微粒子分散ラジカル重合の基礎と重合速度およびポリマー粒子径/分布の制御

講師

福井大学 学術研究院 工学系部門 材料開発工学分野　准教授　鈴木 清 氏

【研究内容・専門】
高分子反応工学
乳化重合などの微粒子分散系ラジカル重合の動力学及び高分子微粒子調製
【著書】
[1] 各種微粒子調製方法と製品応用～実際の製造・評価事例とプロセス技術～
　鈴木 清, 埜村 守　／　(分担執筆）第1章第１節乳化重合 第1・2項
　情報機構,  3-29 (2007.1)
[2] 微粒子・粉体の最先端技術
　鈴木 清, 埜村 守　／　(分担執筆）第1章第2節 拡張する変則乳化重合,
　シーエムシー,  14-22 (2000.11)

受講料

48,600円 ( S&T会員受講料 46,170円 )
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得られる知識

乳化重合や懸濁重合などの微粒子分散ラジカル重合において、高分子生産速度と高分子粒子の平均径を目的の値に制御するために、どのように研究開発すれば良いのかが分かります。

趣旨

　本講座では乳化重合などの微粒子が分散した系でのラジカル重合における高分子製造速度、すなわち重合反応速度と、生成される微粒子の直径およびその分布を制御するための基本的な考え方を解説します。
　乳化重合などの、微粒子が分散した系でのラジカル重合では、高分子(樹脂)製造速度が、塊状重合や溶液重合などの均相系重合に比べて高くなる場合が多く、大量生産に有効です。また高分子の微粒子が分散したラテックスを直接得ることができます。特に最近は機能性物質や薬剤を内包したマイクロカプセルなど機能性微粒子材料を得るための方法として利用されつつあります。
　微粒子の直径およびその分布を制御することで高分子微粒子の機能性を高めることが可能になるかもしれません。

プログラム

１．微粒子を形成するラジカル重合の分類と反応時の系の状態変化
　1.1 懸濁重合とミニエマルション重合
　1.2 分散重合とソープフリー乳化重合
　1.3 乳化重合とマイクロエマルション重合
　　～期間I、II、IIIと粒子数およびモノマー濃度の経時変化

２．微粒子分散系ラジカル重合における重合速度の定式化と制御
　2.1 重合速度の表記法
　2.2 モノマー滴や高分子微粒子の大きさが重合速度に及ぼす影響
　2.3 含まれる素反応と物質移動現象
　2.4 重合速度の理論的導出方法と近似解
　2.5 粒子内平均ラジカル数の挙動とそれが意味するもの
　2.6 重合速度の制御方針

３．生成粒子数と粒子直径の制御（約1ミクロン以下）
　3.1 粒子数と粒子直径の関係
　3.2 モノマーおよび乳化剤の性質による粒子数の開始剤濃度、乳化剤濃度、モノマー仕込量への依存性の差異
　3.3 上記依存性の理論的解釈
　3.4 粒子径分布を狭くするための方針

４．懸濁重合・ミニエマルション重合における粒子径制御（1ミクロン以上）
　4.1 攪拌法・攪拌条件と液滴調整法(マイクロチャネル法も)
　4.2 分散安定化の方法(分散安定剤とハイドロホーブ)
　4.3 転相乳化とその利用

５．乳化重合とその応用法における粒子径制御
　5.1 マイクロエマルション重合（要望があれば、重合速度と粒子径分布の推算方法も）
　5.2 ソープフリー乳化重合による粒子径分布の狭い粒子の形成
　5.3 その他(分散重合、シード重合など)

 □ 質疑応答 □

＊以下の内容は、当日ご参加の皆様の聴講目的をお伺いさせて頂いた上で、ご要望がありましたら解説致します＊

■数値シミュレーションによる重合率の時間変化の予測
 ・ 粒子内モノマー濃度
 ・ 粒子発生
 ・ シミュレーション結果の具体例
 ・ 共重合の取り扱い