ナノ粒子凝集（技術書籍S1633）
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★分散状態の経時変化 ★界面での反応 ★分散機器の扱い 成功事例ではなく失敗事例をまとめた1冊！ 失敗を知ることで解決策が見える！ |
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S1633書籍 ナノ粒子の凝集と対策 -失敗事例に学ぶ 発生要因/メカニズムと安定化 事例集- 豊富な写真、データを用いて、陥りやすい失敗事例を徹底解説！！ - 先駆者たちが直面した、失敗時の「素材,条件,プロセス」から正しい指針を導く！ |
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《販売》企業研修協会 《発行》技術情報協会 |
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●発刊：２０１１年１０月 ●体裁：Ｂ５判 （２３９頁、上製本） ●定価：８８，２００円(税・送料込) |
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【執筆者（敬称略）】 |
■東京理科大学 大島 広行 ■ビックケミー・ジャパン（株）若原 章博 ■小林分散技研 小林 敏勝 ■プライミクス(株) 春藤 晃人 ■武田コロイドテクノ・コンサルティング（株）武田 真一 ■山口大学 大佐々 邦久 ■名古屋大学 椿 淳一郎 ■名古屋大学 森 隆昌 ■大日精化工業(株) 坂本 茂 ■バイエルマテリアルサイエンス（株）桐原 修 ■（株）日清製粉グループ本社中村 圭太郎 ■タキロン（株）髙瀬 博文 ■アイメックス（株）塩原 輝久 ■ホソカワミクロン（株）猪木 雅裕 ■神戸大学 鈴木 洋 |
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＜内容項目＞ |
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１章 ナノ微粒子の 分散安定化のためには？ １節 分散安定化の留意点 １．分散系のもつ大きな自由エネルギー ２．帯電粒子周囲の電位分布と拡散電気二重層 ３．微粒子間の静電反発エネルギー ４．微粒子間の全相互作用のエネルギー ５．電気泳動移動度測定による 微粒子のゼータ電位の評価 ２節 分散剤の選び方 １．粒子表面への濡れと吸着 ２．湿潤分散剤の構造 ３．分散安定化メカニズム ４．コントロール重合による湿潤分散剤 ３節 溶液の希釈方法 １．粒子分散系の分散安定化メカニズム 1-1 静電斥力 1-2 高分子吸着 ２．静電斥力で安定化されている系での凝集要因 2-1 表面電位の変化 2-2 電気二重層の圧縮 2-3 ヘテロ凝集 ３．高分子吸着で安定化されている系での凝集要因 3-1 高分子の溶解性の変化 3-2 高分子の脱着 3-3 後入れ高分子の橋架け吸着 ４節 分散機／攪拌機の選び方・使い方 １．分散機の種類 ２．高速攪拌機 2-1 遠心放射型高速攪拌機 2-2 高速剪断型攪拌機 2-3 複合型攪拌機 2-4 連続式高速攪拌機 ３．メディアミル 3-1 ボールミル 3-2 ビーズミル ４．高圧ホモジナイザー 4-1 均質バルブ型 4-2 チャンバー型（対抗衝突型） ５．超音波ホモジナイザー ６．薄膜旋回型高速攪拌機 ２章 ナノ微粒子の分散性評価と 凝集状態の判断基準とは？ １．各種評価技術の特徴と正しい扱い方 1-1 分散安定性とは 1-2 沈降・浮上に対する安定性 1-3 再凝集に対する安定性 1-3-1 静的取り扱い（静力学的相互作用） 1-3-2 動的取り扱い（動力学的相互作用） ２．各種凝集状態評価技術の特徴 2-1 多検体遠心沈降法 2-1-1 多検体遠心沈降法の原理と概要 2-1-2 多検体遠心沈降法による評価例 2-2 超音波スペクトロスコピー 2-2-1 超音波スペクトロスコピーの原理と概要 2-2-2 超音波スペクトロスコピーによる評価例 (1) スラリー中の凝集粒子サイズと 存在割合の推定法 (2) 濃厚分散系でのゼータ電位測定 ３．凝集状態の見える化 -複数種のナノ微粒子からなる スラリーに対する評価法として- ３章 ナノ微粒子の凝集が起きたときには？ ～凝集要因の特定とそのフロー～ １．凝集要因を調べる方法とは？ 1-1 ケーススタディ１：静電気的斥力の影響 －その１－ 1-2 ケーススタディ２：静電気的斥力の影響 －その２－ 1-3 ケーススタディ３：電解質濃度の影響 1-4 ケーススタディ４：分散剤濃度の影響 ２．どの順番で中りをつけるのか？ ３．「分散安定性」の判断基準とは？ ４章：パラメータ別に見る ナノ微粒子の 凝集要因とその解決策事例 ○ケース１：なぜナノ微粒子は凝集しやすいのか [１] ナノオーダになったときの 粒子のくっつきやすさの原因とは １．ナノ粒子の特徴 1-1 表面エネルギー 1-2 表面エネルギーの制御 1-2-1 表面改質法 1-2-2 液相還元法による 金属ナノ粒子合成における分散剤の役割 ２．静電的反発作用による分散安定化 2-1 静電的反発力による全相互作用ポテンシャル 2-2 静電反発作用の制御 ３．凝集速度の増大 [２] 極性（分子間力）の有無による 粒子の凝集しやすさと対策とは １．分散・凝集を支配する 分子間あるいは粒子間相互作用力 1-1 化学結合の種類と強さ 1-1-1 一次結合 1-1-2 酸塩基結合 1-1-3 水素結合 1-1-4 van der Waals結合 (1) 双極子間相互作 (2) ロンドン分散力 1-1-5 π－π 相互作用（6 kJ/mol程度） 1-1-6 疎水性相互作用（0.1～12 kJ/mol） ２．溶媒，高分子および粒子表面の極性 2-1 溶媒の極性 2-2 高分子の極性 2-3 粒子表面の極性 2-3-1 XPSやESCAによる測定 2-3-2 ぬれ特性による評価 2-3-3 Wetting envelope法 2-3-4 ガス吸着法 ３．界面活性剤による極性の制御 3-1 HLB 値の算出と調整法 3-2 界面活性剤の吸着特性 ４．粒子の表面改質 ○ケース２：粒子の量／相互作用による凝集とは？ [３] 多成分の粒子を分散したいときに 起こりやすい凝集とその対策 １．ヘテロ凝集 ２．ポリマー添加剤による凝集 ３．特定成分のゲル化 ○ケース３：表面状態による凝集とは？ [４] ぬれ不良によって起こりやすい凝集とその対策 １．接触角測定によるぬれの評価 1-1 ぬれのタイプ 1-1-1 付着ぬれ 1-1-2 拡張ぬれ 1-1-3 浸漬ぬれ 1-2 接触角に及ぼす固体表面状態の影響 1-2-1 粗面での接触角 1-2-2 複合面における接触角 1-2-3 接触角のヒステリシス現象 1-3接触角の測定 1-3-1 液滴法 1-3-2 浸透速度法 1-3-3 Thin layer wicking法 1-4 ぬれ度合の評価 1-4-1 ぬれの簡易測定法 1-4-2 臨界表面張力 ２．浸漬熱測定によるぬれの評価 ３．低電界ﾊﾟﾙｽNMR分散分析法 （湿式比表面積測定装置） ４．ぬれの制御 [５] 表面の酸／塩基性の影響によって 起こりやすい凝集とその対策 １．酸性・塩基性について ２．溶媒のドナー数およびアクセプタ数 ３．高分子の酸価およびアミン価 ４．固体表面の酸塩基性 4-1 酸点・塩基点 4-2 滴定法による固体の酸・塩基特性の測定 4-3 ぬれ特性による酸・塩基度の評価 4-4 逆相ガスクロマトグラフィーによる 酸・塩基パラメータの決定 ５．高分子の吸着特性 5-1 高分子の吸着構造 5-2 高分子の吸着量 |
○ケース４：添加剤によって起きる分散不良とは？ [６] 分散剤とその他の材料の 相性によって起こる分散不良と対策 １．相溶性不良のケース ２．後工程で添加される材料と乾燥中の変化 ３．粒子表面の特性との不適合 ４．添加量の不足 ○ケース５：バインダー／溶媒によって 起きる分散不良とは？ [７] バインダー樹脂の選定により 起こりやすい凝集要因とその対策 １．ＰＵＲ塗料での顔料分散の例 1-1 下塗り・シーラーのケース 1-2 トップコート・ソリッド色 1-2-1 ポリエステルとアクリルのブレンド 1-2-2 セミフレキシブルアクリルポリオール ２．２Ｋ－ＰＵＲ の耐擦り傷性の改良 2-1 耐擦り傷性改良のナノ粒子分散 [８] 溶媒の希釈によって 起こりやすい凝集とその解決策 １．ソルベントショック ２．分散剤の選定方法 ３．異種粒子同士の混合について [９] 有機溶媒中へ分散したいときに 起こりやすい凝集とその対策 １．