微粒子・ポリマー・溶媒間の相溶性と分散理論 / 異種分散・混合系におけるSP値活用と微粒子分散術

微粒子を溶媒やポリマー中に分散させた新規機能性材料の開発が進められています。SP値 (溶解度パラメータ) は、このような異種分散系における分散安定性や相溶性を評価する上で有用な指標ですが、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。 　本講では、粒子表面のSP値を中心に溶媒やポリマーのSP値との関係から、分散安定性や相溶性におけるSP値の活用法とその適用限界について、多くの事例を踏まえて基礎から平易に解説します。その上で、溶媒や粒子表面に合わせた界面活性剤や高分子分散剤の選定法および粒子の表面改質法について説明します。

1. はじめに
   1. 分散系の性質
   2. 溶媒・ポリマー中における微粒子の分散安定化
2. 相溶性・分散性とSP値の基礎
   1. 溶解から分散まで
      1. ポリマー溶液およびポリマーブレンドにおける相溶性
      2. 粒子分散系の熱力学的取扱い
   2. 相互作用パラメータと凝集エネルギー
      1. 相互作用パラメータとは
      2. 分子間結合エネルギーと凝集エネルギー
   3. SP値の考え方
      1. HildebrandのSP値
      2. HansenのSP値 (HSP値)
3. ポリマー・溶媒系におけるSP値の活用
   1. 溶媒のSP値測定および計算法とSP値調整
   2. ポリマーのSP値測定と計算法
      1. ポリマーの溶解性を利用したSP値測定とHansen球
      2. 原子団寄与法 (GCM) による計算法
         • Fedors法および Hoftyzer・van Krevelen法
      3. 溶媒およびポリマーのSP値に及ぼす温度の影響
   3. ポリマーの溶解性と相互作用パラメータ
      1. ポリマーの良溶媒と貧溶媒
         • Flory-Haggins式およびHansen式
      2. 電界紡糸法によるナノファイバーの調製への応用
   4. マイクロカプセル調製におけるSP値の活用
      1. マイクロカプセルと調製のポイント
      2. 相分離法の例
      3. 溶媒蒸発法による例
   5. ポリマーブレンドにおけるSP値の利用
      1. ポリマー相図と相分離性
      2. 相分離性を利用した複層塗装やコーティング技術
4. 微粒子・ポリマー・溶媒系におけるSP値の活用
   1. 粒子表面のSP値測定
      1. 表面・界面自由エネルギーと分散系の混合自由エネルギー
      2. 凝集沈降実験によるSP値やHSP値の測定とHansen球
      3. 逆相ガスクロマトグラフィー (IGC) によるHSP値の測定
   2. 微粒子の分散安定化におけるSP値の活用
      1. 微粒子をぬらす (分散化) ための溶媒の選択
      2. 微粒子の分散安定化のための高分子湿潤分散剤の選択
      3. ナノ粒子・シートの分散安定性に対するColemanらの解釈
5. 微粒子の分散性改善のための表面改質法
   1. 表面改質のための物理的・化学的方法
   2. 界面活性剤のHLB値と用途
      1. HLB値およびSP値との関連
      2. 界面活性剤の吸着性と表面改質
   3. 自組織化単分子膜によるナノ粒子の表面改質
   4. カップリング反応法と応用例
   5. グラフト重合法と応用例
6. 微粒子・ポリマー系 (ポリマーコンポジット) におけるSP値の活用
   1. HildebrandのSP値を利用した改質評価と高熱伝導材の開発
   2. Hansen球を利用した改質評価と複合材料の開発
   3. カップリング反応による改質効果とTeas線図の利用
   4. ポリマーブレンドにおけるフィラーの局在性
• 質疑応答・名刺交換