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相分離を利用するポリマーモノリスの新規作製法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21655081
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 高分子・繊維材料
研究機関大阪大学

研究代表者

宇山 浩  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70203594)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2010年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2009年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
キーワードモノリス / 多孔体 / 相分離 / 貧溶媒誘起相分離 / ポリヒドロキシアルカノエート / ポリカーボネート / アクリル樹脂 / ポリメタクリル酸メチル / ポリ乳酸
研究概要

貫通した孔と骨格(材料部分)から構成され、網目状の共連続構造をもつ一体型の多孔体成形体(モノリス)は高い通気性・通液性、高強度、高比表面積、軽量といった特性を示すため、次世代型多孔材料として注目されている。今年度は貧溶媒誘起相分離(NIPS)法を用いて、ポリヒドロキシアルカノエート(PHA)をはじめとする高分子のモノリス作製を検討した。NIPS法は高分子溶液に貧溶媒を混合することで相分離を誘起する手法であり、簡便かつ温和な条件下でナノ多孔体の作製が可能である。PHAとして3-ヒドロキシ酪酸(HB)と3-ヒドロキシ吉草酸(HV)の共重合体であるPHBV(3-HB content: 95mol%)を用いた。PHBVのクロロホルム溶液に貧溶媒であるアセトニトリルを混合し静置すると相分離が起こり、白色の成型体が得られた。切断面をSEMで観察したところ、1~2μmの孔と200~500nmの骨格からなる三次元網目構造をもつモノリスであることがわかった。また、容器の選択により任意形状のPHBVモノリスが得られた。ポリマー濃度の多孔構造に与える影響を調べたところ、60mg/mLの場合にモノリスの骨格径が最小となった。骨格径は混合溶液のポリマーに対する親和性や粘度などに依存し、微細構造が制御された。BET法によりモノリスの比表面積を測定したところ、いずれの濃度のモノリスも大きな比表面積を有しており、比表面積と骨格径の相関が明らかとなった。また、得られたPHBVモノリスの示差走査熱量分析(DSC)から、粉末と比べて融解エンタルピーが増大していることがわかった。この結果から、モノリスの形成過程でPHBVの結晶化が促進したと考えられる。NIPS法はポリカーボネートモノリスの作製にも有用であった。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (7件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] 持続社会構築に貢献するナノファイバー膜2010

    • 著者名/発表者名
      宇山浩
    • 雑誌名

      膜

      巻: 35 ページ: 134-140

    • NAID

      10026877308

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高分子モノリス-新しい作製技術と用途展開-2010

    • 著者名/発表者名
      宇山浩
    • 雑誌名

      高分子論文集

      巻: 67 ページ: 489-496

    • NAID

      10026686753

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高分子ナノ多孔体-新しい作製技術と用途展開-2010

    • 著者名/発表者名
      宇山浩
    • 雑誌名

      托人

      巻: 553 ページ: 10-13

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] 相分離を利用したナノ多孔体の作製と応用2009

    • 著者名/発表者名
      宇山浩
    • 雑誌名

      繊維と工業

      巻: 65 ページ: 272-276

    • NAID

      10025317685

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Fabrication of Functional Porous Polymeric Materials by Phase Separation2010

    • 著者名/発表者名
      宇山浩
    • 学会等名
      Japan-Taiwan 3 University Joint Seminar on Nanostructure and Advanced Materials
    • 発表場所
      鹿児島大学(招待講演)
    • 年月日
      2010-11-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 高分子ナノ多孔体-多様な用途開発に向けた新展開-2010

    • 著者名/発表者名
      宇山浩
    • 学会等名
      イノベーションフェア2010
    • 発表場所
      ホテル阪急エキスポパーク(招待講演)
    • 年月日
      2010-11-09
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 相分離を利用した高分子モノリスの開発2010

    • 著者名/発表者名
      宇山浩
    • 学会等名
      日本分析化学会第59年会
    • 発表場所
      東北大学(招待講演)
    • 年月日
      2010-09-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 高分子ナノ多孔体-多様な用途開発に向けた新展開2010

    • 著者名/発表者名
      宇山浩
    • 学会等名
      大阪大学ナノ理工学人材育成産学コンソーシアムナノ理工学情報交流会
    • 発表場所
      大阪大学(招待講演)
    • 年月日
      2010-07-28
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 高分子ナノ多孔体-多様な用途開発に向けた新展開-2010

    • 著者名/発表者名
      宇山浩
    • 学会等名
      ソシオ大阪
    • 発表場所
      大阪商工会議所(大阪市)
    • 年月日
      2010-03-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] バイオプラスチックのナノ多孔体2009

    • 著者名/発表者名
      宇山浩
    • 学会等名
      近畿バイオインダストリー振興会議 第23回技術シーズ公開会
    • 発表場所
      大阪科学技術センター(大阪市)
    • 年月日
      2009-11-27
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 相分離による高分子ナノ多孔体の開発2009

    • 著者名/発表者名
      宇山浩
    • 学会等名
      第58回高分子討論会
    • 発表場所
      熊本大学(熊本市)
    • 年月日
      2009-09-16
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/~uyamaken/

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [産業財産権] ポリアクリロニトリル多孔質体2010

    • 発明者名
      宇山浩、辻本敬、岡田圭介、岡達也
    • 権利者名
      大阪大学
    • 産業財産権番号
      2010-107376
    • 出願年月日
      2010-05-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [産業財産権] 多孔質体2009

    • 発明者名
      宇山浩、辻本敬、岡達也
    • 権利者名
      大阪大学
    • 産業財産権番号
      2009-112698
    • 出願年月日
      2009-05-07
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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