HansenのSP 値およびその求め方 1-1 Hansenによる SP値（HSP）の因子分解 1-2 SP値の求め方 1-2-1 原子団寄与法による HSP の計算 1-2-2 相溶性実験に基づくSP値の決定 (1) 溶媒および高分子のSP値 (2) 固体表面のSP値 1-3 逆相ガスクロマトグラフィー（IGC）による HSP の測定 ２．高分子による分散安定化作用 －立体安定化論－ 2-1 混合効果および体積制限効果 2-2 溶媒－高分子間相互作用パラメータχ 2-3 高分子吸着層厚さLと吸着層の構造 2-4 高分子分散剤の開発 ３．非極性溶媒中における 粒子間静電ポテンシャルエネルギー [１０] 水系溶媒中に分散したいときに 起こりやすい凝集とその対策 １．界面における電気現象 1-1 界面電氣の発生 1-1-1 金属酸化物表面 1-1-2 表面解離基を持つ粒子 1-1-3 イオン性結晶 1-1-4 表面吸着イオンの存在 1-2 ゼータ電位 1-3 ゼータ電位の測定 1-3-1 電気泳動法 1-3-2 超音波振動電位法 1-4 金属酸化物のゼータ電位 ２．静電反発作用による分散安定化 ３．粒子間全相互作用ポテンシャルによる 分散・凝集の制御 3-1 電解質の濃度とイオン価による制御 3-2 表面電位（ゼータ電位）による制御 3-3 分散剤による制御 ４．異種粒子間の凝集・分散 ○ケース６：粘度によって起きる分散不良とは？ [１１] 高粘度、固い粒子の分散事例と解決策 １．分散パラメータ １：材料の最適化 1）フィラーの（物理的な）粒子構造 2）フィラーの（化学的な）表面特性 3）ポリマー種類の選択 ２：混練装置・混練条件の最適化 1）予備分散 2）混練装置 3）混練条件 ３：混合のタイミング（フィラー投入タイミング） ２．カーボンナノチューブ(CNT)コンポジット 2-1 カーボンナノチューブ(CNT) 2-2 CNTの分散と分散評価 2-3 面積率Arと物性との相関性 ３．Clay系ポリマーナノコンポジット 3-1 Clay(層状珪酸塩) 3-2 スラリー注入押出法と水注入押出法 [１２] 粘度による分散・凝集挙動と 柔らかい粒子の分散事例 １．微粒子分散における粘度の役割 ２．剛体粒子―自由拡散の場合 ３．剛体粒子―相互作用場における拡散の場合 ４．柔らかい粒子 ○ケース７：分散機操作によって起きる凝集とは？ [１３] 分散機内の温度が上がってしまう時の 要因とその対策 １．ビーズミルの構造と発熱対策 1-1 撹拌部材形状と発熱対策 1-2 冷却機構と発熱対策 ２．運転条件と温度上昇 2-1 ビーズ材質の検討 2-2 周速の検討 2-3 吐出量の検討 2-4 固形分濃度の検討 2-5 スケールアップ時の注意点 ３．最新のビーズミル [１４] 分散機内で不純物が混ざってしまう時の 主な要因とその対策 １．乾式媒体撹拌ミルの原理 ２．摩耗試験結果 2-1 材質の影響 2-2 原料硬度の影響 2-3 攪拌速度の影響 2-4 乾式と湿式の比較 [１５] 分散機で起こるトラブルとその解決事例 １．分散安定凝集理論 1-1 ＤＬＶＯ理論 (表面電荷を有する粒子の分散安定性) 1-2 酸・塩基理論 1-3 立体障害 1-4 分散進行の３つの工程 ２．分散安定に寄与する要因 2-1 ＣＦカラー分散配合成分 (1) 顔料 (2) 表面処理剤 (3) 分散剤 (4) 溶媒 (5) バインダー樹脂 2-2 分散工程 2-2-1 マイクロビーズ分散機 2-2-2 大流量循環分散運転 2-2-3 ミルベースの設計 ３．ＣＦカラーのマイクロビーズ分散 3-1 横型別駆動ビーズ分離分散機による実例１ 3-2 縦型ダブルアニュラー型 マイクロビーズ分散機による実例２ ○ケース８：長期安定性を維持できないときは？ [１６] 塗布すると凝集してしまう時の メカニズムと対策 １．試料の基本的な流動特性 ２．試料の粘度特性 ３．粘度の時間依存性 ４．塗布時の流動 4-1 せん断力塗布 4-2 体積力塗布 ５．塗布時の凝集制御 [１７] 乾燥すると凝集してしまう時の メカニズムと対策 １．塗布膜乾燥の基本特性 ２．膜内凝集機構 ３．乾燥時の凝集体制御 3-1 乾燥速度制御 3-2 試料の調整 |
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【書籍の特徴】 |
ナノ粒子凝集 技術書籍
最新情報 http://kyokai.co.jp/ 企業研修協会