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Hansen溶解度パラメータ (HSP値) の基礎と測定・計算・評価方法

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本セミナーでは、溶解度パラメータ (SP値) の基礎から、測定・計算方法、計算プログラムツールの使用方法について、豊富な実用事例も交えて解説いたします。

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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。さらに、Hansenは、3次元型のHSP値の水素結合力項 (δh) をドナーとアクセプターに分割した4次元型のHSP値を提案した。ここでは、3次元型HSP値 (3D-HSP) に加えて4次元型のHSP値 (4D-HSP) の意味・計算方法、評価方法、Raの考え方を、実施例として (ナノ粒子表面の4次元型HSP値評価、イオン液体の4次元型HSP値評価について解説する。 　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、各種樹脂の溶媒に対する耐性評価、界面活性剤、イオン液体、液体物性値 (表面張力、屈折率、誘電率、熱伝導度、比熱、沸点、融点など) との相関など、幅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。さらに今回は、4次元型のHSPの考え方、研究室で独自開発した、浸透速度法による微粒子表面のHSP測定、改良型IGC法 (逆相クロマトグラフ法) のよるHSP測定法のノウハウ最前線を説明します。

  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
  1. 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
  2. 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、誘電率など
  3. 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
  4. 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
  5. 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 (沸点) 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. 界面活性剤の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
  6. 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の計算方法と計算例
    3. Rheineck & Linの計算方法と計算例
    4. Kreveren & Hoftyzerの計算方法と計算例
    5. Fedors の計算方法と種々の計算例)
    6. Hansenの計算方法と計算例)
    7. Hoyの計算方法と計算例
    8. Stefanis&Panayiotou法 (S&P法) と計算例
    9. HSPiPプログラム (2004) 紹介 (Hansen先生)
    10. JKU-HSPプログラム2018 (関西大学) と各種計算例
    11. 関西大学HSPプログラム2021 (関西大学) と各種計算例
  7. 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法
      • Hansen法
      • Hoy法
      • 関西大学HSPプログラム
  8. 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. HSP値を用いた溶解のための最適混合比の考え方
    4. 混合溶媒の非理想性の測定 (理想混合との比較)
    5. 混合溶媒の非理想性の測定と3Dグラフ上での評価
    6. Wilson式によるHSP値の非理想性の相関と予測
  9. 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. HSP値の三角線図による評価 (Hansen-Teasグラフ)
    3. Hansen 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値およびHSP値の比較)
  10. 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溶解球法の原理と特徴
  11. 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. 種々の炭素材料のHSP値の測定方法
    3. フラーレン (C60) のHSP値の測定
    4. 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
    5. カーボンブラックのHSP値の測定
    6. 炭素材料のHSP値の評価
    7. 微粒子・ナノ粒子表面のHSP値の測定 (研究室論文紹介2019年〜2020年)
    8. HSP値の異性体構造への影響評価 (実測例)
    9. HSP値のポリマー重合度への影響評価 (実測例)
    10. 次元型HSPの定義と利用方法
    11. 4次元型HSP値 (4D-HSP) の考え方と応用
    12. 水素結合項 (δh) へのドナー,アクセプター導入とその考え方
    13. 3D上のHansen溶解度パラメータの改良の必要性
    14. 4次元型HSP値 (4D-HSP値) のRaの考え方
    15. 水素結合項 (δh) へのドナー,アクセプター導入とその考え方
    16. 4次元型HSP値 (4D-HSP値) の実用性について
      • 微粒子分散性評価
      • イオン液体評価
  12. 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 (各種実施例説明)
    2. シリカ粒子の表面HSP値の測定 (実施例)
    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. シランカップリングされた微粒子表面のHSP値測定 (実施例)
    6. 酸化銅微粒子表面のHSP値の測定及び表面修飾効果 (実施例)
  13. Hansen溶解度パラメータの将来展望について
  • 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

受講料

  • 1名様: 50,000円(税別) / 55,000円(税込)
  • 複数名: 25,000円(税別) / 27,500円(税込)

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「案内の希望」をご選択いただいた場合、1名様 40,000円(税別) / 44,000円(税込) で受講いただけます。
複数名で同時に申込いただいた場合、1名様につき 25,000円(税別) / 27,500円(税込) で受講いただけます。

  • R&D支援センターからの案内を希望する方
    • 1名様でお申し込みの場合 : 1名で 40,000円(税別) / 44,000円(税込)
    • 2名様でお申し込みの場合 : 2名で 50,000円(税別) / 55,000円(税込)
    • 3名様でお申し込みの場合 : 3名で 75,000円(税別) / 82,500円(税込)
  • R&D支援センターからの案内を希望しない方
    • 1名様でお申し込みの場合 : 1名で 50,000円(税別) / 55,000円(税込)
    • 2名様でお申し込みの場合 : 2名で 100,000円(税別) / 110,000円(税込)
    • 3名様でお申し込みの場合 : 3名で 150,000円(税別) / 165,000円(税込)

ライブ配信セミナーについて

  • 本セミナーは「Zoom」を使ったライブ配信セミナーとなります。
  • お申し込み前に、 視聴環境 をご確認いただき、 ミーティングテスト にて動作確認をお願いいたします。
  • 開催日前に、接続先URL、ミーティングID​、パスワードを別途ご連絡いたします。
  • セミナー開催日時に、視聴サイトにログインしていただき、ご視聴ください。
  • セミナー資料は郵送にて前日までにお送りいたします。電子媒体での配布はございません。
  • 開催まで4営業日を過ぎたお申込みの場合、セミナー資料の到着が、開講日に間に合わない可能性がありますこと、ご了承下さい。
    ライブ配信の画面上でスライド資料は表示されますので、セミナー視聴には差し支えございません。
    印刷物は後日お手元に届くことになります。
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  • タブレットやスマートフォンでも受講可能ですが、機能が制限される場合があります。
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