JPH05310404A - Boron nitride precursor and method for producing boron nitride - Google Patents
Boron nitride precursor and method for producing boron nitrideInfo
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- JPH05310404A JPH05310404A JP11466892A JP11466892A JPH05310404A JP H05310404 A JPH05310404 A JP H05310404A JP 11466892 A JP11466892 A JP 11466892A JP 11466892 A JP11466892 A JP 11466892A JP H05310404 A JPH05310404 A JP H05310404A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は窒化ほう素、窒化ほう素
繊維およびそれに用いる窒化ほう素前駆体の製造方法に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to boron nitride, boron nitride fiber and a method for producing a boron nitride precursor used therein.
【0002】[0002]
【従来の技術】窒化ほう素、とりわけ窒化ほう素繊維
は、化学的安定性,耐熱性,ぬれ性に優れ、セラミック
ス,金属の強化材料として有用である。近年、窒化ほう
素繊維の製造方法として、溶融するか又は溶媒に可溶な
窒化ほう素前駆体を紡糸した後、加熱処理することによ
る方法が種々検討されている。窒化ほう素繊維製造に供
される前駆体には、ボラジンあるいはボラジン誘導体
(以下ボラジン類とも記す)を重縮合したボラジンの多
量体,アルケニルボラジンの重合体,ボランとアミンの
付加重合体が知られている。2. Description of the Related Art Boron nitride, especially boron nitride fiber, is excellent in chemical stability, heat resistance and wettability and is useful as a reinforcing material for ceramics and metals. In recent years, as a method for producing a boron nitride fiber, various methods have been studied in which a boron nitride precursor that is melted or soluble in a solvent is spun and then heat-treated. Known precursors used in the production of boron nitride fibers are borazine polymers obtained by polycondensing borazine or borazine derivatives (hereinafter also referred to as borazines), alkenylborazine polymers, and borane-amine addition polymers. ing.
【0003】ボラジン類の多量体を用いた例としては、
以下の方法が知られている。B−トリアミノ−N−トリ
フェニルボラジンを窒素雰囲気下250℃に加熱するこ
とによりアニリンの脱離を伴う縮合により、軟化点15
0〜250℃の高分子が得られる。Examples of using borazine multimers include:
The following methods are known. By heating B-triamino-N-triphenylborazine to 250 ° C. under a nitrogen atmosphere, condensation accompanied by elimination of aniline gives a softening point of 15
A polymer having a temperature of 0 to 250 ° C. is obtained.
【0004】[0004]
【化1】 [Chemical 1]
【0005】このボラジン環が直接結合した高分子を溶
融紡糸し,次いで熱処理することにより窒化ほう素繊維
が得られる(特開昭51−53000)。The polymer directly bonded with the borazine ring is melt-spun and then heat-treated to obtain a boron nitride fiber (Japanese Patent Laid-Open No. 51-53000).
【0006】また、B−トリス(トリメチルシリルアミ
ノ)ボラジンを窒素雰囲気中250〜260℃に加熱す
ることにより、メチルシリルアミンの脱離を伴ってボラ
ジン環が3〜4個縮合した多量体が得られる。By heating B-tris (trimethylsilylamino) borazine to 250 to 260 ° C. in a nitrogen atmosphere, a multimer having 3 to 4 borazine rings condensed with elimination of methylsilylamine can be obtained. ..
【0007】[0007]
【化2】 [Chemical 2]
【0008】このNH基によりボラジン環が結合した多
量体を溶融紡糸し,次いで熱処理することにより窒化ほ
う素繊維が得られる(米国特許第4,707,556
号)。また、ボラジンを減圧下70℃に加熱することに
より加熱することにより水素の脱離を伴って縮合し、溶
媒可溶のボラジンオリゴマーが得られ、同様に紡糸,加
熱処理により窒化ほう素繊維が得られる(Chem.M
ater.,2,96−97(1990))。A boron nitride fiber is obtained by melt spinning a multimer having a borazine ring bonded by the NH group and then heat treating it (US Pat. No. 4,707,556).
issue). Further, by heating borazine to 70 ° C. under reduced pressure to condense with desorption of hydrogen, a solvent-soluble borazine oligomer is obtained, and similarly, spinning and heat treatment give boron nitride fibers. (Chem.M
ater. , 2, 96-97 (1990)).
【0009】[0009]
【化3】 [Chemical 3]
【0010】アルケニルボラジンの重合体を用いた例と
しては、触媒を用いたボラジンとアセチレンの反応によ
りB−ビニルボラジンを合成し、120℃で熱重合する
ことにより側鎖にボラジン環を有する重合体が得られ、
これより同様に窒化ほう素繊維が得られることが知られ
ている(J.Am.Ceram.Soc.,109,5
867(1987))。As an example of using a polymer of alkenylborazine, B-vinylborazine is synthesized by a reaction of borazine and acetylene using a catalyst, and a polymer having a borazine ring in a side chain is prepared by thermal polymerization at 120 ° C. Is obtained,
From this, it is known that a boron nitride fiber can be similarly obtained (J. Am. Ceram. Soc., 109, 5).
867 (1987)).
【0011】[0011]
【化4】 [Chemical 4]
【0012】更に、ボランとアミンの付加重合体を用い
た例としては、デカボランとエチレンジアミンの錯体高
分子化により溶媒可溶な窒化ほう素前駆体が得られ、こ
れより窒化ほう素繊維が製造される(J.Am.Cer
am.Soc.,71,C194(1988)等)。Further, as an example using an addition polymer of borane and amine, a solvent-soluble boron nitride precursor is obtained by polymerizing a complex polymer of decaborane and ethylenediamine, and boron nitride fiber is produced from this. (J. Am. Cer
am. Soc. , 71, C194 (1988)).
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】窒化ほう素繊維化が可
能な前駆体のうち、ボランとアミンの錯体高分子を用い
る方法では、原料として有毒かつ高価なボランを用いな
ければならない。Among the precursors capable of forming boron nitride fibers, in the method using a complex polymer of borane and amine, toxic and expensive borane must be used as a raw material.
【0014】一方、ボラジン類の重縮合体やアルケニル
ボラジンの重合体を製造する場合、一般にトリクロロボ
ラジンが原料となる。トリクロロボラジンは高価である
のみならず、窒化ほう素前駆体を製造するためには、ボ
ラジン誘導体の合成、ボラジン誘導体の重縮合といった
工程を経ねばならない。更にトリクロロボラジンやボラ
ジン誘導体は一般に空気中の水分で容易に加水分解して
しまうため、ボラジン誘導体の合成、重縮合といった多
段の工程を必要とする製造方法においては煩雑さが伴
う。On the other hand, when producing a polycondensate of borazines or a polymer of alkenylborazine, trichloroborazine is generally used as a raw material. Trichloroborazine is not only expensive, but in order to produce a boron nitride precursor, steps such as synthesis of a borazine derivative and polycondensation of a borazine derivative must be performed. Furthermore, since trichloroborazine and borazine derivatives are generally easily hydrolyzed by water in the air, the production method requiring multiple steps such as synthesis and polycondensation of borazine derivatives is complicated.
