非球形サブミクロン粒子の発生とその動力学的、光学的性質の研究

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63550717
• Research Institution: National Institute for Environmental Studies
• Principal Investigator: 福山 力 国立公害研究所, 大気環境部, 室長 (90011642)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮崎 武 国立公害研究所, 大気環境部, 研究員 (50142097) ; 尾崎 裕 国立公害研究所, 大気環境部, 主任研究員 (40152475) ; 内山 政弘 国立公害研究所, 大気環境部, 研究員 (20160294)
• Keywords: 非球形粒子 / ポリスチレン粒子 / 移動度 / 脱水温度 / 微結晶 / 微分型モビリティアナライザ

Research Abstract

(1)異径ポリスチレン二粒体の発生とDMAによる分級
ポリスチレン(PS)懸濁液を噴霧、乾燥してPS二粒体を発生させ微分型モビリティアナライザ(DMA)と凝縮核計数装置(CNC)を用いてサイズスペクトルを測定した。また異なった粒径のPS粒子を含む懸濁液を混合、噴霧して同様にサイズスペクトルを得た。これらのスペクトルから異径PS二粒体の移動度の粒径比(b/a、aは大きい方の粒子径、bは小さい方の粒子径)依存性をb/a=0.36〜1.0の範囲で求めた。結果を理論計算値と比較することにより異径PS二粒体の移動度が球形粒子のカニンガム補正係数を用いて導けることがわかった。しかし同時に粒子の配向も移動度と関係し、球形に近い粒子(b/a<0.7)はDMA中でランダムな配向をし、非球形度が増すと(b/a>0.7)DMAの電場に平行に配向することがわかった。
(2)DMAを利用した微結晶からの脱水温度の測定
PS二粒体を発生させ、加熱(約150℃)した後に移動度を測定すると加熱前に比べて移動度が変化した。電子顕微鏡を用いて粒子の形状をみるとこれは加熱によって二粒体が球形に変形したことに起因することがわかった。このことをもとに、脱水過程に伴う微結晶の形状変化による移動度の変化をDMAで検出することにより微結晶の脱水温度を測定することを試みた。試料としては、KHSO_4、AI(OH)_3を用いた。その結果、確かにバルクでの脱水温度付近で移動度の変化が見いだされ、移動度の測定によって微結晶の脱水温度が測定できることがわかった。さらに微結晶ではバルクより30℃程度低い脱水温度が得られた。
(3)その他の研究の進展状況
光散乱強度の角度依存性の測定装置の製作はほぼ終え、試験中である。またPS粒子にNaClの付着した非球形粒子も発生することができた。