溶解度パラメータ（SP値, HSP値）の基礎と分散系における相分離・付着・分散制御への応用

第1講 溶解度パラメータの基礎と求め方 【趣旨】 化合物のHSP値は、たいてい原子団寄与法で簡単に計算でき、ソフトもありますが、課題は計算法により値に違いが出ることです。実測法では、化合物の溶解/膨潤性や粒子の凝集・沈降性を測定し、ハンセン球による図解法あるいは拡張ハンセン法による数値解法で求める方法が主です。 本講では、これらの手法と適用限界や長所・短所を取り上げます。 １．SP値・HSP値の基礎 1.1 分散系の熱力学と溶解度パラメータ 1.1.1 溶解度パラメータとギブスエネルギー変化 1.1.2 ヒルデブランドのSP値（１DSP値）と相互作用パラメータ 1.1.3 ハンセンHSP値（３DSP値） 1.2 HSP値の図示化法とHSP距離（ハンセンプロット，テアーズ線図） 1.3 分子間結合力と物質の極性 1.4 HSP値の酸塩基項（4DSP値）とEED（交換エネルギー密度） ２．化合物のSP値・HSP値の計算法 2.1 物性定数からの計算 2.2 原子団寄与法による計算 2.2.1 フェドース法 2.2.2 バンクレベレン・ホフティザー法 2.2.3 ホイ法 2.2.4 重回帰法 (1) ステファニス・パナイオトウ法 (2) マレロ・ガニ・エネクヴィスト法 2.2.5 HSP値計算のための市販ソフトの活用 2.2.6 HSP値の数値計算における新しい流れ ３．化合物のSP値・HSP値の測定法 3.1 化合物の種類の違いによる測定法の選択 3.1.1 濁点滴定法 3.1.2 ハンセン球とダブルハンセン球の利用－溶解/膨潤法－ 3.1.3 インバースガスクロマトグラフィー法 3.1.4 拡張ハンセン法と数値解析 3.2 計算法や測定法によるSP値・HSP値の違い 3.3 気体のSP値・HSP値 3.4 SP値・HSP値に及ぼす温度や圧力の影響 ４．粒子表面のSP値・HSP値の測定法 4.1 粒子径や種類の違いによる測定法の選択 4.2 インバースガスクロマトグラフィー法－気体吸着法－ 4.3 低磁場パルスNMR法－ぬれ性の測定－ 4.4 凝集・沈降法 4.4.1 重力沈降法 4.4.2 遠心沈降法 4.4.3 フロック径法 4.5 接触角法とぬれ張力法 ５．ハンセン球測定のためのプローブ溶媒の効率的選択法 5.1 プローブ溶媒の分類 5.2 プローブ溶媒の選択手順 5.3 二段階評価法の有効性 ■演習問題・添削■ 第2講 高分子/粒子複合系材料の相分離性の制御と応用例 【趣旨】 溶媒、高分子および粒子の様々な組み合わせからなる複合材料の調製では、溶解性や相分離性が主な課題であり、それらの現象の解明を目的にSP値・HSP値が提案されたともいえます。工業的には、むしろ溶解性や相分離性を逆手にとり、様々な新規材料が開発されています。 １．分散系の不安定性と親和性の評価法 1.1 分散系の不安定性 1.1.1 高分子分散系の相分離性 1.1.2 粒子分散系の凝集性 1.1.3 界面活性剤溶液のミセル化 1.2 分散系における親和性の評価法 1.2.1 SP値差およびHSP距離による評価法 1.2.2 相対的エネルギー差 RED による評価法 1.2.3 ハンセン球間最短距離 Dsepによる評価法 1.2.4 ハンセン球間重なり体積比 Vint による評価法 1.2.5 相互作用パラメータ χによる評価法 ２．混合溶媒・高分子溶液の相分離性の制御と応用例 2.1 混合溶媒の相分離性と応用例 2.1.1 相図と溶解度曲線 2.1.2 相分離性の制御と応用 (1) 抽出操作とグリーン抽剤の選択 (2) 超臨界抽出 (3) ペロブスカイト太陽電池における貧溶媒晶析法 2.2 高分子溶液の相分離性の制御と応用 2.2.1 フローリー・ハギンス理論と相図 2.2.2 相分離性の制御と応用 (1) 光ファイバー型酸素センサー (2) マイクロカプセル (3) ナノファイバー (4) 高分子エアロゲルの調製 2.3 ポリマーブレンドの相分離性の制御と応用 2.3.1 相図と溶解度曲線 2.3.2 相分離性の制御と応用 (1) ポリマー改質アスファルトの最適調製条件 (2) 二層分離型塗装への応用 (3) 半導体パッケージにおけるダイボンディングフィルム (4) 歯科用接着剤 (5) メンブレン・コンタクターへの応用 ３．