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新しい分散・乳化の
科学と応用技術の新展開

New Technology and Applications of Dispersion & Emulusion Systems
第１編　基礎編 「分散・乳化の科学」
　
第１章　分散・乳化の概論
　第１節　分散・乳化の歴史
　　1.　分散・乳化とは
　　2.　分散・乳化の歴史
　　　2.1　化学者ファラデーと分散系
　　　2.2　グレアムとコロイド
　　　2.3　グレアム以降19世紀のコロイドの研究
　　　2.4　分散系概念の確立
　　　2.5　有機コロイド化学
　　　　2.5.1　マックベインのミセル論の出現
　　　　2.5.2　会合体説と巨大分子説
　　　　2.5.3　ミセル概念の発展
　　　　2.5.4　巨大分子説と会合体説との住み分け
　　　2.6　分散コロイドの安定化(1)とシュルツェ・ハーディーの法則
　　　2.7　分散コロイドの安定性(2)と高分子
　　　2.8　粒子間力(表面力)の直接測定
　　　2.9　乳化の歴史
　第２節　分散・乳化の定義
　　1.　コロイド全般
　　2.　コロイド分散系の用語
　　3.　エマルション関係の用語
　第３節　分散・乳化の物理化学的考察　―コロイドの安定性について―
　　1.　熱力学的安定性
　　2.　分散コロイドのポテンシャルエネルギー
　　3.　コロイド的安定性平衡と速度
　
第２章　分散の科学　
　第１節　分散超微粒子の合成と各種制御技術
　1.　微粒子分散系の合成と制御技術
　　1.　微粒子分散系の生成原理
　　2.　単分散化技術
　　　2.1　濃度の制御
　　　2.2　ゲル網の利用：ゲルーゾル法
　　　2.3　種微粒子の利用：Seed法
　　3.　各種の制御技術
　　　3.1　マイクロエマルション・ミセルの利用
　　　3.2　鋳型の利用
　　　3.3　キャピラリー内での連続生成
　　　3.4　添加剤による粒子形態の制御
　　　3.5　溶解法
　2.　無機コロイド粒子の合成とその解析
　　1.　無機コロイド粒子の合成法
　　　1.1　粉砕法
　　　1.2　気相反応法
　　　　1.2.1　気相析出法
　　　　1.2.2　エアロゾル法
　　　1.3　液相反応法
　　　　1.3.1　粒子の生成機構
　　　　1.3.2　凝集機構による粒子生成
　　　1.4　均一沈澱法
　　　1.5　金属アルコキシドの加水分解法
　　　1.6　水熱反応法
　　　1.7　W/Oマイクロエマルション法
　　2.　無機コロイド粒子のキャラクタリゼーション法
　　　2.1　粉末X線回折
　　　2.2　蛍光X線(X-ray　fluorescence　spectroscopy;　XFS)並びに光電子分光(X-ray　photoelectron　spectroscopy；XPS)分析
　　　2.3　フーリエ変換赤外分光分析(FT-IR)
　　　2.4　ガス吸着
　　　2.5　TPD-MS-TG同時測定
　3.　複合粒子の調製
　　1.　複合化メカニズムと調製例
　　2.　CMP　スラリーとしての応用
　第２節　分散系の安定性とその評価法
　1.　界面電気とゼータ電位
　　1.　帯電粒子周囲の拡散電気二重層
　　2.　電気泳動の原理　
　　3.　Hückelの式とSmoluchowskiの式
　　4.　電場の歪みを考慮した式：Henryの式
　　5.　緩和効果を考慮した式
　　6.　動的電気泳動
　　7.　ESA法とCVP法
　2.　界面電気現象の測定技術
　　1.　コロイド粒子の帯電の機構と電気二重層
　　2.　界面動電現象の測定法
　　　2.1　流動電位・流動電流法
　　　2.2　電気泳動法
　　　2.3　沈降電位法
　　　2.4　超音波振動電位法とESA法
　　　2.5　平板界面のゼータ電位の測定
　　　2.6　ゼータ電位の測定と測定上の注意
　　3.　ゼータ電位と微粒子表面の物理化学
　　　3.1　等電点
　　　3.2　ゼータ電位とZ.P.C
　　　3.3　表面の酸基の強さの決定
　　　3.4　界面活性剤の吸着と吸着エネルギーの決定
　3.　DLVO理論の実験的検証
　　1.　粒子の全ポテンシャルエネルギー
　　2.　臨界凝集濃度：Schulze-Hardyの法則
　　3.　水銀滴の合一
　　4.　粒子対形成：ルーズな凝集体形成
　　5.　コロイド相互作用の直接測定
　　6.　Depletion凝集
　4.　DLVO理論とその応用
　　1.　基礎理論
