コンテナ輸送における汗濡れ損防止用再利用可能高分子ゲル吸水シートの開発

开发可重复使用的聚合物凝胶吸水片以防止集装箱运输过程中汗水流失

基本信息

批准号：
15760608
负责人：
村上知弘
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Yuge National College of Maritime Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、コンテナ等で発生する汗濡れ損を防止するため吸水シートを作成し、実用性の観点からその吸水性及び排水性を調べた。吸水材として使用したゲルパウダーは通常の高吸水性ポリマーではなく、感温性で温度のみでその体積を大きく変化させる体積相転移現象を持つことが知られているPNIPAゲルである。そのゲルパウダー及び吸水シートは以下のように作製した。N-イソプロピルアクリルアミド、N,N'メチレンビスアクリルアミド、テトラメチルエチレンジアミン、アクリル酸ナトリウム、過硫酸アンモニウムを重合してゲル化させ、そのゲルを十分乾燥させて粉砕機により250μm以下のゲルパウダーとした。そのゲルパウダーを2重のコットンで重ねたシート上に均等においてパッキングし、吸水ゲルシートとした。はじめにPNIPAゲルシートに十分吸水させ、その後、そのシートが乾燥する時間を自然乾燥及び電熱線による加熱乾燥に分けて計測した。本シートとの比較のために市販のSAPシートも同様に計測した。それらの結果から両者のシートに同量の水を吸収させた場合、自然乾燥ではほぼ同じ時間に乾燥することが明らかとなった。一方、電熱線を用いた加熱乾燥ではPNIPAゲルシートの方がSAPシートに比べ約半分の時間で乾燥することが明らかとなった。加熱乾燥の場合、PNIPAの転移温度以上にシート温度を上げることによってPNIPAゲルは体積相転移を起こし、水を吸水している膨潤相から急激に収縮相へ相転移を起こし、一気にゲル中の水を吐き出すためと考えられる。また、ゲルシートの排水時間は吸水材ゲルばかりを改善しても、ゲルを包むシートが改善されなければ効果は半減してしまうことが明らかとなった。さらなる排水速度の上昇は包装シートに依存すると言っても過言ではないと思われる。

在本研究中，我们制作了一种用于防止容器等中发生的汗液流失的吸水片材，并从实用性的角度研究了其吸水和排水性能。用作吸水材料的凝胶粉末不是普通的高吸水性聚合物，而是PNIPA凝胶，它具有热敏性，并且已知具有体积相变现象，导致其体积仅根据温度而发生显着变化。凝胶粉末和吸水片材如下制造。将N-异丙基丙烯酰胺、N，N'亚甲基双丙烯酰胺、四甲基乙二胺、丙烯酸钠和过硫酸铵聚合并凝胶化，将凝胶充分干燥并研磨以形成250μm以下的凝胶粉末。将凝胶粉末均匀地放置在双层棉片上并包装形成吸水凝胶片。首先，使PNIPA凝胶片材充分吸水，然后将其分为自然干燥和用电热丝加热干燥，测定片材的干燥时间。为了与该片材进行比较，还以相同的方式测量了市售的 SAP 片材。这些结果表明，当两张纸吸收相同量的水时，它们在风干时干燥的时间大致相同。另一方面，当使用电热丝加热和干燥时，发现与 SAP 片相比，PNIPA 凝胶片的干燥时间大约是 SAP 片的一半。在加热干燥的情况下，通过将片材温度提高到PNIPA的转变温度以上，PNIPA凝胶发生体积相变，引起从吸水的膨胀相到收缩相的快速相变，导致凝胶中的水人们认为这是为了驱逐。另外，可知即使仅使用吸水性凝胶来改善凝胶片材的排水时间，如果不对凝胶周围的片材进行改善，则其效果也会减半。可以毫不夸张地说，滤水率的进一步提高取决于包装片材。