【0015】この様に、窒化ほう素前駆体を用いる窒化
ほう素、或は窒化ほう素繊維の製造方法においては、窒
化ほう素前駆体の原料ならびに窒化ほう素前駆体の複雑
な製造工程が工業化に際して障害となっている。従っ
て、工業的に有用な窒化ほう素、或は窒化ほう素繊維を
製造することができる窒化ほう素前駆体を安価で簡便に
製造する方法の確立が望まれていた。As described above, in the method for producing boron nitride or boron nitride fiber using the boron nitride precursor, the raw material of the boron nitride precursor and the complicated production process of the boron nitride precursor are industrialized. It is an obstacle to this. Therefore, it has been desired to establish an inexpensive and simple method for industrially useful boron nitride or a boron nitride precursor capable of producing a boron nitride fiber.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、特定条件
下における三ハロゲン化ほう素とニトリル化合物の付加
物と、塩化アンモニウムまたはアミン塩酸塩との反応生
成物が、非酸化性雰囲気下に加熱処理することにより窒
化ほう素に転化するこを見いだし、本発明を完成しここ
に提案するに至った。The present inventors have found that the reaction product of an addition product of a boron trihalide and a nitrile compound and ammonium chloride or amine hydrochloride under a specific condition under a non-oxidizing atmosphere. It was found that the material was converted into boron nitride by heat treatment, and the present invention was completed and the present invention was proposed.
【0017】即ち、本発明は、三ハロゲン化ほう素とニ
トリル化合物との付加物と塩化アンモニウムまたはアミ
ン塩酸塩とを、三ハロゲン化ほう素の存在下に反応させ
ることを特徴とする窒化ほう素前駆体の製造方法であ
り、他の発明は、該製造方法で得られた窒化ほう素前駆
体を非酸化性雰囲気下に加熱処理することを特徴とする
窒化ほう素の製造方法であり、更に他の発明は、前記方
法で得られる窒化ほう素前駆体を窒化ほう素前駆体可溶
性溶媒に溶解し、次いで該溶解液を紡糸した後非酸化性
雰囲気下に加熱処理することを特徴とする窒化ほう素繊
維の製造方法である。That is, the present invention is characterized by reacting an adduct of boron trihalide with a nitrile compound and ammonium chloride or amine hydrochloride in the presence of boron trihalide. A method for producing a precursor, another invention is a method for producing boron nitride, characterized in that the boron nitride precursor obtained by the method is heat-treated under a non-oxidizing atmosphere, Another invention is characterized in that the boron nitride precursor obtained by the above method is dissolved in a boron nitride precursor-soluble solvent, the solution is spun, and then heat-treated in a non-oxidizing atmosphere. This is a method for producing boron fiber.
【0018】本発明に用いる三ハロゲン化ほう素は、三
フッ化ほう素,三塩化ほう素,三臭化ほう素,三よう化
ほう素より任意に選ぶことができる。The boron trihalide used in the present invention can be arbitrarily selected from boron trifluoride, boron trichloride, boron tribromide and boron triiodide.
【0019】また該三ハロゲン化ほう素と付加物を作る
ニトリル化合物は、三ハロゲン化ほう素と塩化アンモニ
ウムまたはアミン塩酸塩との脱ハロゲン化水素反応を促
進し、ほう素原子と窒素原子との結合を形成した後大部
分は脱離する。該ニトリル化合物としては、ニトリル基
を有する公知の化合物より特に限定することなく使用す
ることができる。具体的にはアセトニトリル、プロピオ
ニトリル、カプロニトリル、アクリロニトリル、クロト
ンニトリル、トルニトリル、ベンゾニトリルなどが挙げ
られる。Further, the nitrile compound which forms an adduct with the boron trihalide promotes the dehydrohalogenation reaction of the boron trihalide with ammonium chloride or amine hydrochloride, and the boron atom and the nitrogen atom are reacted with each other. After forming the bond, most of them are released. As the nitrile compound, a known compound having a nitrile group can be used without particular limitation. Specific examples include acetonitrile, propionitrile, capronitrile, acrylonitrile, crotonnitrile, tolunitrile, and benzonitrile.
【0020】アミン塩酸塩は、一般に式RNH2・HC
lで表され、Rがメチル基,エチル基,プロピル基など
のアルキル基,フェニル基,トリル基,キシリル基など
のアリール基である化合物が制限なく使用される。しか
し、Rの炭素数が多くなると、窒化ほう素前駆体に含ま
れる炭素が増大し、加熱処理により窒化ほう素化する際
の脱離成分が増大するので、Rがメチル基またはエチル
基であるアミン塩酸塩を用いることがより好ましい。Amine hydrochlorides generally have the formula RNH 2 .HC
A compound represented by 1 and in which R is an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group or a propyl group, or an aryl group such as a phenyl group, a tolyl group or a xylyl group is used without limitation. However, when the carbon number of R increases, the carbon contained in the boron nitride precursor increases and the elimination component at the time of boronitization by heat treatment increases, so that R is a methyl group or an ethyl group. It is more preferable to use amine hydrochloride.
【0021】本発明の反応においては、反応原料として
三ハロゲン化ほう素とニトリル化合物との付加物を用い
ることが必須であるが、三ハロゲン化ほう素とニトリル
化合物とは容易に反応して付加物を作るので反応直前に
両者を接触させればよい。ニトリル化合物を用いないと
副生成物のトリクロロボラジンのみが生成する。In the reaction of the present invention, it is essential to use an adduct of boron trihalide and a nitrile compound as a reaction raw material, but the boron trihalide and the nitrile compound are easily reacted and added. Since they make things, they can be contacted immediately before the reaction. Without the nitrile compound, only the by-product trichloroborazine is produced.
【0022】付加物を生成させる方法は、特に限定され
ないが、例えば、室温において前記有機溶媒にニトリル
化合物を溶解した溶液に三ハロゲン化ほう素を滴下する
方法,有機溶媒にニトリル化合物を溶解し、次いで三ハ
ロゲン化ほう素を吹き込む方法,または有機溶媒に三ハ
ロゲン化ほう素を溶解し、次いでニトリル化合物を滴下
する方法などにより付加物を生成させることができる。The method of producing the adduct is not particularly limited, but for example, a method of dropping boron trihalide into a solution of the nitrile compound dissolved in the organic solvent at room temperature, a method of dissolving the nitrile compound in the organic solvent, Next, the adduct can be produced by a method of blowing boron trihalide or a method of dissolving boron trihalide in an organic solvent and then dropping a nitrile compound.
【0023】上記付加物と塩化アンモニウムまたはアミ
ン塩酸塩との反応時には三ハロゲン化ほう素を存在させ
ることが必須である。反応時に三ハロゲン化ほう素が存
在しない場合は収率良く本発明の窒化ほう素前駆体が生
成せず、後述する紡糸時の紡糸用溶媒、例えばN,N-
ジメチルホルムアミド(以下DMFともいう)に不溶の
反応副生成物が生成してくる。It is essential that boron trihalide be present during the reaction of the adduct with ammonium chloride or amine hydrochloride. When boron trihalide is not present during the reaction, the boron nitride precursor of the present invention is not produced in good yield, and the spinning solvent for spinning, for example, N, N-, described later is used.
