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分散安定化に向けてSP値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!

R&D支援センターセミナー

       開催日時:2016年6月29日(水)10:30~16:30
       会  場:江東区産業会館 第2会議室  → 会場へのアクセス 
       参 加 費:49,980円(税込、昼食・資料付)

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

定 員

 30名

受講対象・レベル

 電子材料,塗料,インク,化粧品,プラスチック、成形加工メーカなどの研究開発・生産製造・品質管理に携わる方

習得できる知識

 ・SP値の由来と求め方,特に粒子表面のSP値の測定法
 ・粒子の表面エネルギーや表面張力,および酸塩基度の測定と活用
 ・有機溶媒/樹脂中における立体反発力による分散安定化機構
 ・溶媒や高分子分散剤・界面活性剤の選定におけるSP値の活用
 ・樹脂中のフィラーの分散化・表面改質のための添加剤の選択指針

趣 旨

 有機溶媒や樹脂中,また高塩分濃度の水中等では,ゼータ電位による分散安定化は期待できず,湿潤剤や分散剤の添加,あるいは粒子の表面処理が必須です。溶解度パラメータ(以下,SP値)は元々溶媒間の相溶性の尺度ですが,Hansenによる拡張SP値,いわゆるHSP値を採用すれば,溶媒だけでなく添加剤や粒子表面にも適用できて,スラリー・ペースト中の粒子のぬれ性や安定性を図る上で欠かせないツールになります。
 本講では,特に粒子表面および溶媒や添加剤のSP値(HSP値)を軸に,SP値とルーツを同じくする表面エネルギー(表面張力)や酸塩基度などを合わせて,溶媒や粒子表面に合わせた湿潤剤・分散剤の選択,および粒子の表面処理に対して,これらの指標を総合的にどう活用すればよいか,またその適用限界はどこか,多くの実例を踏まえて初歩から解説します。

プログラム

1.はじめに 
  1.1 分散系の性質
   1.1.1 微粒子・ナノ粒子分散系の凝集の原因
   1.1.2 粒子間に働く引力と反発力の原因と特徴
  1.2 微粒子の分散安定化工程における分散不良の原因
   1.2.1 スラリー・ペーストの分散安定化工程
   1.2.2 ぬれ,安定化,撹拌・混練工程における分散不良の原因

2.分散系における熱力学とSP値
  2.1 分散系の熱力学
  2.2 SP値を決める相互作用パラメータと分子間力
  2.3 SP値の考え方
   2.3.1 HildebrandのSP値
   2.3.2 HansenのSP値(HSP値)

3.SP値の求め方
  3.1 溶媒および樹脂のSP値・HSP値の求め方
   3.1.1 樹脂の溶解実験による測定とHansen球・Teas線図の利用
   3.1.2 原子団寄与法(GCM)による計算とHSP値の計算用ソフトの紹介
  3.2 粒子表面のSP値・HSP値の求め方
   3.2.1 凝集沈降実験による測定
   3.2.2 ぬれ張力や接触角による測定
   3.2.2 逆相ガスクロマトグラフィー(IGC)による測定

4.微粒子のぬれ・分散化のためのSP値の活用
  4.1 微粒子表面のぬれ・分散化におけるSP値の活用
   4.1.1 ぬれ性と接触角
   4.1.2 ぬれ性のSP値・HSP値による評価と溶媒選択例
  4.2 表面自由エネルギーによるぬれ性の評価
   4.2.1 表面張力と表面エネルギーの分散項成分と極性項成分
   4.2.2 表面エネルギーに基づく溶媒の選択法
   4.2.3 接触角および表面張力・粒子の表面エネルギーの測定法

5.微粒子の安定化のためのSP値の活用
  5.1 高分子分散剤の構造と働き
   5.1.1 分散剤の相溶性・吸着性と最適構造
   5.1.2 SP値から見た分散剤の良溶媒と貧溶媒
   5.2.2 溶媒・分散剤のSP値と立体反発力の関係および実例
  5.2 高分子分散剤の吸着特性と酸塩基性
   5.2.1 高分子の吸着等温線
   5.2.2 SP値と酸塩基性で見る吸着作用と実例
   5.2.3 粒子表面・分散剤の酸塩基度の測定
  5.3 高分子分散剤の開発動向
   5.3.1 高分子分散剤の吸着形態と開発動向
   5.3.2 分散剤の選び方・使い方およびスラリー・ペースト調製手順

6.微粒子の分散化のための表面改質法
  6.1 表面改質の物理的・化学的方法
  6.2 界面活性剤の用途とHLB値
   6.2.1 界面活性剤の種類と用途
   6.2.2 HLB値の求め方,およびSP値との関係
   6.2.3 界面活性剤による表面改質・分散安定化と実例
  6.3 カップリング反応法による表面改質と応用例
  6.4 グラフト重合による反応過程と応用例

7.SP値や表面エネルギーによる改質評価と応用例
  7.1 SP値による改質評価と実例
   7.1.1 複層塗装への応用
   7.1.2 高熱伝導性ポリマーコンポジットにおける凝集制御
   7.1.3 Hansen球/Teas線図によるフィラーの改質評価とポリマーコンポジット調製  
  7.2 表面自由エネルギーによる改質評価と実例
   7.2.1 低誘電膜のプラズマ表面処理への適用
   7.2.2 樹脂中のカーボンブラックの付着性評価への応用例
   7.2.3 非相溶性ポリマーブレンド中のフィラーの配向性評価
  7.3 酸塩基度による改質評価と応用例
   7.3.1ナノセルロースコンポジットにおける応用
   7.3.2 高濃度スラリー調製への応用

8.まとめ

◇ 質疑応答(日頃の疑問・トラブル・技術開発相談にお応えします)◇