クエット・テイラー渦を利用した連続乳化重合装置による単分散粒子の合成

使用使用 Couette-Taylor 涡流的连续乳液聚合装置合成单分散颗粒

• 批准号: 06750769
• 负责人: 荻原 隆
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: University of Fukui
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750769/
• 关键词: 単分散粒子; クエット・テイラー渦; 乳化重合; 金属アルコキシド; ゾル-グル法; 酸化物; コロイド

本研究はアルコキシド法をベースとして,その加水分解反応場をクエット・テイラー渦流中で行い,種々の酸化物単分散粒子を合成した.試作した装置は,原料溶液槽,供給器,T字型混合器,共軸2重円筒製反応容器(クエット・テイラー渦流れ型乳化重合反応器)および回収容器からなる.共軸2重円筒製反応容器は中心軸を共有するガラス製外円筒とステンレス製内円筒で構成されており,その隙間に流体を満たし,内円筒を回転し外円筒を静止すると流体は内円筒の回転による粘性摩擦力に引きずられて層流の回転流を形成する.この流れをクエット・テイラー渦流れという.これに一定流量の軸流れを与え,押し出し流れの状態にすると,発生した個々の渦が互いに独立し,それらがバッチ反応槽の役割をすることになる.本研究は,この装置を用いて種々の金属アルコキシドを加水分解し,アルミナ,チタニア,ジルコニア,シリカなどの単分散球状粒子の合成に成功した.その結果,バッチ反応槽で得られるものと同じ品質の単分散粒子が得られた.原料濃度,滞留時間,混合速度,テイラー数および隙間距離により生成粒子の粒径および粒度分布は影響を受けた.これらの因子に対して,粒径を0.1〜1.0μmの範囲で粒径制御することが可能であった.また,テイラー数に対する単分散粒子の最適生成範囲は,隙間距離に関係なく50〜200であった.さらに,粒径および粒度分布は内外円筒比に依存しないことが見い出され,本装置がスケールアップに対して有効であることが明らかとなった.また,この装置を用いて,単分散シリカ粒子を5時間連続合成した結果,再現性良く単分散粒子を得ることができ,反応装置としての信頼性が確認された.

In this study, the method of hydrolysis and reaction field was used to synthesize the dispersed particles of acidified compounds. Test equipment, raw material solution tank, feeder, T-mixer, coaxial 2-cylinder reactor (vortex type emulsion reactor) and reactor. Coaxial 2-cylinder reverse flow vessel is composed of a coaxial 2-cylinder outer cylinder and a coaxial 2-cylinder inner cylinder. The fluid flow between the coaxial 2-cylinder outer cylinder and the coaxial 2-cylinder inner cylinder is caused by viscous friction between the inner cylinder and the outer cylinder. The flow of water is very slow. The axial flow at a given flow rate is independent of the flow rate, and the flow rate is dependent on the flow rate. In this study, the synthesis of dispersed spherical particles of metals by hydrothermal decomposition was successfully carried out. As a result, the dispersion of particles of the same quality was obtained. Raw material concentration, residence time, mixing speed, temperature range and gap distance affect particle size distribution. The particle size of 0.1 ~ 1.0μm is controlled by the factor of 0.1 ~ 1.0μm. The optimum range of particle size distribution is 50 ~ 200. In addition, particle size distribution depends on the ratio of inner and outer cylinder, and the device has the same effect. In addition, the reliability of the device was confirmed after the device was used and the results of the 5-time continuous synthesis of the dispersed particles were reproducible.

项目成果

荻原 隆: "クエット・テイラー渦流れを用いた単分散シリカ粒子の連続合成" 日本セラミックス協会学術論文誌. 103. 151-154 (1995)

Takashi Ogihara：“使用 Couette-Taylor 涡流连续合成单分散二氧化硅颗粒”日本陶瓷学会杂志 103. 151-154 (1995)。