有機溶媒 / ポリマー中の微粒子・ナノ粒子の分散安定化におけるSP値活用術

SP値 (溶解度パラメータ) は,溶媒/粒子/ポリマーの異種分散系における相溶性・分散性を評価する上で欠かせない指標ですが,実務面で必ずしも充分に活用されているとは言えません。 　本講演では,分散系のぬれ・分散安定化を左右するパラメータとして,SP値を軸に表面エネルギー (表面張力) や酸塩基性なども取り上げ,その上で溶媒および界面活性剤や高分子分散剤の選定法,ならびに粒子の表面改質法について平易に解説します。

1. はじめに
   1. 分散系の分散し難さの原因
   2. 分散系の性質に係わるパラメータ SP値,表面エネルギー (表面張力) ,酸塩基性,表面静電荷など
2. 混合系における熱力学
   1. Gibbsの混合自由エネルギー 混合エンタルピーと混合エントロピー
   2. 相互作用パラメータχとSP値との関係
      1. ポリマーの良溶媒と貧溶媒
      2. 相互作用パラメータとナノ粒子分散化
3. SP値の基礎
   1. 分子間・原子間結合エネルギー
   2. HildebrandのSP値
   3. HansenのSP値 (HSP)
4. 異種ポリマー混合系におけるSP値の活用
   1. ポリマーのSP値の求め方
      1. 濁点滴定による簡易測定法
      2. 溶解実験によるHSPの測定と溶解球の考え方
      3. 原子団寄与法 (GCM) による計算法
         • Fedors法
         • Krevelen・Hoftyzerの方法
   2. ポリマー系材料におけるSP値の活用
      1. マイクロカプセル調製における応用例
         • 相分離法
         • 液中乾燥法
      2. ポリマーブレンドにおけるSP値の利用
         • ポリマー相図と相互作用パラメータ
         • 塗装や膜調製への応用
5. 微粒子分散系におけるSP値の活用
   1. 微粒子表面のSP値の測定法
      1. 微粒子表面の性質
      2. 微粒子の浮上実験による簡易測定法
      3. 微粒子の凝集沈殿実験によるHSPの測定と分散球の考え方
      4. 逆相ガスクロマト (IGC) によるHSPの測定
   2. 微粒子を溶媒中に分散安定化させるために
      1. ぬれ・分散化における表面ネルギーおよびSP値の活用
         • 接触角とその測定法
         • Young・Dupreの式と拡張係数
         • 表面エネルギー (表面張力) とSP値との関係
         • 界面活性剤のHLB値とSP値との関係およびぬれ改善への応用
      2. 高分子分散剤による分散安定化
         • 立体反発作用による安定化におけるSP値の役割
         • 高分子分散剤および微粒子表面の酸塩基性と吸着機構
         • 高分子分散剤の開発動向および種類と選定法
   3. 微粒子をポリマー中に分散させるために
      1. マトリックス樹脂中のシリカの分散とHansenの分散球の利用
      2. 高熱伝導材料中のカーボンの凝集・分散制御におけるSP値の利用
      3. レジンコンクリート調製におけるTeas線図の応用
6. 微粒子の分散安定化のための表面改質法
   1. 表面改質法の目的と方法
   2. 表面反応法による改質
      1. シランカップリング法
      2. 表面グラフト法
   3. 自組織化単分子膜による改質
7. まとめ
• 質疑応答