置換ポリアセチレン膜を用いる二酸化炭素分離に関する基礎研究

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1.一置換ポリアセチレンであるポリ[oー(トリメチルシリン)フェニルアセチレン](PTPA)への二酸化炭素、イソブタン、アセトンの30℃における収着等温線の形は、それぞれ、以前に測定した二置換ポリアセチレンのポリ[1ー(トリメチルシリル)ー1ープロピン](PMSP)の場合とほぼ同じであったが、各気体の平衡収着量の値はいずれもPMSPの1/3程度であった。単独透過において、気体透過性の経時変化はほとんど認められず、各気体に関する透過係数Pの値はPMSPと同鍋度の大きさで、ゴム状高分子膜の最高のものに近かった。2.二酸化炭素とイソブタン、あるいはアセトンとの、全圧1気圧の二元混合物の透過では、いずれの気体に関するPも単独透過の場合より低くなった。これらの気体混合物についての二酸化炭素の分離係数は、PMSPの1/2ないし1/3であり、また理想的分離係数より小さい値であった。3. ^<13>Cおよび ^<29>Si固体高分解能NMR測定を行った結果、PTPAのトリメチルシリル基の局所運動はPMSPに比べてからり制約をうけていることが明らかになった。この結果は、トリメチルシリル基とベンゼン環とが主鎖間で密に充填することによる立体障害効果に基づくものと解釈した。4.以上の結果を総合して、高い透過性を保持しながら気体あるいは気体・蒸気混合物より二酸化炭素を有効に分離する高分子膜素材は、PMSP膜中の局当的環境、すなわち広い主鎖間で主鎖に直結したかさ高い置換基が活発に局所運動できる環境、をもたらすことを目標に分子設計することが望ましい、と結論できる。