarbosilane moiety (A) At least a portion of the silicon atoms and/or zirconium atoms of the polyzirconosiloxane moiety (B) are bonded via oxygen atoms, thereby forming a bond between the polycarbosilane moiety (A) and the polyzirconosiloxane moiety (B). and the total number of (-Si-CH 2 )- structural units of the polycarbosilane moiety (A) versus (Zr-O)- of the polyzirconosiloxane moiety.
The ratio of the total number of bond units and (-Si-O)- bond units is
100:1 to 1:100; melts when heated at 50 to 400°C, and is soluble in organic solvents;
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