A reaction byproduct insoluble in dimethylformamide (hereinafter also referred to as DMF) is generated.
【0024】該三ハロゲン化ほう素は少なくとも付加物
と塩化アンモニウムまたはアミン塩酸塩との反応時に存
在すれば良い。従って、ニトリル化合物と三ハロゲン化
ほう素との付加物を生成させる際に三ハロゲン化ほう素
を過剰に用いて、未反応の三ハロゲン化ほう素を付加物
中に予め含有させておいても良い。三ハロゲン化ほう素
のニトリル化合物に対する添加量は、モル比(三ハロゲ
ン化ほう素/ニトリル化合物)で1.05〜2.00の
範囲より任意に選ぶことができる。しかし、三ハロゲン
化ほう素の添加量が少ないとDMF不溶成分が生成し、
また三ハロゲン化ほう素添加量が多いと反応に寄与しな
い三ハロゲン化ほう素が増大するので、より好ましいニ
トリル化合物に対する三ハロゲン化ほう素の添加モル比
は1.1〜1.5である。このとき三ハロゲン化ほう素
とニトリル化合物は1対1の付加物を生成するので、反
応時存在する三ハロゲン化ほう素の量は、付加物に対し
てモル比(三ハロゲン化ほう素/付加物)で0.1〜
0.5の範囲となる。The boron trihalide may be present at least during the reaction between the adduct and ammonium chloride or amine hydrochloride. Therefore, even if unreacted boron trihalide is contained in advance in the adduct by using excess boron trihalide when forming the adduct of the nitrile compound and boron trihalide. good. The amount of boron trihalide added to the nitrile compound can be arbitrarily selected from the range of 1.05 to 2.00 in terms of molar ratio (boron trihalide / nitrile compound). However, when the amount of boron trihalide added is small, DMF insoluble components are produced,
Further, when the amount of boron trihalide added is large, the amount of boron trihalide that does not contribute to the reaction increases, so the more preferable molar ratio of boron trihalide to the nitrile compound is 1.1 to 1.5. At this time, the boron trihalide and the nitrile compound form a 1: 1 adduct, so that the amount of boron trihalide present during the reaction is in a molar ratio (boron trihalide / addition 0.1)
It is in the range of 0.5.
【0025】また、反応溶媒に対するニトリル化合物の
濃度は特に限定されないが、0.1〜10mol/lの
範囲であることが好ましい。The concentration of the nitrile compound in the reaction solvent is not particularly limited, but it is preferably in the range of 0.1 to 10 mol / l.
【0026】塩化アンモニウムまたはアミン塩酸塩の添
加量は、ニトリル化合物に対するモル比(塩化アンモニ
ウムまたはアミン塩酸塩/ニトリル化合物)で、0.6
7〜1.5の範囲より選ぶことが好ましい。塩化アンモ
ニウムまたはアミン塩酸塩が多いとDMF不溶成分が生
成し、付加物の方が多いと未反応付加物の量が増大する
傾向にあるので、より好ましくは0.83〜1.2の範
囲より選べば良い。The amount of ammonium chloride or amine hydrochloride added is 0.6 in terms of molar ratio to the nitrile compound (ammonium chloride or amine hydrochloride / nitrile compound).
It is preferable to select from the range of 7 to 1.5. When the amount of ammonium chloride or amine hydrochloride is large, a DMF-insoluble component is produced, and when the amount of the adduct is large, the amount of unreacted adduct tends to increase. You just have to choose.
【0027】本発明の反応に用いる溶媒は特に限定され
ないが、反応生成物である窒化ほう素前駆体を分離する
際、反応副生成物であるトリクロロボラジンを溶解して
除去し易いことが好ましい。このような観点から、ベン
ゼン,トルエン,キシレン,クロロベンゼン等の非極性
有機溶媒が好ましく選択される。The solvent used in the reaction of the present invention is not particularly limited, but it is preferable that the reaction by-product trichloroborazine is easily dissolved and removed when the reaction product boron nitride precursor is separated. From this point of view, a non-polar organic solvent such as benzene, toluene, xylene, chlorobenzene is preferably selected.
【0028】付加物と塩化アンモニウムまたはアミン塩
酸塩を反応させるための加熱温度は、一般に低温では反
応に長時間を要し、高温ではDMFに不溶な成分が増大
し反応収率が低下する。従って、加熱温度は100℃〜
160℃の範囲より選べばよい。又、加熱時間は温度に
より異なるが3〜30時間の範囲より選べばよい。The heating temperature for reacting the adduct with ammonium chloride or amine hydrochloride generally requires a long time for the reaction at a low temperature, and at a high temperature, components insoluble in DMF increase and the reaction yield decreases. Therefore, the heating temperature is 100 ℃ ~
It may be selected from the range of 160 ° C. The heating time may vary depending on the temperature, but may be selected within the range of 3 to 30 hours.
【0029】上記加熱処理を行うことにより、窒化ほう
素前駆体が沈澱として生成するとともに、副生成物とし
て一般式X3B3N3H3(XはF,Cl,Br,I原子)
で表される三ハロゲン化ボラジンが生成する。この副生
成物は前記非極性溶媒に溶解するので、窒化ほう素前駆
体は反応液を濾過することにより分離することができ
る。By performing the above heat treatment, a boron nitride precursor is formed as a precipitate, and a by-product of the general formula X 3 B 3 N 3 H 3 (X is an F, Cl, Br, I atom) is formed.
A trihalogenated borazine represented by Since this by-product is dissolved in the non-polar solvent, the boron nitride precursor can be separated by filtering the reaction solution.
【0030】本発明は、公知の装置を使用して実施する
ことができる。しかしながら、付加物,窒化ほう素前駆
体ともに加水分解するため、反応系の装置は予め窒素ガ
スなどにより十分に乾燥しておくとともに、反応中も反
応系外より空気中の水分が侵入しないよう装置開放部に
は塩化カルシウムなどの吸湿剤を配する必要がある。こ
のようにして得られる窒化ほう素前駆体は橙色ないし褐
色の固体であり、次のような知見が得られている。The present invention can be implemented using known equipment. However, since both the adduct and the boron nitride precursor are hydrolyzed, the reaction system equipment should be thoroughly dried in advance with nitrogen gas, etc., and the water content in the air should not enter from outside the reaction system during the reaction. It is necessary to place a hygroscopic agent such as calcium chloride in the open area. The boron nitride precursor thus obtained is an orange to brown solid, and the following findings have been obtained.
【0031】主要な構成元素は、ほう素,窒素,ハロゲ
ン.水素,及び炭素で、含有量は、使用するニトリル化
合物,塩化アンモニウムまたはアミン塩酸塩の種類によ
り異なるが、原子数パーセントで各々15.7〜25.
