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リモネン／エチレングリコール系を用いた発泡ポリスチレンのセミケミカルリサイクル法による無機物との複合体粒子の調製の可能性が検討された．無機粉末として二酸化チタンとマグネタイトが添加された．結果として，被覆型複合体粒子が調製されること，固体粉末の付着率は連続相のpH＝7で最大となること，などが分かった．このことより，付加価値の高い複合体資材が低環境負荷型リサイクルプロセスにより調製できることが示唆された．

ポリマーと古紙繊維との複合体粒子が化学粉砕法により調製された.古紙繊維として, 新聞紙繊維が利用された.また, 廃ポリマーとして懸濁重合により生成されたポリスチレンビーズが採用された.実験では, 繊維のポリマー溶液相への親和性を調節するために, 繊維を予め二, 三種類の処理剤により処理した.調製された複合体粒子の機械的強度は, 繊維の添加によって向上した.また, 処理剤濃度には最適値が存在することが分かった.

懸濁安定剤としてリン酸三カルシウム粉末 (TCP) を使用して, スチレンの懸濁重合を実施した.そして, TCPに2, 3の界面活性剤を吸着させることにより連続水相中における帯電特性を変化させ, ポリマー粒子径に及ぼす影響を検討した.ζ電位0mV付近において, TCPは凝集したが, ポリマー上滴表面への付着量は増加した.結果として, 粒径が小さく, 均一性の高いポリマー上粒子が生成された.

スチレンの懸濁重合が往復動撹拌方式を採用して実施された.実験では, 翼幅の異なる4種類の撹拌翼を使用し, 重合過程におけるポリマー滴径の経時変化や最終ポリマー粒子径分布に及ぼす影響を検討するとともに, 一方向撹拌方式の結果と比較した.往復動撹拌方式では, 一方向撹拌方式と比べてポリマー滴の合一が抑制され, 結果として小さく, かつ, 均一性の度合いが高いポリマー粒子が生成された.また, 往復動撹拌方式は, 粒径を広範囲に変化させることができた。

スチレンの懸濁重合が懸濁安定剤としてリン酸三カルシウムと懸濁安定助剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ソーダを使用して実施された.重合過程における撹拌速度の段階的低下と連続的低下が最終粒径分布にどのような影響を及ぼすかについて検討された.滴径の経時変化, 最終粒径分布そして最終平均粒径は, 撹拌速度を低下させる度合と重合率によって著しく影響された.重合率の0から0.45の範囲において, 三回の低下が最も粒径の均一なポリマー粒子が生成されることが分かった.

スチレンの懸濁重合が懸濁安定剤としてリン酸三カルシウムを使用して実施された.懸濁安定剤の分割添加の粒子径分布に及ぼす影響が主に検討された.滴径の経時変化, 最終粒子径分布そして最終平均粒径は, 懸濁安定剤を添加する重合率によって強く影響された.重合率0.45と0.65での懸濁安定剤の分割添加は, 最も均一な粒径のポリマー粒子を生成することがわかった.

マグネタイト粉末によって均一に被覆されたポリスチレンビーズが懸濁重合によって生成された。関与する液体に対する濡れ特性が同程度であるマグネタイト粉末の大きさと, その添加量が段階的に変えられ, 複合体粒子の粒径分布, 平均粒径, 収率等に及ぼす影響が検討された.マグネタイトの付着率の測定と電子顕微鏡観察から, マグネタイト粉末の有効占有面積と, 機械的保護層の厚さが複合体粒子の粒径を支配していることがわかった.

セミケミカルリサイクルを利用して廃ポリマーとマグネタイト粉末との複合体粒子の調製を試みた.実験では, 廃ポリマーとしてポリスチレンが, 溶媒としてジクロロメタンが, また, 固体粉末としてマグネタイトがそれぞれ採用された.この溶液が分散相として連続水相中で微小滴化された.低い撹拌速度と溶媒除去温度では, 良好な被覆型複合体粒子が生成された.一方, 撹拌速度と溶媒除去温度が高くなると, 分散系は不安定になり, 複合体粒子は生成されなかった.

Suspension polymerization of styrene was performed with a forward-reverse mixing method. Size distributions and mean sizes of polymer particles formed under various operating conditions were measured.The results were compared with those obtained by conventional mixing and it was found that forward-reverse mixing gave polymer particles of more uniform size.

