溶解度パラメータ (SP値・ HSP値) の基礎、応用とHansen溶解球の利用技術最前線 (2日間)

2019年8月20日「溶解度パラメータ (SP値・HSP値) の基礎と測定・計算・評価方法」

1. 溶解度パラメータ (SP値・HSP値) の基礎
   1. はじめに
      • “Hildebrand溶解度パラメータについて (原著より) ”
      • 正則溶液理論から導かれた溶解度パラメータの意味
      • 物性値としての溶解度パラメータの価値
      • 一般的な物質 (気体・液体・固体) の溶解度パラメータの総論
      • HildebrandおよびHansen溶解度パラメータの相互関係
   2. 溶解平衡の基礎知識
      1. 物質の溶解現象と溶解度
      2. 液体の種類と特性
      3. 溶解度に関係した溶液モデルの種類
      4. 溶解度に寄与する因子
   3. 溶解度パラメータの推算に利用できる液体の一般通性
      1. 溶解度
      2. 蒸気圧
      3. 臨界定数 (臨界温度、臨界圧力、臨界体積)
      4. 密度、沸点、融点、表面張力、屈折率など
   4. 溶解度の測定法および測定装置
      1. 溶解度測定に影響を与える因子
      2. 気体の溶解度と測定装置と測定方法
      3. 液体の溶解度と測定装置と測定方法
      4. 固体の溶解度と測定装置と測定方法
   5. 溶解度パラメータ (SP値) の基礎と応用
      1. Hildebrandの溶解度パラメータ (SP値) の定義
      2. Hildebrandの溶解度パラメータの計算方法
      3. Hildebrand溶解度パラメータによる溶解性評価の基礎
2. 溶解度パラメータ (SP値・HSP値) の測定方法
   1. Hildebrand溶解度パラメータの種々物性からの計算方法
      1. 蒸発熱からのSP値の計算方法
      2. Hildebrand RuleによるSP値の計算方法
      3. 表面張力からのSP値の計算方法
      4. 屈折率からのSP値の計算方法
      5. 溶解度からのSP値の計算方法
      6. HLB値からのSP値の計算方法
      7. その他の物性値からのSP値の計算方法
3. 分子グループ寄与法によるHSP値の計算方法
   1. 溶解度パラメータ (SP値) の分子グループ寄与法による計算
      1. Hildebrand (SP値)
      2. Smallの計算方法
      3. Rheineck & Linの計算方法
      4. Kreveren & Hoftyzerの計算方法
      5. Fedors の計算方法
      6. Hansenの計算方法
      7. Hoyの計算方法
      8. Stefanis&Panayiotou法 (S&P法)
      9. HSPiP
      10. JKU – HSPプログラム (山本秀樹)
4. HSPプログラムソフトによる計算例および応用
   1. 溶解度パラメータの計算
      1. 液体および溶液のSP値の計算方法および計算例
      2. 分子構造からのSP値の計算方法および計算例
      3. SP値による溶媒および混合溶媒の選択
   2. 溶解度パラメータのプログラムによる計算実演
      1. 液体および液体のSP値のプログラムによる計算例
      2. 分子構造からのSP値のプログラムによる計算例
      3. SP値計算プログラムの紹介 (Fedors,Hansen,Hoy法)
5. Hansen溶解度パラメータを用いた評価方法
   1. 多成分系混合溶媒の溶解度パラメータの計算方法
      1. 2成分溶液の溶解度パラメータの計算方法
      2. 多成分溶液の溶解度パラメータの計算方法
      3. 多成分溶液の溶解度パラメータの実測方法
      4. SP値を用いた溶解のための最適混合比の考え方
   2. 溶解度パラメータを用いた溶解性の評価
      1. 気体の溶解度の評価法
      2. 液体の相互溶解度の評価法
      3. 固体の溶解度の評価法
   3. Hansen溶解度パラメータ (SP値) を用いた溶解性の評価法
      1. Hansenの溶解度パラメータを用いた評価法
      2. SP値の三角線図による評価
      3. Hnasen Solubility Windowの考え方
      4. 溶解度パラメータを用いた溶解性の評価 (HildebrandとHansenのSP値の比較)
• 質疑応答・名刺交換