7,15.4〜25.4,10.1〜20.1,2.1
〜12.1,31.8〜41.8%の範囲にある。The main constituent elements are boron, nitrogen, halogen. The content of hydrogen and carbon varies depending on the type of nitrile compound, ammonium chloride or amine hydrochloride used, but is 15.7 to 25.
7, 15.4-25.4, 10.1-20.1, 2.1
˜12.1, 31.8 to 41.8%.
【0032】この窒化ほう素前駆体は加水分解される
が、トリクロロボラジン等よりは安定である。しかし、
窒化ほう素前駆体に水を加えると、発熱を伴って反応
し、水に溶解する。この水溶液を蒸発乾固すると、ほう
酸とハロゲン化アンモニウムを主成分とする白色析出物
が生成する。Although this boron nitride precursor is hydrolyzed, it is more stable than trichloroborazine. But,
When water is added to the boron nitride precursor, it reacts with heat generation and dissolves in water. When this aqueous solution is evaporated to dryness, a white precipitate mainly composed of boric acid and ammonium halide is produced.
【0033】窒化ほう素前駆体はDMFに可溶で、その
溶解度は使用する三ハロゲン化ほう素,ニトリル化合物
または塩化アンモニウムまたはアミンの塩酸塩の種類に
もよるが、DMF100重量部に対して5〜30重量部
の窒化ほう素前駆体が溶解する。また、テトラヒドロフ
ラン,ピリジン,ベンゼン,アセトニトリル,ジメチル
アセトアミド,ジメチルスルホキシド,トリエチルアミ
ン,ジオキサン,アクリロニトリル,クロロベンゼンジ
エチルエーテル,酢酸エチル,四塩化炭素,クロロホル
ム,ジクロロメタン,エチレングリコールジメチルエー
テル,ジエチレングリコールジメチルエーテルおよびn
−ペンタンには不溶で、これらの溶媒では均一な溶液は
得られない。The boron nitride precursor is soluble in DMF, and its solubility depends on the type of boron trihalide, nitrile compound or ammonium chloride or amine hydrochloride used, but it is 5 per 100 parts by weight of DMF. ~ 30 parts by weight of boron nitride precursor dissolve. Further, tetrahydrofuran, pyridine, benzene, acetonitrile, dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, triethylamine, dioxane, acrylonitrile, chlorobenzene diethyl ether, ethyl acetate, carbon tetrachloride, chloroform, dichloromethane, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether and n.
Insoluble in pentane, these solvents do not give a homogeneous solution.
【0034】この窒化ほう素前駆体は、溶媒にDMFを
用い、270nmの紫外光の吸収により検出するサイズ
排除クロマトグラフィー(size exclusio
nchromatography)では、単一のピーク
を示す。ポリスチレン換算として求められる窒化ほう素
前駆体の重量平均分子量は,3000〜7000の範囲
にあり、多分散度(重量平均分子量/数平均分子量)は
1.5〜2.5の範囲にある。The boron nitride precursor was subjected to size exclusion chromatography (size exclusio), which was detected by absorption of ultraviolet light at 270 nm using DMF as a solvent.
nchromatography) shows a single peak. The weight average molecular weight of the boron nitride precursor calculated in terms of polystyrene is in the range of 3,000 to 7,000, and the polydispersity (weight average molecular weight / number average molecular weight) is in the range of 1.5 to 2.5.
【0035】この窒化ほう素前駆体の赤外吸収スペクト
ルは、波数3500〜2500cm-1,1750〜85
0cm-1および850〜400cm-1に各々ブロードな
吸収を示し、1700〜1600cm-1にショルダーが
存在する。The infrared absorption spectrum of this boron nitride precursor is 3500-2500 cm -1 , 1750-85.
Shows the each broad absorption in the 0 cm -1 and 850~400cm -1, shoulder is present in 1700~1600cm -1.
【0036】この窒化ほう素前駆体は、窒素,アルゴン
などの不活性ガス、あるいはアンモニアガス等の非酸化
性雰囲気下600〜2200℃で加熱することにより、
融解することなく分解し、六方晶またはターボストラテ
ィク構造の窒化ほう素を生成する。例えば窒素雰囲気中
での熱分解による重量減少は、600〜900℃の範囲
でほぼ終了し、窒化ほう素前駆体に対する窒化ほう素の
生成量は、使用した三ハロゲン化ほう素,ニトリル化合
物または塩化アンモニウムまたはアミン塩酸塩にもよる
が、窒化ほう素前駆体に対して15〜60重量%の範囲
にある。This boron nitride precursor is heated at 600 to 2200 ° C. in a non-oxidizing atmosphere such as an inert gas such as nitrogen or argon or an ammonia gas,
Decomposes without melting and produces hexagonal or turbostratic boron nitride. For example, the weight loss due to thermal decomposition in a nitrogen atmosphere is almost completed in the range of 600 to 900 ° C., and the amount of boron nitride produced relative to the boron nitride precursor is the same as that of the boron trihalide, nitrile compound or chloride used. Although depending on the ammonium or amine hydrochloride, it is in the range of 15 to 60% by weight based on the boron nitride precursor.
【0037】この窒化ほう素前駆体は、DMF等の前駆
体可溶性溶媒に溶解することにより、橙色ないしは褐色
で透明な紡糸液が得られる。紡糸液の好ましい濃度範囲
は、紡糸方法にもよるが、0.01〜1.0g/mlで
あり、そのときの粘性率は10〜5000Pである。By dissolving the boron nitride precursor in a precursor-soluble solvent such as DMF, an orange or brown transparent spinning solution can be obtained. The preferred concentration range of the spinning solution depends on the spinning method, but is 0.01 to 1.0 g / ml, and the viscosity at that time is 10 to 5000 P.
【0038】この紡糸液は、空気中に放置すると空気中
の水分により徐々に加水分解して黄白色の沈澱が生成じ
るので、通常は、乾燥空気雰囲気下に保存される。When this spinning solution is left to stand in the air, it is gradually hydrolyzed by the water content in the air to produce a yellowish white precipitate, so that it is usually stored in a dry air atmosphere.
【0039】紡糸液を紡糸する方法は、広く公知の方法
を用いることができ、例えば、紡糸ノズルから紡糸液を
ガス圧あるいは遠心力により押し出す方法等が挙げられ
る。紡糸液より紡糸した繊維を加熱処理することによ
り、窒化ほう素繊維が得られる。加熱処理は、窒素ガス
等の不活性ガスまたはアンモニアガス雰囲気中で、60
0℃以上、好ましくは800℃以上の高温において加熱
し、炭素、水素、ハロゲン等を解離し、分離すればよ
い。As a method for spinning the spinning solution, a widely known method can be used, and examples thereof include a method of extruding the spinning solution from a spinning nozzle by gas pressure or centrifugal force. The boron nitride fiber is obtained by heat-treating the fiber spun from the spinning solution. The heat treatment is performed in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen gas or an ammonia gas at 60
It may be heated at a high temperature of 0 ° C. or higher, preferably 800 ° C. or higher to dissociate and separate carbon, hydrogen, halogen and the like.
