Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPH0725891B2 - Metal-containing polycyclic aromatic polymer and method for producing the same - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPH0725891B2 - Metal-containing polycyclic aromatic polymer and method for producing the same - Google Patents

Metal-containing polycyclic aromatic polymer and method for producing the same

Info

Publication number
JPH0725891B2
JPH0725891B2 JP1224501A JP22450189A JPH0725891B2 JP H0725891 B2 JPH0725891 B2 JP H0725891B2 JP 1224501 A JP1224501 A JP 1224501A JP 22450189 A JP22450189 A JP 22450189A JP H0725891 B2 JPH0725891 B2 JP H0725891B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polymer
polycyclic aromatic
silicon
pitch
group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1224501A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH02225526A (en
Inventor
武民 山村
純一 釘本
敏弘 石川
泰広 塩路
昌樹 渋谷
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ube Industries Ltd filed Critical Ube Industries Ltd
Priority to JP1224501A priority Critical patent/JPH0725891B2/en
Publication of JPH02225526A publication Critical patent/JPH02225526A/en
Publication of JPH0725891B2 publication Critical patent/JPH0725891B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)
  • Inorganic Fibers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、不融化、焼成により、機械的性質に優れ、且
つ耐酸化性、並びに複合材用マトリックスに対する濡れ
性が大幅に向上した炭素系無機繊維となる前駆体ポリマ
ー及びその製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of application) The present invention provides a carbon-based material which has excellent mechanical properties due to infusibilization and firing, and has significantly improved oxidation resistance and wettability to a matrix for composite materials. The present invention relates to a precursor polymer which becomes an inorganic fiber and a method for producing the same.

(従来の技術及びその問題点) 炭素繊維は、軽量でしかも高強度、高弾性であるため、
スポーツ・レジャー用品をはじめ、航空機、自転車、建
材など広い分野に亙ってその利用が図られている。
(Prior art and its problems) Since carbon fiber is lightweight, yet has high strength and high elasticity,
It is used in a wide range of fields such as sports / leisure goods, aircraft, bicycles, and building materials.

炭素繊維としては、ポリアクリロニトリルを原料とした
PAN系炭素繊維と、石油系、石炭系のピッチを原料とす
る、所謂ピッチ系炭素繊維が知られている。
Polyacrylonitrile was used as the raw material for the carbon fiber.
So-called pitch-based carbon fibers made from PAN-based carbon fibers and petroleum-based or coal-based pitches are known.

ピッチ系炭素繊維は、一般に強度がPAN系炭素繊維に比
べて劣るが、原料が安価なことから、強度を高める方法
について種々の検討がなされ、例えば、特開昭59−2233
16号公報には、効果的にメソフェーズを生成させ、紡糸
時に配向させる方法が開示されている。
Pitch-based carbon fibers are generally inferior in strength to PAN-based carbon fibers, but since the raw material is inexpensive, various studies have been made on a method for increasing the strength, for example, JP-A-59-2233.
Japanese Patent Publication No. 16 discloses a method of effectively generating mesophases and orienting them during spinning.

しかし、基本的には、炭素繊維は結晶性の繊維であるた
め、硬く、毛羽が発生し易く、また複合材料とする際マ
トリックスとの濡れ性も劣るという欠点がある。
However, since carbon fibers are basically crystalline fibers, they have the drawbacks that they are hard and easily fluffy, and that they are inferior in wettability with the matrix when they are used as a composite material.

そこで種々の炭素繊維の表面処理法が提案され、現在知
られている方法として、繊維に柔軟性を付与するととも
に、毛羽発生を抑制する目的で、ポリビニルアルコー
ル、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂のようなサ
イジング剤を表面に塗布する方法や、マトリックスとの
接著性を向上させる目的でその表面を乾式又は湿式で酸
化処理する方法等がある。
Therefore, various surface treatment methods for carbon fibers have been proposed, and currently known methods include polyvinyl alcohol, unsaturated polyester resin, and epoxy resin for the purpose of imparting flexibility to the fiber and suppressing fuzz formation. There is a method of applying a different sizing agent to the surface, a method of oxidizing the surface with a dry method or a wet method for the purpose of improving the contact property with the matrix.

これらの処理のうち、特に表面酸化層を設ける方法で
は、酸化時に繊維に損傷を与えるため、物性は低下する
傾向にある。更に、炭素繊維は500℃を超える酸化雰囲
気中では、燃焼するため使用できない。
Among these treatments, in particular, the method of providing the surface oxidation layer tends to deteriorate the physical properties because the fibers are damaged during the oxidation. Furthermore, carbon fibers cannot be used because they burn in an oxidizing atmosphere exceeding 500 ° C.

このような背景から、高強度、高弾性率を有し、しかも
マトリックスとの濡れ性、接着性が良好で、従来広範囲
の分野で使用されているPAN系炭素繊維よりも安価な新
繊維の開発が強く要望されてきた。
Against this background, we have developed a new fiber that has high strength, high elastic modulus, good wettability with the matrix, and good adhesion, and is cheaper than the PAN-based carbon fiber that has been used in a wide range of conventional fields. Has been strongly requested.

また、炭素繊維のより高温での耐酸化性を向上させるこ
とが種々の分野で強く望まれている。
Further, it is strongly desired in various fields to improve the oxidation resistance of carbon fibers at higher temperatures.

この要望を満たす方法として、例えば、特開昭62−2091
39号公報、特開昭62−215016号公報に記載された方法が
提案されている。
As a method for satisfying this demand, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 62-2091
The methods described in Japanese Patent Laid-Open No. 39 and Japanese Patent Laid-Open No. 62-215016 have been proposed.

これらの公報には、石炭系又は石油系ピッチ中の有機溶
媒可溶成分とポリシランを混合・加熱反応させてオルガ
ノポリアリールシランを合成し、それを紡糸、不融化、
焼成により炭化珪素繊維と炭素繊維の中間の性質を有す
る無機質繊維を製造する方法が記載されている。
In these publications, an organic solvent-soluble component in coal-based or petroleum-based pitch and polysilane are mixed and heated to synthesize an organopolyarylsilane, which is spun, infusibilized,
A method for producing an inorganic fiber having properties intermediate between silicon carbide fiber and carbon fiber by firing is described.

しかし、上記方法では、一方の出発物質として、有機溶
媒不溶分を全く含まないピッチを選び、オルガノポリア
リールシラン製造においても前記不溶分が全く生成しな
い条件下で反応を行っている。
However, in the above method, a pitch containing no organic solvent insoluble matter is selected as one of the starting materials, and the reaction is carried out under the condition that the insoluble matter is not produced even in the production of organopolyarylsilane.

従って、得られる生成物である紡糸原料中には、炭素繊
維の強度発現に最も重要な成分と言われているメソフェ
ーズを含む前記不溶分が全く含まれていない。
Therefore, the spinning raw material, which is the obtained product, does not contain the insoluble matter containing the mesophase, which is said to be the most important component for expressing the strength of the carbon fiber.

上記紡糸原料を、紡糸、不融化、焼成して得られる無機
質繊維は、条件によっては炭素の黒鉛結晶に相当する
(002)回折線は得られるものの、ピッチ繊維特有の配
向は認められず高弾性率のものは得られない。更に上記
公報の方法では、ピッチ成分が多くなる程、不活性ガス
中の耐熱性は向上するものの、耐酸化性は逆に低下し、
しかも機械的特性が著しく低下するという問題点があ
る。
The inorganic fiber obtained by spinning, infusibilizing, and firing the above spinning raw material has a (002) diffraction line corresponding to graphite crystals of carbon depending on the conditions, but the orientation peculiar to the pitch fiber is not recognized and high elasticity is obtained. You can't get the rate. Further, in the method of the above-mentioned publication, as the pitch component increases, the heat resistance in the inert gas improves, but the oxidation resistance decreases conversely,
Moreover, there is a problem in that the mechanical properties are significantly reduced.

(問題点を解決するための手段) 本発明の目的は、上記問題点を解決しピッチ繊維の持つ
高弾性の特徴を有し、且つ強度、耐酸化性、複合性マト
リックスに対する濡れ性の優れた炭素系無機繊維の前駆
体ポリマーを提供することにある。
(Means for Solving Problems) An object of the present invention is to solve the above problems and to have a characteristic of high elasticity of pitch fibers, and to have excellent strength, oxidation resistance, and wettability to a composite matrix. It is to provide a precursor polymer of carbon-based inorganic fibers.

本発明によれば、 (A)結合単位(Si−CH2)、または結合単位(Si−C
H2)と結合単位(Si−Si)とから主としてなり、珪素原
子の側鎖に水素原子、低級アルキル基、フェニル基及び
シリル基からなる群から選ばれる側鎖基を有し、結合単
位(Si−CH2)の全数対結合単位(Si−Si)の全数の比
率が1:0〜20の範囲にあり、且つチタン、ジルコニウム
及びハフニウムからなる群から選ばれる少なくとも一種
類の原子が、直接又は酸素原子を介して、珪素原子の少
なくとも一部と結合している遷移金属含有有機珪素重合
体単位、 (B)骨格成分が主として縮合環構造よりなる、メソフ
ェーズ状態にある多環状芳香族化合物単位、及び (C)骨格成分が主として縮合環構造であり、光学的等
方相の多環状芳香族化合物単位 からなり、前記(A)の珪素原子の少なくとも一部が、
前記(B)及び/又は前記(C)の芳香族環の炭素原子
と珪素−炭素連結基を介して結合したランダム共重合体
を形成しており、前記(A)と前記(B)及び前記
(C)の総和との重量比率が1:0.5〜5000、前記(B)
と前記(C)の重量比率が1:0.02〜4であり、珪素原子
の含有割合が0.01〜30重量%、チタン、ジルコニウム及
びハフニウムからなる群から選ばれる少なくとも一種類
の原子の含有割合が0.005〜10重量%、重量平均分子量
が200〜11000であることを特徴とする金属含有多環状芳
香族重合体が提供される。
According to the present invention, (A) binding unit (Si-CH 2), or binding units (Si-C
H 2 ) and a bonding unit (Si-Si), having a side chain group selected from the group consisting of a hydrogen atom, a lower alkyl group, a phenyl group and a silyl group in the side chain of the silicon atom, and a bonding unit ( The ratio of the total number of Si-CH 2 ) to the total number of bonding units (Si-Si) is in the range of 1: 0 to 20 and at least one atom selected from the group consisting of titanium, zirconium and hafnium is directly bonded. Alternatively, a transition metal-containing organosilicon polymer unit bonded to at least a part of a silicon atom via an oxygen atom, and (B) a polycyclic aromatic compound unit in a mesophase state in which the skeleton component is mainly a condensed ring structure. , And (C) the skeleton component is mainly a condensed ring structure and is composed of a polycyclic aromatic compound unit having an optically isotropic phase, and at least a part of the silicon atom in (A) above is
A random copolymer is formed by binding the carbon atom of the aromatic ring of (B) and / or (C) through a silicon-carbon linking group, and forms the random copolymer of (A), (B) and The weight ratio with the total of (C) is 1: 0.5 to 5000, the above (B)
And (C) have a weight ratio of 1: 0.02 to 4, a silicon atom content of 0.01 to 30 wt%, and a content of at least one atom selected from the group consisting of titanium, zirconium, and hafnium of 0.005. A metal-containing polycyclic aromatic polymer is provided which is characterized by having a content of -10% by weight and a weight average molecular weight of 200-11,000.