2019年8月21日「溶解度パラメータ (HSP値) 活用のための応用ノウハウ最前線」

　J.H.Hildebrandが正則溶液理論の研究において定義した溶解度パラメータ (Solubility Parameter:δ[J/cm3]1/2) は、物質 (気体・液体・固体) の凝集エネルギー密度の平方根で示される物質固有の物性値であり、SP値として一般に知られています。現在でも、SP値は、物質 – 物質間の溶解度、ぬれ性、接着性、溶媒中微粒子の分散性の評価に多用されています。C.M.Hansenは、Hildebrand が提案したSP値の凝集エネルギーの項を、それぞれの物質の分子間に働く相互作用エネルギーの種類によって分割し、SP値を、分散力項 (δd) 双極子間力項 (δp) 、水素結合力項 (δh) として表し、Hansen溶解度パラメータ (以下:HSP値) として提案しました。 　現在、HSP値は高分子 – 溶媒間、高分子 – 高分子間などの相溶性評価、ナノ粒子の溶媒中での凝集・分散性評価、樹脂の溶媒に対する耐性評価など広く用いられています。また、HSP値は、化学製品の製造工程において、溶質に対する最適溶媒の選択や混合溶媒の最適な組み合わせの選定、さらに、最適混合比などにも有効であることが報告されています。近年、Hansenの研究グループは、分子構造が未知である高分子やフラーレン、カーボンブラック、TiO2などの微粒子・ナノ粒子表面のHSP値を実験的に求める新しい手法として、Hansen solubility sphere法 (以下Hansen溶解球法) を提案しており、その汎用性の高さから現在多くの研究者から注目されています。 　応用編となる本講演では、分子構造や組成が明らかでない物質のHSP値をHnasen球法により求める応用法や、各種材料・分野におけるHansen溶解球およびHSP値利用の最前線から実際の活用手法を解説します。

1. Hansen溶解球の考え方
   1. Hansen球の考え方およびHSP値の3Dグラフの意味
      1. Hansen Solubility Sphere Methodの原理と考え方
      2. 3Dグラフ上での相溶性・溶解性の評価
      3. 3Dグラフ上での多成分系混合溶媒の評価
      4. Hansen溶解球法の特徴
2. Hansen溶解球法によるHSP値の測定方法
   1. Hansen溶解球法による物質のHSP値の測定
      1. Hansen球法によるHSP値の測定方法 (固体・液体・気体)
      2. 微粒子・ナノ粒子表面のHSP値の測定
      3. ポリマー、樹脂のHSP値の測定
      4. Hansen球法のプログラム
3. Hansen溶解度パラメータ計算ソフトの応用
   1. HSP値計算ソフトHSPiPプログラムおよびJKU – HSP
      1. HSPiPプログラムの紹介
      2. JKU – HSPプログラムの紹介
      3. JKU – HSPプログラムの新しいパラメータの開発状況
      4. JKU – HSPプログラムの推算精度と応用
      5. HSPiPプログラムの応用
4. Hansen溶解球およびHSP値の実用最前線
   1. 溶解度パラメータ (HSP値) を用いた微粒子・ナノ粒子の凝集・分散性評価
      1. 微粒子・ナノ粒子表面のHSP値の測定方法
      2. シリカ粒子の表面HSP値の測定
      3. アミノ基で修飾されたシリカ粒子表面のHSP値の測定
      4. シラノール基で修飾されたシリカ粒子のHSP値の測定
      5. HSP値を用いたナノ粒子の分散・凝集性の評価
   2. 炭素材料のHSP値の測定および溶解性評価
      1. 種々の炭素材料のHSP値の測定方法
      2. フラーレン (C60) のHSP値の測定
      3. 石油から分離された種々のアスファルテンのHSP値の測定
      4. カーボンブラックのHSP値の測定
      5. 炭素材料のHSP値の評価
   3. ポリマー、樹脂、オイルのHSP値の測定と溶媒耐性評価
      1. HSP値を用いたポリマー、樹脂の相溶性の評価
      2. バイオエタノール混合ガソリンのHSP値の測定
      3. バイオディーゼルオイルのHSP値の測定
      4. HSP値を用いた種々の樹脂の溶媒耐性試験
   4. 界面活性剤および化粧品材料のHSP値の考え方と測定
      1. 界面活性剤のHLB値による評価
      2. 界面活性剤のHSP値の考え方と測定方法
      3. UVフィルターのHSP値と相溶性
      4. 界面活性剤のHSP値による相溶性評価
   5. 天然物からの有価成分のHSP値と選択的分離への応用
      1. 天然物に含まれる機能性物質のHSP値の計算および抽出溶媒の選定
      2. 大豆からのフラボノイド (大豆イソフラボン) の分離
      3. ミカンからのLリモネンの分離
      4. ハバネロからのカプサイシンの分離
      5. ホップからのポリフェノールの分離
5. Hansen溶解度パラメータの将来展望について
   1. おわりに
      • 溶ける、溶けないを、見極 (予測) する意味
      • Hildebrand溶解度パラメータの応用と限界
      • Hansen溶解度パラメータの幅広い応用と将来展望
      • 将来期待されているHSP値の応用分野 (医学、食品、薬学)
      • 現場における溶解性評価の高度化・迅速化に対するHSP値の価値
      • 溶解に係る新規材料開発のHSP値高度利用の方向性
• 質疑応答・名刺交換