2015 Fiscal Year Annual Research Report
液液反応界面に生成されるゲルの粘弾性測定手法の確立とゲル生成を伴う反応流の研究
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25630049
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
長津 雄一郎 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60372538)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 反応流 / 高分子液体 / 界面レオロジー / Viscous fingering |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高粘性液体をポリアクリル酸ナトリウム(SPA)水溶液、低粘性液体をFe3+水溶液とした場合にViscous fingering(VF)実験を行うと、低流速において、Fractureパターンが発生する。一方、高粘性液体をキサンタンガム(XG)水溶液、低粘性液体をFe3+水溶液とした場合、高流量においてFractureパターンが発生する。この現象にダブルウォールリングセンサーを用いた反応界面レオロジー大変形測定から検討を加えた。その結果、XG水溶液の場合、ある臨界流速を超えるとFractureが発生するのは、大変形測定によりゲルが破壊される剪断速度の違いに起因していると推察した。また、SPA水溶液では高流速でFractureが、XG水溶液では低流速でFractureが発生するのは、大変形測定により、界面粘度の剪断速度依存性の差異に起因していると推察した。SPA系では、剪断速度が大きくなると界面粘度が減少し、XG系では、剪断速度が大きくなると界面粘度が増加するという結果が得られた。
また、高粘性液体を、塩酸を含むグリセリン水溶液、低粘性液体をSPA水溶液とポリエチレンオキサイド(PEO)水溶液と塩化カリウムの混合液体とした場合、化学反応によるゲル生成により条件によってVFを完全に抑制することを明らかにしていたが、この系では流速が大きい方がVF抑制能が大きかった。この結果を、レオメータ販売会社の協力の下、反応界面の大振幅振動せん断流れ（Large Amplitude Oscillatory Shear Flow: LAOS）測定を行い、せん断速度が大きくなると、弾性の影響が大きくなり、これがVF抑制能の増加につながっていると推察した。
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