さらに本発明によれば、 1)結合単位(Si−CH2)、または結合単位(Si−CH2
と結合単位(Si−Si)とから主としてなり、珪素の側鎖
に水素原子、低級アルキル基、フェニル基及びシリル基
を有し、上記結合単位からなる主骨格の珪素原子に、T
i、Zr及びHfから選択される少なくとも一種の原子が直
接あるいは酸素原子を介して結合している遷移金属含有
有機珪素重合体の珪素原子の少なくとも一部が、石油系
又は石炭系のピッチあるいはその熱処理物であって、有
機溶媒不溶分を含むピッチより得られた多環状芳香族化
合物の芳香族環の炭素と結合したランダム共重合体及び 2)石油系又は石炭系のピッチから得られる、メソフェ
ーズ又はメソフェーズと光学的等方相との両相からなる
多環状芳香族化合物(以下、両者を総称してメソフェー
ズ多環状芳香族化合物ということがる。)とを、 200〜500℃の範囲の温度で加熱反応及び/又は加熱溶融
することを特徴とする金属含有多環状芳香族重合体の製
造方法が提供される。
Further according to the invention, 1) binding unit (Si-CH 2), or binding units (Si-CH 2)
And a bond unit (Si-Si), which has a hydrogen atom, a lower alkyl group, a phenyl group and a silyl group in the side chain of silicon, and a silicon atom in the main skeleton composed of the above bond unit, T
i, Zr and at least one atom selected from Hf is bonded directly or through an oxygen atom, at least a part of the silicon atoms of the transition metal-containing organic silicon polymer, a petroleum-based or coal-based pitch or its A heat-treated product, a random copolymer bonded to carbon of an aromatic ring of a polycyclic aromatic compound obtained from a pitch containing an organic solvent insoluble matter, and 2) a mesophase obtained from a petroleum-based or coal-based pitch Alternatively, a polycyclic aromatic compound consisting of both a mesophase and an optically isotropic phase (hereinafter, both are collectively referred to as a mesophase polycyclic aromatic compound) at a temperature in the range of 200 to 500 ° C. There is provided a method for producing a metal-containing polycyclic aromatic polymer, which comprises heating and / or melting with heat.

まず、本発明の金属含有多環状芳香族重合体について説
明する。以下の記載において、「部」はすべて「重量
部」であり、成分含有量の単位としてのパーセント
(%)は全て重量%である。
First, the metal-containing polycyclic aromatic polymer of the present invention will be described. In the following description, all "parts" are "parts by weight", and all percentages (%) as units of component content are% by weight.

本発明の金属含有多環状芳香族重合体は、構成成分
(A)、(B)及び(C)からなり、構成成分(A)の
珪素原子の少なくとも一部が、構成成分(B)及び/又
は構成成分(C)の芳香族環の炭素原子と結合してい
る。構成成分(A)と構成成分(B)及び構成成分
(C)の総和との重量比率は、通常、1:0.5〜5000で、
好ましくは1:0.5〜500であり、且つ構成成分(B)と構
成成分(C)の重量比率は1:0.02〜4である。
The metal-containing polycyclic aromatic polymer of the present invention comprises the constituent components (A), (B) and (C), and at least a part of the silicon atoms of the constituent component (A) is the constituent component (B) and / or Alternatively, it is bonded to a carbon atom of the aromatic ring of the constituent component (C). The weight ratio of the component (A) to the sum of the component (B) and the component (C) is usually 1: 0.5 to 5000,
It is preferably 1: 0.5 to 500, and the weight ratio of the component (B) to the component (C) is 1: 0.02 to 4.

構成成分(A)と構成成分(B)及び構成成分(C)の
総和との重量比率が0.5未満では、金属含有多環状芳香
族重合体中のメソフェーズ成分が不足し、例えばこの重
合体より無機繊維を製造しても、強度、弾性率が低いも
のしか得られず、また、上記割合が5000を超えた場合
は、金属含有多環状芳香族重合体中の有機珪素成分の不
足により、この重合体の無機化物は耐酸化性が低下し、
さらにプラスチック等との濡れ性が悪くなる。
When the weight ratio of the constituent component (A) to the sum of the constituent component (B) and the constituent component (C) is less than 0.5, the mesophase component in the metal-containing polycyclic aromatic polymer is insufficient, and for example, it is more inorganic than the polymer. Even if fibers are produced, only those having a low strength and a low elastic modulus are obtained, and when the above ratio exceeds 5000, this weight is increased due to the lack of the organosilicon component in the metal-containing polycyclic aromatic polymer. The oxidation resistance of the inorganic compound is reduced,
Furthermore, the wettability with plastics becomes worse.

また、(B)に対する(C)の重量比率が0.02未満で
は、金属含有多環状芳香族重合体を溶融紡糸する際、曳
糸性の低下、ドープの粘度むらによる断糸等、紡糸が著
しく困難になり好ましくなく、上記割合が4を超えた場
合は、珪素含有多環状芳香族重合体中のメソフェーズ成
分の不足により、重合体から得られる無機繊維の強度、
弾性率が低いものとなる。
If the weight ratio of (C) to (B) is less than 0.02, spinning is extremely difficult when melt-spinning a metal-containing polycyclic aromatic polymer, such as a decrease in spinnability and a breakage due to uneven viscosity of the dope. If the above ratio exceeds 4, the strength of the inorganic fiber obtained from the polymer due to lack of mesophase component in the silicon-containing polycyclic aromatic polymer,
It has a low elastic modulus.

また、構成成分(A)において、通常、結合単位(Si−
CH2)の全数対結合単位(Si−Si)の全数の比率が1:0〜
20の範囲内にあって、結合単位(Si−CH2)及び結合単
位(Si−Si)の総重量に対して繊維金属化合物の結合単
位(M)が0.2%〜35%含まれている。
In addition, in the constituent component (A), the bonding unit (Si-
The ratio of the total number of CH 2 ) to the total number of bonding units (Si-Si) is 1: 0 to
Within the range of 20, the binding unit (M) of the fiber metal compound is contained in an amount of 0.2% to 35% with respect to the total weight of the binding unit (Si—CH 2 ) and the binding unit (Si—Si).

本発明の金属含有多環状芳香族重合体は、通常、珪素原
子を0.01〜30%、好ましくは0.05%〜30%含有し、ま
た、通常、Mを0.005〜10%含有しており、重量平均分
子量が200〜11000で、融点が200〜400℃である。金属含
有多環状芳香族重合体中の珪素原子含有量が0.01%未満
では、例えばFRPのマトリックスに対する濡れ性や繊維
の耐酸化性の向上が顕著に表れず、30%を越えた場合
は、上記無機繊維中のグラファイト超微粒結晶の配向に
よる高弾性、非酸化性雰囲気中での耐熱性向上が達成で
きない。
The metal-containing polycyclic aromatic polymer of the present invention generally contains 0.01 to 30%, preferably 0.05% to 30% of silicon atom, and usually 0.005 to 10% of M, and has a weight average. It has a molecular weight of 200 to 11000 and a melting point of 200 to 400 ° C. When the silicon atom content in the metal-containing polycyclic aromatic polymer is less than 0.01%, for example, the wettability of the FRP matrix to the matrix and the oxidation resistance of the fiber are not significantly improved, and when it exceeds 30%, High elasticity due to the orientation of ultrafine graphite crystals in the inorganic fiber, heat resistance improvement in a non-oxidizing atmosphere cannot be achieved.

また、金属含有多環状芳香族重合体は珪素原子の他にM
を含むため、該重合体より無機繊維を製造する場合、機
械的特性及びプラスチックに対する濡れ性がさらに向上
するが、Mの含有量が0.05%未満では、上記特性は、殆
ど発揮されず、10%を越えた場合は、重合体中に極度の
架橋の進行した高融点物と未反応のMX4が混在すること
となり、紡糸が困難となる。
Further, the metal-containing polycyclic aromatic polymer has M
Therefore, when an inorganic fiber is produced from the polymer, mechanical properties and wettability with respect to plastic are further improved, but when the content of M is less than 0.05%, the above properties are hardly exhibited and 10%. If it exceeds the above range, the high-melting point product having undergone extreme crosslinking and unreacted MX 4 are mixed in the polymer, and spinning becomes difficult.

金属含有多環状芳香族重合体の重量平均分子量が200よ
り低いものは、実質的にメソフェーズをほとんど含んで
いないため、このような重合体からは高弾性の無機繊維
や複合材、成形体を得ることができず、11000より大き
い場合は、高融点となり軟化流動しにくく紡糸、成形が
困難となる。
Since the metal-containing polycyclic aromatic polymer having a weight average molecular weight of less than 200 practically contains almost no mesophase, a highly elastic inorganic fiber, composite material, or molded product is obtained from such a polymer. When it is more than 11000, the melting point becomes high, and it is difficult to soften and flow, and spinning and molding become difficult.

金属含有多環状芳香族重合体の融点が200℃より低い場
合は、実質的にメソフェーズを含んでいないうえ、この
重合体を紡糸して無機繊維を製造する場合、プレカーサ
ー糸が不融化時に融着しやすく、強度、弾性率の高い無
機繊維は得られない。また、融点が400℃より高い場合
は、軟化流動温度が高温となり重合体の分解が起こり好
ましくない。
When the melting point of the metal-containing polycyclic aromatic polymer is lower than 200 ° C., it does not substantially contain mesophase, and when this polymer is spun to produce an inorganic fiber, the precursor yarn is fused at the time of infusibility. It is difficult to obtain an inorganic fiber having high strength and elastic modulus. Further, if the melting point is higher than 400 ° C., the softening and flowing temperature becomes high, and the polymer is decomposed, which is not preferable.

