粒子分散プロセスにおけるレオロジー

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本セミナーでは、レオロジーの基礎から解説し、レオロジーデータを反応硬化の評価と制御に応用する技術について詳解いたします。

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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、それが最も大きく反映され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について紹介します。

  1. レオロジーの基礎 (材料の変形と流動に関する力学物性)
    1. ひずみとひずみ速度の定義
    2. 非ニュートン流動
      • 擬塑性流動
      • ダイラタント流動
      • 降伏応力
    3. 時間依存性流動
      • チクソトロピー
      • レオペクシー
      • チクソ性
    4. 粘弾性の現象論
      • 粘弾性モデル
    5. 動的粘弾性
      • 貯蔵弾性率と損失弾性率
    6. 動的粘弾性関数の周波数依存性
      • 流体と固体の判別
  2. コロイド化学の基礎 (粒子間相互作用と分散安定性)
    1. 電気二重層
    2. ζ電位とすべり面
    3. DLVO理論
    4. DLVO理論と粒径効果 (ナノ粒子の分散性)
    5. 高分子の分散安定効果と凝集作用
  3. 分散系レオロジーにおける一般論 (通常の分散系に共通の性質)
    1. 非凝集分散系の粘度挙動
      1. アインシュタインの粘度式
      2. 粘度曲線の規格化
    2. 凝集分散系のレオロジー挙動
      1. 動的粘弾性挙動
      2. 擬塑性流動と降伏挙動
      3. 粒子間相互作用と時間依存性
      4. 工業的実用分散プロセスとレオロジー
  4. 特異な粒子間相互作用の導入によるレオロジーコントロール
    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. 結晶構造をもつ凝集分散系
    2. 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

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