Development of a method in which gas ingesting and diffusion characteristics can be evaluated even in a multicomponent system of gas and materials by using NMR spectroscopy

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令和4年度に進めた研究の実績は大要以下の3点である。１．ゴム材料(ブタジエンゴムとアクリロニトリル-ブタジエン共重合体ゴム)を対象に二酸化炭素共存下における材料の分子運動性の変化ついて，核磁気共鳴(NMR)現象を通じて評価される着目核のNMR緩和時間の温度依存測定を行って検討した。ゴム材料の水素原子核(プロトン)のNMR緩和時間が二酸化炭素の収着によって大きく変化するには，分子運動性の範囲が限られる傾向にあることや，ゴム材料の成分組成や二酸化炭素収着量の影響を受けることなどを確認できた。２．ポリスチレンに収着させたメタンの系中における自己拡散係数を磁場勾配パルス(PFG) NMR法で計測する条件を調べた。メタンのプロトンを対象とした高感度な1H PFG法よりも，13C核を対象とした低感度な13C PFG法の方が良好な結果を得られることがわかった。また，ポリスチレン中のメタンの拡散挙動は，物質の拡散現象を説明する物理化学現象の基本原理におおむね従っていることが，自己拡散係数の温度依存データの解析からわかった。３．比較的ガスバリア性の高いポリエチレンテレフタラート(PET)を対象に，キセノンを収着させてその129Xe NMRスペクトルの観測を試みた。低圧力下で収着量が少ない条件では系中のキセノンの低い拡散性が原因でピーク線幅の広がりが激しくスペクトルが得られないこと，圧力を上げてキセノン収着量を増大させたり測定温度を上昇させたりすると比較的良好なスペクトルが得られること，などがわかった。以上の研究成果の一部は2022年12月に開催された第60回高分子と水に関する討論会で発表した。また，2023年6月開催予定の繊維学会年次大会で発表する。