また、金属含有多環状芳香族重合体は、ベンゼン、トル
エン、キシレン、テトラヒドロフラン等の有機溶媒に対
する不溶分を10〜98%含有しており、且つ室温における
光学的異方性度が5〜97%であることが好ましい。
The metal-containing polycyclic aromatic polymer contains 10 to 98% of an insoluble matter in an organic solvent such as benzene, toluene, xylene, and tetrahydrofuran, and has an optical anisotropy degree of 5 to 97% at room temperature. Is preferred.

金属含有多環状芳香族重合体の上記有機溶媒への不溶分
が10%未満又は光学的異方性度が5%未満では、特に重
合体を溶融紡糸し、繊維とする場合、メソフェーズの繊
維軸方向への配向がほとんど起こらず、従って得られた
プレーカーサー糸を不融化、焼成しても低強度、低弾性
率の繊維しか得られず、また、上記有機溶媒不溶分を98
%より多く含有するか、光学的異方性度が97%より大き
い場合は、重合体中のメソフェーズが過多となり、重合
体の軟化、流動に高温を要し、成形上困難が生ずる場合
がある。
When the content of the metal-containing polycyclic aromatic polymer insoluble in the above organic solvent is less than 10% or the degree of optical anisotropy is less than 5%, particularly when the polymer is melt-spun to form a fiber, the fiber axis of the mesophase is Almost no orientation occurs in the direction, and thus the obtained precursor fiber is infusibilized, and even if it is fired, only fibers having low strength and low elastic modulus can be obtained.
% Or the optical anisotropy degree is more than 97%, the mesophase in the polymer becomes excessive and the polymer may need high temperature for softening and flowing, which may cause difficulty in molding. .

次に、本発明の金属含有多環状芳香族重合体の製造方法
を説明する。
Next, a method for producing the metal-containing polycyclic aromatic polymer of the present invention will be described.

まず有機珪素重合体と多環状芳香族化合物とを、不活性
ガス中で、好ましくは250〜500℃の範囲の温度で加熱反
応させて前駆重合体(1)を調製する。
First, an organosilicon polymer and a polycyclic aromatic compound are heated and reacted in an inert gas at a temperature preferably in the range of 250 to 500 ° C to prepare a precursor polymer (1).

原料の一つである有機珪素重合体は結合単位(Si−C
H2)、又は結合単位(Si−CH2)と結合単位(Si−Si)
とから主としてなり、結合単位(Si−CH2)の全数対結
合単位(Si−Si)の全数の比率が1:0〜20の範囲内にあ
り、公知の方法で合成することができる。例えば、上記
有機珪素重合体はジメチルジクロロシランと金属ナトリ
ウムの反応により得られるポリジメチルシランを、不活
性ガス中で400℃以上に加熱することにより得られる。
One of the raw materials, organosilicon polymer, is a bonding unit (Si-C
H 2), or binding units (Si-CH 2) and the coupling unit (Si-Si)
The ratio of the total number of bonding units (Si—CH 2 ) to the total number of bonding units (Si—Si) is in the range of 1: 0 to 20, and the compound can be synthesized by a known method. For example, the organosilicon polymer is obtained by heating polydimethylsilane obtained by the reaction of dimethyldichlorosilane and metallic sodium to 400 ° C. or higher in an inert gas.

有機珪素重合体の重量平均分子量(Mw)は、一般的には
300〜1000であり、Mwが400〜800のものが、無機繊維製
造が目的とする場合には特に好ましい。
The weight average molecular weight (Mw) of the organosilicon polymer is generally
Those having an Mw of 400 to 800 and an Mw of 300 to 1000 are particularly preferable when the purpose is to produce inorganic fibers.

もう一つの原料である多環状芳香族化合物は、石油類又
は石炭類から得られるピッチ等で、一般的には芳香族性
が高いものが適しており、例えば、石油類の流動接触分
解残渣油(FCCスラリーオイル)、またはその熱処理油
より軽質留分を除去して得られるピッチ、ナフサタール
より得られたピッチ、コールタールピッチ等石炭系ピッ
チ、塩化ビニール等を熱処理して得られる合成ピッチ等
が挙げられ、これらのうちでも、石油類の流動接触分解
残渣油(FCCスラリーオイル)、またはその熱処理油よ
り軽質留分を除去して得られるピッチが特に好ましい。
The polycyclic aromatic compound which is another raw material is pitch obtained from petroleum or coals, and generally, one having a high aromaticity is suitable, for example, fluid catalytic cracking residual oil of petroleum. (FCC slurry oil) or pitch obtained by removing light fraction from heat-treated oil, pitch obtained from naphthatar, coal-based pitch such as coal tar pitch, synthetic pitch obtained by heat-treating vinyl chloride, etc. Among these, pitch obtained by removing the light fraction from the fluid catalytic cracking residual oil of petroleum (FCC slurry oil) or its heat-treated oil is particularly preferable.

上記ピッチ中には、ベンゼン、トルエン、キシレン、テ
トラピドロフランなどの有機溶媒に不溶の成分が5〜98
%、特に10〜80%含まれていることが好ましい。上記有
機溶媒不溶分が5%未満のピッチを原料として用いた場
合、無機繊維を製造した場合、強度、弾性率が低く、ま
た、上記有機溶媒不溶分が98%より多いピッチを原料と
して用いた場合は、後述する前駆重合体(1)が高融点
となり好ましくない。
In the above pitch, there are 5 to 98 components insoluble in organic solvents such as benzene, toluene, xylene, and tetrapydrofuran.
%, Particularly preferably 10 to 80%. When a pitch having an organic solvent insoluble content of less than 5% was used as a raw material, when an inorganic fiber was produced, strength and elastic modulus were low, and a pitch having an organic solvent insoluble content of more than 98% was used as a raw material. In this case, the precursor polymer (1) described below has a high melting point, which is not preferable.

このピッチの重量平均分子量は100〜3000である。重量
平均分子量は以下のようにして求めた値である。即ち、
ピッチが有機溶媒不溶分を含有しない場合はそのままゲ
ルパーミュエーションクロマトグラフ(GPC)測定し、
ピッチが有機溶媒不溶分を含有する場合は、温和な条件
で水添処理し、有機溶媒不溶分を有機溶媒可溶な成分に
変えて後GPC測定する。有機溶媒不溶分を含有する重合
体の重量平均分子量は、上記と同様の処理を施し求めた
値である。
The weight average molecular weight of this pitch is 100 to 3000. The weight average molecular weight is a value determined as follows. That is,
If the pitch does not contain organic solvent insoluble matter, perform gel permeation chromatograph (GPC) measurement as it is,
When the pitch contains an organic solvent insoluble matter, it is subjected to hydrogenation treatment under mild conditions to change the organic solvent insoluble matter to an organic solvent soluble ingredient, and then perform GPC measurement. The weight average molecular weight of the polymer containing the organic solvent insoluble matter is a value obtained by performing the same treatment as described above.

ピッチの使用割合は、有機珪素重合体100部当たり50〜4
900部であることが好ましい。ピッチ成分の使用割合が
過度に小さい場合は、有機珪素成分が多くなり、メソフ
ェーズ多環状芳香族化合物との相溶性が悪化し、溶融時
の均一性が損なわれ、高強度・高弾性率の無機繊維や複
合材が得られない。また、その割合が過度に多い場合
は、有機珪素重合体成分が少なすぎるため、本発明の重
合体から製造される無機材料のマトリックスとの適合
性、耐酸化性が低下する。
The ratio of the pitch used is 50 to 4 per 100 parts of the organosilicon polymer.
It is preferably 900 parts. When the proportion of the pitch component used is excessively small, the amount of the organosilicon component increases, the compatibility with the mesophase polycyclic aromatic compound deteriorates, the uniformity during melting is impaired, and the inorganic material with high strength and high elastic modulus is used. No fibers or composites can be obtained. On the other hand, if the proportion is too large, the amount of the organosilicon polymer component is too small, so that the compatibility of the inorganic material produced from the polymer of the present invention with the matrix and the oxidation resistance are deteriorated.

上記反応の反応温度が過度に低いと、珪素原子と芳香族
炭素の結合が生成しにくくなり、反応温度が過度に高い
と、生成した前駆重合体(1)の分解及び高分子量化が
激しく起こり好ましくない。
When the reaction temperature of the above reaction is excessively low, the bond between the silicon atom and the aromatic carbon is hard to be generated, and when the reaction temperature is excessively high, decomposition and high molecular weight of the generated precursor polymer (1) occur violently. Not preferable.

ここで言う前駆重合体(1)には、有機珪素重合体とピ
ッチが珪素−炭素連結基を介して結合した共重合体に加
え、有機珪素重合体及びピッチの各々の重縮合物が含ま
れる。
The precursor polymer (1) referred to here includes, in addition to the copolymer in which the organosilicon polymer and the pitch are bonded via the silicon-carbon linking group, the polycondensate of each of the organosilicon polymer and the pitch. .

不活性ガスとしては、窒素、アルゴン等が好適に使用さ
れる。
Nitrogen, argon and the like are preferably used as the inert gas.

次に、前駆重合体(1)と式MX4で示される遷移金属化
合物とを100〜500℃の温度の範囲で反応させてランダム
共重合体(2)を調製する。
Next, the precursor copolymer (1) and the transition metal compound represented by the formula MX 4 are reacted in a temperature range of 100 to 500 ° C. to prepare a random copolymer (2).

前記MX4において、Mは、Ti、Zr及びHfから選択される
少なくとも一種の元素であり、Xは縮合により、Mが前
駆重合体(1)の珪素と直接あるいは酸素原子を介して
結合し得るものであればよく、特に規定はないが、ハロ
ゲン原子、アルコキシ基又はβ−ジケトンのような錯体
形成基が好ましい。
In the MX 4 , M is at least one element selected from Ti, Zr and Hf, and X can be bonded to silicon of the precursor polymer (1) directly or through an oxygen atom by condensation. There is no particular limitation as long as it is a halogen atom, an alkoxy group or a complex-forming group such as β-diketone.

反応温度が過度に低いと、前駆重合体(1)と式MX4
の縮合反応が進行せず、反応温度が過度に高いと、Mを
介した前駆重合体(1)の架橋反応が過度に進行しゲル
化が起こったり、前駆重合体(1)自体が縮合し高分子
量化したり、あるいは、場合によっては、MX4が揮散し
好ましくはい。一例を挙げれば、MがTiで、XがOC4H9
の場合、反応温度は200〜400℃が適している。
If the reaction temperature is excessively low, the condensation reaction between the precursor polymer (1) and the formula MX 4 will not proceed, and if the reaction temperature is excessively high, the crosslinking reaction of the precursor polymer (1) via M will be excessive. And gelation occurs, the precursor polymer (1) itself condenses to a high molecular weight, or MX 4 is volatilized in some cases, which is not preferred. As an example, M is Ti and X is OC 4 H 9
In the case of, the reaction temperature is suitably 200 to 400 ° C.