【0040】[0040]
【発明の効果】本発明により、高価で且つ化学的に不安
定なボラジン類,デカボランなどを用いることなく、更
に複雑な製造工程を経ることなく窒化ほう素、或は窒化
ほう素繊維を製造することができる。この結果は、本発
明が工業的な窒化ほう素前駆体の製造技術としても高く
評価し得ることを明らかにしている。Industrial Applicability According to the present invention, boron nitride or boron nitride fiber can be produced without using expensive and chemically unstable borazines, decaborane, etc., and without further complicated production steps. be able to. This result demonstrates that the present invention can be highly evaluated as an industrial boron nitride precursor manufacturing technique.
【0041】[0041]
【実施例】以下実施例を用いて本発明を詳細に説明する
が、これらに何等限定されるものではない 実施例1 1l三口フラスコの中管にスターラー,側管の一つに三
塩化ほう素が入ったボンベを取り付けたデュワー型コー
ルドフィンガー,残りの側管に玉入冷却管をそれぞれ取
り付けた。玉入冷却管にはデュワー型コールドフィンガ
ーを取り付け、コールドフィンガーの出口に塩化カルシ
ウム管を取り付けた。この装置に窒素を毎分200ml
で4時間流通して装置内を乾燥した後、無水硫酸ナトリ
ウムで一晩乾燥したクロロベンゼン300ml及びアセ
トニトリル16.4gを加えた。2つのコールドフィン
ガーにドライアイス−アセトンを満たし、スターラーで
攪はんしながら、三口フラスコに直接取り付けたコール
ドフィンガーより三塩化ほう素60gを2時間かけて滴
下した。これにより、白色の三塩化ほう素アセトニトリ
ル付加物が生成した。三塩化ほう素を滴下し終えた後、
三口フラスコに直接取り付けたコールドフィンガーを取
り外し、110℃で一晩乾燥した塩化アンモニウム2
1.5gを加えた。この懸濁液を125℃に8時間加熱
すると、塩化水素の発生がほとんどなくなり、褐色沈澱
が生成した。生成した沈澱を濾別し,クロロベンゼン1
00mlで洗浄し、減圧乾燥して窒化ほう素前駆体24
g(収率83%)を得た。EXAMPLES The present invention will be described in detail with reference to the following examples, but the invention is not limited thereto. Example 1 A stirrer is provided in the middle tube of a 1-liter three-necked flask, and boron trichloride is provided in one of the side tubes. A Dewar cold finger with a cylinder containing was attached, and a ball cooling tube was attached to the remaining side tubes. A Dewar type cold finger was attached to the ball cooling tube, and a calcium chloride tube was attached to the outlet of the cold finger. 200 ml of nitrogen per minute to this device
After being circulated for 4 hours to dry the inside of the apparatus, 300 ml of chlorobenzene dried with anhydrous sodium sulfate overnight and 16.4 g of acetonitrile were added. Two cold fingers were filled with dry ice-acetone, and while stirring with a stirrer, 60 g of boron trichloride was dropped from the cold fingers directly attached to the three-neck flask over 2 hours. This produced a white boron trichloride acetonitrile adduct. After finishing the addition of boron trichloride,
Remove the cold fingers attached directly to the three-necked flask and dry overnight at 110 ° C with ammonium chloride.
1.5 g was added. When this suspension was heated to 125 ° C. for 8 hours, hydrogen chloride was hardly generated and a brown precipitate was formed. The precipitate formed is filtered off and chlorobenzene 1
Washed with 00 ml and dried under reduced pressure to produce boron nitride precursor 24
g (yield 83%) was obtained.
【0042】この窒化ほう素前駆体はMw=5000
(ポリスチレン換算),Mw/Mn=2.08なる分子
量及び分子量分布を有する単一物質であった。元素分析
の結果、ほう素,窒素,塩素,炭素および水素の原子数
パーセントは、それぞれ20.8,20.4,15.
1,7.1および36.8%であった。This boron nitride precursor has a Mw = 5000.
It was a single substance having a molecular weight and a molecular weight distribution such that Mw / Mn = 2.08 (in terms of polystyrene). As a result of elemental analysis, the atomic percentages of boron, nitrogen, chlorine, carbon and hydrogen were 20.8, 20.4, 15.
1, 7.1 and 36.8%.
【0043】この窒化ほう素前駆体の赤外吸収スペクト
ルは、波数3500〜2500cm -1,1750〜85
0cm-1および850〜400cm-1に各々ブロードな
吸収を示し、1700〜1600cm−1にショルダー
が存在した。Infrared absorption spectrum of this boron nitride precursor
The wave number is 3500 to 2500 cm -1, 1750-85
0 cm-1And 850-400 cm-1Each is broad
Shows absorption, 1700 to 1600 cm-1On the shoulder
Existed.
【0044】この窒化ほう素前駆体10gをDMF30
0mlに溶解した後、DMF100mlを留去すること
により均一な粘性の溶液を得た。この溶液にガラス棒の
先端を浸し引き上げスピードを種々変えながら引き上げ
ることにより、長さ約1mのファイバーを多数紡糸し
た。得られたファイバーを窒素気流下、5℃/minの
昇温速度で1500℃まで昇温し、1時間保持して熱処
理を行ったところ、繊維径が1〜100μmのファイバ
ーが得られた。粉末X線回折,熱分析の結果、六方晶あ
るいはターボストラティック窒化ほう素であることが確
認された。10 g of this boron nitride precursor was added to DMF30.
After dissolving in 0 ml, 100 ml of DMF was distilled off to obtain a uniform viscous solution. A large number of fibers having a length of about 1 m were spun by immersing the tip of a glass rod in this solution and pulling it up while changing the pulling speed variously. When the obtained fiber was heated to 1500 ° C. at a temperature rising rate of 5 ° C./min under a nitrogen stream and held for 1 hour to be heat-treated, a fiber having a fiber diameter of 1 to 100 μm was obtained. As a result of powder X-ray diffraction and thermal analysis, it was confirmed to be hexagonal or turbostratic boron nitride.
