傾斜高分子膜の調整と膜透過・分離機能

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本研究では、2成分ポリマーブレンド系においてその成分組成が膜厚方向に線型濃度勾配を有するいわゆる傾斜高分子膜の調製を目的としている。我々はこの目的のために、相溶性ポリマーブレンドとしてポリフェニレンオキシド(PPO)/ポリスチレン(PS)系を用いた。傾斜膜の調製は、予め調製しておいたPPOフィルム上にPS-クロロホルム溶液をキャストする方法で行い、体積分率はPPO/PS=50/50とした。傾斜膜の調製方法及びその構造の確認のために^<129>Xe NMR法の活用を検討した。^<129>Xeは数気圧程度でも比較的容易にNMRスペクトルを得ることができ、周りの環境を反映して幅広い化学シフト値を示す。相溶膜の^<129>Xe NMRスペクトルは単一の^<129>Xe NMR化学シフト値を示した。このことから、調製したサンプルは相溶しているといえる。また、ブレンド中のPS分率が増加するに従い、化学シフト値は低磁場側にシフトした。これに対し、傾斜膜の^<129>Xe NMRスペクトルは、相溶膜のものより低磁場側にシフトし、幅広なスペクトルとなった。また、高磁場側には、PPOに基づくとみられるピークがショルダーに現れた。更に、DSC測定を行ったところ、傾斜膜のthermogramは、PPOとPSの内部拡散によるものと思われる吸熱・発熱の繰り返しがみられた。以上の結果から、調製したサンプルは傾斜構造を有しており、膜厚方向に対して不均質な構造であることが確認できた。