この反応によって、前駆重合体(1)の珪素原子の少な
くとも一部を金属Mと直接あるいは酸素原子を介して結
合させたランダム共重合体(2)が調製される。
By this reaction, a random copolymer (2) in which at least a part of silicon atoms of the precursor polymer (1) is bonded to the metal M directly or via an oxygen atom is prepared.

金属Mは前駆重合体(1)の珪素原子に−MX3あるいは
−O−MX3のような結合様式で側鎖状に結合することも
できるし、前駆重合体(1)の珪素原子に直接又は酸素
を介して架橋した結合様式もとり得る。
The metal M can be bonded to the silicon atom of the precursor polymer (1) in a side chain form by a bonding mode such as —MX 3 or —O—MX 3 , or directly to the silicon atom of the precursor polymer (1). Alternatively, a bonding mode of crosslinking via oxygen may be adopted.

ランダム共重合体(2)を調製する方法としては、前述
の方法以外に、有機珪素重合体とMX4を反応させ、得ら
れた生成物にピッチをさらに反応させて調製する方法も
可能である。
As the method for preparing the random copolymer (2), in addition to the method described above, a method of reacting an organosilicon polymer with MX 4 and further reacting the obtained product with pitch can be used. .

ランダム共重合体(2)とメソフェーズ多環状芳香族化
合物を加熱反応及び/又は加熱溶融して、金属含有多環
状芳香族重合体を調製する。
The random copolymer (2) and the mesophase polycyclic aromatic compound are heated and / or melted by heating to prepare a metal-containing polycyclic aromatic polymer.

メソフェーズ多環状芳香族化合物は、例えば、石油系又
は石炭系のピッチを不活性ガス中で、300〜500℃の温度
に加熱し生成する軟質留分を除去しながら縮重合するこ
とによって調製することができる。上記縮重合反応温度
が過度に低いと縮合環の成長が充分でなく、またその温
度が過度に高いとコーキングにより不融化物の生成が激
しくなる。
The mesophase polycyclic aromatic compound is prepared, for example, by subjecting a petroleum-based or coal-based pitch to heating at a temperature of 300 to 500 ° C. in an inert gas to carry out polycondensation while removing a soft fraction produced. You can If the polycondensation reaction temperature is too low, the condensed ring will not grow sufficiently, and if the temperature is too high, the infusible product will be violently produced due to coking.

上記のメソフェーズ多環状芳香族化合物は、一般に融点
が200〜400℃の範囲にあり、また、重量平均分子量200
〜10000である。
The above-mentioned mesophase polycyclic aromatic compound generally has a melting point in the range of 200 to 400 ° C., and has a weight average molecular weight of 200.
~ 10,000.

メソフェーズ多環状芳香族化合物の中でも、20〜100
%、特に40〜100%の光学的異方性度を有し、30〜100%
のベンゼン、トルエン、キシレン又はテトラヒドロフラ
ンに対する不溶分を含むものが、機械的性能の優れた無
機繊維を得るために特に好ましい。
Among the mesophase polycyclic aromatic compounds, 20-100
%, Especially 40-100% optical anisotropy, 30-100%
Of those containing an insoluble matter in benzene, toluene, xylene or tetrahydrofuran is particularly preferable for obtaining an inorganic fiber having excellent mechanical performance.

メソフェーズ多環状芳香族化合物の使用割合は、ランダ
ム共重合体(2)100部当たり、好ましくは5〜50000
部、より好ましくは5〜10000であり、5部未満では、
生成する重合体におけるメソフェーズ含有量が不足する
ため、得られた重合体を無機化しても高弾性の繊維や成
形体は得られず、また、50000部より多い場合は、珪素
成分の不足のため重合体を無機化してもマトリックスに
対する濡れ性、耐酸化性等の特性が充分に発揮されな
い。
The use ratio of the mesophase polycyclic aromatic compound is preferably 5 to 50000 per 100 parts of the random copolymer (2).
Parts, more preferably 5 to 10,000, and less than 5 parts,
Due to the lack of mesophase content in the resulting polymer, it is not possible to obtain highly elastic fibers or moldings even if the obtained polymer is mineralized, and in the case of more than 50,000 parts, the silicon component is insufficient. Even if the polymer is made inorganic, properties such as wettability with respect to the matrix and oxidation resistance are not sufficiently exhibited.

ランダム共重合体(2)とメソフェーズ多環状芳香族化
合物とを200〜500℃で加熱反応及び/又は加熱溶融させ
ることにより、ランダム共重合体(2)の少なくとも一
部がメソフェーズ多環状芳香族化合物と結合した金属含
有多環状芳香族重合体が得られる。ただし、ここで言う
結合とは、珪素と多環状芳香族化合物の炭素との化学結
合及び/又はランダム共重合体(2)中の光学的等方性
ピッチ部分とメソフェーズ多環状芳香族化合物との間の
ファンデルワールス結合等の物理的結合を意味する。
The random copolymer (2) and the mesophase polycyclic aromatic compound are heated and reacted and / or melted at 200 to 500 ° C. so that at least a part of the random copolymer (2) is a mesophase polycyclic aromatic compound. A metal-containing polycyclic aromatic polymer bound with is obtained. However, the term "bond" as used herein means a chemical bond between silicon and carbon of the polycyclic aromatic compound and / or an optically isotropic pitch portion in the random copolymer (2) and the mesophase polycyclic aromatic compound. It means physical coupling such as van der Waals coupling between.

上記溶融混合温度が200℃より低いと不融部分が生じ、
系が不均一となり、また、溶融混合温度が500℃より高
いと縮合反応が激しく進行し、生成重合体が高融点とな
り、重合体の流動性が失われる 金属含有多環状芳香族重合体を調製する方法としては、
前述の方法以外に、有機珪素重合体とピッチを反応さ
せ、得られた生成物にメソフェーズピッチとMX4を同時
に又は順次添加し、さらに反応させて調製する方法も可
能である。
When the melt-mixing temperature is lower than 200 ° C, an infusible portion is generated,
The system becomes heterogeneous, and if the melt-mixing temperature is higher than 500 ° C, the condensation reaction will proceed violently, the resulting polymer will have a high melting point, and the fluidity of the polymer will be lost. Preparation of a metal-containing polycyclic aromatic polymer The way to do
In addition to the method described above, a method of reacting an organosilicon polymer with pitch, adding mesophase pitch and MX 4 simultaneously or sequentially to the obtained product, and further reacting, is also possible.

(効果) 本発明による金属含有多環状芳香族重合体は、重合体中
に遷移金属含有有機珪素共重合体及びメソフェーズ多環
状芳香族化合物を含有するため、この重合体を溶融紡
糸、不融化、焼成することにより、超微粒子のグラファ
イト結晶上にSi、M、C、及びOからなる非晶質及び/
又はβ−SiC、MC、β−SiCとMCの固溶体、及びMC1-x
(0<X<1)の各結晶超微粒子と非晶質のSiOy(0<
y≦2)及びMOz(0<z≦2)からなる集合体が分散
した構造の高強度、高弾性にして、しかもプラスチック
との濡れ性に優れた炭素系無機繊維を得ることができ
る。このように、機械特性とプラスチックとの濡れ性を
同時に満足できる繊維は従来存在しなかったため、特に
FRP用の用途の開発が大きく期待される。また、本発明
による繊維は、炭素系繊維の高温酸化雰囲気での使用を
可能とする共に、本発明の重合体を成形加工することに
より耐酸化性炭素系材料及び繊維強化セラミック(FR
C)用マトリックス等に利用することができる。また、
本発明は、ピッチの有効利用の観点からも資するところ
大なるものがある。
(Effect) Since the metal-containing polycyclic aromatic polymer according to the present invention contains a transition metal-containing organosilicon copolymer and a mesophase polycyclic aromatic compound in the polymer, the polymer is melt-spun, infusible, By firing, amorphous and / or Si, M, C, and O are formed on the ultrafine graphite crystal.
Or β-SiC, MC, solid solution of β-SiC and MC, and MC 1- x
(0 <X <1) each crystal ultrafine particle and amorphous SiOy (0 <
It is possible to obtain a carbon-based inorganic fiber having a structure in which an aggregate of y ≦ 2) and MOz (0 <z ≦ 2) is dispersed, which has high strength and elasticity and which is excellent in wettability with a plastic. In this way, since there has been no fiber that can satisfy both mechanical properties and wettability with plastic at the same time,
There are great expectations for the development of applications for FRP. Further, the fiber according to the present invention enables use of the carbon-based fiber in a high temperature oxidizing atmosphere, and by molding the polymer of the present invention, the oxidation-resistant carbon-based material and the fiber-reinforced ceramic (FR
It can be used as a matrix for C). Also,
The present invention greatly contributes from the viewpoint of effective use of pitch.

(実施例) 以下実施例によって本発明を説明する。(Example) The present invention will be described below with reference to Examples.

参考例1(有機珪素重合体の製造) 5の三口フラスコに無水キシレン2.5及びナトリウ
ム400g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時間加熱還流し沈澱物を生成させ
た。沈澱を濾過し、メタノールついで水で洗浄して、白
色粉末のポリジメチルシラン420gを得た。
Reference Example 1 (Production of Organosilicon Polymer) 2.5 xylene and 400 g of anhydrous sodium were placed in a three-necked flask of 5, heated to the boiling point of xylene under a nitrogen gas stream, and dimethyldichlorosilane 1 was added dropwise for 1 hour. After completion of the dropping, the mixture was heated under reflux for 10 hours to form a precipitate. The precipitate was filtered, washed with methanol and then with water to obtain 420 g of white powdery polydimethylsilane.

このポリジメチルシラン400gを、ガス導入管、撹拌機、
冷却器及び留出管を備えた3の三口フラスコに仕込
み、撹拌しながら50ml/分の窒素気流下に420℃で加熱処
理して、留出受器に350gの無色透明な少し粘性のある液
体を得た。
400 g of this polydimethylsilane, a gas introduction tube, a stirrer,
A three-necked flask equipped with a condenser and a distilling tube was charged into a three-necked flask, and heat-treated at 420 ° C under a nitrogen stream of 50 ml / min with stirring, and 350 g of a colorless transparent slightly viscous liquid was put in a distilling receiver. Got

この液体の数平均分子量は蒸気圧浸透法で測定したとこ
ろ470であった。
The number average molecular weight of this liquid was 470 as measured by the vapor pressure osmosis method.

