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【通信講座】SP値・HSP値の求め方と分散安定化のための分散剤選択および表面修飾への応用

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【通信講座】

SP値・HSP値の求め方と分散安定化のための

分散剤選択および表面修飾への応用

 

開講日 2019年10月8日 (火) 

講座回数

3回コース(10月8日~2020年2月中旬)

1口の受講者数

1口3名まで受講可能

受講料(税込)
 
1口 59,400円 ( S&T会員受講料 56,430

 定価:本体55,000円+税4,400円

 会員:本体52,250円+税4,180円

 

[1名受講も可能です]
 32,400円 ( S&T会員受講料 30,780 )
  定価:本体30,000円+税2,400円
  会員:本体28,500円+税2,280円


[4名以上は、1口1人あたりの金額追加で受講可能です]
 1人あたり19,800円( S&T会員受講料 18,810円)の

 金額追加で受講可能です

 

スケジュール

 

10月8日(予定) 第1講 開講(テキスト到着予定)
 
11月8日(予定) 第1講 演習問題解答提出締切
第2講 開講(テキスト到着予定)
 
12月9日(予定) 第2講 演習問題解答提出締切
第3講 開講(テキスト到着予定) 
 

2020年1月14日

(予定)

第3講 演習問題解答提出締切
 
2月中旬(予定) 修了証発行

 

受講条件

(1) PC の環境は必須です。
・通信講座の進行上の連絡はE-Mail で行います。

 本人の個別E-Mail アドレスをご用意ください。

・教材データ、演習問題解答用紙は、Word,Excel, PowerPoint,PDF などの

 データを使用いたします。

(2) 受講者全員のS&T 会員登録は必須です。
・通信講座の受講にあたってのテキストebook および教材データのダウンロード、

 講師への質問、修了証発行などに弊社S&T 会員マイページ機能を利用します。


※お申し込み後、サイエンス&テクノロジーより会員登録のご案内を差し上げます。 

教材

テキスト:各受講者1冊、Excelデータ(演習使用)
ebook版:各受講者の閲覧可能PC数 2台/1アカウント(
同一アカウントに限る)

※テキストは、製本版の他に、ebookでも閲覧可能です。1人2台まで閲覧可能で会社のPCだけでなく通勤途中でもアプリから私物のタブレットでも学習できます。

 

※ebook版のダウンロードは、弊社S&T会員「マイページ」内で行います。
[対応デバイス] Win・Macの両OS、スマートフォン・読書端末(iPhone,iPadなど)
[フォーマット] PDF(コンテンツ保護のためアプリケーション

       「bookend」より閲覧)

 

【講師への質問】
受講者全員で共有できるよう講師へのQ&Aは基本的に受講者マイページに匿名にて掲載いたします。全質問の講師の回答が閲覧でき、参考になります。

  

講師

 

山口大学 名誉教授 大佐々 邦久 氏

 

趣旨

 

 溶解度パラメータ(SP値)の概念は、端的に “Like attracts like.”「類は友を呼ぶ」で表すことができます。すなわちSP値の近い物質同士は、よく溶け、よく付き、よくぬれ/分散します。SP値は、当初Hildebrandが無極性(正則)溶液の溶解性尺度として定義しましたが、その後HansenはSP値を極性物質にまで拡張し、いわゆるHSP値を提案しました。したがってHSP値は極性物質間の溶解性だけでなく、微粒子の分散安定性の評価などにも応用できるので、インクや塗料業界、電子情報材料、医薬品製剤などの分野における開発や品質評価に不可欠のツールです。
 本講座では、先ずSP値・HSP値(以下HSP値)の由来、および化合物や粒子表面など様々な物質のHSP値の求め方をご説明します。次いで微粒子分散系(特に濃厚系や非水系)の課題は分散安定性ですが、微粒子はぬれ/分散化するだけでは駄目で、長期安定化には分散剤添加が欠かせません。ぬれ/分散化では、溶媒/樹脂の最適選択や表面修飾の評価へのHSP値の応用例について、また分散剤選択では、HSP値だけでなく兄弟分の表面エネルギーや酸塩基度なども活用し、多くの例題や事例を踏まえ、初歩から分かりやすく解説します。 

 

プログラム

 

 

