水/超臨界二酸化炭素マイクロエマルションの構築とその工業的応用

水/超临界二氧化碳微乳液的构建及其工业应用

• 批准号: 03J01611
• 负责人: 鷺坂 将伸
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J01611/
• 关键词: 超臨界流体; 二酸化炭素; 水; マイクロエマルション; 分散; 界面; 可溶化; 吸着

種々の界面活性剤を用いて多量の水を分散させた水/超臨界CO_2マイクロエマルション(W/scCO_2μE)の構築を行うと同時に、その相挙動や界面物性を比較することで、W/scCO_2μEの形成に適した界面活性剤の分子設計の指針を考案した。その結果を以下に示す。1.Aerosol-OTと類似の構造を有するフッ素系界面活性剤の多くは、W/scCO_2μEを形成できることが確認された。特に8FS(EO)_2は、過去に報告されている最も良好な界面活性剤(PFPE系界面活性剤)を用いた場合の3倍以上の量の水をW/scCO_2μEとして分散できることがわかった。実にこのW/scCO_2μEは、現在までに報告されているシステム中最大の水分散量をもつものであり、最も実用に近いものといえる。このようなW/scCO_2μEの構築は、8FS(EO)_2が、高い親CO_2性と疎水性、そしてかさ高いといった特徴を有する二本の長鎖フッ化炭素鎖と、それに加え疎CO_2性の高いスルホン酸基を持つことで、(2)の条件をよく満たすためと考えられる。2.W/scCO_2μEの形成に適する界面活性剤とは,親CO_2基が、高い親CO_2性と疎水性をもち、長く、かさ高く、そして親CO_2基間で相互作用が弱いこと、また親水基が、疎CO_2性に優れるものである。これらの構造を兼ね備えた界面活性剤は、W/scCO_2μEの形成に適した親CO_2性/親水性バランス(HCB)、大きい臨界充填パタメーター(逆ミセル構造に適した立体構造)、優れたW/scCO_2界面張力低下能力と界面吸着力、そしてW/scCO_2μE液滴間の凝集を抑制する厚い界面活性剤膜を形成する能力をもつものと考えられる。3.優れたW/scCO_2μE形成能力を有する8FS(EO)_2が、(2)の条件を良く満たすことを界面張力測定により確認し,(2)がW/scCO_2μEの形成および安定化に大きく作用することを明らかにした。

A study on the molecular design of interfacial active agents for water/supercritical CO_2 (W/scCO_2 μ E) was carried out. The results are shown below. 1.Aerosol-OT similar structures exist and are confirmed to be the most active components in the interface. In particular, 8FS(EO)_2 is the best interfacial active agent (PFPE) reported in the past, and the amount of water W/scCO_2μE is more than 3 times that in the case of use. For this W/scCO_2μE, please report the maximum water dispersion in the system. The structure of W/scCO_2μE is 8FS (EO)_2, CO_2-friendly, water-soluble, and CO_2-friendly. 2. For the formation of W/scCO_2μE, the interfacial active agents are CO_2-friendly, CO_2-friendly, water-soluble, CO_2-friendly, hydrophilic and CO_2-friendly. The structure of these materials includes interfacial active agent, CO_2 affinity/hydrophilicity factor (HCB), critical filling factor (inverse structure), interfacial tension reduction ability of W/scCO_2, interfacial absorption force, and inhibition of aggregation between W/scCO_2μE droplets. 3. The optimum conditions for the formation of W/scCO_2μE are 8FS(EO)_2,(2) the formation and stabilization of W/scCO_2μE are confirmed by interfacial tension measurement, and (3) the formation and stabilization of W/scCO_2μE are confirmed by interfacial tension measurement.

项目成果

鷺坂将伸: "Effects of CO_2-philic Tail Structure on Phase Behavior of Fluorinated Aerosel-OT Analogue Surfactant/Water/Supercritical CO_2 Systems"Langmuir. 19・20. 8161-8167 (2003)

Masanobu Sagisaka：“亲CO_2尾部结构对氟化气溶胶-OT模拟表面活性剂/水/超临界CO_2系统相行为的影响”Langmuir 19・20（2003）。