| 研究課題/領域番号 |
11450299
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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 |
寺本 正明 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 教授 (60026086)
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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)
松山 秀人 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助教授 (50181798)
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| キーワード | 超臨界流体 / 多孔膜 / 相分離法 / 非対称構造 / 酢酸セルロース |
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| 研究概要 |
まず、超臨界CO_2を非溶媒とする新しい手法により、ポリスチレン多孔膜の作製を行った。膜構造に及ぼす圧力、高分子濃度および温度の影響について詳細に検討した。圧力が増すほど、膜の多孔度及び孔径が増加することがわかった。これは、圧力が高いほど、高分子溶液に多くのCO_2が取り込まれるため多孔度が増加し、またCO_2取り込み量が多いほど溶液の粘度が低下し孔の粗大化が促進されるため孔径が大きくなったと考えられる。濃度による影響については、濃度が高くなるほど孔径は小さくなった。さらに、温度が高くなるほど孔径は増加し、多孔度は減少した。これは膜の表面でより顕著なスキン層の形成のためと考えられる。非溶媒にメタノールを用いて作製した膜と比較すると、超臨界CO_2を用いた場合の方が、多孔度が顕著に大きいことが明らかとなった。
次に、超臨界CO_2を非溶媒とする相分離法を用い、酢酸セルロース多孔膜の作製を行った。ここでは5種類の溶媒を用い、膜構造と膜特性(溶質阻止率および水透過係数)に及ぼす溶媒の影響を検討した。溶媒と超臨界CO_2間の親和性が低下するほど、膜の多孔度と膜中央付近の孔径が増加し、また表面(超臨界CO_2の取り込み面)により厚いスキン層が形成されることがわかった。対照実験として水を非溶媒とした場合について膜の作製を行った。この場合、溶媒と水間の親和性が高い場合にマクロボイド(極度に大きな孔構造)形成された。しかしながら、超臨界CO_2を非溶媒とした場合には、親和性はより高いにも関わらず、マクロボイドの形成は起こらなかった。さらに、得られた膜について溶質の阻止実験を行った。溶媒-超臨界CO_2間の親和性が低いほど表面に形成されたスキン層の厚みが厚くなるため、阻止率は高く、低い水透過性を示した。
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