オロト酸をフッ素ガスを用いて直接フッ素化し,ついで得られたトフルオロオロト酸を脱炭酸する二段反応工程からなる5-フルオロウラシルの新規合成法にっいて検討した。
フッ素化反応を効率よく行なうには,溶媒は重要な役割を果すので,これについて検討した。その結果,それ自体還元性の物質でありフッ素ガスのような強い酸化力を有するフッ素化剤を用いる反応の溶媒として用いられた例のないギ酸が溶媒としてもっとも有効であることを見いだした.また反応を円滑に行なうには7～15wt%の水を含むギ酸を使用することが必要であることがわかった。本溶媒中,-5～10℃の反応温度でオロト酸とフッ素ガスを反応させることにより5-フルオロ-6-ヒドロキシ-5,6-ジヒドロオロト酸が生成し,これは100℃で加熱することによりほぼ定量的に水を脱離して5-フルオロオロト酸に変換され,その収率は70%以上であることがわかった。フッ素化反応で得られた5-フルオロオロト酸の脱炭酸方法について検討した結果,水中で5～7atmの加圧下に150℃ 以上で加熱することにより90%の収率で5-フルオロウラシルが得られることがわかった。

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ポリエチレンをフッ素ガス処理 (処理条件: ガス濃度10%, 10h, 室温) すると耐熱性, 耐酸化性のフッ素化ポリエチレンが作成される. このフッ素化ポリエチレンを部分放電し, 部分放電10時間までカルポニル基が生成せず, 重量の変化もなく, 耐放電性であることを明らかにした。カルボニル基が生成しても30時間放電の量は, 未処理の5時間に相当し, 6倍の放電時間まで耐放電性が改善されていることを見いだした. ESCAにて処理条件と結合エネルギーの関係について調べた. フッ素の結合量は, ガス濃度, 時間, 温度を調整することにより変化し, ポリエチレンの特性を持ったフッ素化ポリエチレンの作成が可能である. 微細ポリエチレンをフッ素処理し, この試料でケーブルなどを作成することにより, 耐放電性ケーブルができる. X線回折, 赤外分析による結晶化度を調べ部分放電との関係も詳細に検討した.

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Analytical methods for fluorochemical engineering materials have been investigated using spectroscopic and other techniques. Since almost all fluorochemicals are chemically stable, nondestructive analytical methods such as nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR), Raman spectroscopy, and X-ray fluorescence spectroscopy (XRF) were mainly used. In some cases, the decomposition of the C-F bonds of fluoroorganic compounds to fluoride ion and derivatization to a volatile fluoride were examined to determine fluorine content. Analytical methods have been also studied to determine the structures and quantities for the main and side components of some typical organic and inorganic fluoromaterials such as tetrafluoroethylene copolymers and fluorine doped quartz glasses. Moreover, simple structural determination methods for fluoroorganic compounds such as freons (CFCs) were established using ¹³C-¹⁹F INEPT and ¹⁹F-¹⁹F COSY NMR where complex couplings are eliminated.

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The functions required for membranes in separation processes were elucidated from the industrial point of view and then the application of the membranes composed of various functional materials was briefly summerized. For industrial uses the stability of the membranes under actually used conditions is very important as well. Compared with hydrocarbon type membranes, fluorocarbon type membranes developed recently are so stable that they meet the severe requirement for industrial uses. The synthesis, properties and applications of perfluorinated cationexchange membranes were reveiwed. In recent application, this type membrane has been widely used in the brine electrolysis where it is exposed to chlorine and strong caustic at high temperatures. A perfluorinated anion-exchange membrane whose development was more recently announced was touched upon in a few words.

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ベンゼンスルホン酸類とNaCl混合溶液の脱塩,および,2成分溶液中におけるイオン交換膜の電気抵抗とイオン交換平衡の測定を行ない,ベンゼンスルホン酸およびそのメチル置換体類の膜透過性について検討した。
ベンゼンスルホン酸類の塩化物イオンに対する選択透過性は無次元操作数,Stanton数(St)で整理できた。選択透過係数はStanton数が増加するにつれて減少して,それぞれ一定値になり,かつ,メチル置換基が増加するにつれて選択透過性は小さくなった。一方,選択透過性に対して膜の特性が支配的となる領域で,イオン交換平衡と単成分溶液中における膜の電気抵抗から求めた膜内易動度比より推算した選択透過係数は,脱塩実験から得られた値の1/10～1/20であった。これは,ベンゼンスルホン酸類とくらべて膜内移動性の大きな塩化物イオンの膜内分率が高いために,膜内における移動性の小さなベンゼンスルホン酸類の移動性が増加したためであり,1成分系のときと比較して膜内における易動度比(u_ABS-/u_c1-)が増加したためと考えられた。

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粒状イオン交換樹脂とイオン交換樹脂膜とに関する最近の理論の進歩について述べる。樹脂は普通均質ゲル構造模型をとると考えられるので,ドナン膜平衡を適用してイオン交換平衡を考察し,選択係数および分離係数が導かれた。しかし別の構造をもつ巨大網状構造型イオン交換樹脂が出現した。イオン交換膜を通しての物質輸送に不可逆過程の熱力学を適用して統一的解釈を与えることができ,古典的なNernst-Planckの式も導きうることを示した。膜における同符号イオン間の選択透過性,弱酸および弱塩基の透過性について知見が得られ,さらに濃度分極現象を基礎とするイオン交換膜の界面現象の解明についてすぐれた研究が行なわれ,中性かく乱現象,陽および陰イオン交換膜を重ねた複合膜の整流作用,および膜を用いた発振作用の発見など重要な知見を加えることができた。

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The recovery of chromate ions from dilute solutions in low voltage electrolysis has been investigated in relation to the effects of diaphragm components and applied voltages. Mixtures of SiO₂ and Al₂O₃ powders and several kinds of porous refractory tubes were used as diaphragm materials. A netlike cathode was used in close contact with the diaphragm in order to remove the chromate ions quickly out of the cathode solution as they were formed. The chromate concentration in the cathode solution decreased logarithmically to the lower limit when the voltage of more than 6 volts was applied. The chromate ion elimination rates increased parabolically in the range of 6-20 volts but were not affected appreciably by the voltage more than 20 volts. The rates were independent of the diaphragm component in the Al₂O₃ range of 0-60% but decreased with increasing ratio of more than 60% Al₂O₃. The lower limit of chromate concentration was less than 3ppm for diaphragms consisting of less than 60% Al₂O₃ and increased with increasing Al₂O₃ content of more than 60%. Chromate ions can be thus recovered electrolytically from dilute solutions in a short time by use of the diaphragm containg more than 40% SiO₂ and in the range of 20-30 volts.

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ベンゼソを種々の過酸化ペルフルオロアルカノイル (C_nF_2n+1(CO) OO(CO)C_nF_2n+1;n=1, 3, 4, 6, 8) でフルオロアルキル化し, さらにスルホン化してフルオロアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩 (C_nF_2n+1C₆H₄SO₃Na;Jn=4, 6, 8) を台成した。合成したアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩は優れた表面張力低下能を示し, フルオロアルキル鎖長の増加に伴い到達最低表面張力値は低下した (60℃で, n=4の場台, 32.8 (mN/m);n=6の場合, 19.5 (mN/m);n=8の場合, 15.5 (mN/m)) 。また, ミセル内部の微視的極性はフルオロアルキル鎖長の増加に伴い低下した。さらに, フルオロアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩の濃厚水溶液において, 液晶 (ラメラ相) が生成した。

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