この物質の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、65
0〜900cm-1と1250cm-1にSi−CH3の吸収、2100cm-1にSi
−Hの吸収、1020cm-1付近と1355cm-1にSi−CH2−Siの
吸収、2900cm-1と2950cm-1にC−Hの吸収が認められ、
またこの物質の遠赤外線吸収スペクトルを測定したとこ
ろ、380cm-1にSi−Siの吸収が認められることから、得
られた液状物質は、主として(Si−CH2)結合単位及び
(Si−Si)結合単位からなり、珪素の側鎖に水素原子及
びメチル基を有する有機珪素重合体であることが判明し
た。
The infrared absorption spectrum of this substance was measured and found to be 65
Absorption of Si-CH 3 at 0-900 cm -1 and 1250 cm -1 , Si at 2100 cm -1
Absorption of -H, Si-CH 2 -Si absorption of the of 1020 cm -1 and near 1355 cm -1, absorption of CH was observed at 2900 cm -1 and 2950 cm -1,
Further, when the far-infrared absorption spectrum of this substance was measured, absorption of Si-Si was observed at 380 cm -1 , and thus the obtained liquid substance was mainly composed of (Si-CH 2 ) bond units and (Si-Si). It was found to be an organosilicon polymer having a bonding unit and having a hydrogen atom and a methyl group in the side chain of silicon.

核磁気共鳴分析及び赤外線吸収分析の測定結果から、こ
の有機珪素重合体は(Si−CH2)結合単位の全数対(Si
−Si)結合単位の全数の比率がほぼ1:3である重合体で
あることが確認された。
From the results of nuclear magnetic resonance analysis and infrared absorption analysis, this organosilicon polymer shows that the total number of (Si—CH 2 ) bond units is
It was confirmed that the polymer had a ratio of the total number of -Si) bond units of approximately 1: 3.

上記有機珪素重合体300gをエタノールで処理して低分子
量物を除去して、数平均分子量が1200の重合体40gを得
た。
300 g of the above organosilicon polymer was treated with ethanol to remove low molecular weight substances, and 40 g of a polymer having a number average molecular weight of 1200 was obtained.

この物質の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、上
記と同様の吸収ピークが認められ、この物質は主として
(Si−CH2)結合単位及び(Si−Si)結合単位からな
り、珪素の側鎖に水素原子及びメチル基を有する有機珪
素重合体であることが判明した。
Measurement of the infrared absorption spectrum of this material, the absorption peak similar to that described above was observed, the material consists predominantly (Si-CH 2) coupling units and (Si-Si) bond unit, hydrogen on the side chain of the silicon It was found to be an organosilicon polymer having atoms and methyl groups.

核磁気共鳴分析及び赤外線吸収分析の測定結果から、こ
の有機珪素重合体は(Si−CH2)結合単位の全数対(Si
−Si)結合単位の全数の比率がほぼ7:1である重合体で
あることが確認された。
From the results of nuclear magnetic resonance analysis and infrared absorption analysis, this organosilicon polymer shows that the total number of (Si—CH 2 ) bond units is
It was confirmed that the polymer had a ratio of the total number of -Si) bond units of about 7: 1.

参考例2(ピッチの原料の製造) 石油留分のうち、軽油以上の高沸点物をシリカ・アルミ
ナ系分解触媒の存在下、500℃の温度で流動接触分解・
精留を行い、その塔底より残渣を得た。以下この残渣を
FCCスラリーオイルと呼ぶ。
Reference Example 2 (Production of pitch raw material) Among petroleum fractions, high-boiling substances of light oil or higher were subjected to fluid catalytic cracking at a temperature of 500 ° C in the presence of a silica / alumina cracking catalyst.
Fractionation was performed to obtain a residue from the bottom of the column. Below this residue
Called FCC slurry oil.

このFCCスラリーオイルは、元素分析の結果、炭素原子
対水素原子の原子比(C/H)が0.75で、核磁気共鳴分析
による芳香炭素率が0.55であった。
As a result of elemental analysis, the FCC slurry oil had an atomic ratio of carbon atoms to hydrogen atoms (C / H) of 0.75 and an aromatic carbon ratio of 0.55 by nuclear magnetic resonance analysis.

実施例1 (第1工程) 参考例2で得られたFCCスラリーオイル500gを1/分
は窒素ガス気流下450℃で1時間加熱し、同温度におけ
る留出分を留去後残渣を200℃にて熱時濾過し、同温度
における不融部を除去し、軟質分除去ピッチ225gを得
た。
Example 1 (First Step) 500 g of the FCC slurry oil obtained in Reference Example 2 was heated at 450 ° C. for 1 hour under a nitrogen gas stream at a rate of 1 / min, the distillate was distilled off at the same temperature, and the residue was heated to 200 ° C. At hot temperature, the infusible part was removed at the same temperature to obtain 225 g of the soft component removal pitch.

この軽質分除去ピッチは75%のキシレン不溶分を含む光
学的に等方性のピッチであった。
The light content removal pitch was an optically isotropic pitch containing 75% xylene insoluble matter.

このピッチ49gに参考例1で得た有機珪素重合体21g及び
キシレン20mlを加え、撹拌しながら昇温し、キシレンを
留去後400℃で6時間反応させ39gの前駆重合体を(1)
を得た。
21 g of the organosilicon polymer obtained in Reference Example 1 and 20 ml of xylene were added to 49 g of this pitch, the temperature was raised with stirring, and xylene was distilled off and reacted at 400 ° C. for 6 hours to give 39 g of the precursor polymer (1).
Got

この前駆重合体(1)は赤外線吸収スペクトル測定の結
果、有機珪素重合体中に存在するSi−H結合(IR:2100c
m-1)の減少及び新たなSi−C(ベンゼン環の炭素)結
合(IR:1135cm-1)の生成が認められることより有機珪
素重合体の珪素原子の一部が多環状芳香族環と直接結合
した部分を有する重合体であることがわかった。
As a result of infrared absorption spectrum measurement, this precursor polymer (1) was found to have Si-H bonds (IR: 2100c) present in the organosilicon polymer.
m- 1 ) and a new Si-C (carbon of benzene ring) bond (IR: 1135 cm -1 ) were observed, which indicates that some of the silicon atoms in the organosilicon polymer are polycyclic aromatic rings. It was found to be a polymer having directly bonded moieties.

(第2工程) 前駆重合体(1)39gにテトラオクトキシチタン〔Ti(O
C8H17〕2.75gのキシレン溶液(25%キシレン溶液11
g)を加え、キシレン留去後、340℃で2時間反応させ、
ランダム共重合体(2)38gを得た。
(Second step) 39 g of the precursor polymer (1) was added to tetraoctoxytitanium [Ti (O
C 8 H 17 ) 4 ] 2.75 g of xylene solution (25% xylene solution 11
g) was added, xylene was distilled off, and the mixture was reacted at 340 ° C. for 2 hours,
38 g of a random copolymer (2) was obtained.

この重合体はキシレン不溶部を含まず重量平均分子量は
1650、融点は272℃であった。
This polymer does not contain a xylene-insoluble part and has a weight average molecular weight of
The melting point was 1650 and the melting point was 272 ° C.

(第3工程) FCCスラリーオイル400gを窒素ガス気流下450℃に加熱
し、同温度における留出分を留去後残渣を200℃にて熱
時濾過を行い、同温度における不融部を除去し、軽質分
除去ピッチ180gを得た。
(Third step) 400 g of FCC slurry oil was heated to 450 ° C under a nitrogen gas stream, the distillate at the same temperature was distilled off, and the residue was hot filtered at 200 ° C to remove the infusible part at the same temperature. Then, 180 g of a light component removal pitch was obtained.

得られたピッチ180gを窒素気流下、反応により生成する
軽質分を除去しながら400℃で7時間重縮合を行い、熱
処理ピッチ85gを得た。
180 g of the obtained pitch was subjected to polycondensation at 400 ° C. for 7 hours in a nitrogen stream while removing the light components produced by the reaction to obtain a heat-treated pitch of 85 g.

この熱処理ピッチは融点268℃、キシレン不溶分92%、
キノリン不溶分12%を含有しており、研磨面の偏光顕微
鏡観察による光学的異方性が89%のメソフェーズ多環状
芳香族化合物であった。
This heat treatment pitch has a melting point of 268 ° C, xylene insoluble content of 92%,
It was a mesophase polycyclic aromatic compound containing 12% quinoline-insoluble matter and having an optical anisotropy of 89% by observation of the polished surface with a polarizing microscope.

(第4工程) 第2工程で得たランダム共重合体(2)15gと第3工程
で得たメソフェーズ多環状芳香族化合物75gを混合、窒
素雰囲気下310℃で1時間溶融加熱し、均一な状態にあ
る金属含有多環状芳香族重合体を得た。
(Fourth step) 15 g of the random copolymer (2) obtained in the second step and 75 g of the mesophase polycyclic aromatic compound obtained in the third step were mixed and heated under a nitrogen atmosphere at 310 ° C. for 1 hour to obtain a uniform mixture. A metal-containing polycyclic aromatic polymer in a state was obtained.

この金属含有多環状芳香族重合体は、光学的異方性度が
66%、キシレン不溶分が74%、融点が270℃であり、温
和な条件下で水添し、ゲルパーミュエイションクロマト
グラフィー(GPC)により重量平均分子量(Mw)を測定
したところ、Mw=880であった。
This metal-containing polycyclic aromatic polymer has a degree of optical anisotropy.
66%, xylene insolubles 74%, melting point 270 ℃, hydrogenated under mild conditions, the weight average molecular weight (Mw) was measured by gel permeation chromatography (GPC), Mw = It was 880.

この金属含有多環状芳香族重合体を空気中、1200℃に加
熱し、得られた灰分にアルカリ溶融、塩酸処理を施し、
水に溶解後、その水溶液について、高周波プラズマ発光
分光分析装置(ICP)を用い珪素及びチタンの濃度測定
を行ったところ、上記金属含有多環状芳香族重合体中の
珪素及びチタンの含量は3.1%及び0.%であった。
This metal-containing polycyclic aromatic polymer is heated to 1200 ° C. in air, and the obtained ash is subjected to alkali melting and hydrochloric acid treatment,
After dissolving in water, the concentration of silicon and titanium in the aqueous solution was measured using a high frequency plasma emission spectrophotometer (ICP). The content of silicon and titanium in the metal-containing polycyclic aromatic polymer was 3.1%. And 0%.

