| 研究課題/領域番号 |
12650768
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
反応・分離工学
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| 研究機関 | 京都工芸繊維大学 |
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研究代表者 |
松山 秀人 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助教授 (50181798)
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| 研究分担者 |
牧 泰輔 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助手 (10293987)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
2001年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2000年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
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| キーワード | 熱誘起相分離法 / 非対称性構造 / ポリプロピレン / 限外ろ過膜 / スピノーダル分解 / 限外ろ過 |
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| 研究概要 |
非対称性構造高分子膜はスキン層での透過分離選択性を保ちつつ、支持層となるスポンジ層での透過性が高いため、高選択性と高透過性を併せ持つ機能性材料と言える。ポリエチレン等のポリオレフィン膜は、耐薬品性や耐熱性に優れていることから膜材料として魅力的であるが、従来は主に機械的な延伸法により孔を作製していたため、非対称性構造の作製に関する検討例はほとんどない。
本研究では、熱誘起相分離法(TIPS法)により非対称性ポリプロピレン膜の作製について検討を行った。まず、TIPS法において溶液に冷却速度勾配を形成させることにより、非対称性構造の達成を行い、得られた膜のUF分離特性を評価した。得られたポリプロピレン多孔膜が限外ろ過特性を有していることを明らかとした。またCDSモデルを用い、相分離のシミュレーションを行い、非対称構造形成メカニズムの検討を行った。実験で得られた構造と同様な非対称性構造をシミュレートすることができた。
次に高分子分子量が多孔構造に及ぼす影響について検討を行った。光散乱実験より、低分子量のものは初期構造は小さいものの構造の成長が速く、数秒後には構造の大きさが逆転することがわかった。従って得られた構造は、高分子量のものはスピノーダル分解機構に由来する二層連続構造であったが、分子量が小さいものは海島構造となることがわかった。
さらに、ポリプロピレンとポリブテンの高分子ブレンド系について多孔膜の作製を行った。ポリブテンはトルエンにより抽出が可能であるため、溶媒を除去した膜について、さらにポリブテンを抽出した膜の特性を評価した。ポリブテンの抽出により膜の分画特性はほとんど変化しないが、透過性が向上することが明らかとなり、このような2種類の高分子を用いる方法は、TIPS法による新しい手法となり得ることがわかった。
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