JP5955247B2 - 放射性セシウムの除去方法及び放射性セシウム除去用の親水性樹脂組成物 - Google Patents
放射性セシウムの除去方法及び放射性セシウム除去用の親水性樹脂組成物 Download PDFInfo
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Description
<イオン交換順位>
セシウム(Cs)>ルビジウム(Rb)>NH4>バリウム(Ba)>ストロンチウム(Sr)>ナトリウム(Na)>カルシウム(Ca)>鉄(Fe)>アルミニウム(Al)>マグネシウム(Mg)>リチウム(Li)
製造例2で使用したと同様の反応容器中に、製造例2で使用したポリジメチルシロキサンジアミン(分子量3,880)5部、ポリエチレングリコール(分子量2,040)145部及び1,3−ブチレングリコール8部を、74部のトルエン及び197部のMEK混合溶剤中に溶解した。そして、60℃でよく撹拌しながら、42部の水素添加MDIを100部のMEKに溶解したものを徐々に滴下した。滴下終了後、80℃で6時間反応させて、本発明で規定する構造を有する親水性ポリウレタン−ポリウレア樹脂溶液を得た。
上記で得た樹脂溶液は、固形分35%で200dPa・s(25℃)の粘度を有していた。また、この溶液から形成した親水性樹脂製フィルムは、破断強度が14.7MPa、破断伸度は450%、熱軟化温度は90℃であった。
製造例1で使用したと同様の反応容器を窒素置換し、平均分子量約2,000のポリブチレンアジペート150部と1,4−ブタンジオール15部とを、250部のDMF中に溶解した。そして、60℃でよく撹拌しながら、62部の水素添加MDIを100部のMEKに溶解したものを徐々に滴下した。滴下終了後、80℃で6時間反応させた後、MEK71部を加え、比較例で用いる非親水性樹脂溶液を得た。
上記で得た樹脂溶液は、固形分35%で320dPa・s(25℃)の粘度を有していた。また、この樹脂溶液から得られた非親水性樹脂製フィルムは、破断強度が45MPa、破断伸度が480%であり、熱軟化温度は110℃であった。
製造例1とで使用したと同様の反応容器に、平均分子量約2,000のポリブチレンアジペート150部と、ヘキサメチレンジアミン18部とを、DMF200部に溶解した。そして、内温を20〜30℃でよく撹拌しながら、60部の水素添加MDIを100部のMEKに溶解した溶液を徐々に滴下した。滴下終了後、80℃で6時間反応させた後、MEK123部を加え、比較例で用いる非親水性樹脂溶液を得た。
上記で得た樹脂溶液は、固形分35%で、250dPa・s(25℃)の粘度を有していた。また、この樹脂溶液から形成した親水性樹脂製フィルムは、破断強度が14.7MPa、破断伸度が450%であり、熱軟化温度は121℃であった。
製造例1〜5で得た各樹脂溶液と、粘土鉱物(主成分:モンモリロナイト、商品名「クニピア」、クニミネ工業(株)製)とを、表2に示した配合(質量基準で表示)で高密度アルミナボール(3.5g/ml)を使用して、ボールミルにて24時間分散した。そして分散後の内容物を、ポリエステル樹脂製の200メッツュのふるいを通して取り出して、樹脂溶液中に粘土鉱物が分散されてなる各樹脂組成物を得た。
(樹脂フィルムの作製)
上記した実施例1〜3及び比較例1、2で得た各樹脂組成物をそれぞれ用い、下記のようにして各樹脂製フィルムを作製した。具体的には、離型紙上に、上記各樹脂組成物を塗布した後、110℃で3分加熱乾燥して溶剤を揮散させて、約20μmの厚さの各樹脂製フィルムを作製した。次に、このようにして得た各樹脂製フィルムを用い、以下の項目を評価した。
実施例及び比較例の各樹脂組成物で形成した各樹脂製フィルムについて、それぞれフィルム面同士を重ね合わせた後、0.29MPaの荷重を掛け、40℃で1日放置した。その後、重ね合わせたフィルム同士のブロッキング性を目視で観察し、以下の基準で評価した。
○:ブロッキング性なし
△:僅かにブロッキング性あり
×:ブロッキング性あり
実施例及び比較例の各樹脂組成物で形成した厚さ20μmの各樹脂製フィルムを、縦5cm×横1cmの形状に切り、25℃の水中に12時間浸漬し、浸漬フィルムの縦方向の膨張係数を測定し、耐水性を評価した。なお、膨張係数(膨張率)は、以下の方法で算出し、膨張係数が200%以下は○、200%超は×として、耐水性を評価した。得られた結果を表3に示した。