実施例2〜7 実施例1の第1工程、第2工程におけるピッチと有機珪
素重合体及びTi(OC8H17の仕込み比及び共重合条
件、第2工程における熱処理条件、及び第3工程におけ
る仕込み比、溶融混合(溶融縮合)条件を種々選択し、
金属含有多環状芳香族重合体を得た。結果を実施例1の
結果と併せて第1表に示す。いずれの実施例においても
得られた金属含有多環状芳香族重合体は、珪素を0.4〜2
2.0%また、チタンを0.01〜3.5%含有し、光学的異方性
を有するものであった。
Examples 2 to 7 Pitch, organosilicon polymer and Ti (OC 8 H 17 ) 4 charging ratio and copolymerization conditions in the first step and the second step of Example 1, heat treatment conditions in the second step, and the third step Select various charging ratios and melt mixing (melt condensation) conditions in the process,
A metal-containing polycyclic aromatic polymer was obtained. The results are shown in Table 1 together with the results of Example 1. The metal-containing polycyclic aromatic polymer obtained in any of the examples contained silicon in an amount of 0.4 to 2
2.0% Further, it contained 0.01 to 3.5% of titanium and had optical anisotropy.

比較例1 (第1工程) 参考例2で得たFCCスラリーオイル200gを1/分の窒
素ガス気流下、420℃で2時間 加熱し、同温度における軽質留分を留去し軽質分除去ピ
ッチ114g得た。得られたピッチを、130℃のキシレン500
mlに溶解し、キシレン不溶分69gを除去した後、得られ
たピッチ中のキシレン可溶部45gに参考例1で得た有機
珪素重合体を45gを加え、400℃で6時間共重合を行わせ
32gを前駆重合体を得た。
Comparative Example 1 (First Step) 200 g of the FCC slurry oil obtained in Reference Example 2 was heated at 420 ° C. for 2 hours under a nitrogen gas flow of 1 / min. After heating, the light fraction at the same temperature was distilled off to obtain 114 g of light fraction removal pitch. The obtained pitch was placed in xylene 500 at 130 ° C.
After dissolving 69 ml of xylene and removing 69 g of xylene-insoluble matter, 45 g of the xylene-soluble part in the obtained pitch was added with 45 g of the organosilicon polymer obtained in Reference Example 1 and copolymerized at 400 ° C. for 6 hours. Let
32 g of a precursor polymer was obtained.

(第2工程) 第1工程で得たキシレン可溶のピッチ成分200gを、不活
性雰囲気下、400℃にて6時間熱処理し熱処理ピッチ41g
を得た。
(Second step) 200 g of the xylene-soluble pitch component obtained in the first step was heat-treated at 400 ° C. for 6 hours in an inert atmosphere to give a heat-treated pitch of 41 g.
Got

(第3工程) 第1工程で得た共重合体30gと第2工程で得た熱ピッチ6
0gを300℃で2.5時間加熱混合した。
(Third step) 30 g of the copolymer obtained in the first step and the heat pitch 6 obtained in the second step
0 g was heated and mixed at 300 ° C. for 2.5 hours.

上記反応により得られた生成物の重量平均分子量(Mw)
は1750で、珪素含有率は10.5%であったが、融点198℃
と低く、キシレン不溶分が11%含まれた光学的当等方性
の重合体であった。
Weight average molecular weight (Mw) of the product obtained by the above reaction
Was 1750 and the silicon content was 10.5%, but the melting point was 198 ° C.
It was an optically isotropic polymer containing 11% of xylene-insoluble matter.

比較例2 実施例1で得たピッチ100gに参考例1で得た有機珪素重
合体50gを加え400℃で6時間反応し、79gの前駆重合体
を得た。得られた共重合体は融点252℃、珪素含有率が1
5%で、平均重量分子量(Mw)は1400であり、キシレン
不溶分を含まず、メソフェーズ部分も存在しなかった。
Comparative Example 2 50 g of the organosilicon polymer obtained in Reference Example 1 was added to 100 g of the pitch obtained in Example 1 and reacted at 400 ° C. for 6 hours to obtain 79 g of a precursor polymer. The obtained copolymer has a melting point of 252 ° C and a silicon content of 1
At 5%, the average weight molecular weight (Mw) was 1400, it contained no xylene insolubles and no mesophase portion was present.

実施例8 実施例1で得られた前駆重合体(1)39gにテトラキス
アセチルアセトナトジルコニウム5.4gのエタノール−キ
シレン溶液(1.5%)を加え、溶媒留去後250℃で1時間
重合し、39.5gのランダム共重合体(2)を得た。
Example 8 To 39 g of the precursor polymer (1) obtained in Example 1, an ethanol-xylene solution (1.5%) of 5.4 g of tetrakisacetylacetonatozirconium was added, and after distilling off the solvent, polymerization was carried out at 250 ° C. for 1 hour. A random copolymer (2) of g was obtained.

このランダム共重合体(2)20gと実施例1と同様にし
て調製したメソフェーズ多環状芳香族化合物50gを350℃
で1時間溶融混合し、67gの金属含有多環状芳香族重合
体を得た。
20 g of this random copolymer (2) and 50 g of the mesophase polycyclic aromatic compound prepared in the same manner as in Example 1 were heated at 350 ° C.
And melt-mixed for 1 hour to obtain 67 g of a metal-containing polycyclic aromatic polymer.

この金属含有多環状芳香族重合体は融点が274℃で、69
%のキシレン不溶分を含んでおり、平均重量分子量1050
であった。
This metal-containing polycyclic aromatic polymer has a melting point of 274 ° C.
% Xylene insoluble matter, average weight molecular weight 1050
Met.

また、この重合体中の珪素及びジルコニウムの含有率は
各々、4.1%及び0.8%あった。
The contents of silicon and zirconium in this polymer were 4.1% and 0.8%, respectively.

実施例9 実施例1で得られたピッチ60g及び有機珪素重合体40gよ
り、実施例1と同様にして57gの前駆重合体(1)を得
た。
Example 9 In the same manner as in Example 1, 57 g of the precursor polymer (1) was obtained from 60 g of the pitch obtained in Example 1 and 40 g of the organosilicon polymer.

この前駆共重合体(1)40gにハフニウムクロライド7.2
gのエタノール−キシレン溶液を加え、キシレン留去
後、250℃で1時間重合し、4.35gランダム共重合体
(2)を得た。
Hafnium chloride 7.2 is added to 40 g of this precursor copolymer (1).
Ethanol-xylene solution (g) was added, and xylene was distilled off, followed by polymerization at 250 ° C. for 1 hour to obtain 4.35 g of random copolymer (2).

このランダム共重合体(2)20gとメソフェーズ多環状
芳香族化合物80gを350℃で1時間溶融混合し、96gの金
属含有多環状芳香族重合体を得た。
20 g of this random copolymer (2) and 80 g of the mesophase polycyclic aromatic compound were melt mixed at 350 ° C. for 1 hour to obtain 96 g of a metal-containing polycyclic aromatic polymer.

この金属含有多環状芳香族重合体は融点が280℃で、76
%のキシレン不溶分を含んでおり、平均重量分子量が98
0であった。
This metal-containing polycyclic aromatic polymer has a melting point of 280 ° C.
% Xylene insoluble matter, average weight molecular weight 98
It was 0.

また、この重合体中の珪素及びハフニウムの含有率は各
々、3.6%及び1.9%であった。
The contents of silicon and hafnium in this polymer were 3.6% and 1.9%, respectively.

実施例10 (第1工程) 参考例2で得られたFCCスラリーオイル700gを2/分
の窒素ガス気流下450℃で0.5時間加熱し、同温度におけ
る留出分を留去後残渣を200℃にて熱時濾過し、同温度
における不融部を除去し、軽質分除去ピッチ200gを得
た。
Example 10 (First Step) 700 g of the FCC slurry oil obtained in Reference Example 2 was heated at 450 ° C. for 0.5 hours under a nitrogen gas flow of 2 / min, and the distillate was distilled off at the same temperature and the residue was heated to 200 ° C. At hot temperature, the infusible portion was removed at the same temperature to obtain 200 g of light component removal pitch.

この軽質分除去ピッチは25%のキシレン不溶分を含む光
学的に等方性のピッチであった。
The light content removal pitch was an optically isotropic pitch containing 25% of xylene-insoluble matter.

このピッチ57gに参考例1で得た有機珪素重合体25g及び
キシレン20mlを加え、撹拌しながら昇温し、キシレンを
留去後400℃で4時間反応させ57.4gの前駆重合体を
(1)を得た。
25 g of the organosilicon polymer obtained in Reference Example 1 and 20 ml of xylene were added to 57 g of this pitch, the temperature was raised with stirring, and xylene was distilled off and reacted at 400 ° C. for 4 hours to give 57.4 g of the precursor polymer (1). Got

この前駆重合体(1)は赤外線吸収スペクトル測定の結
果、有機珪素重合体中に存在するSi−H結合(IR:2100c
m-1)の減少及び新たなSi−C(ベンゼン環の炭素)結
合(IR:1135cm-1)の生成が認められることより有機珪
素重合体の珪素原子の一部が多環状芳香族環と直接結合
した部分を有する重合体であることがわかった。
As a result of infrared absorption spectrum measurement, this precursor polymer (1) was found to have Si-H bonds (IR: 2100c) present in the organosilicon polymer.
m- 1 ) and a new Si-C (carbon of benzene ring) bond (IR: 1135 cm -1 ) were observed, which indicates that some of the silicon atoms in the organosilicon polymer are polycyclic aromatic rings. It was found to be a polymer having directly bonded moieties.

(第2工程) 前駆重合体(1)57.4gにテトラオクトキシチタン〔Ti
(OC8H17〕3.87gのキシレン溶液(25%キシレン溶
液15.5g)を加え、キシレン留去後、340℃で1時間反応
させ、ランダム共重合体(2)56gを得た。
(Second step) 57.4 g of the precursor polymer (1) was added to tetraoctoxytitanium [Ti
(OC 8 H 17 ) 4 ] 3.87 g of xylene solution (25% xylene solution 15.5 g) was added, and xylene was distilled off, followed by reaction at 340 ° C. for 1 hour to obtain 56 g of a random copolymer (2).

この重合体はキシレン不溶部を含まず重量平均分子量は
1580、融点は258℃で軟化点292℃であった。
This polymer does not contain a xylene-insoluble part and has a weight average molecular weight of
It had a melting point of 258 ° C and a softening point of 292 ° C.

(第3工程) 第1工程と同様にして得られた軽質分除去ピッチ180gを
窒素気流下、反応により生成する軽質分を除去しながら
400℃で8時間重縮合を行い、熱処理ピッチ97.2gを得
た。
(Third step) 180 g of the light content removal pitch obtained in the same manner as in the first step was removed under a nitrogen stream while removing the light content produced by the reaction.
Polycondensation was carried out at 400 ° C. for 8 hours to obtain 97.2 g of heat treatment pitch.

