Kinetics of the interfacial curing reaction for an epoxy-amine mixture

Yamaguchi, Ko*; 川口 大輔*; 宮田 登*; 宮崎 司*; 青木 裕之; Yamamoto, Satoru*; 田中 敬二*

Physical Chemistry Chemical Physics, 24(36), p.21578 - 21582, 2022/09

https://doi.org/10.1039/D2CP03394A

A better understanding of the chemical reaction between epoxy and amine compounds at a solid interface is crucial for the design and fabrication of materials with appropriate adhesive strength. Here, we examined the curing reaction kinetics of epoxy phenol novolac and 4,4'-diaminodiphenyl sulfone at the outermost interface using sum-frequency generation spectroscopy, and X-ray and neutron reflectivity in conjunction with a full atomistic molecular dynamics simulation. The reaction rate constant was much larger at the quartz interface than in the bulk. While the apparent activation energy at the quartz interface obtained from an Arrhenius plot was almost identical to the bulk value, the frequency factor at the quartz interface was greater than that in the bulk. These results could be explained in terms of the densification and orientation of reactants at the interface, facilitating the encounter of the reactants present.

Elucidation of a heterogeneous layered structure in the thickness direction of poly(vinyl alcohol) films with solvent vapor-induced swelling

宮崎 司*; 宮田 登*; 浅田 光則*; 津村 佳弘*; 鳥飼 直也*; 青木 裕之; 山本 勝宏*; 金谷 利治*; 川口 大輔*; 田中 敬二*

Langmuir, 35(34), p.11099 - 11107, 2019/08

https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.9b01665

We investigated the swelling behaviors of poly(vinyl alcohol) (PVA) films deposited on Si wafers with water vapor, which is a good solvent for PVA for elucidating structural and dynamical heterogeneities in the film thickness direction. Using deuterated water vapor, structural and dynamical differences in the thickness direction can be detected easily as different degrees of swelling in the thickness direction by neutron reflectivity. Consequently, the PVA film with a degree of saponification exceeding 98 mol % exhibits a three-layered structure in the thickness direction. It is considered that an adsorption layer consisting of molecular chains that are strongly adsorbed onto the solid substrate is formed at the interface with the substrate, which is not swollen with water vapor compared with the bulk-like layer above it. The adsorption layer is considered to exhibit significantly slower dynamics than the bulk. Furthermore, a surface layer that swells excessively compared with the underneath bulk-like layer is found. This excess swelling of the surface layer may be related to a higher mobility of the molecular chains or lower crystallinity at the surface region compared to the underneath bulk-like layer. Meanwhile, for the PVA film with a much lower degree of saponification, a thin layer with a slightly lower degree of swelling than the bulk-like layer above it can be detected at the interface between the film and substrate only under a high humidity condition. This layer is considered to be the adsorption layer composed of molecular chains loosely adsorbed onto the Si substrate.

幌延深地層研究計画; 平成23年度調査研究成果報告

中山 雅; 天野 健治; 常盤 哲也; 山本 陽一; 大山 卓也; 天野 由記; 村上 裕晃; 稲垣 大介; 津坂 仁和; 近藤 桂二; et al.

JAEA-Review 2012-035, 63 Pages, 2012/09

JAEA-Review-2012-035.pdf:12.23MB

幌延深地層研究計画は、「地上からの調査研究段階(第1段階)」、「坑道掘削(地下施設建設)時の調査研究段階(第2段階)」、「地下施設での調査研究段階(第3段階)」の3つの段階に分けて実施されている。平成23年度は、「幌延深地層研究計画平成23年度調査研究計画」に従って、調査研究及び地下施設の建設を継続した。研究開発は従来通り、「地層科学研究」と「地層処分研究開発」に区分して実施した。具体的には、「地層科学研究」では、地質環境調査技術開発、地質環境モニタリング技術開発、深地層における工学的技術の基礎の開発、地質環境の長期安定性に関する研究という研究課題を設定し、「地層処分研究開発」では、人工バリアなどの工学技術の検証、設計手法の適用性確認、安全評価モデルの高度化及び安全評価手法の適用性確認という研究課題を設定している。本報告書はそれらを取りまとめたものである。幌延深地層研究計画の成果は、原子力機構における他の研究開発拠点での成果と合わせて一連の地層処分技術として、処分事業や安全規制に適宜反映していく。