膨張係数(%)=(試験後の縦の長さ/試験前の縦の長さ)×100
実施例及び比較例の各樹脂組成物で形成した各樹脂製フィルムを用い、下記の方法で、液中のセシウムイオンの除去に対する効果を評価した。
評価試験用のセシウム溶液は、イオン交換処理した純水に塩化セシウムを、セシウムイオン濃度が100mg/L(100ppm)となるよう溶解し、調整した。なお、セシウムイオンが除去できれば、当然に放射性セシウムの除去ができる。
実施例1〜3の各親水性樹脂組成物で形成した樹脂製フィルム20gを、それぞれ、先に評価試験用に調製したイオン濃度100ppmのセシウム溶液100ml中に静置浸漬し(25℃)、経過時間毎に、溶液中のセシウムイオン濃度をイオンクロマトグラフ(東ソー製;IC2001)で測定し、得られた結果を表4に示した。表4中に、経過時間毎の溶液中におけるセシウムイオンの除去率を合わせて記載した。また、得られた経時変化の結果を図1に示した。
比較例1と比較例2の各非親水性樹脂組成物で形成した樹脂製フィルム20gを用いた以外は、実施例と同様にして、経過時間毎に溶液中のセシウムイオン濃度を測定し、その除去率を求めた。得られた結果を、実施例の場合と同様にして、表5と図2に示した。
Claims (7)
- 放射性廃液及び/又は放射性固形物中に存在する放射性セシウムを、親水性樹脂と粘土鉱物とを含んでなる親水性樹脂組成物を用いて除去処理する放射性セシウムの除去方法であって、
上記親水性樹脂組成物は、親水性セグメントを20〜80質量%の範囲で有し、且つ、構造中の主鎖及び/又は側鎖にポリシロキサンセグメントを有する、親水性ポリウレタン樹脂、親水性ポリウレア樹脂、親水性ポリウレタン−ポリウレア樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種の親水性樹脂を含み、且つ、
該親水性樹脂100質量部に対して、少なくとも、粘土鉱物が1〜180質量部の割合で分散されてなることを特徴とする放射性セシウムの除去方法。 - 前記親水性セグメントが、ポリエチレンオキサイドセグメントである請求項1に記載の放射性セシウムの除去方法。
- 前記親水性樹脂が、少なくとも1個の活性水素含有基とポリシロキサンセグメントとを同一分子内に有する化合物を原料の一部として形成された樹脂である請求項1又は2に記載の放射性セシウムの除去方法。
- 前記粘土鉱物が、層構造を有する、パイロフィライト、カオリナイト、雲母、スメクタイト(モンモリロナイト)、バーミキュライトからなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1〜3のいずれか1項に記載の放射性セシウムの除去方法。
- 液中及び/又は固形物中の放射性セシウムを固定できる機能を示す親水性樹脂組成物であって、親水性樹脂と粘土鉱物とを含み、
該親水性樹脂が、有機ポリイソシアネートと、親水性成分である高分子量の親水性ポリオール及び/又はポリアミンと、少なくとも1個の活性水素含有基とポリシロキサンセグメントとを同一分子内に有する化合物とを反応させて得られた、親水性セグメントを20〜80質量%の範囲で有し、且つ、構造中の主鎖及び/又は側鎖にポリシロキサンセグメントを有する、親水性ポリウレタン樹脂、親水性ポリウレア樹脂、親水性ポリウレタン−ポリウレア樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種であり、且つ、
該親水性樹脂100質量部に対して、少なくとも、粘土鉱物が1〜180質量部の割合で分散されていることを特徴とする放射性セシウムの除去用の親水性樹脂組成物。 - 前記親水性セグメントが、ポリエチレンオキサイドセグメントである請求項5に記載の放射性セシウムの除去用の親水性樹脂組成物。
- 前記粘土鉱物が、層構造を有する、パイロフィライト、カオリナイト、雲母、スメクタイト(モンモリロナイト)、バーミキュライトの群から選ばれる少なくとも1種である請求項5又は6に記載の放射性セシウムの除去用の親水性樹脂組成物。
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