| 研究課題/領域番号 |
05555207
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| 研究種目 |
試験研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
反応・分離工学
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
木村 尚史 東京大学, 工学部, 教授 (30010771)
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| 研究分担者 |
滝田 耕太郎 東燃化学(株), 技術開発センター, 研究員
都留 稔了 東京大学, 工学部, 助手 (20201642)
中尾 真一 東京大学, 工学部, 助教授 (00155665)
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| 研究期間 (年度) |
1993 – 1994
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| キーワード | 中空糸膜 / パ-ベ-パレイション / プラズマ・グラフト重合 / 有機溶媒 |
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| 研究概要 |
プラズマグラフトフィリング重合法を用い中空糸状有機溶媒分離膜の開発に成功した。膜ににより溶媒を分離する際、膜の膨潤が問題となるが、フィリング重合膜は多孔基材の孔中を他のグラフト重合ポリマーで充填した構造を持ち、充填ポリマーの溶解性により選択性を発現し、多孔基材マトリックスのたがによりその膨潤を抑制する。本重合膜は非水系有機溶媒分離においても非常に高い選択性を発現し、実用的な膜であるが、本研究においてより実用的なモジュール体積当たり拾い膜面積が確保できる中空糸状に製膜することに成功した。グラフト重合体としてはポリメチルアクリレートを、基材として多孔性中空糸状ポリエチレン膜を用いた。グラフト重合体は基材孔中に形成され、その厚みは基材外側から約20μmの位置までに制限されていた。ベンゼン・シクロヘキサンおよびクロロホルム・ヘキサン系の浸透気化分離実験を行ったところ、本重合膜は充填ポリマーの溶解性に従いベンゼンまたはクロロホルムを選択的に透過した。中空糸基材は機械的強度が平膜基材よりも劣り、選択性も低くなった。重合膜により強い膨潤抑制力を付与する目的で架橋重合法および溶解性の低い親水性ポリマーの共重合を試みた。フィリングポリマーの架橋により濃度によらず安定な浸透気化分離性能が得られた。ベンゼン/シクロヘキサン供給液濃度50/50wt%において、架橋剤濃度10%で作製したフィリング架橋中空糸膜は、もとのフィリング重合中空糸膜に比べ、透過流束は1/10以下に低下するものの分離係数は向上した。また、メチルアクリレートとアクリルアミドとの共重合した膜は、ベンゼン/シクロヘキサン50/50-90/10wt%において、濃度による分離係数の変化が小さく、特に高濃度域において平膜状フィリング重合膜よりも高い分離性を示すことが分かった。フィリングポリマーの共重合という手法を用いれば、強度の小さい基材でも高い分離性能の膜を作製できることが明らかになった。
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