| 研究課題/領域番号 |
11450299
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 |
反応・分離工学
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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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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2000
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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 / ポリスチレン / 酢酸セルロース |
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| 研究概要 |
酢酸セルロース/ジメチルホルムアミド/2-メチル-2,4-ペンタンジオール3成分系において、dryプロセスによる多孔膜の作製について検討を行った。相分離過程を光散乱法により検討した結果、濃度変化のパスが臨界点付近を通る場合、spinodal分解機構に特有の散乱強度と散乱角度の関係にピークが観察された。このような光散乱結果を、Cahnの線形化理論を基に解析し、相分離の特性値(見かけの拡散係数、構造周期、相分離時間)を求めた。一方、濃度変化のパスが臨界点から離れた点を通る場合には、散乱強度と散乱角度の関係にはピークが見られず、散乱強度は散乱角度が増加するほど単調に減少した。膜の最終醸造をSEMにより検討した結果、相分離がspinodal分解機構に従う場合には、二相連続の構造が、また核化と成長機構に従う場合には、海島構造となることがわかった。
次に超臨界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。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。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。
最後に、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、膜構造と膜特性に及ぼす溶媒の影響を検討した。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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