2009 Fiscal Year Annual Research Report
膨潤性微粒子層における浸透圧を含む乾燥特性とその制御
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21560206
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
青木 和夫 Nagaoka University of Technology, 工学部, 教授 (60115095)
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| Keywords | 膨潤 / 浸透圧 / 電気二重層 / 交換性陽イオン / 電気浸透 / 脱水 / ベントナイト / 高分子ゲル |
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| Research Abstract |
本研究は、粘土性土壌やセラミックスの乾燥および食物の乾燥を対象として、水分による膨潤をともなう微粒子層の乾燥特性を浸透圧による水分移動を踏まえて検討するもので、本年度は、膨潤性粒子として高分子ゲル(ポリアクリル酸ナトリウム系)およびベントナイト粒子を用いて、主に水分浸透現象に重点を置き、以下の結果を得た。
(1) 粒子に高分子ゲル、溶媒に純水および塩化ナトリウム水溶液を用いた系で、平衡状態における負荷圧力と粒子質量比の関係を示し、ゲルの膨張は負荷圧力の増加および塩化ナトリウムの濃度増加により低減されることを明らかにした。
(2) 負荷圧力状態下での高分子ゲルの水分浸透実験を行い、ゲル厚さの増加は浸透圧によるゲルの水分吸収とポリマー鎖の広がりの協同拡散に依存することを明らかにした。
(3) 粒子にベントナイト、溶媒に純水および塩化ナトリウム水溶液を系で、平衡状態における負荷圧力と粒子質量比の関係を実験的に明らかにした。
(4) 膨潤性粒子における水分浸透の促進を目的として、高分子ゲルに電場を負荷し、電気浸透による水分浸透実験を行い、水分が粒子に強く拘束されている膨潤性粒子系では、電気浸透による水分浸透の効果が非常に重要であることを実験的に示した。
(5)ベントナイト粒子―水系における乾燥実験を行い、膨潤性粒子では乾燥による体積の収縮が重要であり、物体表面での乾燥速度と水分浸透速度の関係がひび割れの原因であることを実験的に示した。
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