ポリジメチルシロキサンーカーボンナノファイバー複合膜を通しての水蒸気とVOC蒸気の透過性

摘要

Composite membranes of polydimethylsiloxine (PDMS) and carbon nanofiber (CNF) were prepared. The properties of the membranes (contact angle, degree of swelling in solvent and mechanical strength) and the vapor permeation of n-hexane and water were measured. The contact angle of water on the membrane surface and mechanical strength of the membrane increased with an increase in the CNF content while the degree of swelling in n-hexane solution decreased. The water vapor permeation (P_(water)) across the membranes decreased with increasing CNF content due to the increase in hydrophobicity of the membrane surface. The n-hexane permeation (P_(n-hexane)) increased with increasing the CNF content until 3% CNF content, however, it decreased at more than 3%. The ratio of P_(n-hexane)/P_(water) for composite membrane containing 3% CNF was twice as large as that for PDMS membranes.%ポリジメチルシロキサン（PDMS）中にカーボンナノファイバー（CNF）を分散させることにより，PDMS-CNF複合膜を作製し，CNFの添加が膜強度や水に対する接触角などの膜特性に与える影響を調査した．さらに，複合膜を通したVOCsの一種のn-ヘキサンと水蒸気の気体透過性を測定することにより，これらの気体の透過性に及ぼすCNFの効果についても考察した．CNFを含有しないPDMS膜と比較してCNFを導入した複合膜では，n-ヘキサン溶液中に浸漬した際の膨潤度は減少した．また，CNF含有量の増加とともに膜表面の水に対する接触角は増加した．さらにCNFの増加にともない膜強度は増加した．複合膜を通した水蒸気の透過性を測定した結果，CNF含有量が多い膜ほど水蒸気の透過量は減少する傾向を示した．他方，膜を通したn-キサン蒸気の透過量はCNF含有量が3％までは増加したが，それ以上含有した膜では減少する傾向を示した．