釜石鉱山における岩盤浸透流解析に関する研究

下茂 道人*; 井尻 裕二*; 山本 肇*; 上村 佳司*; 山本 卓也*

PNC TJ1205 96-006, 97 Pages, 1996/03

PNC-TJ1205-96-006.pdf:6.15MB

釜石原位置試験第2フェーズでは、550mレベル坑道周辺の水理地質学な場の理解と既存の解析手法の適用性の検討を目的として、岩盤浸透流解析に関する研究を実施している。平成6年度は、不連続性岩盤に対する連続体モデル化手法の適用性の検討及び問題点の抽出と、原位置試験場周辺の水理地質構造の理解を求める目的で、第1フェーズで把握されていなかった水理境界の存在を考慮した3次元浸透流解析を実施した。その結果、不連続性岩盤に対する連続体モデルの適用上の問題点として、(1)岩盤中の透水性割れ目分布の不均質性の考慮、(2)水理境界のモデルの構築、が抽出された。そこで、今年度においては、(1)解析領域を割れ目ゾーンとその他の領域に分割し、マクロな透水係数の不均一性を考慮したモデル(割れ目ゾーンモデル)と、(2)亀裂分布の不均質性を考慮したモデル(等価不均質連続体モデル)による3次元浸透流解析を行うとともに、逆解析による透水係数の同定を行った。新しく導入した等価不均質連続体モデルでは、平均的な透水係数・異方性の情報だけでなく、原位置の透水性亀裂や透水係数の分布情報を反映することができる。解析結果によれば、原位置の調査・試験データを多く反映することにより、前年度の均質モデルで表現されなかった不均質な水理場をうまく説明し得ることが示された。さらに、逆解析によるモデルの改良を行うことにより、水圧・流量における計算値と観測値が定量的に良く一致した結果が得られた。

Initial results of helium ash experiment in the JT-60 lower divertor

中村 博雄; 飛田 健次; 平山 俊雄; 小出 芳彦; 新井 貴; 栗山 正明; 久保 博孝; 草間 義紀; 杉江 達夫; 杉原 正芳; et al.

Fusion Technology, 18, p.578 - 582, 1990/12

核融合炉実現のためには、DT反応で生じたヘリウム灰の空プラズマ中での含有量を5~10%に制御する必要がある。以上から、ヘリウム灰排気特性は、トカマク実験での重要な課題である。しかし、従来の実験は、DIIIにおけるジュール加熱プラズマのみである。本報告は、JT-60の下側ダイバータ配位で、5~18MWのNB加熱を行い、ヘリウム灰排気特性を調べた。ヘリウムの補給は、ガスパフの他に、核融合炉でのヘリウム灰発生分布を模擬して、ヘリウムNB入射による中心補給も行った。以上の結果、NB加熱時には、高電子密度放電を実施して、ヘリウムが高リサイクリングとなり、ダイバータ部ヘリウム圧力を高く出来、ヘリウム灰排気が楽になることが明らかとなった。

On the analysis of beam driven current in a tokamak

谷 啓二; 鈴木 正信*; 山本 新; 安積 正史

JAERI-M 88-042, 17 Pages, 1988/03

JAERI-M-88-042.pdf:0.52MB

軌道追跡モンテカルロ・コ-ドを用いてトカマク中でのNBIによるビーム駆動電流の解析を行った。その結果、粒子補足効果が非常に重要であることが示されている。

重水均質系の臨界実験と解析; 20%濃縮ウラン重水反射体

弘田 実彌; 黒井 英雄; 後藤 頼男; 古橋 晃; 安野 武彦; 山本 研; 三谷 浩; 大部 誠; 一守 俊寛; 小山 謹二; et al.

JAERI 1034, 50 Pages, 1962/08

JAERI-1034.pdf:3.64MB

水性均質臨界実験装置が建設され、20%濃縮ウランの硫酸ウラニル重水溶液に、重水反射体を付した系について一連の臨界実験が行われた。溶液中の重水分子とU原子の比は炉心の直径に依存し、3600から800の範囲にあった。これらの系において熱中性子スペクトルの空間依存性が、Luを使用して積分法により研究された。熱外中性子スペクトルの1/分布からのずれもまた、In, Au, Pd, Coを使用してカドミ比法により研究された。これらの系の理論的解析においては、速中性子の炉心からのもれ、及びもれと炉心での共鳴吸収との競争が重要な因子である。このため共鳴を逃れる確率が厳密に定義され、多群模型が使用され、群常数はGREULING GOERTZEL近似で計算されたスペクトルから決定された。理論的結果と実験的結果の間の一致は、摂動項を除外すれば満足なものである。すなわち、実効増倍率間の矛盾は1%以下であり、熱中性子束,In共鳴中性子束並びに速中性子束も理論的によく再現されている。炉心におけるカドミ比に関する一致は、炉心からの速中性子のもれが適切に取り扱われていることを示している。