この熱処理ピッチは融点263℃、軟化点308℃、キシレン
不溶分77%、キノリン不溶分31%を含有しており、研磨
面の偏光顕微鏡観察による光学的異方性が75%のメソフ
ェーズ多環状芳香族重合体であった。
This heat-treated pitch contains a melting point of 263 ° C, a softening point of 308 ° C, xylene insoluble content of 77%, and quinoline insoluble content of 31%. It was a family polymer.

(第4工程) 第2工程で得たランダム共重合体(2)6.4gと第3工程
で得たメソフェーズ多環状芳香族化合物90gを混合、窒
素雰囲気下380℃で1時間溶融加熱し、均一な状態にあ
る金属含有多環状芳香族重合体を得た。
(Fourth step) 6.4 g of the random copolymer (2) obtained in the second step and 90 g of the mesophase polycyclic aromatic compound obtained in the third step are mixed and heated under a nitrogen atmosphere at 380 ° C. for 1 hour to obtain a uniform mixture. A metal-containing polycyclic aromatic polymer in a stable state was obtained.

この金属含有多環状芳香族重合体は、光学的異方性度が
62%、キシレン不溶分が68%、融点が264℃で、軟化点3
07℃であり、温和な条件下で水添し、ゲルパーミュエイ
ションクロマトグラフィー(GPC)により重量平均分子
量(Mw)を測定したところ、Mw=860であった。
This metal-containing polycyclic aromatic polymer has a degree of optical anisotropy.
62%, xylene insoluble content 68%, melting point 264 ℃, softening point 3
It was 07 ° C., hydrogenated under mild conditions, and the weight average molecular weight (Mw) was measured by gel permeation chromatography (GPC). As a result, Mw was 860.

この金属含有多環状芳香族重合体を空気中、1200℃に加
熱し、得られた灰分にアルカリ溶融処理及び塩酸処理を
施し、水に溶解後、その水溶液について、高周波プラズ
マ発光分光分析装置(ICP)を用い珪素及びチタンの濃
度測定を行ったところ、上記金属含有多環状芳香族重合
体中の珪素及びチタンの含量は0.91%及び0.06%であっ
た。
This metal-containing polycyclic aromatic polymer is heated to 1200 ° C. in air, the obtained ash is subjected to alkali melting treatment and hydrochloric acid treatment, dissolved in water, and then the aqueous solution thereof is subjected to a high frequency plasma emission spectrophotometer (ICP The content of silicon and titanium in the metal-containing polycyclic aromatic polymer was 0.91% and 0.06%.

実施例11〜18 実施例10の第1工程、第2工程におけるピッチと有機珪
素重合体及びTi(OC8H17の仕込み比及び共重合条
件、第3工程における熱処理条件、及び第4工程におけ
る仕込み比、溶融混合(溶融縮合)条件を種々選択し、
金属含有多環状芳香族重合体を得た。結果を実施例10の
結果と併せて第2表に示す。いずれの実施例においても
得られた金属含有多環状芳香族重合体は光学的異方性を
有するものであった。
Examples 11 to 18 Pitch, organosilicon polymer and Ti (OC 8 H 17 ) 4 charging ratio and copolymerization conditions in the first step and second step of Example 10, heat treatment conditions in the third step, and the fourth step Select various charging ratios and melt mixing (melt condensation) conditions in the process,
A metal-containing polycyclic aromatic polymer was obtained. The results are shown in Table 2 together with the results of Example 10. The metal-containing polycyclic aromatic polymer obtained in any of the examples had optical anisotropy.

実施例19 実施例10で得られた前駆重合体(1)39gにテトラキス
アセチルアセトナトジルコニウム5.4gのエタノール−キ
シレン溶液(1.5%)を加え、溶媒留去後250℃で1時間
重合し、39.5gのランダム共重合体(2)を得た。
Example 19 To 39 g of the precursor polymer (1) obtained in Example 10, an ethanol-xylene solution (1.5%) of 5.4 g of tetrakisacetylacetonatozirconium was added, the solvent was distilled off, and the mixture was polymerized at 250 ° C. for 1 hour. A random copolymer (2) of g was obtained.

このランダム共重合体(2)20gと実施例10と同様にし
て調製したメソフェーズ多環状芳香族化合物50gを360℃
で1時間溶融混合し、67gの金属含有多環状芳香族重合
体を得た。
20 g of this random copolymer (2) and 50 g of mesophase polycyclic aromatic compound prepared in the same manner as in Example 10 were heated at 360 ° C.
And melt-mixed for 1 hour to obtain 67 g of a metal-containing polycyclic aromatic polymer.

この金属含有多環状芳香族重合体は融点が26 6℃で、54%でキシレン不溶分を含んでおり、平均重量
分子量が1010であった。
This metal-containing polycyclic aromatic polymer has a melting point of 26. It contained xylene insoluble matter at 54% at 6 ° C and had an average weight molecular weight of 1010.

また、この重合体中の珪素及びジルコニウムの含有率は
各々、4.1%及び0.8%であった。
The contents of silicon and zirconium in this polymer were 4.1% and 0.8%, respectively.

実施例20 実施例10で得られたピッチ60g及び有機珪素重合体40gよ
り、実施例10と同様にして57gの前駆共重合体(1)を
得た。
Example 20 57 g of the precursor copolymer (1) was obtained in the same manner as in Example 10 from the pitch of 60 g and the organosilicon polymer of 40 g obtained in Example 10.

この前駆共重合体(1)40gにハフニウムクロライド7.2
gのエタノール−キシレン溶液を加え、エタノール及び
キシレン留去後、250℃で1時間重合し、43.5gのランダ
ム共重合体(2)を得た。
Hafnium chloride 7.2 is added to 40 g of this precursor copolymer (1).
Ethanol-xylene solution (g) was added, ethanol and xylene were distilled off, and the mixture was polymerized at 250 ° C. for 1 hour to obtain 43.5 g of random copolymer (2).

この重合体20gとメソフェーズ多環状芳香族化合物80gを
350℃で1時間溶融混合し、96gの金属含有多環状芳香族
重合体を得た。
20 g of this polymer and 80 g of mesophase polycyclic aromatic compound
The mixture was melt-mixed at 350 ° C. for 1 hour to obtain 96 g of a metal-containing polycyclic aromatic polymer.

この金属含有多環状芳香族重合体は融点が269℃で、60
%のキシレン不溶分を含んでおり、平均重量分子量930
であった。
This metal-containing polycyclic aromatic polymer has a melting point of 269 ° C., 60
% Xylene insoluble matter, average weight molecular weight 930
Met.

また、この重合体中の珪素及びハフニウムの含有率は各
々、3.6%及び1.9%であった。
The contents of silicon and hafnium in this polymer were 3.6% and 1.9%, respectively.

実施例21 実施例1、実施例3、実施例4、実施例8及び実施9で
得た金属含有多環状芳香族重合体を紡糸ドープとし、口
径0.15mmのノズルを用い溶融紡糸した。得られたプレー
カーサー糸を空気流通下、300℃にて不融下し、アルゴ
ン気流下1300℃で焼成し、炭素質無機繊維を得た。この
繊維の糸径、引張強度、引張弾性率は、それぞれ、実施
例1のドープの場合で、9.5μ、325kg/mm2、32t/mm2
実施例3のドープの場合で、9.0μ、318kg/mm2、36t/mm
2、実施例4のドープの場合で、8.6μ、360kg/mm2、33t
/mm2、実施例8のドープの場合で、11.5μ、340kg/m
m2、34t/mm2、実施例9のドープの場合で、12.0μ、328
kg/mm2、38t/mm2であった。
Example 21 The metal-containing polycyclic aromatic polymer obtained in Example 1, Example 3, Example 4, Example 8 and Example 9 was used as a spinning dope and melt-spun using a nozzle having a diameter of 0.15 mm. The obtained precursor fiber was infusible at 300 ° C. under air flow, and fired at 1300 ° C. under an argon stream to obtain a carbonaceous inorganic fiber. The yarn diameter, tensile strength, and tensile elastic modulus of this fiber are 9.5 μ, 325 kg / mm 2 , 32 t / mm 2 , respectively in the case of the dope of Example 1.
In the case of the dope of Example 3, 9.0μ, 318 kg / mm 2 , 36 t / mm
2 , in the case of the dope of Example 4, 8.6μ, 360kg / mm 2 , 33t
/ mm 2 , in the case of the dope of Example 8, 11.5μ, 340 kg / m
m 2 , 34 t / mm 2 , in the case of the dope of Example 9, 12.0 μ, 328
The values were kg / mm 2 and 38t / mm 2 .

走査型電子顕微鏡による繊維断面の観察の結果、いずれ
も繊維もサンゴ様ランダム構造ラジアルを基本としたラ
ンダム−ラジアル構造渦巻状オニオン構造をしており、
ドープ中のメソフェーズ成分が紡糸、不融化、焼成過程
で繊維軸方向に配向したことを示していた。
As a result of observing the cross section of the fiber with a scanning electron microscope, all the fibers have a random-radial structure spiral onion structure based on a coral-like random structure radial,
It was shown that the mesophase component in the dope was oriented along the fiber axis during spinning, infusibilization and firing.

実施例22 実施例10、実施例11、実施例18、実施例19及び実施20で
得た金属含有多環状芳香族重合体を紡糸ドープとし、口
径0.15mmのノズルを用い溶融紡糸した。得られたプレー
カーサー糸を空気流通下、300℃にて不融化し、アルゴ
ン気流下1300℃で焼成し、炭素質無機繊維を得た。この
繊維の糸径、引張強度、引張弾性率は、それぞれ、実施
例10のドープの場合で、7.5μ、358kg/mm2、32t/mm2
実施例11のドープの場合で、9.5μ、325kg/mm2、32t/mm
2、実施例18のドープの場合で、8.5μ、362kg/mm2、34t
/mm2、実施例19のドープの場合で、11.0μ、350kg/m
m2、34t/mm2、実施例20のドープの場合で、12.0μ、340
kg/mm2、38t/mm2であった。
Example 22 The metal-containing polycyclic aromatic polymer obtained in Example 10, Example 11, Example 18, Example 19 and Example 20 was used as a spinning dope, and melt spinning was performed using a nozzle having a diameter of 0.15 mm. The obtained precursor fiber was made infusible at 300 ° C. under air flow, and fired at 1300 ° C. under an argon stream to obtain a carbonaceous inorganic fiber. The yarn diameter, tensile strength, and tensile modulus of this fiber are, respectively, 7.5 μ, 358 kg / mm 2 , 32 t / mm 2 , in the case of the dope of Example 10.
In the case of the dope of Example 11, 9.5μ, 325kg / mm 2 , 32t / mm
2 , in the case of the dope of Example 18, 8.5μ, 362kg / mm 2 , 34t
/ mm 2 , in the case of the dope of Example 19, 11.0μ, 350kg / m
m 2 , 34 t / mm 2 , in the case of the dope of Example 20, 12.0 μ, 340
The values were kg / mm 2 and 38t / mm 2 .

