Study on the spinnability of fluids and its application for prevention of particle sedimentation

流体自旋性研究及其在防止颗粒沉降中的应用

基本信息

批准号：
20K15076
负责人：
貝出絢
金额：
$ 1.33万
依托单位：
Yamaguchi University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、流体が糸を曳く性質について、レオロジー特性と関連付けながら考察することを目的としている。また糸をわずかに曳くという性質が、固体を含む液（分散系）の沈降防止に役立つことが予想され、そのための知見を得るために、以下の実験を行った。溶媒としてドデカン、イソステアリン酸イソステアリル等の油類に低分子オイル増粘・ゲル化剤：ピロメリッド酸テトラカルボキサミド（PMDA-R）を溶解させたものを試料とした。この化合物は、ベンゼン環の周囲に4つのアミド基を有しており、その末端にアルキル基が配位している。4つの側鎖のうち、結晶性の異なる2種類のアルキル基を導入することで、溶解性およびレオロジー特性を変えることができる。最大で1wt%の化合物を溶解させて調製した試料に対して、レオロジー特性（平衡流動特性、動的粘弾性）を測定し、さらに本研究で新たに試作した曳糸性測定装置によって、糸曳きを評価した。これにより、糸曳きのパターンが複数存在することを明らかにした。また、それらを粘弾性と関連付けて整理した。さらに、化合物が油中で形成する内部構造と化合物の結晶性を関連付けて考察した。実験により、化合物を得る際の合成条件（スケール、温度、加熱時間等）の違いによって組成が変わり、結果的にレオロジー特性が変わったり、もしくは組成がほぼ同じであっても、撹拌の状況（撹拌機の違い）によっては、糸曳き挙動に顕著な違いが見られることが明らかになった。このようにロットや製造時期の違いについて、添加剤の効果を明らかにする手法として、粘弾性の測定と今回作成した糸曳きの評価を合わせて行っていく必要性を指摘した。本実験の成果を別のオイルスラリーに適用した場合に、糸曳きの効果と粒子の沈降安定性について、一定の効果が見込まれている。

本研究的目的是检查流体拉弦特性与其流变特性的关系。另外，预计丝线的轻微拉力特性对于防止含有固体成分的液体(分散系)的沉降有用，为了获得这方面的知识，进行了以下的实验。通过将低分子油增稠/胶凝剂：均苯四酸四甲酰胺（PMDA-R）溶解在作为溶剂的十二烷或异硬脂酸异硬脂酯等油中来制备样品。该化合物在苯环周围有四个酰胺基，每个酰胺基末端配位有一个烷基。通过在四个侧链中引入两种结晶度不同的烷基，可以改变溶解度和流变性能。我们测量了溶解至多 1wt% 的化合物制备的样品的流变特性（平衡流动特性、动态粘弹性），并使用本研究中新原型的拉丝性测量装置测量了拉丝性。这表明存在多种拉线模式。我们还根据粘弹性来组织它们。此外，我们还考虑了油中化合物形成的内部结构与其结晶度的关系。实验表明，在获得化合物时，由于合成条件（规模、温度、加热时间等）的不同，组成发生变化，导致流变性能发生变化，或者即使组成几乎相同，搅拌条件也不同（搅拌很明显，根据机器类型的不同，拉线行为存在显着差异。这样，我们指出需要将粘弹性测量和这次创建的线的评估结合起来，作为澄清添加剂对批次和生产时间差异的影响的方法。当该实验结果应用于其他油浆时，预计会对拉丝效应和颗粒沉降稳定性产生一定影响。