Studieis on the structure formation of asymmetric porous silicone membrane used for recovery of organic solvent from waste liquid

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ポチジメチルシロキサン（PDMS）を多孔化した膜を用いた低圧膜ろ過により、インク溶液から有機溶媒を分離回収できることを報告してきた。この際、PDMSの多孔化に用いる水溶性孔形成剤（PFA）の種類により、異なる多孔構造が得られることが分かってきた。本研究課題は、数種のPFAを用いて多孔質PDMS膜を作製し、PFAの種類が多孔構造に与える影響を調査し、加えて、低圧でのインク溶液の膜ろ過実験を通して、膜のろ過性能を評価したものである。PDMS膜の作製には主剤と硬化剤からなる2液硬化型PDMS（SILPOT 184、東レ・ダウコーニング）を用いた。PFAとしてプロピレングリコール（PG）、エチレングリコール、ジエチレングリコール、平均分子量200のポリエチレングリコールおよびグリセリンを使用した。PDMSとPFAの重量比が1:1.5となるように調整して十分均一にした溶液をガラス板上に薄く広げ、オープン中で加熱硬化させた。その後、PFAを抽出するなどしてPDMS多孔膜とした。作製した膜の構造を電子顕微鏡で観察したところ、PGを用いて多孔質化した膜は、空気面側（ガラス板上にキャストした際の空気面に接している表面）に20 μm程度の緻密な層を持つ非対称な多孔構造であることが確認された。別実験で、2 gのPGを時計皿に入れ、120℃で1 h加熱するとすべて蒸発したことから、PGを用いた際に膜の空気面側にPDMSの緻密層が形成されたのは、PDMSを加熱硬化させた際に、空気面側のPGが蒸発したためではないかと考えられる。低圧ろ過実験にはクロスフローろ過装置を用いた。供給液には、10 wt%の顔料が有機溶媒中に分散する青色インクを用いた。膜に約0.1 MPaの圧力をかけて透過実験を行ったところ、PGを用いて作製した、表面に緻密層を有する多孔質膜では、顔料をほとんど含まない溶媒が回収された。