| 研究課題/領域番号 |
15K01231
|
|---|
| 研究機関 | 上智大学 |
|---|
研究代表者 |
高橋 和夫 上智大学, 理工学部, 准教授 (10241019)
|
|---|
| 研究分担者 |
松木 亮 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 安全科学研究部門, 研究員 (90634668)
久世 信彦 上智大学, 理工学部, 教授 (80286757)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| キーワード | テトラフルオロエチレン / オクタフルオロシクロブタン / ジフルオロメチレンラジカル / 爆発 / 反応モデル / 反応速度 / 衝撃波管 |
|---|
| 研究実績の概要 |
【衝撃波管によるテトラフルオロエチレン自己分解爆発の検証】機能性高分子材料であるポリテトラフルオロエチレン（PTEE，テフロン）の原料モノマーであるテトラフルオロエチレンは反応性が極めて高く，実際の化学プラントにおいてこれまで繰り返し爆発事故が引き起こされてきた。TFEは酸素がなくても自己分解反応により爆発が起こるが，その爆発の詳細な反応メカニズムは未だ明らかではない。本年度は，反応初期中間体として極めて重要なTFEの二量体オクタフルオロシクロブタンの熱分解実験を衝撃波管装置を用いて行い，テトラフルオロエチレンの貯蔵時および運搬時の爆発・火災を未然に予測・防止できるような信頼性の高いテトラフルオロエチレン自己分解爆発反応モデルの構築を目指した。
【広帯域吸収分光装置を用いた含フッ素ラジカルの素反応研究】テトラフルオロエチレン自己分解爆発反応モデルは複雑な連鎖反応からなり，反応モデルの構築には素反応レベルでの研究も必要となる。そこで，本研究のもう一つの実験の柱として，キャビティ増幅効果を利用した広帯域吸収分光装置を衝撃波管に適用することにより，含フッ素ラジカルの高感度・高時間分解能測定を行い，標記素反応の速度データを収集する。本年度は，テトラフルオロエチレン爆発連鎖反応の重要な化学種と考えられているジフルオロメチレンラジカルの関与する数種類の素反応研究を行った。
【量子化学的手法による反応経路・速度データの理論的検討】上記実験的手法では追跡することのできない化学反応も存在すると考えられる。そのような反応の経路および速度データを補完する手段として，近年進歩が著しい非経験的分子軌道法に基づいた量子化学計算を用いて，理論的に解明する。本年度は，爆発初期に起こると考えられているテトラフルオロエチレンの二量化反応について，反応経路探索を行った。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
高圧衝撃波管によるテトラフルオロエチレン(TFE)自己分解爆発の検証実験において，その対象試料である高純度TFEが入手困難であったために多少の遅れが発生した。引き続き入手の可能性を模索するとともに，爆発反応の初期過程であるTFEの二量化反応は量子化学計算を駆使して理論的に補完することにした。この判断により，３年間の研究計画全体としての影響はほとんどないと考えている。
|
| 今後の研究の推進方策 |
『現在までの進捗状況』にも記したように，実験が困難な反応過程を理論計算で補完することにより，TFEの入手状況に左右されることなく研究を加速させることが可能となった。これにより，本研究プロジェクト期間内に自己分解爆発反応モデルの構築を遂行する目途が立った。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
衝撃波管を用いた爆発検証実験において，高圧条件下でのデータ収集がまだ十分に行われていない。したがって，駆動ガスであるヘリウムの消費が当初の見込に比べて少なかったために次年度使用額が生じた。
|
| 次年度使用額の使用計画 |
高圧条件下での実験は研究３年度に行う計画であり，繰越金は当初見込みどおり駆動ガスであるヘリウムの購入費用に充当する予定である。
|