【0045】実施例2 1l三口フラスコの中管にスターラー,側管の一つに三
臭化ほう素128gを入れた滴下ロート,残りの側管に
玉入冷却管を取り付けた。玉入冷却管の出口に塩化カル
シウム管を取り付けた。この装置に窒素を毎分200m
lで4時間流通して装置内を乾燥した後、無水硫酸ナト
リウムで一晩乾燥したクロロベンゼン300ml及びア
セトニトリル16.4gを加えた。スターラーで攪はん
しながら、滴下ロートより三臭化ほう素を2時間かけて
滴下した。これにより、白色の三臭化ほう素アセトニト
リル付加物が生成した。三臭化ほう素を滴下し終えた
後、三口フラスコに取り付けた滴下ロートを取り外し、
110℃で一晩乾燥した塩化アンモニウム21.5gを
加えた。この懸濁液を125℃に8時間加熱した後、濾
別、クロロベンゼン100mlによる洗浄、減圧乾燥を
行って褐色沈澱48g(収率80%)を得た。Example 2 A stirrer was attached to the middle tube of a 1-liter three-necked flask, a dropping funnel containing 128 g of boron tribromide was placed in one of the side tubes, and a ball containing cooling tube was attached to the remaining side tubes. A calcium chloride tube was attached to the outlet of the ball containing cooling tube. Nitrogen is added to this device at 200 m / min
After being circulated at 1 for 4 hours to dry the inside of the apparatus, 300 ml of chlorobenzene dried overnight with anhydrous sodium sulfate and 16.4 g of acetonitrile were added. While stirring with a stirrer, boron tribromide was added dropwise from the dropping funnel over 2 hours. This produced a white boron tribromide acetonitrile adduct. After dropping the boron tribromide, remove the dropping funnel attached to the three-necked flask,
21.5 g of ammonium chloride dried at 110 ° C. overnight was added. The suspension was heated at 125 ° C. for 8 hours, filtered, washed with 100 ml of chlorobenzene, and dried under reduced pressure to obtain a brown precipitate (48 g, yield 80%).
【0046】この沈澱15gをDMF300mlに溶解
した後、DMF100mlを留去することにより均一な
粘性の溶液を得た。この溶液にガラス棒の先端を浸し、
引き上げスピードを種々変えながら引き上げることによ
り、長さ約1mのファイバーを多数紡糸した。After dissolving 15 g of this precipitate in 300 ml of DMF, 100 ml of DMF was distilled off to obtain a uniform viscous solution. Dip the tip of the glass rod into this solution,
A large number of fibers having a length of about 1 m were spun by pulling while changing the pulling speed variously.
【0047】得られたファイバーを窒素気流下、5℃/
minの昇温速度で1500℃まで昇温し、1時間保持
して熱処理を行ったところ、繊維径が1〜100μmの
ファイバーが得られた。粉末X線回折,熱分析の結果、
六方晶あるいはターボストラティック窒化ほう素である
ことが確認された。The obtained fiber was heated at 5 ° C. under a nitrogen stream.
When the temperature was raised to 1500 ° C. at a temperature rise rate of min and held for 1 hour to perform heat treatment, fibers having a fiber diameter of 1 to 100 μm were obtained. As a result of powder X-ray diffraction and thermal analysis,
It was confirmed to be hexagonal or turbostratic boron nitride.
【0048】実施例3 1l三口フラスコの中管にスターラー,側管の一つにア
セトニトリル16.4gを入れた滴下ロート,残りの側
管に玉入冷却管を取り付けた。玉入冷却管の出口に塩化
カルシウム管を取り付けた。この装置に窒素を毎分20
0mlで4時間流通して装置内を乾燥した後、無水硫酸
ナトリウムで一晩乾燥したクロロベンゼン300ml及
び三よう化ほう素200gを加えた。スターラーで攪は
んしながら、滴下ロートよりアセトニトリルを2時間か
けて滴下した。これにより、白色の三よう化ほう素アセ
トニトリル付加物が生成した。三よう化ほう素を滴下し
終えた後、三口フラスコに直接取り付けたコールドフィ
ンガーを取り外し、110℃で一晩乾燥した塩化アンモ
ニウム21.5gを加えた。この懸濁液を125℃に8
時間加熱した後、濾別、クロロベンゼン100mlによ
る洗浄、減圧乾燥を行って褐色沈澱65g(収率79
%)を得た。Example 3 A stirrer was attached to the middle tube of a 1-liter three-necked flask, a dropping funnel containing 16.4 g of acetonitrile was placed in one of the side tubes, and a ball containing cooling tube was attached to the remaining side tubes. A calcium chloride tube was attached to the outlet of the ball containing cooling tube. This equipment is filled with nitrogen 20
After flowing with 0 ml for 4 hours to dry the inside of the apparatus, 300 ml of chlorobenzene dried with anhydrous sodium sulfate overnight and 200 g of boron triiodide were added. While stirring with a stirrer, acetonitrile was added dropwise from the dropping funnel over 2 hours. This produced a white boron triiodide acetonitrile adduct. After the addition of boron triiodide was completed, the cold finger directly attached to the three-necked flask was removed, and 21.5 g of ammonium chloride dried at 110 ° C. overnight was added. This suspension is heated to 125 ° C for 8 hours.
After heating for an hour, it was filtered off, washed with 100 ml of chlorobenzene and dried under reduced pressure to give 65 g of brown precipitate (yield 79
%) Was obtained.
【0049】この沈澱20gをDMF300mlに溶解
した後、DMF100mlを留去することにより均一な
粘性の溶液を得た。この溶液にガラス棒の先端を浸し、
引き上げスピードを種々変えながら引き上げることによ
り、長さ約1mのファイバーを多数紡糸した。After dissolving 20 g of this precipitate in 300 ml of DMF, 100 ml of DMF was distilled off to obtain a uniform viscous solution. Dip the tip of the glass rod into this solution,
A large number of fibers having a length of about 1 m were spun by pulling while changing the pulling speed variously.
【0050】得られたファイバーを窒素気流下、5℃/
minの昇温速度で1500℃まで昇温し、1時間保持
して熱処理を行ったところ、繊維径が1〜100μmの
ファイバーが得られた。粉末X線回折,熱分析の結果、
六方晶あるいはターボストラティック窒化ほう素である
ことが確認された。The obtained fiber was heated at 5 ° C. under a nitrogen stream.
When the temperature was raised to 1500 ° C. at a temperature rise rate of min and held for 1 hour to perform heat treatment, fibers having a fiber diameter of 1 to 100 μm were obtained. As a result of powder X-ray diffraction and thermal analysis,
It was confirmed to be hexagonal or turbostratic boron nitride.
【0051】実施例4 1l三口フラスコの中管にスターラー,側管の一つに三
塩化ほう素が入ったボンベを取り付けたデュワー型コー
ルドフィンガー,残りの側管に玉入冷却管をそれぞれ取
り付けた。玉入冷却管にはデュワー型コールドフィンガ
ーを取り付け、コールドフィンガーの出口に塩化カルシ
ウム管を取り付けた。この装置に窒素を毎分200ml
で4時間流通して装置内を乾燥した後、無水硫酸ナトリ
ウムで一晩乾燥したクロロベンゼン300ml及びアセ
トニトリル16.4gを加えた。2つのコールドフィン
ガーにドライアイス−アセトンを満たし、スターラーで
攪はんしながら、三口フラスコに直接取り付けたコール
ドフィンガーより三塩化ほう素60gを2時間かけて滴
下した。これにより、白色の三塩化ほう素アセトニトリ
ル付加物が生成した。三塩化ほう素を滴下し終えた後、
三口フラスコに直接取り付けたコールドフィンガーを取
り外し、110℃で一晩乾燥したモノメチル塩酸塩2
7.2gを加えた。この懸濁液を125℃に8時間加熱
すると、塩化水素の発生がほとんどなくなり、褐色沈澱
が生成した。生成した沈澱を濾別し,クロロベンゼン1
00mlで洗浄し、次いで減圧乾燥して窒化ほう素前駆
体25g(収率80%)を得た。Example 4 A stirrer was attached to the middle tube of a 1-liter three-necked flask, a Dewar type cold finger with a cylinder containing boron trichloride was attached to one of the side tubes, and a ball containing cooling tube was attached to the remaining side tubes. .. A Dewar type cold finger was attached to the ball cooling tube, and a calcium chloride tube was attached to the outlet of the cold finger. 200 ml of nitrogen per minute to this device
After being circulated for 4 hours to dry the inside of the apparatus, 300 ml of chlorobenzene dried with anhydrous sodium sulfate overnight and 16.4 g of acetonitrile were added. Two cold fingers were filled with dry ice-acetone, and while stirring with a stirrer, 60 g of boron trichloride was dropped from the cold fingers directly attached to the three-neck flask over 2 hours. This produced a white boron trichloride acetonitrile adduct. After finishing the addition of boron trichloride,
Remove the cold finger attached directly to the three-necked flask and dry it at 110 ° C overnight.