ポリマーコンポジットにおける付着性/分散性の制御と応用 3.1 親和性による付着性/分散性の評価 3.2 付着性/分散性の制御と応用例 3.2.1 コア/シェルナノ粒子包埋強靭化材料 3.2.2 リチウムイオン電池の新負極材料 3.2.3 レジンコンクリート ４．ポリマーコンポジットにおける付着性/分散性改善のための表面改質法 4.1 表面改質の目的と手法 4.2 物理的・機械的表面改質法 4.2.1 酸化法 4.2.2 照射法 4.2.3 マイクロカプセル法 4.2.4 無機物質被覆法 4.3 化学的表面改質法と界面活性剤の利用 4.3.1 界面活性剤の種類 4.3.2 HLB値の考え方と求め方 4.3.3 界面活性剤の吸着機構と吸着等温線 4.3.4 界面活性剤による表面改質例 (1) 単分子吸着膜による表面改質 (2) 二層吸着膜による表面改質 4.4 カップリング反応による表面改質法 4.4.1 多面体シルセスオキサン（POSS）の応用 4.5 表面グラフト反応による表面改質法 4.5.1 Grafting-from法とGrafting-to法 4.5.2 ZnOナノ粒子包埋シリコン膜 ５．環境・生体関連材料への応用 5.1 環境関連材料への応用 5.1.1 グリーン溶媒の基準 5.1.2 有機トランジスタ製造におけるグリーン溶媒の選択 5.1.3 使用済み電線からの高品位銅線の回収 5.1.4 アミン化合物を用いた反応誘起相分離法によるCO2回収技術 5.2 生体関連材料への応用 5.2.1 naked細胞のための生体適合性溶媒の探索 5.2.2 皮膚角質層のHSP値測定と薬剤の化学的経皮吸収性改善法 5.2.3 3Dスキャフォールドのための混合溶媒の調製 ■演習問題・添削■ 第3講 粒子分散液の分散安定化と高分子分散剤選択および分散安定性試験法 【趣旨】 粒子分散液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すから、用途に合わせた安定性の制御が欠かせません。 本講では、水中および有機溶媒中における静電反発作用のみならず、静電立体反発作用や立体反発作用、特にポリマーブラシによる安定化について詳述します。また最近のリビングラジカル重合法に基づく高性能分散剤の開発例、撹拌/混錬法および分散安定性試験法についても取り上げます。 １．粒子分散液の分散安定化機構 1.1 粒子分散液の調製工程 1.2 ぬれ/分散化の評価と良溶媒選択 1.2.1 表面改質酸化チタンの最適良溶媒 1.2.2 グラフェン分散のためのアセトン/水混合溶媒の最適混合比の計算 1.2.3 酸化グラフェンのHSP値測定と最適良溶媒の探索 1.3 粒子間に働く反発力と引力 1.3.1 フアンデルワールス引力 1.3.2 ハマカー定数と有効ハマカー定数 1.3.3 枯渇引力と疎水性引力 1.4 静電反発安定化機構とDLVO理論 1.4.1 粒子表面の帯電機構と電気二重層 1.4.2 ゼータ電位と測定法 (1) 電気泳動法 (2) コロイド振動電流法 1.4.3 静電反発エネルギーとポテンシャルエネルギー曲線 (1) 水系のポテンシャルエ

スケジュール

7月23日(予定) 第1講 開講(テキスト到着予定) ↓ 8月27日(予定) 第2講 開講(テキスト到着予定) 第1講 演習問題解答提出締切（8月27日） ↓ 9月28日(予定) 第3講 開講(テキスト到着予定) 第2講 演習問題解答提出締切（9月28日） ↓ 10月28日(予定) 第3講 演習問題解答提出締切 ↓ 12月3日(予定) 修了証発行

受講条件

教材

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