| 研究課題/領域番号 |
18K04803
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| 研究機関 | 東北工業大学 |
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研究代表者 |
佐藤 善之 東北工業大学, 工学部, 教授 (50243598)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | viscosity / polymer solution / gas expanded liquid |
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| 研究実績の概要 |
高圧CO2を希釈溶剤の代替として用いるCO2塗装技術はVOC削減、乾燥エネルギーの低減が可能であるなど、魅力的な技術である。しかしながら真溶剤の選定によっては問題が生じることが知られており、本研究では塗膜の品質にかかわる塗料の粘度に関して、塗料＋CO2混合時の粘度を評価し、塗料に使用される真溶剤の最適化を図ることを目的とする。
本研究では、ポリマーを溶解する有機溶媒は粘度低減効果が大きいものを選定する必要があり、CO2溶解時の粘度の予測法の提案を目指す。このための鍵として、ポリマー溶液の粘度とSP値の関係を明らかにすることで、粘度挙動を把握することができると考える。本研究では以前に溶解性の研究で使用したpoly(bisphenol A-co-Epichlorohydrin) （PBE）をポリマー試料としCyclohexanone、 N-N-dimethylformamide （DMF)、Dimethyl sulfoxide （DMSO)、Nmethyl-2-pyrrolidone （NMP）を溶媒として、大気圧下での粘度を測定した。さらに一部の混合系についてCO2を添加した際の粘度への影響を測定した。この結果、溶媒の多い（ポリマーの稀薄な）混合系には、自由体積理論に基づく粘度推算法の適用性が低いことがわかってきた。また、溶液粘度と純溶媒の粘度比（ポリマーによる粘度上昇率）はポリマーと溶媒のSP値の差に影響を受けていることが明確になってきた。これはポリマーと溶媒のSP値が近いほど、線形に粘度上昇率が高くなっており、SP値から粘度上昇率が推定できることを意味している。すなわちポリマーと溶媒の親和性が大きいほどポリマーが溶液中で空間的に広がり、粘度が相対的に高くなっている可能性があることがわかった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
コロナウィルス感染症の対策のため、共同で研究に取り組んでいる学生が登校できず、実験の進行が遅れている。長時間実験室に滞在を強いるわけにもいかず、比較的実験時間が短時間で終了できる大気圧での実験を優先して取り組んだ。CO2導入の実験に関しても実施したが、長時間必要なため追加の実験が必要がある。
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| 今後の研究の推進方策 |
現在までの取り組みで、粘度に対するポリマーと溶媒のSP値の違いの影響が見えてきたので、現在までの研究の方針はこのまま進める。今後必要なのは、CO2を溶解した際の溶液の粘度挙動の測定を進めることとSP値の関係を明らかにして粘度推算につなげていくことである。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
コロナウィルス感染症対策のために実験実施を大幅に削減せざるを得なかった。このため、実験に必要な試薬等の使用が大幅に減り助成金に残額が生じた。本年度は大幅に実験量を増やす予定である。
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