1994 Fiscal Year Annual Research Report
新規合成反応に立脚した新しい1次、2次構造を有する高性能ガス分離膜の作成
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05555252
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| Research Institution | Science University of Tokyo |
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Principal Investigator |
加藤 政雄 東京理科大学, 基礎工学部, 教授 (70214400)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
君島 哲也 日本酸素(株), 技術部
長崎 幸夫 東京理科大学, 基礎工学部, 講師 (90198309)
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| Keywords | ガス分離膜 / 含ケイ素ポリマー / 新規合成 / 反応性含ケイ素ポリマー / 界面重合膜 |
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| Research Abstract |
高性能ガス分離用機材の開発にあたり、本年度はi)高ケイ素含有モノマーの新規合成からのアプローチおよびii)反応性含ケイ素オリゴマーを用いた多孔質膜改質からのアプローチに重点をおき、研究を行った。
ポリスチレン骨格のベンゼン環のパラ位にケイ素原子を1から4個導入すると、その結合様式によってガラス転移点が急激に変化することがわかった。2つのトリメチルシリル基が枝分かれ状に結合したポリ(4-トリメチルシリルメチルスチレン)(ポリBSMS)ではガラス転移点が160度にも達するが、側鎖にメチレン結合を有するものは100度以下に低下し、モビリティーの上昇が認められた。含ケイ素ポリスチレンのガス透過結果では一般に期待されるモビリティーの上昇に伴うガスの拡散係数の上昇に反して著しい低下が認められた。これは、高いガラス転移点を有する含ケイ素ポリスチレンのガス透過機構が剛直分子鎖の反発による大きいフリースペースに依ものであるため、運動性の高い側鎖導入がこのフリースペースを減少させた結果、透過能が低下したものと考えられる。昨年度から結果を総合的に考察すると、含ケイ素ポリスチレン誘導体において、有機ケイ素含有量が高くかつ側鎖運動性の小さい形状が高いガス溶解性とともに大きいフリースペースを併せ持ち、酸素分離膜として有用であることが判明した。
上記の特長を維持しつつ、さらに高いガス交換能を達成するため、BSMSとアクリル酸クロリドとの共重合体を作成し、超薄膜の作成を検討した。共重合体はラジカル重合により、ゲル化を伴わず得られた。種々条件によるポリアミンとの架橋(界面及び表面)を行い、透過測定に供したところ、アクリル酸クロリド導入(アミド結合の導入)によるフリースペースの低下に伴い、若干の透過係数の低下は認められたものの、薄膜化による透過量の大幅な増大がみられた。これらの結果より、新規材料をベースとした新しいガスの分離用材料の合成とそのデバイス設計の基礎が固められた。
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[Publications] 加藤政雄、長崎幸夫 他: "Synthesis and gas permeation bchavior of organosilicon-containing poly(p-allylstyrene)s" Polymer Journal. 266. 745-753 (1994)
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[Publications] 加藤政雄、長崎幸夫 他: "Synthesis of poly(silamine)telechelics and its solution properies" Maacromolecules,Communication to the Editor. 27(17). 4848-4850 (1994)
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[Publications] 加藤政雄,長崎幸夫 他: "Synthesis of silicon-containing α-methylstyrenes and their anionic polymerization" Macromolecule. 27(14). 3702-3706 (1994)
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[Publications] 加藤政雄、長崎幸夫 他: "A novel synthesis of organosilicon-containing polystyrenes with high Si-content and their gas permeability as membrane" Macromolecular Rapid Communications. 15(8). 619-627 (1994)
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[Publications] 加藤政雄、長崎幸夫 他: "Synthesis of novel organosilicon-containing oligomers with reactive functional groups through anionic polycondensation reactions" Polymer. 35 19. 4228-4234 (1994)
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[Publications] 加藤政雄、長崎幸夫 他: "Isomerization polymerizations of 4-substiuted styrenes-Synthesis of macromonomers with amino and/or silyl groups" Macromolecules. 27 25. 7236-7239 (1994)
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[Publications] 長崎幸夫: "Reza Arshady,Ed ACS Washington,DC" Functional Polymers for Emerging Technologies (in press), (1995)
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[Publications] 長崎幸夫: "Joseph C.Salamone,Ed.CRC Press Inc.Boca Raton" The Polymeric Materials Encyclopedia,Synthesis,Properties and Applications (in press), (1995)
