SP値・HSP値 (溶解度パラメータ) の基礎と微粒子の分散安定化への活用術

微粒子の分散安定化に向けてSP値・HSP値(溶解度パラメータ)を

どのように活用すればよいか? 事例を踏まえて基礎から解説!


講師


山口大学 名誉教授 工学博士 大佐々 邦久 氏

【専門】
化学工学,微粒子工学


受講料


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習得できる知識


・SP値・HSP値の基礎とその求め方
・微粒子分散系のぬれ・分散安定化機構
・ぬれ・分散化のための分散剤選択と表面改質法
・微粒子分散系の安定性評価法


趣旨


 溶解度パラメータ(SP値)の基本は、“Like attracts like”、「似たもの同士は引き合う」にあります。すなわちSP値の近い物質同士ほど、よく溶け合い、よく付き、よくぬれ・分散します。特にHansenの提唱したHSP値は、異種物質間の溶解性のみならず、微粒子のぬれ・分散性や付着性の評価にまで拡張できますから、様々な工業分野で不可欠のツールです。
 本講では、先ず微粒子分散系の調製工程における問題点およびSP値・HSP値の由来とその求め方を説明します。次いで粒子間相互作用の考え方をもとに、どう溶媒/樹脂や分散剤を選び、粒子の表面改質を行えばよいか、SP値・HSP値を軸に、その兄弟分の表面エネルギーや酸塩基度なども活用し、多くの事例を踏まえ初歩から分かりやすく解説します。


プログラム


1.微粒子分散系の調製と問題点
 1.1 微粒子分散系の調製工程と不安定要因
 1.2 微粒子分散系の問題点

2.SP値・HSP値の基礎
 2.1 ギブスエネルギーと相互作用( χ )パラメータ
 2.2 HildebrandのSP値とHansenのSP値(HSP値)
 2.3 相互作用距離(HSP距離)とHansen球(Teas線図)

3.化合物のSP値・HSP値の計算と測定法
 3.1 原子団寄与法による計算
  3.1.1 Fedors法
  3.1.2 van Krevelen & Hoftyzer法
  3.1.3 Hoy法
  3.1.4 Stefanis & Panayiotou法
  3.1.5 HSP値計算用ソフトウェアHSPiPとその利用
 3.2 溶解・膨潤性を利用した測定
  3.2.1 濁点滴定法
  3.2.2 Hansen法(Hansen球法、二成分グラジエント法、拡張Hansen法など)
  3.2.3 粘度法(滴重法、固有粘度法)
  3.2.4 インバースガスクロマトグラフィー(IGC)法

4.粒子表面のSP値・HSP値の測定
 4.1 凝集沈降法
  4.1.1 重力/遠心加速下での分散濃度法
  4.1.2 多重散乱による沈降速度測定
  4.1.3 凝集粒子径法
 4.2 IGC法

5.ぬれ・分散化のためのSP値・HSP値/表面エネルギーの活用法
 5.1 SP値・HSP値の活用法
  5.1.1 接触角/ぬれ張力とSP値・HSP値との関係
  5.1.2 Hansen球によるぬれ・分散性評価と溶媒選択
 5.2 表面張力/表面エネルギーの活用法
  5.2.1 Young-Dupreの式と付着仕事・界面張力
  5.2.2 表面張力/固体の表面エネルギーと成分分け
  5.2.3 ぬれの三形態とwetting envelopeによる溶媒・樹脂の選択
 5.3 表面張力/表面エネルギーとその成分項の測定法
  5.3.1 表面張力と成分項の測定 
  5.3.2 接触角法による表面エネルギーと成分項の測定
  5.3.3 IGC法による表面エネルギーと成分項の測定

6.安定化のためのSP値・HSP値の活用法
 6.1 静電反発作用による安定化
  6.1.1 van der Waals引力とHamaker定数
  6.1.2 拡散電気二重層とゼータ電位の測定
  6.1.3 ヘテロ系における静電反発作用
  6.1.4 高濃度系における多体効果と静電反発作用
 6.2 立体反発作用による安定化
  6.2.1 浸透圧効果・体積制限効果と立体反発ポテンシャル
  6.2.2 非水系における溶媒効果
  6.2.3 濃厚系における高分子ブラシを用いた立体安定化

7.分散安定化のための分散剤の選択と表面改質法
 7.1 高分子分散剤の働きと選択指針
  7.1.1 分散剤の共重合体構造と吸着形態
  7.1.2 HSP値による相溶鎖の伸張性評価と溶媒選択
  7.1.3 吸着鎖の酸塩基性とその測定法 
  7.1.4 分散剤の最適添加濃度と枯渇現象
 7.2 界面活性剤を用いた表面改質と分散安定化
  7.2.1 界面活性剤の種類・構造
  7.2.2 親水性/親油性バランス(HLB値)とその求め方
  7.2.3 界面活性剤の吸着形態と表面改質
  7.2.4 界面活性剤の自己組織性と分散安定化
 7.3 分散安定化のための物理・化学的表面改質と評価法
  7.3.1 物理および化学的表面改質法
  7.3.2 SP値・HSP値による改質評価と事例
  7.3.2 表面エネルギーによる改質評価と事例
  7.3.4 酸塩基性による改質評価と事例

8.微粒子分散系の安定性評価法
 8.1 フロック径法(顕微鏡画像処理、粒度ゲージ、超音波減衰分光)
 8.2 凝集・沈降法(多重散乱、界面沈降速度、沈殿体積)
 8.3 レオロジー法(流動曲線、チキソ性、動的粘弾性)

 キーワード プラスチック,ゴム,ポリマー,表面エネルギー,分散剤,表面改質,研修,講習会