SP値・HSP値の求め方と分散安定化のための分散剤選択および表面改質への応用

“Like dissolves like”、「似たものは似たものを溶かす」ほど、溶解度パラメータ (SP値) を端的に表す言葉はないでしょう。一般にSP値が近い物質同士ほど、よく溶け合い、よく付き、よくぬれ (分散化) ます。SP値は、当初、Hildebrandにより無極性溶媒同士の溶解性の尺度として定義されましたが、その後、HansenはSP値を極性物質にまで拡張することで、いわゆるHSP値を提案しました。その結果、HSP値は溶解性だけでなく、微粒子のぬれ・分散性や付着性の評価にまで適用できるようになり、塗料、エレクトロニクスおよびプラスチックなど、多くの分野で不可欠のツールとなっています。 　本セミナーでは、分散系を構成する各種材料のSP値・HSP値とその兄弟分である表面エネルギーや酸塩基特性など、分散安定化に係わる重要なパラメータの由来と最新の求め方をご説明します。これらのパラメータを活用し、粒子および溶媒/樹脂に適した分散剤選択法や、粒子の表面改質法とその評価について、多くの事例を上げ分かりやすく解説します。

1. 微粒子分散系の基礎知識
   1. 固体の表面構造と表面エネルギーの発現
   2. 微粒子分散系の問題点
      1. 粒子の比表面積と熱力学的不安定性
      2. 粒子間最短距離と凝集速度
   3. 微粒子分散系の調製と分散安定化不良の原因
      1. ぬれ・分散化工程不良とその影響
      2. 安定性不良とその影響
      3. 撹拌不良とその影響
2. SP値・HSP値の由来と求め方
   1. 溶解・分散現象とギブス自由エネルギー変化
   2. HildebrandのSP値と相互作用パラメータ
   3. HansenのSP値 (HSP値) と相互作用距離
   4. 溶媒/高分子のSP値・HSP値の測定
      1. 原子団寄与法による計算とHSPiP (ソフトウェア) の利用
      2. 溶解性試験とHansen球の利用
      3. インバースガスクロマトグラフィー (IGC) 法
   5. 粒子表面のSP値・HSP値の測定
      1. 凝集・沈降試験とTeas線図の利用
      2. IGC法
3. 溶媒/樹脂中にぬらし分散させるための要件
   1. Hansen球を用いたぬれ性評価と最適溶媒の選択
   2. ぬれと接触角および界面に働く力
      1. 表面張力/表面エネルギーと成分分け
      2. 付着仕事と界面張力
      3. ぬれの形態と溶媒/樹脂選択および表面改質の評価法
   3. 表面張力と表面エネルギーの測定法
      1. 表面張力と成分項の測定
      2. 接触角法による表面エネルギーと成分項の測定
      3. IGC法による表面エネルギーと表面不均一性の測定
4. 溶媒/樹脂中で安定性を維持するための要件
   1. 粒子間に働く相互作用力
   2. van der Waals力とHamaker定数
   3. 静電反発力とDLVO理論
   4. 高分子分散剤による立体反発力とHVO理論
      1. 混合効果と体積制限効果
      2. 相互作用パラメータと良溶媒・貧溶媒
   5. 非DLVO力と安定化
5. 高分子分散剤の働きと選択指針
   1. 分散剤の種類と構造
   2. 最適添加濃度と枯渇作用
   3. 最小吸着層厚さと分子量
   4. 吸着特性
      1. 分散剤/粒子表面の酸塩基性と測定法
      2. 酸塩基相互作用パラメータによる吸着性評価
      3. 水溶液中における吸着と疎水性相互作用
6. 分散安定化のための表面改質法と応用例
   1. 表面改質の目的と手法
   2. 界面活性剤を用いた表面改質法
      1. HLB値の求め方と応用およびSP値との関係
      2. 界面活性剤の吸着性と親水化・疎水化
      3. 自己組織化単分子膜を用いた分散安定化例
   3. マイクロカプセル法と応用例
   4. カップリング反応法と応用例
   5. グラフト反応法と応用例
   6. 表面改質の評価と複合材料開発への応用例
      1. SP値・HSP値およびHansen球による改質評価と応用
      2. 表面エネルギーおよびぬれ限界線による改質評価と応用
      3. 酸塩基特性による改質評価と応用例
7. 微粒子分散系の安定性評価法
   1. フロック径測定法
   2. 凝集・沈降速度法
   3. レオロジー法
• 質疑応答