　　2.　電気二重層
　　3.　電気二重層の相互作用
　　4.　電気二重層の相互作用エネルギー
　　5.　表面電位一定モデルと表面電荷一定モデル
　　6.　球形粒子間の相互作用
　　7.　粒子間のvan　der　Waals引力
　　8.　粒子間の相互作用全エネルギー
　　9.　凝集速度
　　10.　表面電荷調節モデル
　　11.　Stern　補正
　5.　ヘテロ凝集理論の基礎
　　1.　異なる電気二重層の相互作用
　　2.　異種電気二重層の相互作用力
　　3.　異種粒子間のvan　der　Waals力
　　4.　ヘテロ凝集の条件
　6.　ヘテロ凝集の動的挙動とその応用
　　1.　ホモとヘテロ凝集・分散
　　2.　ヘテロ凝集を用いるナノ粒子プロセッシング
　　3.　ヘテロ凝集速度
　第３節　非水分散系の安定性
　1.　非水系の界面電気と分散・凝集；実験的研究
　　1.　極性溶媒中の界面電気と分散・凝集
　　　1.1　電解質の効果
　　　1.2　界面活性剤の効果
　　　1.3　粒子表面上の有機分子のコンフォメーション
　　2.　非極性溶媒中の界面電気と分散・凝集
　　　2.1　非極性溶媒中での粒子の帯電
　　　2.2　分散剤および水分濃度依存性
　　　2.3　非水分散系のゼータ電位測定
　　　2.4　非水系界面動電現象の新しい取り扱い
　2.　理論的研究
　　1.　非水系のPoisson-Boltzmann方程式
　　2.　無塩系における粒子周囲の電位分布
　　3.　粒子の実効電荷と自由な対イオン
　　4.　電気泳動移動度
　第４節　高分子の吸着と分散・凝集
　1.　高分子の吸着と分散凝集
　　1.　高分子の吸着
　　　1.1　高分子の吸着形態
　　　1.2　分子量依存性
　　　1.3　溶媒の影響
　　　1.4　吸着層の厚さ
　　2.　高分子による分散安定化
　　　2.1　分散安定性理論
　　　　2.1.1　DLVO理論
　　　　2.1.2　立体障害安定化理論
　　　　　2.1.2.1　エントロピー斥力理論
　　　　　2.1.2.2　浸透圧斥力理論
　　　2.2　立体障害理論の実験的確証
　　3.　高分子による凝集
　　　3.1　高分子の吸着による凝集の理論
　　　　3.1.1　中和凝集
　　　　3.1.2　橋架け凝集
　　　3.2　枯渇凝集
　　　3.3　高分子による凝集の実験的確証
　　　　3.3.1　中和凝集の実験的確証
　　　　3.3.2　橋架け凝集の実験的確証
　　　　3.3.3　枯渇凝集の実験的確証
　2.　高分子電解質の吸着と分散・凝集
　　1.　高分子電解質の吸着性と脱着性
　　2.　高濃度スラリーの高分子電解質による安定化
　　3.　高分子電解質による枯渇効果
　　　3.1　枯渇効果の概要
　　　3.2　非吸着性高分子電解質を添加した系の枯渇凝集
　　　3.3　吸着性高分子電解質を添加した系の枯渇凝集
　　　3.4　高分子電解質の枯渇安定化と擬枯渇安定化効果
　　4.　高分子電解質の吸着膜を利用した複合膜と複合粒子の調製
　第５節　界面活性剤の吸着と分散凝集
　　1.　界面活性剤の吸着による分散安定性に及ぼす因子
　　　1.1　固体表面の親・疎水性
　　　1.2　界面活性剤濃度
　　　1.3　電解質濃度および系のpH
　　2.　シリカ粒子表面への界面活性剤の吸着と分散安定性
　　3.　グラファイト粒子表面への界面活性剤の吸着と分散安定性
　　　3.1　半円筒ミセルの形成過程
　　　3.2　半円筒ミセル形成とグラファイト粒子分散
　　4.　コロイドプローブAFMを用いたグラファイト粒子の分散安定性の検討
　第６節　分散系の安定性とレオロジー特性
　　1.　分散系のレオロジー特性の概略
　　　1.1　定常流動特性
　　　1.2　動的特性
　　2.　構造変化とレオロジー特性
　　　2.1　チキソトロピーおよびレオペクシー
　　　2.3　ダイラタンシー
　　3.　エマルションのレオロジー特性と界面張力
　　　3.1　微視的相分離系の動的挙動
　　　3.2　エマルションモデルの適用
　
第３章　乳化の科学
　第１節　乳化の科学
　1.　エマルションの定義と分類
　2.　界面活性剤/水/油系の相平衡図
　　1.　相図と相平衡
　　2.　界面活性剤/水/油3成分系の相図
　3.　エマルションの型を支配する因子と乳化剤の選択
　　1.　エマルションの分類
　　2.　エマルションの型に関する理論的考察
　　3.　乳化剤の選定
　　　3.1　HLB法
　　　3.2　有機概念図法
　　　3.3　相転移温度法(PIT)
