| 研究課題/領域番号 |
17K06894
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
化工物性・移動操作・単位操作
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
岩井 芳夫 九州大学, 工学研究院, 准教授 (80176528)
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| 研究分担者 |
米澤 節子 九州大学, 工学研究院, 准助教 (50294898)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 拡散係数 / 超臨界二酸化炭素 / 高分子 / 紫外可視分光法 / ポリメタクリル酸メチル / アントラキノン誘導体 / 分子シミュレーション / 相平衡 / 超臨界流体含浸法 / ポリマー / アントラキノン / 化学工学 / 複合材料・物性 / 物性実験 / 超臨界流体 |
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| 研究成果の概要 |
新しく作製した測定装置により超臨界二酸化炭素雰囲気下におけるポリメタクリル酸メチル中のアントラキノン誘導体の拡散係数を測定し、温度、圧力、溶質の種類による拡散係数の依存性を明らかにした。自由体積モデルより、拡散係数の測定値を良好に相関できることを示した。分子動力学シミュレーションを用いてポリエチレン＋二酸化炭素＋溶質の3成分系の分子の軌跡および拡散係数を計算しところ、二酸化炭素および溶質の拡散は、空隙での停滞と近接する空隙へのジャンプ運動の繰り返しで進行していることが確認された。新たな活量係数式は高い精度で相平衡を相関できることが示された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
超臨界二酸化炭素を用いた応用技術としてポリマーに溶質を含浸させるという操作があり、超臨界二酸化炭素含浸法と呼ばれる。この超臨界二酸化炭素含浸法を合理的に行うためには、超臨界二酸化炭素雰囲気下におけるポリマーに対する溶質の収着現象を解明することが必要となるが、既往の研究は非常に少ないのが現状であった。
本研究では、新しく作製した測定装置によりデータを蓄積して各種の依存性を明らかにしたとともに、分子動力学法および自由体積モデルにより拡散係数を計算をし、新しい活量係数式により相平衡を計算し、超臨界二酸化炭素含浸法を合理的に行うための有用な知見を得た。
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