第1講 SP値・HSP値の求め方と分散系の不安定性
 趣旨 
 粒子や高分子を含む分散系では、その不安定性が大きな問題となり、その現象の解明を目的にHSP値が提案されたともいえます。工業的には、むしろ不安定性を逆手にとり、分散系の凝集性や相分離性を上手に制御することで、様々な新規材料が開発されています。本講ではHSP値の由来と求め方について、従来法に加えインバースガスクロマトグラフィー法などについても説明します。
 習得できる知識 
・HSP値の熱力学的由来
・溶媒/高分子および粒子表面のHSP値の求め方
・高分子分散系の不安定性とHSP値を活用した材料開発

 プログラム

1.分散系における凝集性・相分離性
 1.1 微粒子分散系の凝集性
 1.2 高分子分散系の相分離性
 1.3 界面活性剤溶液のミセル化
 
2.HildebrandSP値とHansenSP値(HSP値)の由来
 2.1 溶解・分散現象とギブスエネルギー
 2.2 分散系の混合ギブスエネルギー変化
 2.3 HildebrandのSP値と相互作用パラメータ
 2.4 HansenのHSP値(3Dパラメータモデル)と相互作用距離
 2.5 HSP値の酸塩基成分と4Dパラメータモデル
 2.6 モル凝集エネルギーと分子間相互作用力

3.溶媒/高分子のSP値・HSP値の求め方
 3.1 溶媒のSP値・HSP値の求め方
  3.1.1 物性定数からの推算
  3.1.2 Hansen球法による非蒸発性溶媒のHSP値の測定
  3.1.3 多成分溶媒混合によるHSP値の調整
 3.2 高分子/溶媒のSP値・HSP値の求め方
  3.2.1 原子団寄与法による計算
   ・Fedors法
   ・van Krevelen & Hoftyzer法
   ・Hoy法
   ・Stefanis & Panayiotou法
   ・ソフトウェアHSPiPの利用法
  3.2.2 吸着・溶解法による測定
   ・インバースガスクロマトグラフィー(IGC)法
   ・濁点滴定法
   ・Hansen法と拡張Hansen法
   ・二成分溶媒グラジエント法
   ・固有粘度法

4.粒子表面のSP値・HSP値の測定
 4.1 IGC法
 4.2 凝集・沈降法
  4.2.1 遠心分散濃度法
  4.2.2 界面沈降速度法とHansen球
  4.2.3 沈殿体積法
  4.2.4 凝集粒子径法とTeas線図

5.高分子分散系におけるHSP値の活用事例
 
5.1 高分子溶液の相分離性の応用
  5.1.1 マイクロカプセル
  5.1.2 ナノファイバー
  5.1.3 3Dスキャフィールド
 5.2 高分子ブレンドの相分離性の応用
  5.2.1 二層および傾斜分離性塗膜
  5.2.2 ダイボンデングフィルム

 □ 演習問題・添削 □


 
第2講 粒子分散系における分散・安定性の制御
 趣旨 
 粒子分散系の不安定化の原因は複雑でコントロールも難しく、一筋縄ではいかない分散系の代表でしょう。微粒子の分散・安定化には、単に粒子のぬれ/分散化するだけでは駄目で、用途に合わせた安定性の制御が欠かせません。
 本講では、ぬれ/分散化のための要件、および安定化に係わる粒子間相互作用について、静電反発作用のみならず、分散剤の使いこなしに重要な立体反発作用について詳述します。
 習得できる知識 
・粒子分散系の基礎と問題点
・HSP値および表面エネルギーに基づくぬれ/分散化の要件
・静電反発作用/立体反発作用による分散安定化

 プログラム

1.粒子分散系の基礎と問題点
 1.1 粒子分散系の基礎
  1.1.1 粒子の大きさと平均径
  1.1.2 粒度分布と粒子形状
  1.1.3 比表面積の測定
 1.2 分散系の問題点
  1.2.1 粒子の微細化による不安定化
  1.2.2 固体濃度と粒子間距離・凝集速度との関係
 1.3 分散系調製工程における分散・安定性不良の原因
  1.3.1 ぬれ/分散不良の原因と対策
  1.3.2 安定性不良の原因と対策
  1.3.3 撹拌不良の原因と対策

2.HSP/表面エネルギーに基づくぬれ/分散化の要件
 2.1 ぬれと接触角
 2.2 Hansen球を用いたぬれ性評価と溶媒選択
 2.3 表面張力と表面エネルギーおよびその成分分け
 2.4 付着仕事と界面張力
 2.5 浸漬ぬれ・拡張ぬれと溶媒/樹脂選択への応用

