| 研究課題/領域番号 |
09650836
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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 |
化学工学一般
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
本郷 尤 日本大学, 生産工学部, 教授 (20006307)
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| 研究分担者 |
辻 智也 日本大学, 生産工学部, 講師 (40246848)
大竹 勝人 工業技術院, 物質工学工業技術研究所・化学システム部, 主任研究官
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1999
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| キーワード | 超臨界流体 / 二酸化炭素 / モデル高分子 / 水晶振動子 / 溶解度 |
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| 研究概要 |
本研究では、超臨界状態を含む高圧二酸化炭素の高分子への収着挙動(吸着、溶解、および拡散)を明らかにすることを目標に研究を行った。このため、高圧条件下で重要な問題となる浮力の影響を受けず高精度の重量測定が可能である、水晶振動子の周波数変化を用いて溶解度を測定する高圧溶解度測定装置を作成した。その結果、従来から報告されている圧力(〜6MPa)より高い圧力(〜15MPa)までの範囲で、二酸化炭素の溶解度挙動を明らかにすることができた。実験では、ポリスチレン、ペンタフルオロポリスチレン、プラズマ重合ポリスチレン、およびプラズマ重合ペンタフルオロポリスチレンをモデル高分子として用い、二酸化炭素の高分子に対する溶解度が、実験を行った最大圧力までの範囲で、種類によらずほぼ二酸化炭素の活量と直線的な相関関係にあることを明らかにした。同時に、水晶振動子の振動周波数の過度応答を測定することにより二酸化炭素の高分子への収着速度を測定したところ、二酸化炭素の臨界点近傍で拡散係数が極度に小さくなる、クリティカルスローイングダウンに似た現象が発生することが明らかになった。水晶振動子の過度応答から算出された二酸化炭素の拡散係数が、従来から報告されている値に比べ2桁小さい結果がでているため、今後実験結果の妥当性の検討と実験条件の見直し等が必要となると考えられるが、解析の結果、高分子中への二酸化炭素の拡散現象が強く高分子表面の吸着層に影響されることが示唆されている。
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