　　　3.4　転相滴定法(EIP)
　第２節　エマルションの生成と安定性
　　1.　界面張力
　　2.　エマルションの生成
　　　2.1　油水界面活性剤系の相図
　　　2.2　エマルションの調製方法
　　3.　エマルションの安定性
　　　3.1　クリーミング
　　　3.2　凝集
　　　3.3　合一
　　　3.4　オストワルドライプニング(Ostwald　ripening)
　第３節　エマルションのレオロジー
　　1.　弾性
　　　1.1　ヤング率
　　　1.2　ズリ弾性率あるいは剛性率
　　　1.3　ポアソン比と3倍則
　　2.　粘性
　　　2.1　ズリ粘性率
　　　2.2　非ニュートン粘性
　　　　2.2.1　流動曲線
　　　　2.2.2　降伏応力
　　3.　粘弾性
　　　3.1　デボラ数
　　　3.2　模型
　　　　3.2.1　ケルビンフォークト模型
　　　　3.2.2　マックスウエル模型
　　　3.3.　動的粘弾性
　　4.　レオロジー特性の評価
　　　4.1　粘性
　　　4.2　粘弾性
　　5.　レオロジー的性質に影響する様々な要因
　　　5.1　分散相体積分率
　　　5.2　分散相(液滴内相)粘度
　　　5.3　液滴径および粒度分布
　　　5.4　乳化剤
　　　5.5　その他
　　　5.6　粘弾性
　　6.　エマルションのクリーミングと安定性
　第４節　エマルション評価法
　　1.　　乳化型判定法
　　1.　乳化状態の解析法
　　　1.1　乳化タイプ判別法
　　　1.2　外観評価法
　　　　1.2.1　透明性評価
　　　1.3　粒子径測定
　　　　1.3.1　粒子の直接観察法
　　　　1.3.2　物性値による間接的評価法
　　　　1.3.3　平均粒子径算出方式
　　2.　エマルションの物性評価
　　　2.1　粘度測定
　　　2.2　レオロジー測定
　　　2.3　ゼータ電位測定
　　　2.4　熱測定
　　　2.5　エマルション界面の状態解析
　　　　2.5.1　NMR
　　　　2.5.2　蛍光測定
　　　　2.5.3　ESR
　　3.　安定性評価
　　　3.1　凝集体形成の観測
　　　　3.1.1　粒径測定
　　　　3.1.2　レオロジー測定
　　　3.2　合一現象の観測
　　　　3.2.1　電気音響分光法
　　　　3.2.2　高周波分光法
　　　3.3　クリーミング現象の観測
　　　　3.3.1　外観測定
　　　　3.3.2　電気的感知法
　　　3.4　加速試験法
　　　　3.4.1　温度耐性加速試験法
　　　　3.4.2　遠心分離加速試験法
　第５節　乳化剤
　1.　合成系乳化剤
　　1.　合成系乳化剤の種類
　　2.　非イオン性界面活性剤
　　3.　陰イオン性界面活性剤
　　4.　陽イオン性界面活性剤
　　5.　両性界面活性剤
　　6.　用途と乳化剤
　2.　天然系乳化剤
　　1.　概要と定義
　　2.　バイオサーファクタントおよびそれらの化学修飾体
　　　2.1　植物・動物由来乳化剤
　　　2.2　微生物由来バイオサーファクタント
　3.　高分子界面活性剤
　　1.　高分子界面活性剤とは
　　2.　高分子界面活性剤の種類
　　3.　高分子乳化剤の性質
　　4.　高分子界面活性剤と低分子界面活性剤の相互作用
　　5.　乳化剤としての高分子界面活性剤
　　6.　分散剤としての高分子界面活性剤
　4.　フッ素系乳化剤
　　1.　フルオロアルキル基含有脂肪族界面活性剤の合成と性質
　　　1.1　アシルクロリドもしくはアルカンスルホニルクロリドの電解フッ素化を利用した方法
　　　1.2　Williamson型エーテル合成反応により得られる界面活性剤と性質
　　　1.3　テロメル化反応を利用した含フッ素脂肪族界面活性剤の合成と性質
　　　1.4　その他の合成反応によるフッ素系界面活性剤の合成と性質
　　　1.5　脂肪族フッ素系界面活性剤の応用
　　2.　芳香族セグメントを有するフッ素系界面活性剤の合成
　　　2.1　エーテル結合を介してフルオロアルキル基を導入させる方法
　　　2.2　Ullmann反応を利用したフルオロアルキル基の導入
　　　2.3　Friedel-Crafts反応を利用したフルオロアシル基の導入
　　　2.4　過酸化フルオロアルカノイルを用いたフルオロアルキル基の導入
　　3.　高分子フッ素系界面活性剤
　　4.　フルオロシリコーン系界面活性剤の合成と性質
　　　4.1　フルオロアルキル基含有シリコーン化合物の合成
　　　4.2　フルオロシランカップリング剤の合成
　　　4.3　フルオロシリコーン化合物の応用