1997 Fiscal Year Annual Research Report
水晶振動子を用いた高分子薄膜の気体透過性および粘弾性評価装置の試作
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07555299
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
辻田 義治 名古屋工業大学, 工学部, 教授 (70016591)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村松 宏 セイコー電子工業(株), 技術本部基礎技術研究所, 専門課長
吉水 広明 名古屋工業大学, 工学部, 助手 (10240350)
木下 隆利 名古屋工業大学, 工学部, 助教授 (60135407)
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| Keywords | 水晶振動子 / 気体収着測定 / 粘弾性 / 分子運動 / 超臨界流体 / 共振周波数 / 共振抵抗 / ガラス転移 |
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| Research Abstract |
本研究では高分子薄膜の気体収着・拡散等の挙動を水晶振動子を活用して評価すると同時に、気体が収着・拡散している状況下における粘弾性のその場観察を行うことで、従来あまり顧みられなかった高分子の分子運動の側面からの透過物性の理解を十分理解することを目的とする。まず耐圧容器の中に水晶振動子をセットでき、その共振周波数をリアルタイムで計測するシステムを試作し、各種高分子への気体収着測定の可能性及び精度を検討した。各種気体を導入した時の周波数変化から気体収着量を見積もると、精密電子天秤を使用して得られたデータと一致した。得られた気体収着等温曲線を解析することで、各種高分子の高次構造に関する知見を集積できた。また、ポリジメチルシロキサン(PDMS)膜を対象に、比較的高圧までCO_2の収着・透過実験を行った結果、臨界圧力を境にPDMS膜への溶解性や膜中におけるCO_2の存在状態に変化が生じた。一般に液体状態で存在していると考えられている膜中のCO_2は、臨界温度・圧力以上になると液体状態より粘性が小さい状態に変化し拡散性が増すと考えられた。更にこの方法は気体のみならず、各種溶媒蒸気の高分子への収着挙動をも検討できるものであった。次に高分子薄膜の粘弾性評価方法の確立を目指し、ネットワークアナライザによる水晶振動子の共振パラメータ(共振周波数並びに共振抵抗)の精密測定システムの構築と、得られるパラメータと粘弾性との相関について検討した。種々の高分子について共振パラメータの温度依存性を測定したところ、ガラス状態では共振抵抗、周波数ともに一定値を示すが、ガラス転移温度以上になると、共振抵抗は温度上昇とともに急激に増加した。共振周波数は一旦緩やかに増加しその後減少へと転じた。この結果より、高分子の粘弾性の温度変化と共振パラメータとの相関に関して理解を深められた。
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[Publications] 鳥丸幹雄・渥美直哉・吉水広明・辻田義治・木下隆利: "超臨界CO_2流体の高分子への収着およびその透過性" 高分子学会予稿集. 44. 758-758 (1995)
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[Publications] 辻田義治・斉藤徹・富田伸司・吉水広明・木下隆利: "ポリジメチルシロキサンの高圧CO_2の収着・拡散・透過" 繊維学会シンポジウム予稿集. S139-S139 (1996)
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[Publications] 筒井星晶・勝又俊行・辻田義治・吉永広明・木下隆利: "シンジオタクチックポリスチレンの微細構造と気体及び有機蒸気の収着特性" 高分子学会予稿集. 45. 2964-2965 (1996)
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[Publications] J.M.Kin, S.M.Chang, 村松宏: "Quartz Resonator Methodology for Detecting the Rheological Property Change of Polymer Films" 高分子学会予稿集. 46. 3477-3478 (1997)
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[Publications] 大室渉・吉水広明・辻田義治・木下隆利: "水晶発振子上の高分子薄膜の粘弾性" 高分子学会予稿集. 46. 3803-3804 (1997)
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[Publications] 宮内実・竹川政克・吉水広明・辻田義治・木下隆利: "高分子のXe収着特性と^<129>XeNMR" 第36回NMR討論会講演要旨集. 360-362 (1997)
