増粘剤・ゲル化剤の種類とメカニズム、選び方と使い方

第1部 アクリル系の増粘剤、粘度調整剤、ゲル化剤の特性とその使い方

(2023年8月18日 10:00〜11:00)

　増粘剤やゲル剤は主にゲル化や粘度を調整するために使用される。増粘ゲル化効果を有効的に発揮する方法も、分子量、濃度、温度、更にはその取り扱う条件で多様に異なる。 　本講では、多くの増粘ゲル化剤の効果を統一的に理解するための機構を、現象論的にさらには分子的観点から解説する。またそれらを統一的に理解する評価法について解説する。

1. アクリル系増粘剤とは
   1. 増粘剤の種類と分類
   2. アクリル系ポリマーの種類
   3. アクリル系増粘剤の種類
2. 増粘メカニズムと化学構造
   1. 増粘メカニズム
   2. 濃度と粘度
   3. 化学構造と粘度
3. アクリル系増粘剤の特性と使用方法
   1. アクリル系増粘剤の特性
   2. アクリル系増粘剤の弱点
   3. アクリル系増粘剤の用途
   4. アクリル系増粘剤の設計、選定法
• 質疑応答

第2部 粘土鉱物材料ベントナイトのゲル化剤・増粘剤への応用について

(2023年8月18日 11:15〜12:15)

　ベントナイトの主成分であるモンモリロナイトは層状粘土鉱物として知られ、水中で膨潤し細かく分散する性質があり、各種化学物質を吸着、イオン交換する等、無機物質としては特異な多機能を有している。これらモンモリロナイトは、天然に採掘されたベントナイトを精製することで得られ、「精製ベントナイト」として上市されている。さらにモンモリロナイトを第4級アンモニウムイオンによってイオン交換させた有機ベントナイトは有機媒体中で膨潤・分散し、その結果様々な機能を発揮することができる。 　層状粘土鉱物モンモリロナイトの特性とその応用について発表し、精製ベントナイト、有機ベントナイトと、そのゲル化剤、増粘剤としての応用についても紹介する。

第3部 セルロースナノファイバーの増粘剤としての特徴とその応用・実用化例

(2023年8月18日 13:15〜14:15)

　第一工業製薬では、セルロースナノファイバーを水系機能性添加剤「レオクリスタ」として提供している。本講座では、増粘・ゲル化など、レオロジーコントロール剤としての機能を中心に、セルロースナノファイバーのユニークな特徴や実用化事例などについて紹介する。

1. セルロースナノファイバー (CNF) とは
   1. CNFの特徴と期待される用途
   2. CNFの種類と製造方法
   3. TEMPO酸化CNFの構造と特徴
2. 第一工業製薬のCNF「レオクリスタ」の機能と特徴
   1. ネットワーク構造によるユニークなレオロジーコントロール
   2. ヒドロゲルの形成、水溶性高分子との複合化によるダブルネットワークゲルの形成
   3. 油、微粒子への吸着による乳化・分散
   4. 皮膜の形成
3. CNFの応用例と実用化事例
   1. 化粧品用途
   2. 塗料・インク用途
   3. セラミック用途
   4. 電池用途
   5. その他
• 質疑応答

第4部 天然物由来の増粘剤、ゲル化剤の特性とその利用

(2023年8月18日 14:30〜15:30)

　天然物由来の水溶性高分子である増粘多糖類の増粘、ゲル化の基本特性をご紹介します。 増粘剤としては、キサンタンガムをはじめ、グアーガムやその誘導体、セルロース誘導体等の特徴、ゲル化剤としては、ジェランガム、カラギーナン等の特徴をご紹介します。

1. 増粘多糖類の特徴
   • 分類と特性
   • 利用のポイント
     • 分散
     • 溶解性
2. 増粘剤としての特徴
   • 増粘多糖類の一般的粘度特性
   • キサンタンガムの特徴
   • グアーガムの特徴
     • 未変性グアーガム
     • 変性グアーガム
       • HP化
       • カチオン化
   • セルロース誘導体の特徴
3. ゲル化剤としての特徴
   • 増粘多糖類の一般的ゲル化特性
   • ジェランガムの特徴
   • カラギーナンの特徴
   • 増粘多糖類の併用ゲルの特徴
• 質疑応答

第5部 ゲル化剤、増粘剤を用いた物質のレオロジー評価

(2023年8月18日 15:45〜17:00)

　レオロジー測定は物質の粘性だけでなく弾性特性を同時に評価することができる。 本測定を用い、ゲル化剤、増粘剤の添加濃度の違いによるゲル化過程およびゲル強度の変化、流動特性 (粘度特性) の変化などの評価事例を紹介する。

1. レオロジーとは
   1. 粘弾性・レオロジーとは?
   2. 粘弾性体とは?
   3. 産業分野における粘度・粘弾性測定の活用例
2. レオロジー測定の基礎
   1. レオロジー測定とは?
   2. レオロジー測定の概要 〜回転、振動〜
3. 回転 (静的) 測定の概要と評価例
   1. 回転測定の概要 〜剪断速度の求め方、変形方法、レオロジー変数の求め方〜
   2. 回転測定の応用例 〜増粘剤の添加による粘度特性の変化の評価〜
4. 振動 (動的) 測定の概要と評価例
   1. 振動測定の概要 〜変形方法、レオロジー変数の求め方、固体・液体の応力波形〜
   2. 各種振動測定の応用例
      1. 周波数分散測定と測定例 〜長期分散安定性〜
      2. ひずみ分散測定と測定例 〜内部構造の強さ〜
      3. 温度・時間分散測定と測定例 〜熱硬化、ゲル化〜
      4. ゲル化剤の添加および添加量の違いによるゲル化時間、ゲル強度の変化
• 質疑応答