攪拌槽とドラフトチューブの器壁への固体粒子の付着に関する実験が実施された.モデル固体粒子としてポリスチレンビーズが採用された.邪魔板に代わりドラフトチューブを設置することにより, 槽壁への付着は大幅に抑制された.しかしながら, ドラフトチューブの外壁への付着は槽壁の付着より多く, かつ, ドラフトチューブの内壁より極めて多くなっている.攪拌速度の増加につれて, 反応槽とドラフトチューブの器壁への付着量は増加し, 1×104～1.5×104のレイノルズ数で最大に到り, その後は減少した.さらに, 翼浸漬位置H=0.5とドラフトチューブ長Hd=0.59で付着量は最少となった.

スチレンの懸濁重合において・滴径とポリマービーズの粒径分布や平均粒径に及ぼす翼浸漬位置の影響を実験的に検討した.滴径はインペラー領域と循環領域で測定された.懸濁安定剤としてポリビニルアルコールが使用された.そして次のような結果が得られた.1) 滴径は翼浸漬位置が液表面に近い程大きい.2) 滴径の翼浸漬位置による相違は攪拌速度と懸濁安定剤濃度が増加するにつれて小さくなる.3) ポリマービーズの粒径は翼浸漬位置の0.5, 0.75, 0.25の順で大きくなる.4) ポリマービーズの翼浸漬位置による相違は攪拌速度と懸濁安定剤濃度が増加するにつれて小さくなる.5) ポリマービーズの粒径分布は翼浸漬位置H=0.5で最もシャープになる.

スチレンの懸濁重合において, 攪拌槽型反応器の邪魔板と槽壁へのポリマーの付着が測定された.懸濁安定剤としてポリビニルアルコールが使用された.そして次のような点が明らかとなった.1) 付着速度は重合の進行とともに増加し, 反応開始後約3時間で最大に到達する.2) 付着速度の経時変化の様相はスチレンの懸濁重合における液滴の合一速度の経時変化と同じである.3) 高粘性流体の添加による連続相粘度の増加は付着を減少する.4) 懸濁安定剤濃度の増加は付着を減少する.5) 全付着量の80%以上が反応開始後4時間で付着する.6) 付着量は3.0×104と3.6×104の間の攪拌レイノルズ数に対して最少となる.7) 付着量はインペラーが液表面に近い程多い.

自由液表面からの気体の巻き込みと巻き込まれた気泡の定常分散が開始される攪拌速度が翼形状, 邪魔板枚数翼位置, 液深, 槽径, 表面張力のような因子を変化させることによって, また, ドラフトチューブを設置することによって測定された.検討されたすべての翼 (6枚羽根デスクタービン, 4枚羽根角度付ファンタービン, 3枚羽根プロペラ) に対して, 邪魔板の設置とその枚数の増加は気体巻き込み攪拌速度を増加した.4枚邪魔板条件に対して, 次のような実験式を得た.Nre2di/g=A (σ/σ0) 3.6 (di/DT) -3.6 (hL/DT) c (hL-hi/hL) dここで, A, c, dは翼形状に依存している.デスクタービンを除く翼に対して, ドラフトチューブの設置とその長さを長くすると気体巻き込み攪拌速度を増加した.さらに, 邪魔板とドラフトチューブを同時に設置するとすべての翼に対して気体巻き込み攪拌速度を増加することがわかった.

フェライト粉末で均一に覆われたポリスチレン粒子が懸濁重合によって調製された.フェライト粉末は濡れ特性を変えるために, シランカップリング剤により処理された.段階的に変えられた操作条件は, フェライト粉末の添加量, 粉末とスチレンモノマーとの間の接触角, そして撹拌速度である.粒径分布, 平均粒径, 分散度, 収率そして付着強度のような複合粒子のいくつかの特性に及ぼす操作条件の影響が検討された.さらに, 接触角によって, フェライト粉末が粒子表面にどのように付着するのかを検討するために, 複合粒子の表面と断面の顕微鏡写真観察が実施された.

液液分散実験がループ型反応器を使用して実施された.実験では, 反応器で生成される液滴の滴径分布と平均滴径が測定された.そして, 生成される液滴の滴径分布は対数正規分布であり, 平均滴径は攪拌時間とともに指数関数的に減少することがわかった.また, ループ型反応器における循環領域では液滴の合一も分裂も実質起こらないと思われた.したがって, 滴径分布あるいは平均滴径はインペラー領域のエネルギー消散速度に強く依存していることがわかった.定常状態に到達するに必要な最小時間はインペラー領域におけるウエーバー数の0.3乗に比例した.