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2013 年度 実績報告書

レオロジー測定、数値流体力学、化学分子計測の統合解析による高分子液体反応流の研究

研究課題

研究課題/領域番号 22686020
研究機関東京農工大学

研究代表者

長津 雄一郎  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60372538)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2014-03-31
キーワード反応流 / 高分子液体 / 界面レオロジー / Viscous fingering / 数値計算
研究概要

ゲル生成反応を伴う高分子液体反応流の研究では、今年度、キサンタンガム水溶液を高粘性液体とし、それと反応する二つの金属イオン(Al3+、Fe3+)水溶液を低粘性液体とし、ヘレ・ショウセル内での置換実験を行った。二つの金属イオン水溶液に対して、置換パターンに大きな差異はなかった。ダブルウォールリングセンサーを用いた、液液反応界面レオロジー測定においても、両者に大きな差異はなかった。昨年度の結果と比較すると、それらの結果は、液液反応界面レオロジー特性とゲル生成反応を伴う高分子液体反応流が強く相関していることを示している。
化学分子計測を用いた高分子液体反応流非定常挙動の解明の研究では、対象としている過渡現象が化学変化によって起こっていることを明らかにした。反応前後での溶液の化学計測に関してはFTIRではpHによる差異は見いだせなかった。紫外可視分光高度計測では反応前の溶液は変化が見いだせないが、反応後はpHの差によって吸収の違いがあった。400 nm前後ではpHの違いによって吸収特性の差異が見られた。これにより400 nm吸収帯を有するFeをふくむ分子種が本現象に重要な役割を担っているということが示唆された。
粘度変化を伴う高分子液体反応流の研究では、これまでに用いてきた高分子液体とは種類の異なるもの用い、さらに既往の研究より、条件を広げてヘレ・ショウセル内での置換実験を行った。その結果、従来、非常に速い反応による粘度減少により置換効率が減少する、一方、非常に速い反応による粘度増加により置換効率が増加する、とされてきたが、広い流量範囲の下では、粘度減少および粘度増加、共に、それらが、置換効率に及ぼす影響には流量依存性があることがわかった。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2013 その他

すべて 学会発表 (9件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [学会発表] Reactive Viscous Fingering Involving Production of Gel2013

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Hoshino, Yuichiro Nagatsu
    • 学会等名
      Tenth International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      Sendai International Center,Sendai, Miyagi, Japan
    • 年月日
      20131125-20131127
  • [学会発表] Creation of a Smart Fluid and its Application by Using Blend Polymer Solution2013

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Taniguchi, Yuichiro Nagatsu
    • 学会等名
      Tenth International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      Sendai International Center,Sendai, Miyagi, Japan
    • 年月日
      20131125-20131125
  • [学会発表] 化学反応によるゲル生成がViscous fingeringに及ぼす影響2013

    • 著者名/発表者名
      星野健一、長津雄一郎
    • 学会等名
      第61回 日本レオロジー討論会
    • 発表場所
      山形大学(山形県米沢市)
    • 年月日
      20130925-20130927
  • [学会発表] Unsteady flow behavior in mixing and reaction processes between a water soluble polymer solution and a metal ion2013

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Nagatsu and Hiroaki Takahashi
    • 学会等名
      International Soft Matter Conference 2013
    • 発表場所
      Sapienza Università di Roma, Rome, Italy
    • 年月日
      20130915-20130919
  • [学会発表] Effects of chemical species on rheological property of aqueous blend polymer2013

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Taniguchi and Yuichiro Nagatsu
    • 学会等名
      International Soft Matter Conference
    • 発表場所
      Sapienza Università di Roma, Rome, Italy
    • 年月日
      20130915-20130919
  • [学会発表] 化学反応による粘度減少を伴うViscous Fingeringの特性に関する実験研究2013

    • 著者名/発表者名
      増茂 丈雄、 長津 雄一郎
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2013
    • 発表場所
      東京農工大学(東京都小金井市)
    • 年月日
      20130912-20130914
  • [学会発表] Reactive viscous fingering involving viscosity change2013

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Nagatsu
    • 学会等名
      Solvay International Workshop on Patterns and hydrodynamic instabilities in reactive systems
    • 発表場所
      Solvay Institutes, ULB, Brussels, Belgium
    • 年月日
      20130515-20130517
    • 招待講演
  • [学会発表] Influence of viscosity decrease on reactive viscous fingering depending on randomness2013

    • 著者名/発表者名
      Takeo Masumo, Yuichiro Nagatsu, Luis Riolfo and Anne De Wit
    • 学会等名
      Solvay International Workshop on Patterns and hydrodynamic instabilities in reactive systems
    • 発表場所
      Solvay Institutes, ULB, Brussels, Belgium
    • 年月日
      20130515-20130517
  • [学会発表] Reactive viscous fingering involving production of gel2013

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Hoshino and Yuichiro Nagatsu
    • 学会等名
      Solvay International Workshop on Patterns and hydrodynamic instabilities in reactive systems
    • 発表場所
      Solvay Institutes, ULB, Brussels, Belgium
    • 年月日
      20130515-20130517
  • [備考] 東京農工大学 工学部 化学システム工学科 長津研究室

    • URL

      http://www.tuat.ac.jp/~nagatsu/

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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