Brevet FR2600346A1 — publié le 19871224

La présente invention est relative à un procédé perfectionné de production de fibres inorganiques. La présente invention se rapporte plus particulièrement à un procédé perfectionné de production de fibres inorganiques obtenues par pyrolyse de polymères organométalliques qui sont susceptibles d'être décomposés par oxydation ou par hydrolyse. Parmi les procédés de production de fibres inorganiques par pyrolyse de polymères organométalliques, on connaît notamment un procédé dans lequel on utilise des polycarbosilanes (demande de brevet japonais non examinée (Takukai) 130325/1976) et un autre dans lequel on utilise des polysilaz anes (demande de brevet japonais non examinée (Tokukai) 46995/1980) et analogues. Dans le premier procédé, on obtient des fibres inorganiques riches en carbure de silicium et dans le deuxième procédé, on obtient des fibres inorganiques riches en nitrure de silicium. Toutefois, les précurseurs de fibres (également désignés par fibres brutes), obtenus en filant ces polymères organométalliques, ont une résistance très faible et ceci entraine un problème consistant en ce que des opérations telles que le bobinage, le débobinage ou analogues, qui sont mises en oeuvre dans des étapes classiques pour la préparation de fibres, ne sont pas effectuées de manière régulière.En outre, dans le cas des polysilazanes, on rencontre un problème consistant en ce que les fibres obtenues perdent leur propriété de résistance dans la mesure où elles sont très sensibles à l'hydrolyse dans l'air, et des opérations telles que le filage, le bobinage ou analogues, doivent être effectuées dans un gaz inerte anhydre afin de surmonter le problème précité, et des dispositifs compliqués sont nécessaires. On rencontre par ailleurs un problème consistant en ce que les fibres sont susceptibles d'être dégradées au niveau de leur surface extérieure pendant l'opération de bobinage, de débobinage, etc., et en conséquence, la résistance des fibres inorganiques obtenues par transformation en céramique, est fortement dégradée. Le but de la présente invention est de fournir un procédé de production de fibres inorganiques permettant de surmonter les divers problèmes mentionnés ci-dessus des fibres inorganiques de l'art antérieur. Le but précité peut être atteint par le procédé de la présente invention. La présente invention a pour objet un procédé de production de fibres inorganiques dans lequel on extrude un polymère organométallique à l'état fondu à partir d'une première buse qui débouche à l'extérieur au niveau de la partie centrale d'une filière, et on extrude simultanément un polymère organique hydrophobe à l'état fondu contenant peu de résidu de pyrolyse à partir d'une deuxième buse qui débouche à l'extérieur en entourant concentriquement la première buse de manière i obtenir par tirage, des fibres composites du polymère organométallique revêtues extérieurement par le polymère organique, dans lequel on soumet ensuite les fibres composites à un traitement thermique à une température suffisamment élevée dans une atmosphère de gaz inerte pour décomposer et volatiliser la couche de polymère organique et pour provoquer simultanément la pyrolyse des fibres de polymère organométallique et les transformer à l'état inorganique. Conformément au procédé de la présente invention, puisque le polymère organométallique à l'état fondu n'est pas directement en contact avec l'air, on empêche son hydrolyse ou son oxydation, le filage dans l'air devient réalisable et par l'effet de renforcement apporté par le polymère organique extérieur, il est possible d'effectuer sans problème le bobinage avec des dispositifs de bobinage classiques. Ces fibres composites dans lesquelles les âmes sont en fibres brutes, sont chauffées dans l'atmosphère de gaz inerte afin d'élever progressivement leur température et de volatiliser d'abord par pyrolyse le polymère organique qu'elles comportent et transformer ensuite par pyrolyse les fibres brutes en fibres inorganiques attendues. La température finale de traitement thermique est en général de 800 à 1500C. Pour le polymère organique utilisé à l'extérieur, il est approprié de choisir et d'utiliser un polymère choisi parmi ceux qui sont hydrophobes, qui contiennent peu de