乳化重合・懸濁重合とその応用による微粒子の粒径・構造化制御

乳化重合法と懸濁重合法は一般的なポリマーの製法としてよく知られている。これらの手法は反応性の制御が容易であることから、系統的な知識を得てしまえば、だれにでも容易に製造可能である。また、水系溶媒が使用可能であるので、比較的安全安価かつ単純な製造設備を使用できるなど、利点が多い。この二つの重合法には他の重合法にはない特徴がある。それは生成物が粒子として得られることである。ある材料が制御された粒子であれば、粒子であること自体が一つの機能となるので、このことは種々の機能性材料が得られることに通ずる。更なる特徴として、粒子化の方法に多様な技術が存在することである。さらに、粒子は必然的に界面を有するので、界面の化学的、物理的特性の制御や修飾、また異種材料や異種粒子との複合化による新機能の発現などの新たな機能設計が可能となる。粒子結合や膨潤制御による形状の異形化、あるいはコアシェル構造や海島構造、中空構造などの構造制御も可能である。 　新製品の開発、あるいは不断の製品改良のためには、既存材料の組み合わせでは物足りなくなり、新しい機能性の要求に対応できなくなることはしばしば直面する問題である。この対策として、多様な粒子化技術、この重合法から派生する種々の機能付与技術について、系統的な知識を有しておくことは有益なことである。このことは、ある課題が生じたとき、その解決に力強い助けとなるであろう。 　本セミナーでは、まず、重合法やポリマーの構造と性質との関係などの基本的かつ系統的な理解から初め、乳化重合法については、その原理と乳化を基本とする種々の応用法について、また、懸濁重合においては液滴形成をキーとし、その形成法、粒子径制御、構造制御、形状制御のさまざまな方法を解説する。構造制御においては、近年の微細加工技術の進展により、機械的に構造化液滴を得る方法 (マイクロフロー法) が注目されており、医薬、食品分野での応用が期待されているので、この新技術についても紹介する。 　また、機能性材料の開発という観点から見れば機能性粒子の設計だけでなく、その配列やパターン化などもよい手段となるので、その方法についても解説する。

1. ポリマーの理解
   1. 重合の原理
   2. ポリマーの化学構造と性質との関係の理解
2. 乳化重合法と懸濁重合法の原理、特性
3. 乳化重合法の応用 – 粒子径制御、構造化 異形化 複合化 表面修飾
   1. 乳化剤の応用 効果
   2. ソープフリー重合
   3. 分散重合
   4. シード重合
   5. 膨潤重合
4. 懸濁重合とその応用
   1. 粒径制御の基礎
      • 撹拌法
      • 安定剤の影響、効果
      • 媒体の影響
   2. 種々の液滴調整法とその応用
      • 一段分散法
      • 多孔板法
      • マイクロチャネル法
      • マイクロフロー法
      • 特殊ミル法
      • Pickering法
      • ヤヌス粒子
      • 構造化 (コアシェル 中空化)
      • 異形化
      • 表面修飾
      • 表面構造化
      • 複合化 など
5. 粒子の応用
   1. 粒子の配列、パターン化