分散系レオロジーの基礎と最新のレオロジーコントロール技術

液体中に分散した微粒子は、ほとんどの場合、粒子間引力により結合して凝集体を形成します。粒子が凝集したとき、それを最も大きく反映する物理量は粘度や粘弾性などのレオロジー量です。したがって、レオロジー測定を通して分散・凝集性を評価することが頻繁に行われていますが、分散系の材料設計や工程管理ではレオロジー挙動をメカニズムと関連づけて理解することが重要です。 　本セミナーでは、工業的に活用するという立場から、分散系レオロジーの基礎について説明するとともに、これまでとは異なるレオロジーコントロール技術の可能性ついて紹介します。 　レオロジーを実際の工業に応用するということに焦点を絞って解説します。品質管理や技術開発に使うためには、どう測り、どう解釈するかがポイントとなります。数式を使わずにレオロジーの基礎について習得できると思います。 　分散系レオロジーについて知りたい事柄があるとき、その要求に基づき測定プログラムを決める“こつ”が理解できます。さらに、そのデータをメカニズムと関連づけて考えることができるようになります。 　分散系レオロジーという基礎科学の全貌を俯瞰できるようになるとともに、最新のレオロジーコントロール技術に関する実用的な知識を得ることができます。

1. 粘性の基礎
   1. 力学の基礎
      1. レオロジーとは
      2. 伸長変形と剪断変形
      3. ひずみとひずみ速度
      4. 応力の定義
   2. 非ニュートン流動
      1. 粘度の定義
      2. 擬塑性流動
      3. ダイラタント流動
      4. 降伏挙動
   3. 時間依存性流動
      1. チクソトロピー
      2. チクソ性
      3. レオペクシー
      4. 履歴現象と平衡流動曲線
2. 粘弾性の基礎
   1. 粘弾性の現象論
      1. 粘性と弾性の熱力学的意味
      2. マックスウェルモデルと応力緩和
      3. フォークトモデルと遅延弾性
      4. 4要素モデル
   2. 動的粘弾性の定義と測定法
      1. 振動ひずみと振動応力
      2. 貯蔵弾性率と損失弾性率
      3. 動的粘弾性関数の周波数依存性
      4. 動的粘弾性曲線からの流体と固定の判別
3. コロイド化学と分散系レオロジーの基礎
   1. 粒子間相互作用と分散系の安定性
      1. 電気二重層
      2. ζ電位とすべり面
      3. ζ電位とpH
      4. DLVO理論
      5. DLVO理論と粒径効果
      6. 高分子の分散安定効果と凝集作用
      7. χパラメータと粒子間ポテンシャル
   2. 非凝集性分散系の粘度挙動
      1. アインシュタインの粘度式
      2. 粘度曲線の規格化
      3. ホフマンジャンプ
   3. 典型的な凝集分散系のレオロジー挙動
      1. 動的粘弾性挙動
      2. 大ひずみにおける非線形粘弾性
      3. 擬塑性流動と降伏挙動
      4. 降伏応力の測定
4. 特異な粒子間相互作用の導入と新規レオロジーコントロール技術
   1. 高分子と界面活性剤によるレオロジーコントロール
      1. 流動パターンと粘度レベルの独立制御
      2. 弱い粒子間力により凝集した分散系のレオロジー
      3. 結晶構造を持つ凝集分散系
      4. 限られた剪断速度範囲での粘度制御
   2. 会合性高分子によるレオロジーコントロール
      1. 高分子の会合と粒子間相互作用
      2. 粒子の界面化学と分散系レオロジー
      3. 複合粒子の形成と粘度低下
   3. ナノ粒子分散系のレオロジー
      1. 高分子の分子内架橋による粘度低下
      2. 高分子の可逆架橋によるダイラタント流動
      3. ナノファイバー分散系における逆チクソトロピー
• 質疑応答