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。

通过使用各种表面活性剂构建分散有大量水的水/超临界CO_2微乳液(W/scCO_2μE)，同时比较它们的相行为和界面性质，我们研究了W/scCO_2μE的影响，并制定了指导方针。用于适合形成的表面活性剂的分子设计。结果如下所示。 1. 证实许多与Aerosol-OT结构相似的含氟表面活性剂可以形成W/scCO_2μE。特别是，与使用过去报道的最佳表面活性剂（PFPE表面活性剂）相比，8FS(EO)_2能够分散比W/scCO_2μE多三倍多的水。事实上，这个W/scCO_2μE是迄今为止报道的系统中水分散量最大的，可以说是最接近实际使用的。 W/scCO_2μE的构建基于8FS(EO)_2由两条长碳氟链组成，具有高CO_2亲和力、疏水性和体积大的特性，此外还具有高度疏CO_2的特性。认为是因为具有磺酸基而满足条件(2)。 2.适合形成W/scCO_2μE的表面活性剂是母体CO_2基团具有高CO_2亲和力和疏水性、长且体积大、母体CO_2基团之间相互作用弱但具有优异的CO_2稀疏性的表面活性剂；具有这些结构的表面活性剂具有适合形成W/scCO_2μE的CO_2/亲水性平衡（HCB）、大的临界堆积参数（适合反胶束结构的空间结构）以及优异的W/scCO_2界面张力。降低能力、界面吸附能力以及形成厚表面活性剂膜的能力，抑制W/scCO_2μE液滴之间的聚集。 3.通过界面张力测量证实，8FS(EO)_2具有优异的W/scCO_2μE形成能力，满足条件(2)，(2)对W/scCO_2μE的形成和稳定有很大影响宣布会的。

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）。