résidu de pyrolyse et qui ont un point de fusion voisin de celui du polymère organométallique. Comme exemple de ce polymère, on peut mentionner les polyoléfines et comme matériaux particulièrement adaptés, on peut mentionner le polyéthylène et le polypropylène. Pour les polymères organométalliques avec lesquels le procédé de production de la présente invention peut être mis efficacement en oeuvre et qui sont facilement hydrolysés ou oxydés, ou qui ont une faible résistance à l'état de fibres brutes, on peut mentionner par exemple les polycarbosilanes, les polysilazanes et les polysilanes. Les polysilazanes obtenus par polymérisation à chaud de Si(NHCH3)4 préparé en faisant réagir SiC14 avec CH3NH2 comme cela est décrit dans la demande de brevet japonais n0 137 289/1985, déposée par la demanderesse, ont par exemple un point de fusion de 120 à 200du en fonction du degré de polymérisation. Dans ce cas, puisque ce point de fusion est voisin du point de fusion du polyéthylène ou du polypropylène haute densité, il est suffisant d'utiliser ces composés comme polymère organique extérieur. En outre, puisque les polyoléfines ont peu de groupes fonctionnels, qu'elles sont inertes et qu'elles ne réagissent pas avec un polysilazane, elles constituent des matériaux appropriés comme revêtement protecteur d'un polysilizane. Puisque les fibres brutes sous la forme de fibres composites qui sont obtenues par le procédé précité, ont une résistance accrue, il est possible de mettre en oeuvre une vitesse et un rapport d'étirage plus élevés au moment de l'opération de tirage et puisque l'on peut empêcher la dégradation de la surface des fibres brutes intérieures, la résistance des fibres inorganiques obtenues est également élevée. La présente invention va être mieux comprise a la lecture de la description qui va suivre d'un procédé de production de fibres brutes composites qui constitue une partie essentielle du procédé de production de la présente invention, en se référant au dessin annexé sur lequel la figure unique illustre une vue en coupe verticale d'un exemple caractéristique d'une filière utilisée pour la mise en oeuvre du procédé de la présente invention. Un polymère organométallique faisant office de matière première pour des fibres inorganiques, est extrudé à partir d'une première buse 2 disposée dans la partie centrale d'une filière après avoir passé dans un réservoir 1 du polymère organométallique fondu liquide, et au même moment, un polymère organique est extrudé à partir d'une deuxième buse 4 qui débouche de façon à entourer concentriquement la première buse après avoir passé dans un réservoir 3 du polymère organique liquide fondu afin d'obtenir des fibres composites dans lesquelles les fibres brutes du polymère organométallique extrudé à partir de la première buse, sont revêtues avec le polymère organique. Dans la filière, la référence 5 désigne un dispositif de chauffage. REVENDICATIONS 1. Procédé de production de fibres inorganiques, caractérisé en ce qu'on extrude un polymère organométallique à l'état fondu à partir d'une première buse (2) qui débouche à l'extérieur au niveau d'une partie centrale d'une filière, et on extrude simultanément un polymère organique hydrophobe à l'état fondu contenant peu de résidu de pyrolyse à partir d'une deuxième buse (4) qui débouche à l'extérieur en entourant concentriquement la première buse afin d'obtenir par tirage des fibres composites du polymère organométallique revêtues extérieurement par le polymère organique, et en ce qu'on soumet ensuite les fibres composites obtenues au traitement thermique à une température suffisamment élevée dans une atmosphère de gaz inerte pour décomposer et volatiliser la couche de polymère organique et pour provoquer simultanément la pyrolyse des fibres du polymère organométallique et les transformer à l'état inorganique. 2* Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit polymère organométallique est un polysilazane. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit polymère organe est du polypropylène. 4. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ledit polymère organique est du polypropylène. 5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit traitement thermique est effectué à une température de 800 C à l500 C.