会合状態の異なるポリマーを用いた摩擦抵抗低減メカニズム解明に関する研究

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22360376
• Research Institution: National Maritime Research Institute
• Principal Investigator: 安藤 裕友 独立行政法人海上技術安全研究所, 海洋環境評価系, 主任研究員 (70462869)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮田 修 海上技術安全研究所, 海洋環境評価系, 主任研究員 (10450678) ; 山口 良隆 海上技術安全研究所, 海洋環境評価系, 主任研究員 (20344236) ; 高橋 千織 海上技術安全研究所, 海洋環境評価系, グループ長 (40399530) ; 増田 光俊 産業総合研究所, ナノチューブ研究センターバイオナノチューブチーム, 研究チーム長 (70358000)
• Keywords: 省エネルギー / トムズ効果 / ポリマー会合

Research Abstract

低減効果のメカニズム解明に関しては,分子構造や水への溶解特性の異なるポリマーとして,種々のポリアクリルアミド系誘導体,ポリアミド,ポリアミノ酸,セルロース誘導体を用いた摩擦抵抗低減効果を計測し,分子構造と低減効果の関係を検討した.その結果、易溶性ポリマー群では、分子量/慣性半径がポリエチレンオキシド(PEO)で確認した低減効果を発現する閾値を超えている場合は、PEOでの低減効果と分子量/慣性半径との相関関係とほぼ等しい結果となった。一方、難溶性ポリマー群では、同程度の分子量でも低減効果に大きな違いを示した.これについて光散乱測定を行い、会合体が形成されることで低減効果の違いが生じている可能性を見いだした。特にらせん構造状に組織化が可能なポリマーでは、会合挙動がポリマーの置換特性に起因する可能性を明かにし,この会合挙動の制御により摩擦低減メカニズムの推定が可能であるという方向性を得た。また水溶性ポリマーについては、溶媒を変えた場合に低減効果に変化があることも確認した.つまり同程度の分子量のポリマーで溶媒を純水から無機塩を添加した溶液に変えて抵抗低減効果を計測した.その結果,無機塩とポリマーの相互作用によって低減効果が大きく増加する結果となった.このことから溶媒の違いによる会合特性の違いを確認出来きるという方向性を得た.
また疎水基化アクリルアミドモノマーとアクリルアミドモノマーの共重合によって疎水部会合型ポリマー群を新規に合成し、GPC-MALS測定より低減効果を測定可能な分子量であることを確認した.得られたポリマーの水溶性と親水部/疎水部の比を検討し,今後のポリマー合成・最適化について,重要な設計指針を得た.またこれらポリマーの会合挙動の測定法としては,蛍光プローブ測定や動的光散乱測定が有用であり,今回合成した疎水部会合型ポリマーの場合濃度が約1000ppm前後で会合体を形成することがわかった.

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

東北大震災の影響により実験等が思うように進まなかったため。

Strategy for Future Research Activity

年度計画に従って実施するとともに、前年度で不足しているデータ等について追加実験等を実施して補うように研究を実施する。