Design of inner structure of reactor for synthesis of polymer nano particle

聚合物纳米颗粒合成反应器内部结构设计

• 批准号: 21H01702
• 负责人: 山本 徹也
• 金额: $ 11.48万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01702/
• 关键词: ナノ粒子; 反応器; 低環境負荷; 紫外線重合反応; 界面活性剤フリー; 熱運動; ブラウン運動; 三次元網目構造; マイクロフォーム; 流動抵抗; 高分子微粒子; ソープフリー乳化重合; 反応器設計

従来，ポリスチレンナノ粒子は界面活性剤を用いた乳化重合により合成されてきた。この方法では，界面活性剤により粒子表面が汚染される，環境負荷が高いといった課題がある。本研究はこれらの課題をクリアするために，三次元マイクロ網目構造を有するメラミンフォームを反応器として用いたスチレンのソープフリー乳化重合を行った。本実験ではメラミンフォームの空隙による流体抵抗をダルシーの法則に従って解析を行った。メラミンフォームの空隙率が下がると流動抵抗が上がることを実験的に明らかにした。流動抵抗の上昇に伴い，メラミンフォーム内で発生した微粒子の運動が抑制され，衝突や合一による微粒子の成長が阻害されたので100 nm未満のポリスチレン粒子を合成することができた。合成したポリスチレンの分子量も併せて測定したところ，ナノ粒子を構成する分子数の減少を確認することができた。これらの実験結果により，凝集成長と分子数には相関性があると言える。メラミンフォーム内でのポリマーの堆積は観察されず，繰り返し反応器として使うことができる。本手法は有機溶媒と界面活性剤を用いない系でナノ粒子が合成できた点に意義がある。今期の研究を通して，メラミンフォーム内でのソープフリー乳化重合ではモノマーを加熱による蒸発と拡散で供給しており，重合速度に比べてモノマー供給速度が大きいためにナノ粒子の収率が低い問題点が明らかになった。この点を来期以降に改善できるよう，紫外線を利用した光重合反応を用い収率の向上に努め，社会実装できる手法の開発を目指す。

In the past, the particles were synthesized by emulsion polymerization. This method is to solve the problem of high environmental load due to pollution of particle surface by interfacial active agent. This study aims to solve the problem of three-dimensional mesh structure, such as reverse osmosis and emulsification. This paper describes the analysis of fluid resistance in the air gap between the two systems. The void ratio of the first layer is lower than that of the second layer. The flow resistance is higher than that of the third layer. The rise of the flow resistance is accompanied by the suppression of the movement of particles generated in the system, and the suppression of the growth of particles in the 100 nm system. The molecular weight of the compound was determined. The molecular weight of the compound was determined. The number of molecules in aggregation growth is correlated with the number of molecules in aggregation growth. In the case of the case This method is used for organic solvent and interfacial active agent. In this paper, the author studies the problem of particle recovery rate in different areas, such as heating, evaporation and dispersion. This point is expected to improve in the future, the use of ultraviolet light in the light of the use of reflection rate of upward efforts, social equipment and the development of methods

项目成果

加熱による高分子微粒子の中空化

通过加热使聚合物细颗粒空心化

• 发表时间: 2021
• 作者: Kageshima Yosuke;Kato So;Shiga Sota;Takagi Fumiaki;Minamisawa Hikari;Horita Masaomi;Yamakami Tomohiko;Teshima Katsuya;Domen Kazunari;Nishikiori Hiromasa;福岡淳;堤和也，山本徹也
• 通讯作者: 堤和也，山本徹也

三次元網目構造反応器とUV照射援用による高分子ナノ粒子の合成法

利用三维网络反应器和紫外照射合成聚合物纳米粒子的方法

• 发表时间: 2021
• 作者: Chudatemiya Vorakit;Kikkawa Soichi;Hirayama Jun;Takahata Ryo;Teranishi Toshiharu;Tamura Masazumi;Yamazoe Seiji;森川陽之，大内慎也，山本徹也
• 通讯作者: 森川陽之，大内慎也，山本徹也

Size Control of Polymer Nanoparticles Using 3D Network Structure as a Reaction Field

• DOI: 10.4164/sptj.58.481
• 发表时间: 2021-09
• 期刊: Journal of the Society of Powder Technology, Japan
• 作者: S. Ouchi;N. Yamada;Tetsuya Yamamoto

高分子微粒子の 中空化と多孔質化

中空多孔聚合物颗粒

• 发表时间: 2021
• 作者: 高橋瞭太;張 喩昇;藤墳 大裕;多湖輝興;山本徹也
• 通讯作者: 山本徹也

メラミンフォームを反応場とした 高分子ナノ粒子のサイズコントロール

使用三聚氰胺泡沫作为反应场控制聚合物纳米粒子的尺寸

• 发表时间: 2021
• 作者: Tetsuya Yamamoto;Kenji Arakawa;Ryo Furuta;Aiko Teshima;吉良亘平，金スルチャン，山本徹也;大内慎也，山田尚輝，山本徹也
• 通讯作者: 大内慎也，山田尚輝，山本徹也