2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of novel, high-performance, and phosphorus-free fire suppressants
| Project/Area Number |
19H02387
|
|---|
| Research Institution | Yokohama National University |
|---|
Principal Investigator |
小柴 佑介 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 技術専門職員 (60419273)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 火災 / 消火剤 / 火災安全工学 / ユビキタス / マイクロエマルション / 消火 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の最終目的は，高性能化かつリン資源の保護を志向した次世代消火剤の創製およびその分子設計に資する知見を得ることである．本研究では，核となる３つのサブテーマがあり，サブテーマごとに研究実績をまとめる．本年度のサブテーマ１は，貧溶媒晶析法を用いた直接的ナノフェロセン/水分散液の調製方法の確立およびその消火性能の評価である．本年度のサブテーマ２は，短鎖パーフルオロカルボン酸鉄 (SCPF-Fe) の合成およびその燃焼抑制効果の評価である．本年度のサブテーマ３は，フェロセン含有マイクロエマルション (Fec-μE) の調製およびその消火性能の評価である．
サブテーマ１に関して，昨年度までにサブミクロンフェロセン/水分散液 (ADSMF) の母液となる良溶媒水溶液 (ASOS) の消火特性を明らかにしていた．そこで本年度は，ASOS を母液とした ADSMF に関して，調製条件 (温度，濃度，良溶媒種など) がフェロセン粒径に及ぼす影響を明らかにしたとともに，プール火災に対する高い消火性能を実験的に明らかにしつつある．サブテーマ２では，新規化合物である SCPF-Fe を合成したとともに，各種機器分析 (FT-IR，XRF，MS，NMR など) によりその構造を決定した．また，速度論解析や TG-MS などを用いて，その高い燃焼抑制効果および機能発現機序を解明した．サブテーマ３に関しては，昨年度までに n-アルカンおよび難燃性有機溶媒を油相とした Fec-μE の調製に成功していた．そこで，更なる高性能化を目指し，本年度は不燃性有機溶剤を油相とした Fec-μE の調製を行うとともに，消火実験に先立って，エマルション特性などを明らかにした．一方で，コロナ禍による行動制限に起因して，その消火特性を十分に明らかにすることまでは至れなかった．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度において，上述した知見を得ることができた．サブテーマ１に関しては，当初の予定通りに調製条件の探索および一部先行してその高い消火性能を明らかにすることができたため，結果を学会で発表した．サブテーマ２に関しては，学会で発表するとともに，得られた知見をまとめ，学術誌に掲載することができた (Fire Saf. J. 誌)．サブテーマ３に関しては，上述の通り，コロナ禍に起因して十分に研究が進捗したとは必ずしも言えない状況となった．従って，全体として現在の進捗状況を「やや遅れている」とした．
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和 3 年度において，サブテーマ１ではプール火災を用いて ADSMF の消火実験を行い，消火特性に及ぼす Fec濃度や Fec粒径などの影響を明らかにする予定である．サブテーマ２では，燃焼抑制効果があるアニオンを持つカルシウム化合物の燃焼抑制効果を評価し，これに関しても燃焼抑制効果と結合エネルギーの関係性を明らかにする予定である．サブテーマ３では，引き続き不燃性有機溶媒を油相とした Fec-μE の消火特性を明らかにする予定である．
なお，報告者の所属大学は南関東にあり，新型コロナウイルスに係る感染拡大が常に起きている地域である．昨年度に引き続き，緊急事態宣言やまん延防止等重点措置の発出によって，研究が十分に進まない事態に陥る可能性が十分にある．しかしながら，来年度が本研究課題の最終年度であるため，許容できる範囲で研究を十分に進捗させるとともに，得られた知見をまとめて学会で発表したり学術誌に論文を投稿したりする予定である．
|
