論文データベース

従来より粘度が低く再生エネルギーも小さい水無（Water-lean）アミン溶媒を用いたCO2回収プロセスを開発・評価した研究です。一次・二次アミンで速い反応性を、三次アミンで低反応熱をそれぞれ担保しつつ、溶媒の水含有を極力減らすことで3～4 cP程度という非常に低い粘度を維持しています。実証試験では低温環境（-40℃）でも流動性を失わず、高CO2吸収容量と低エネルギー再生を両立できることが示されました。このような低粘度高性能溶媒は、従来のMEA溶液に代わる次世代CCS溶媒として有望と思います。

デンプン・グリセロール系食用薄膜のディップコーティング工程を最適化するため、粘度測定とHerschel–Bulkleyモデル等に基づく数理モデルを構築した研究です。液槽中の流動と膜厚形成をシミュレーションし、簡便な粘度測定結果から最適塗布速度や引き上げ速度を予測しました。これにより、実験的試行を減らして所望の膜厚と均一性を得る条件を理論計算で導出でき、食品コーティング分野での工程設計効率化につながる成果です。

ポリエチレン（HDPE）の機械的リサイクル過程における劣化をレオロジーで定量化し、再生樹脂の品質指標を提案した論文です。押出しによる模擬リサイクル実験と実際の使用済みHDPEについて、せん断粘度の変化から分子構造劣化を追跡しました。その結果、初期段階では主鎖切断が支配的で、酸素曝露が増すと長鎖分岐が増加する劣化パターンを明らかにし、レオロジーから算出した特性劣化パラメータが機械的低下と対応することを示しています。この手法により、リサイクルポリマーの品質管理が可能となることが示唆されています。

紙の劣化度合いを示すセルロースの重合度をレオメーターで評価する方法を検証した研究です。従来、DPvはセルロース溶液の希薄粘度をガラス毛細管粘度計で測定して算出していましたが、本研究では回転型レオメーターによる動粘度測定からDPvを求める手順を提案しました。加速劣化させた紙試料を用い、レオメーターで得た粘度平均重合度と従来法の結果を比較したところ、少量試料で迅速に精度良くDPvを推定できることが示されました。紙の保存・劣化診断において、レオロジー測定が有効な代替手法となることを実証しています。

潤滑グリースの劣化状態を評価する種々のレオロジー手法を比較検討した研究です。従来、グリースの硬さ（コンシステンシー）は円すい浸入度試験で評価されますが、大量試料が必要でした。本研究では小容量試料で測定可能なレオメーターによる手法に着目し、振幅掃引試験から得られるクロスオーバー応力や、低せん断速度での降伏応力など複数の指標を比較しました。その結果、クロスオーバー応力による評価が再現性・感度ともに優れ、グリース劣化度合いを他手法と良好に相関して推定できると結論付けています。これは現場から採取した少量の劣化グリースでも残存寿命評価が可能になる有益な知見です。

生分解性ポリマーの熱劣化を評価する手段としてのレオロジー手法について総説した論文です。時間依存粘弾性試験（タイムスイープ）や周波数依存試験により、分子量低下や架橋など劣化挙動を敏感に検出できることを述べています。特にPLA（ポリ乳酸）のような代表的生分解性樹脂に対し、充填剤の添加や加工条件による熱安定性向上効果をレオロジー的に評価した研究例を紹介し、アレニウス式に基づく劣化予測モデルの活用も議論しています。総じて、レオメーターを用いた粘度・粘弾性測定が分解度合いの指標（粘度平均重合度など）として有用であり、劣化機構解明や耐久性向上に寄与することを示しています。

バイオポリマーの高温・高せん断劣化がレオロジー測定に与える影響を低減する手法を提案した研究です。時間分解レオメトリ―により、測定中に進行する材料の分解を追跡し、その影響を補正することで、より正確なレオロジーモデルを構築しています。劣化に起因する粘度や弾性の大幅な変化（測定中に粘度低下など）を補正し、分解前の本来の物性を推定できることを示しています。この手法は高分子材料の寿命評価や加工プロセス最適化に有用です。

現代の有機系塗膜（アクリル系・アルキド系など）をSO₂およびNOx雰囲気で曝露し、劣化を3D顕微鏡とATR-FTIRマッピングで解析した研究です。ATR-FTIRからはカルボニル・エーテル・硫酸塩などのバンド変化を捉え、相対湿度や顔料種による劣化機構の違いを多変量解析（PCA, ASCA）で定量評価しています。SO₂による加水分解・酸化がポリマー主鎖や架橋構造に与える影響をスペクトルで可視化しており、硫黄酸化物環境での樹脂フィルム表面の化学劣化評価にFTIRをフル活用した例といえます。

PPフィルムを25℃・10–380 TorrのF₂ガスで1時間処理し、表面フッ素化による染色性向上を検討した研究です。FTIRでは未処理PPのC–H伸縮（2960, 2919, 2867 cm⁻¹など）の減少と、新たなCF, CF₂, CF₃バンド（700–770, 1000–1200 cm⁻¹）の出現を確認し、フッ素化層が形成されることが示されています。F₂の圧力が高いほどフッ素化バンドが増大し、CH由来ピークは消失に近づいています。AFMと合わせ、表面組成・厚み方向の変化をFTIRで定量化したフッ素ガスによる樹脂表面改質例です。

短側鎖型ペルフルオロスルホン酸膜（Aquivion C87-05）中のアンモニア輸送と分離性能を調べた研究です。純NH₃／N₂／H₂透過試験後の膜をFTIRで測定し、NH₃残存や膜骨格への影響を解析しています。FTIRではスルホン酸基近傍のバンド変化から、NH₃のプロトン化・脱プロトン化や水和状態の変化を推定し、これが輸送挙動・選択性と対応することを示しています。樹脂の分解というよりは、アンモニアとの相互作用による局所構造変化の評価例です。