有機溶媒中における微粒子・ナノ粒子の分散不良の原因とその解決法 スキルアップセミナー

微粒子は小さくなるほど、その寸法や形状および大きな比表面積などに起因する特異な特性を持つようになるため、分散安定化が難しいとされています。 　本講では微粒子・ナノ粒子の静電的安定化時に起こる問題点を示し、その上で立体的安定化作用をベースに、分散不良の原因がどこにあるのか、粒子-溶媒-バインダー (高分子) 間に働く相互作用の観点から解説します。 　また三者間の相互作用を端的に表す三つのパラメータ、表面エネルギー、溶解パラメータ (SP値) および酸塩基特性を活用することにより、分散不良の解決法を事例を踏まえて説明します。

1. 微粒子はなぜ分散安定化しにくいのか
2. 粒子や基材を溶媒でぬらし広げるには
   1. 接触角と表面エネルギー
      • ぬれのタイプ
      • ぬれのコントロール
   2. 微粒子に適した接触角の測定法
      • 液滴法
      • Wilhelmy plate法
      • Thin layer wicking法
   3. 表面エネルギーの成分と溶媒の選び方
      • Wetting envelope法
      • Van Ossの方法
      • NMR方式湿式比表面積測定装置
3. 粒子の表面電荷を利用した静電的反発作用による分散安定化
   1. ゼータ電位とその測定法
      • 等電点
      • 電気陰性度
   2. 静電的反発作用を左右するパラメータ
      • ゼータ電位
      • 粒子径
      • 電解質の濃度やイオン価など
   3. 高濃度分散系における静電的安定化の問題点
4. 高分子吸着層を利用した立体的反発作用による分散安定化
   1. 立体的反発作用の原因 – 混合効果と体積制限効果
   2. 高分子の良溶媒あるいは貧溶媒とは
      • HSP値に基づく溶媒-高分子相互作用パラメータ
   3. 高分子の吸着特性と分散・凝集状態
      • 架橋凝集
      • 枯渇凝集と枯渇分散
      • 高分子吸着層の構造
   4. バインダーの選択と微粒子用新規分散剤開発の方向
      • 自己組織化単分子膜
      • 高分子官能基
      • 高分子構造
5. 溶解パラメータ (SP値) で読む
   溶媒-高分子 (樹脂、バインダー) 間および異種高分子間の相溶性
   1. Hansenの溶解パラメータ (HSP値) の考え方
   2. 溶媒
      • 高分子および固体表面のHSP値の求め方
      • 相溶性実験
      • 濁点滴定法
      • グループ寄与法
      • 逆相ガスクロマト法 (IGC法)
   3. HSP値の応用例
      • 溶媒と高分子間および異種高分子間の相溶性
      • HSP値で見る溶媒選択
6. 酸塩基特性で分かる高分子の吸着・付着性
   1. 酸塩基性とは
   2. 溶媒
      • 高分子および固体表面の酸塩基性の求め方
      • 高分子の酸価・アミン価
      • 電位差滴定法や吸着熱・湿潤熱測定
      • IGC法
   3. 酸塩基性の応用例
      • 高分子の吸着・付着力
      • 酸塩基相互作用パラメータ
      • 酸塩基性で見る分散安定化の評価
7. 粒子の表面改質
   1. 表面改質で何を変えるのか
      • 界面における相互作用
      • 遮蔽性
      • ぬれ性など
   2. 表面改質法
      • 吸着法
      • 界面反応法
        • カップリング剤修飾法
        • グラフト共重合法 など
   3. 界面活性剤の活用法
      • HLB値
      • 湿潤作用
      • 帯電制御
      • ミセルの利用
8. 分散安定性をどう評価するか
   1. レオロジー特性による評価
      • スクリーン印刷過程におけるチキソ性や粘弾性特性
   2. 薄膜の顕微鏡観察
      • 明視野
      • 暗視野
      • 偏光

• 質疑応答・名刺交換