7.2 g was added. When this suspension was heated to 125 ° C. for 8 hours, hydrogen chloride was hardly generated and a brown precipitate was formed. The precipitate formed is filtered off and chlorobenzene 1
It was washed with 00 ml and then dried under reduced pressure to obtain 25 g (yield 80%) of a boron nitride precursor.
【0052】この沈澱10gをDMF300mlに溶解
した後、DMF100mlを留去することにより均一な
粘性の溶液を得た。この溶液にガラス棒の先端を浸し、
引き上げスピードを種々変えながら引き上げることによ
り、長さ約1mのファイバーを多数紡糸した。After dissolving 10 g of this precipitate in 300 ml of DMF, 100 ml of DMF was distilled off to obtain a uniform viscous solution. Dip the tip of the glass rod into this solution,
A large number of fibers having a length of about 1 m were spun by pulling while changing the pulling speed variously.
【0053】得られたファイバーを窒素気流下、5℃/
minの昇温速度で1500℃まで昇温し、1時間保持
して熱処理を行ったところ、繊維径が1〜100μmの
ファイバーが得られた。粉末X線回折,熱分析の結果、
六方晶あるいはターボストラティック窒化ほう素である
ことが確認された。The obtained fiber was heated at 5 ° C. under a nitrogen stream.
When the temperature was raised to 1500 ° C. at a temperature rise rate of min and held for 1 hour to perform heat treatment, fibers having a fiber diameter of 1 to 100 μm were obtained. As a result of powder X-ray diffraction and thermal analysis,
It was confirmed to be hexagonal or turbostratic boron nitride.
【0054】実施例5 1l三口フラスコの中管にスターラー,側管の一つに三
塩化ほう素が入ったボンベを取り付けたデュワー型コー
ルドフィンガー,残りの側管に玉入冷却管をそれぞれ取
り付けた。玉入冷却管にはデュワー型コールドフィンガ
ーを取り付け、コールドフィンガーの出口に塩化カルシ
ウム管を取り付けた。この装置に窒素を毎分200ml
で4時間流通して装置内を乾燥した後、無水硫酸ナトリ
ウムで一晩乾燥したクロロベンゼン300ml及びベン
ゾニトリル41.2gを加えた。2つのコールドフィン
ガーにドライアイス−アセトンを満たし、スターラーで
攪はんしながら、三口フラスコに直接取り付けたコール
ドフィンガーより三塩化ほう素60gを2時間かけて滴
下した。これにより、白色の三塩化ほう素ベンゾニトリ
ル付加物が生成した。三塩化ほう素を滴下し終えた後、
三口フラスコに直接取り付けたコールドフィンガーを取
り外し、110℃で一晩乾燥した塩化アンモニウム2
1.5gを加えた。この懸濁液を125℃に8時間加熱
すると、塩化水素の発生がほとんどなくなり、褐色沈澱
が生成した。生成した沈澱を濾別し,クロロベンゼン1
00mlで洗浄し、次いで減圧乾燥して窒化ほう素前駆
体27g(収率79%)を得た。Example 5 A stirrer was attached to the inner tube of a 1-liter three-necked flask, a Dewar cold finger with a cylinder containing boron trichloride was attached to one of the side tubes, and a ball containing cooling tube was attached to the remaining side tubes. .. A Dewar type cold finger was attached to the ball cooling tube, and a calcium chloride tube was attached to the outlet of the cold finger. 200 ml of nitrogen per minute to this device
After being circulated for 4 hours to dry the inside of the apparatus, 300 ml of chlorobenzene dried over anhydrous sodium sulfate overnight and 41.2 g of benzonitrile were added. Two cold fingers were filled with dry ice-acetone, and while stirring with a stirrer, 60 g of boron trichloride was dropped from the cold fingers directly attached to the three-neck flask over 2 hours. This produced a white boron trichloride benzonitrile adduct. After finishing the addition of boron trichloride,
Remove the cold fingers attached directly to the three-necked flask and dry overnight at 110 ° C with ammonium chloride.
1.5 g was added. When this suspension was heated to 125 ° C. for 8 hours, hydrogen chloride was hardly generated and a brown precipitate was formed. The precipitate formed is filtered off and chlorobenzene 1
It was washed with 00 ml and then dried under reduced pressure to obtain 27 g (yield 79%) of a boron nitride precursor.
【0055】この沈澱10gをDMF300mlに溶解
した後、DMF100mlを留去することにより均一な
粘性の溶液を得た。この溶液にガラス棒の先端を浸し引
き上げスピードを種々変えながら引き上げることによ
り、長さ約1mのファイバーを多数紡糸した。得られた
ファイバーを窒素気流下、5℃/minの昇温速度で1
500℃まで昇温し、1時間保持して熱処理を行ったと
ころ、繊維径が1〜100μmのファイバーが得られ
た。粉末X線回折,熱分析の結果、六方晶あるいはター
ボストラティック窒化ほう素であることが確認された。After dissolving 10 g of this precipitate in 300 ml of DMF, 100 ml of DMF was distilled off to obtain a uniform viscous solution. A large number of fibers having a length of about 1 m were spun by immersing the tip of a glass rod in this solution and pulling it up while changing the pulling speed variously. The obtained fiber was subjected to 1 at a heating rate of 5 ° C./min under a nitrogen stream.
When the temperature was raised to 500 ° C. and heat treatment was performed for 1 hour, fibers having a fiber diameter of 1 to 100 μm were obtained. As a result of powder X-ray diffraction and thermal analysis, it was confirmed to be hexagonal or turbostratic boron nitride.