走査型電子顕微鏡による繊維断面の観察の結果、いずれ
の繊維もサンゴ様ランダム構造、ラジアルを基本とした
ランダム−ラジアル構造、渦巻状オニオン構造をしてお
り、ドープ中のメソフェーズ成分が、紡糸、不融化、焼
成過程で繊維軸方向に配向したことを示していた。
As a result of observing the fiber cross section with a scanning electron microscope, all the fibers have a coral-like random structure, a radial-based random-radial structure, and a spiral onion structure. It was shown that the fibers were oriented in the fiber axis direction during the melting and firing processes.

比較例3 比較例1及び2で得らた重合体を実施例21と同条件下で
紡糸、不融化、焼成を行い焼成糸を得た。各々の繊維の
糸径、引張強度、引張弾性率は、それぞれ、比較例1の
ドープの場合で、11μ、120kg/mm2、7.5t/mm2、比較例
2のドープの場合で、10.5μ、85kg/mm2、5.7t/mm2であ
った。
Comparative Example 3 The polymers obtained in Comparative Examples 1 and 2 were spun, infusibilized and fired under the same conditions as in Example 21 to obtain a fired yarn. The thread diameter, tensile strength, and tensile elastic modulus of each fiber are 11μ, 120 kg / mm 2 , 7.5 t / mm 2 in the case of the dope of Comparative Example 1 and 10.5 μ in the case of the dope of Comparative Example 2, respectively. , 85 kg / mm 2 , and 5.7 t / mm 2 .

また、繊維断面は何ら配向した構造の部分を含んでいな
かった。
Further, the fiber cross section did not include a portion having an oriented structure.

フロントページの続き (72)発明者 渋谷 昌樹 山口県宇部市大字小串1978番地の5 宇部 興産株式会社宇部研究所内 審査官 保倉 行雄 (56)参考文献 特開 昭63−182348(JP,A)Front page continuation (72) Inventor Masaki Shibuya 5 1978, Ogushi, Ube City, Yamaguchi Prefecture 5 Yube Hokura, Examiner, Ube Laboratory, Ube Industries, Ltd. (56) Reference JP-A-63-182348 (JP, A)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】(A)結合単位(Si−CH2)、または結合
単位(Si−CH2)と結合単位(Si−Si)とから主として
なり、珪素原子の側鎖に水素原子、低級アルキル基、フ
ェニル基及びシリル基からなる群から選ばれる側鎖基を
有し、結合(Si−CH2)の全数対結合単位(Si−Si)の
全数の比率が1:0〜20の範囲にあり、且つチタン、ジル
コニウム及びハフニウムからなる群から選ばれる少なく
とも一種類の原子が、直接又は酸素原子を介して、珪素
原子の少なくとも一部と結合している遷移金属含有有機
珪素重合体単位、 (B)骨格成分が主として縮合環構造よりなる、メソフ
ェーズ状態にある多環状芳香族化合物単位、及び (C)骨格成分が主として縮合環構造であり、光学的等
方相の多環状芳香族化合物単位 からなり、前記(A)の珪素原子の少なくとも一部が、
前記(B)及び/又は前記(C)の芳香族環の炭素原子
と珪素−炭素連結基を介して結合したランダム共重合体
を形成しており、前記(A)と前記(B)及び前記
(C)の総和との重量比率が1:0.5〜5000、前記(B)
と前記(C)の重量比率が1:0.02〜4であり、珪素原子
の含有割合が0.01〜30重量%、チタン、ジルコニウム及
びハフニウムからなる群から選ばれる少なくとも一種類
の原子の含有割合が0.005〜10重量%、重量平均分子量
が200〜11000であることを特徴とする金属含有多環状芳
香族重合体。
1. A bonding unit (Si—CH 2 ), or a bonding unit (Si—CH 2 ) and a bonding unit (Si—Si) as a main component (A) having a hydrogen atom or a lower alkyl in the side chain of a silicon atom. Group having a side chain group selected from the group consisting of a phenyl group and a silyl group, the ratio of the total number of bonds (Si-CH 2 ) to the total number of bond units (Si-Si) is in the range of 1: 0 to 20. And a transition metal-containing organosilicon polymer unit in which at least one atom selected from the group consisting of titanium, zirconium, and hafnium is bonded to at least a part of silicon atoms directly or through an oxygen atom, From (B) a polycyclic aromatic compound unit in a mesophase state in which the skeleton component is mainly a condensed ring structure, and (C) a polycyclic aromatic compound unit in which the skeleton component is mainly a condensed ring structure and having an optically isotropic phase, Therefore, the number of silicon atoms in (A) is small. At least some
A random copolymer is formed by binding the carbon atom of the aromatic ring of (B) and / or (C) through a silicon-carbon linking group, and forms the random copolymer of (A), (B) and The weight ratio with the total of (C) is 1: 0.5 to 5000, the above (B)
And (C) have a weight ratio of 1: 0.02 to 4, a silicon atom content of 0.01 to 30 wt%, and a content of at least one atom selected from the group consisting of titanium, zirconium, and hafnium of 0.005. The metal-containing polycyclic aromatic polymer is characterized by having a content of -10% by weight and a weight average molecular weight of 200-11,000.
【請求項2】1)結合単位(Si−CH2)、または結合単
位(Si−CH2)と結合単位(Si−Si)とから主としてな
り、珪素の側鎖に水素原子、低級アルキル基、フェニル
基あるいはシリル基を有し、上記結合単位からなる主骨
格の珪素原子に、Ti、Zr及びHfから選択される少なくと
も一種の原子が直接あるいは酸素原子を介して結合して
いる遷移金属含有有機珪素重合体の珪素原子の少なくと
も一部が、石油系のピッチあるいはその熱処理物であっ
て、有機溶媒不溶分を含むピッチより得られた多環状芳
香族化合物の芳香族環の炭素と結合したランダム共重合
体及び 2)石油系又は石炭系のピッチから得られる、メソフェ
ーズ又はメソフェーズと光学的等方相との両相からなる
多環状芳香族化合物とを、200〜500℃の範囲の温度で加
熱反応及び/又は加熱溶融することを特徴とする金属含
有多環状芳香族重合体の製造方法。
2. A bonding unit (Si—CH 2 ), or a bonding unit (Si—CH 2 ) and a bonding unit (Si—Si), which are mainly composed of a hydrogen atom and a lower alkyl group in the side chain of silicon. A transition metal-containing organic compound having a phenyl group or a silyl group, in which at least one atom selected from Ti, Zr and Hf is bonded directly or through an oxygen atom to the silicon atom of the main skeleton consisting of the above-mentioned bond unit. At least a part of silicon atoms of a silicon polymer is a petroleum-based pitch or a heat-treated product thereof, and is a random bond in which carbon of an aromatic ring of a polycyclic aromatic compound obtained from pitch containing an organic solvent insoluble component is bonded. A copolymer and 2) a polycyclic aromatic compound obtained from a petroleum-based or coal-based pitch and having a mesophase or both a mesophase and an optically isotropic phase are heated at a temperature in the range of 200 to 500 ° C. Reaction and / or addition A method for producing a metal-containing polycyclic aromatic polymer, which comprises heat melting.
JP1224501A 1988-11-04 1989-09-01 Metal-containing polycyclic aromatic polymer and method for producing the same Expired - Lifetime JPH0725891B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1224501A JPH0725891B2 (en) 1988-11-04 1989-09-01 Metal-containing polycyclic aromatic polymer and method for producing the same

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63-277311 1988-11-04
JP27731188 1988-11-04
JP1224501A JPH0725891B2 (en) 1988-11-04 1989-09-01 Metal-containing polycyclic aromatic polymer and method for producing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02225526A JPH02225526A (en) 1990-09-07
JPH0725891B2 true JPH0725891B2 (en) 1995-03-22

Family

ID=26526095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1224501A Expired - Lifetime JPH0725891B2 (en) 1988-11-04 1989-09-01 Metal-containing polycyclic aromatic polymer and method for producing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0725891B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04126823A (en) * 1990-09-14 1992-04-27 Ube Ind Ltd Carbonaceous inorganic fiber and production thereof

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63182348A (en) * 1987-01-23 1988-07-27 Ube Ind Ltd Method for producing organometallic polymers

Also Published As

Publication number Publication date
JPH02225526A (en) 1990-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0725891B2 (en) Metal-containing polycyclic aromatic polymer and method for producing the same
JPH0686526B2 (en) Method for producing metal-containing polycyclic aromatic polymer
JP2514424B2 (en) Silicon-containing polycyclic aromatic polymer and method for producing the same
JP2514426B2 (en) Silicon-containing polycyclic aromatic polymer and method for producing the same
JP2547110B2 (en) Hybrid fiber reinforced carbonaceous composite material
JPH0696641B2 (en) Metal-containing polycyclic aromatic polymer and method for producing the same
JPH0759627B2 (en) Method for producing silicon-containing polycyclic aromatic polymer
JPH07103493B2 (en) High-strength, high-modulus inorganic fiber and method for producing the same
JP2792180B2 (en) brake
JPH0686525B2 (en) Method for producing silicon-containing polycyclic aromatic polymer
JPH0670138B2 (en) Silicon-containing polycyclic aromatic polymer and method for producing the same
JPH0768352B2 (en) Metal-containing polycyclic aromatic polymer and method for producing the same
JPH0757715B2 (en) Fiber-reinforced carbonaceous composite material
JPH0764653B2 (en) Fiber reinforced carbon material
JPH0781209B2 (en) High-strength, high-modulus inorganic fiber and method for producing the same
JP2547113B2 (en) Hybrid fiber reinforced carbonaceous composite material
JP2547112B2 (en) Hybrid fiber reinforced carbonaceous composite material
JPH02311529A (en) Metal-containing polycyclic aromatic polymer and method for producing the same
JPH0764654B2 (en) Fiber reinforced carbon material
JPH0757710B2 (en) Carbon-based inorganic fiber reinforced ceramics composite material
JP2547109B2 (en) Fiber-reinforced carbon composite material
JPH07247358A (en) Metal-containing polycyclic aromatic polymer and method for producing the same
JP2547108B2 (en) Fiber-reinforced carbonaceous composite material
JPH0757712B2 (en) Fiber-reinforced carbonaceous composite material
JPH0757713B2 (en) Fiber-reinforced carbonaceous composite material