溶解度パラメータの基礎・求め方から実務事例・最新研究事例

材料が溶媒に溶解・分散しない、異種材料が接着しない、複合材料で期待した性能が得られない — こうした材料の親和性に関わる問題は、多くの材料技術者が一度は悩む課題である。他方、親和性に関する定性的な情報は論文・特許では抜け落ちていることが多く、社内でもその判断は個人のノウハウによるところが大きい。 　本講座では、「like dissolves like — 似たもの同士は良く溶け合う」の考え方を基礎に、こうした親和性を定量的に評価し、最適化へ導く“物差し”であるHansen溶解度パラメータ (HSP) を体系的に解説する。HSPは、材料を数値化し、その距離や類似性から候補を絞り込む、実用上最も成功した分子・材料記述子の一つであり、今日のMIの考え方を先取りした手法ともいえる。基礎理論、HSPの求め方、最新の研究事例、論文・特許情報の活用法に加え、SoluVisionの実演を通じて、溶媒選定、分散、界面制御、複合材料設計を効率化する実践的なワークフローを提示し、受講後すぐに自社テーマへ応用できる実践力を養う。

1. 溶解度パラメータの基礎
   1. 材料開発のサイクルに現れる親和性の課題
   2. 溶解度パラメータとは何か?
   3. 正則溶液理論と混合の熱力学
   4. ポリマーへの拡張 : Flory-Hugginsのχパラメータ
   5. Hansen溶解度パラメータ (HSP値) への拡張
   6. 「分散・極性・水素結合」相互作用の物理的意味
   7. 相互作用半径R0と親和性判断
   8. 溶解度パラメータを使った混合溶媒設計
   9. 二重溶解球 (Dual Sphere) の考え方
      • 界面活性剤・イオン液体への応用
   10. 抽出・遠心分離・再結晶への応用
   11. 溶解度パラメータの適用範囲
   12. 溶解度パラメータによる物性推算
   13. 溶解度パラメータと表面自由エネルギー・接触角の関係
2. 溶解度パラメータを求める : 実験と推算テクニック
   1. 実測手法
      • 蒸気圧法
   • 溶解球法
     • 溶解
     • 膨潤
     • 接触角
     • 吸光度/濁度
   • 逆ガスクロマトグラフィー
   • 推算手法
     • グループ寄与法
     • 計算科学
       • MD法
       • COSMO法
     • 機械学習
3. 溶解度パラメータの活用 : 最新研究事例
   1. グリーン溶媒・代替溶媒探索
   2. 難溶性ポリマーの最適溶媒設計 (混合溶媒探索)
   3. インク、塗布プロセスへの応用
      • フィラー
      • 顔料分散
   4. 界面制御
      • ポリマーアロイ
      • フィラー
      • 接着性
      • 濡れ性予測
   5. 各業界への応用
      • 半導体
      • 電池
      • 化粧品
      • 医薬
      • 生体物質
   6. リサイクル/選択溶解への活用
   7. 特許事例解析
4. 親和性評価ソフト「SoluVision」を使った実演
   • ゴム材料の耐薬品性予測