【0056】実施例6 1l三口フラスコの中管にスターラー,側管の一つに三
塩化ほう素が入ったボンベを取り付けたデュワー型コー
ルドフィンガー,残りの側管に玉入冷却管をそれぞれ取
り付けた。玉入冷却管にはデュワー型コールドフィンガ
ーを取り付け、コールドフィンガーの出口に塩化カルシ
ウム管を取り付けた。この装置に窒素を毎分200ml
で4時間流通して装置内を乾燥した後、無水硫酸ナトリ
ウムで一晩乾燥したクロロベンゼン300ml及びアク
リロニトリル41.2gを加えた。2つのコールドフィ
ンガーにドライアイス−アセトンを満たし、スターラー
で攪はんしながら、三口フラスコに直接取り付けたコー
ルドフィンガーより三塩化ほう素60gを2時間かけて
滴下した。これにより、白色の三塩化ほう素アクリロニ
トリル付加物が生成した。三塩化ほう素を滴下し終えた
後、三口フラスコに直接取り付けたコールドフィンガー
を取り外し、110℃で一晩乾燥した塩化アンモニウム
21.5gを加えた。この懸濁液を125℃に8時間加
熱すると、塩化水素の発生がほとんどなくなり、褐色沈
澱が生成した。生成した沈澱を濾別し,クロロベンゼン
100mlで洗浄し、次いで減圧乾燥して窒化ほう素前
駆体24g(収率77%)を得た。Example 6 A stirrer was attached to the middle tube of a 1-liter three-necked flask, a Dewar cold finger with a cylinder containing boron trichloride was attached to one of the side tubes, and a ball containing cooling tube was attached to the remaining side tubes. .. A Dewar type cold finger was attached to the ball cooling tube, and a calcium chloride tube was attached to the outlet of the cold finger. 200 ml of nitrogen per minute to this device
After being circulated for 4 hours to dry the inside of the apparatus, 300 ml of chlorobenzene dried over anhydrous sodium sulfate overnight and 41.2 g of acrylonitrile were added. Two cold fingers were filled with dry ice-acetone, and while stirring with a stirrer, 60 g of boron trichloride was dropped from the cold fingers directly attached to the three-neck flask over 2 hours. This produced a white boron trichloride acrylonitrile adduct. After the addition of boron trichloride was completed, the cold finger directly attached to the three-necked flask was removed, and 21.5 g of ammonium chloride dried overnight at 110 ° C. was added. When this suspension was heated to 125 ° C. for 8 hours, hydrogen chloride was hardly generated and a brown precipitate was formed. The formed precipitate was separated by filtration, washed with 100 ml of chlorobenzene, and then dried under reduced pressure to obtain 24 g (yield 77%) of a boron nitride precursor.
【0057】この沈澱10gをDMF300mlに溶解
した後、DMF100mlを留去することにより均一な
粘性の溶液を得た。この溶液にガラス棒の先端を浸し引
き上げスピードを種々変えながら引き上げることによ
り、長さ約1mのファイバーを多数紡糸した。得られた
ファイバーを窒素気流下、5℃/minの昇温速度で1
500℃まで昇温し、1時間保持して熱処理を行ったと
ころ、繊維径が1〜100μmのファイバーが得られ
た。粉末X線回折,熱分析の結果、六方晶あるいはター
ボストラティック窒化ほう素であることが確認された。After dissolving 10 g of this precipitate in 300 ml of DMF, 100 ml of DMF was distilled off to obtain a uniform viscous solution. A large number of fibers having a length of about 1 m were spun by immersing the tip of a glass rod in this solution and pulling it up while changing the pulling speed variously. The obtained fiber was subjected to 1 at a heating rate of 5 ° C./min under a nitrogen stream.
When the temperature was raised to 500 ° C. and heat treatment was performed for 1 hour, fibers having a fiber diameter of 1 to 100 μm were obtained. As a result of powder X-ray diffraction and thermal analysis, it was confirmed to be hexagonal or turbostratic boron nitride.
【0058】比較例1 三塩化ほう素を47g、アセトニトリルを16.4g、
即ち両者のモル比を1対1にした以外は実施例1と同様
にして反応させたところDMF可溶な褐色沈澱6g(収
率21%)を得た。Comparative Example 1 47 g of boron trichloride, 16.4 g of acetonitrile,
That is, the reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the molar ratio of both was 1: 1 to obtain 6 g (yield 21%) of a DMF-soluble brown precipitate.
Claims (3)
の付加物と、塩化アンモニウムあるいはアミン塩酸塩と
を、三ハロゲン化ほう素の存在下に反応させることを特
徴とする窒化ほう素前駆体の製造方法。1. A boron nitride precursor characterized by reacting an adduct of boron trihalide with a nitrile compound and ammonium chloride or amine hydrochloride in the presence of boron trihalide. Production method.
の付加物と塩化アンモニウムあるいはアミン塩酸塩と
を、三ハロゲン化ほう素の存在下に反応させて得られる
窒化ほう素前駆体を、非酸化性雰囲気下で加熱処理する
ことを特徴とする窒化ほう素の製造方法。2. A boron nitride precursor obtained by reacting an adduct of boron trihalide with a nitrile compound and ammonium chloride or amine hydrochloride in the presence of boron trihalide is non-oxidized. A method for producing boron nitride, which comprises performing heat treatment in a neutral atmosphere.
の付加物と塩化アンモニウムあるいはアミン塩酸塩と
を、三ハロゲン化ほう素の存在下に反応させて得られる
窒化ほう素前駆体を、窒化ほう素前駆体可溶性溶媒に溶
解し、次いで該溶解液を紡糸した後、非酸化性雰囲気下
で加熱処理することを特徴とする窒化ほう素繊維の製造
方法。3. A boron nitride precursor obtained by reacting an adduct of a boron trihalide with a nitrile compound and ammonium chloride or an amine hydrochloride in the presence of boron trihalide is a boron nitride precursor. 1. A method for producing a boron nitride fiber, which comprises dissolving the element precursor in a soluble solvent, spinning the solution, and then heat treating the solution in a non-oxidizing atmosphere.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11466892A JPH05310404A (en) | 1992-05-07 | 1992-05-07 | Boron nitride precursor and method for producing boron nitride |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11466892A JPH05310404A (en) | 1992-05-07 | 1992-05-07 | Boron nitride precursor and method for producing boron nitride |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05310404A true JPH05310404A (en) | 1993-11-22 |
Family
ID=14643612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11466892A Pending JPH05310404A (en) | 1992-05-07 | 1992-05-07 | Boron nitride precursor and method for producing boron nitride |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05310404A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995025834A1 (en) * | 1994-03-22 | 1995-09-28 | Tokuyama Corporation | Boron nitride fiber and process for producing the same |
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| JP2007254160A (en) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | National Institute For Materials Science | Boron nitride nanotubes with controlled outer wall dimensions and method for manufacturing the same |
| CN106543446A (en) * | 2016-11-18 | 2017-03-29 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | A kind of preceramic polymer microsphere and preparation method thereof |
| CN106757530A (en) * | 2017-01-22 | 2017-05-31 | 中国科学院过程工程研究所 | Electron beam irradiation crosslinking prepares the method and device of BN fibers |
-
1992
- 1992-05-07 JP JP11466892A patent/JPH05310404A/en active Pending
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