水系、溶剤系分散に向けた分散剤の使い方と選定、評価法

昨今ナノ粒子の分散が盛んに検討されている。μ単位の粒子とは粒子径、比表面積が非常に異なり、その凝集性が大きく、分散する時に分散剤の選定が非常に難しい。特にナノ粒子では凝集粒子を如何にぬらし、解きほぐすのが難しく、この問題解決には界面活性剤 (低分子量のぬれ剤或いは湿潤剤等) の基礎知識、応用知識が必要である。 　分散を考える時、ミクロン粒子の使用が一般であった50数年前に出された概念として“分散の三要素 ((1)ぬれ、(2)解きほぐし性、(3)安定化) ”がある。非常に古い概念であるが、ナノ粒子の分散にも十分に使える基礎的な考え方で、その要素をどのように考え、使うかがポイントになる。それには分散に繋がる界面活性剤の知識、理解が必要である。 　この講座では分散に関連した界面活性剤の基礎を説明し、また被分散体である粉末についても、粉末の粒子径、粒子形、組成、物性、極性等を説明し、何故凝集しているのか、特に超微粒子 (ナノ粒子等) について説明し、どうすればこれら凝集性の強い粉体を一次粒子に解きほぐし、再凝集を防ぎ、分離・沈降のない安定なスラリーを得るかを説明する。また簡易な分散剤の選定法及びスラリーの評価方法、分散の失敗例、解決法の例についても説明したい。

1. 分散の三要素
   1. ぬれ性
   2. 解きほぐし性
   3. 安定性
2. 分散を理解するための界面活性剤の基礎知識
   1. 表面張力とは
   2. ぬれ性とは
   3. ミセルとは
   4. HLBとは
3. 良好な分散体を得るための粉体の基礎知識、粉体の粒子径と粒子形と分散の関係
   1. 粒子径と粉体凝集性
   2. 粒子形と粉末の凝集性
   3. 粒子の持つ表面エネルギーと凝集性
4. DLVO理論と分散について
   1. ファンデルワールス力 (引力) と電気二重層 (斥力) との分散性の関係
   2. ゼータ電位の大きさと分散性の関係
   3. 高分子分散剤を使った時にDLVO理論は成立するのか
   4. 高濃度分散体の場合DLVO理論は成立するのか
5. 分散 (剤) の考え方
   1. 分散を考える時のキーポイント
   2. 高分子分散剤の粉体への吸着特性
6. 水系分散剤の選定のポイント
   1. 粉体の物性、形態とぬれ剤 (湿潤・分散剤) と高分子分散剤の関係
   2. 水系分散で実際に有ったトラブル例の原因と解決法
7. 溶剤系分散のポイント
   1. SP値と酸・塩基相互作用による分散性の評価方法
   2. SP値のHSP値への移行
   3. HSP値の分散への活用
8. 分散剤選定方法及び評価方法 (簡易法)
   1. 分散剤選定の簡便法及び考え方
   2. 粉体に対する分散剤のぬれ性評価
      • スパチュラ法
      • フローポイント法
   3. 粘度・添加量曲線の作成
   4. グロス試験
      • 分散の良否の目安
   5. 試験管沈降法
      • 分散体の経時安定性の目安
• 質疑応答