3.表面張力および表面エネルギーの測定法
 3.1 表面張力と成分項の測定
 3.2 接触角法による表面エネルギーと成分項の測定
 3.3 IGC法
  3.3.1 表面エネルギーと成分項の測定
  3.3.2 表面エネルギー分布の測定

4.粒子間相互作用力と分散安定化のための要件
 4.1 粒子間に働く相互作用力
 4.2 van der Waals 力と有効Hamaker定数
 4.3 静電反発作用とDLVO理論
  4.3.1 拡散電気二重層とゼータ電位の測定
  4.3.2 静電反発ポテンシャルエネルギーと凝集限界
 4.4 分散剤による保護効果と立体反発作用
   4.4.1 立体反発ポテンシャルエネルギーとHVO理論
  4.4.2 高分子ブラシモデルにおけるAdG理論
  4.4.3 静電立体反発作用による相乗効果
  4.4.4 分散剤の最適添加濃度と枯渇現象
 4.5 非DLVO力と相互作用力の測定法
  4.5.1 枯渇引力と枯渇反発力
  4.5.2 疎水性引力
  4.5.3 水和力・溶媒和力
  4.5.4 原子間力顕微鏡および光ピンセット
 
 □ 演習問題・添削 □

 
第3講 分散・安定化のための分散剤選択および表面修飾法
 趣旨 
 粒子分散系の安定化は、実用的には分散剤添加下で行われますが、様々なケースに合わせて分散剤を最適選択するには、その構造、吸着性および溶解性などを把握することが欠かせません。また工業的には溶媒/樹脂は選択の余地がなく、溶場合/樹脂に合わせた粒子表面の修飾が欠かせない場合も多くあります。
 習得できる知識 
・分散剤の働きと選択指針
・分散安定化のための表面修飾と評価法
・微粒子分散系の分散安定性試験法
 プログラム
1.分散剤の働きと選択指針
 1.1 分散剤の種類と構造
 1.2 非水系における分散剤の伸張性
 1.3 分散剤の分子量と最小吸着層厚さ
 1.4 分散剤の吸着特性
  1.4.1 粒子表面の酸塩基特性と測定法
  1.4.2 分散剤の酸価・アミン価と適用例
  1.4.3 IGC法による酸塩基性測定と酸塩基相互作用パラメータ

2.分散安定化のための表面修飾法
 2.1 表面修飾のための物理化学的方法
 2.2 界面活性剤を用いた表面修飾
  2.2.1 種類と用途
  2.2.2 HLB値の求め方と利用
  2.2.3 吸着特性と二層吸着膜による安定化
 2.3 カップリング反応による表面修飾法と応用
 2.4 表面グラフト反応による表面修飾法と応用

3.表面修飾の評価法と応用例
 3.1 HSP値・HSP値による修飾評価と応用例
  3.1.1 高熱伝導性樹脂開発
  3.1.2 PP複合材料におけるHansen球の応用
  3.1.3 レジンコンクリート調製におけるTeas線図の応用
 3.2 表面エネルギーに基づく修飾評価と応用例
  3.2.1 PEDOT/PSS膜の表面処理におけるwetting envelopeの応用
  3.2.2 導電性材料と付着仕事の利用
  3.2.3 高分子ブレンドのフィラー局在性とwetting coefficientの利用
 3.3 酸塩基性に基づく修飾評価と応用例
  3.3.1 セルロースナノファイバーのカップリング処理と材料強度
  3.3.2 カーボンブラックの表面修飾と分散安定性
  3.3.3 自動車用塗料における酸化チタンの分散性

4.分散剤選択のための分散安定性試験法
 4.1 フロック径法
  4.1.1 画像処理法
  4.1.2 超音波スペクトロスコピー法
  4.1.3 粒度ゲージ法
 4.2 凝集・沈降法
  4.2.1 遠心界面沈降速度法
  4.2.2 沈殿体積法
  4.2.3 毛管吸引時間(CST)法
 4.3 レオロジー法
  4.3.1 流動曲線と非ニュートン流体
  4.3.2 チキソトロピーと降伏応力
  4.3.3 動的粘弾性特性

 □ 演習問題・添削 □

※内容・目次について、テキストと一部異なる箇所がある際はご了承くださいませ。
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