問題文　　　Ⅱ-1-3

　粒子(または粉体)を取り扱う際に、液体中への粒子の分散状態が重要となる場合が多い。粒子の液体中への分散に関し、

(1)分散状態の評価方法を二つ挙げて説明し、

(2)分散状態の制御(または向上方法)を二つ挙げて説明せよ。

 模範解答1  (簡易答案形式1)　 添削履歴　2回 　完成日2018/3/24　専門事項　化学品製造

1. 分散状態の評価方法

１）粒子径分布測定による評価

粒子径分布を測定することで、凝集粒子の有無や大きさ、その割合を把握できるため、分散状態を評価できる。

２）ゼータ電位測定による評価

ゼータ電位を測定することで、粒子間の反発力の目安を知ることができるため、分散状態を評価できる。

２．分散状態の向上方法

１）ぬれ性の向上

　液中で凝集している粒子に湿潤剤を添加すると、液体に濡れやすくなり、粒子間に存在する空気が液体に置き換わる。このため、粒子を解こうされ、分散性が向上する。

２）立体障害反発の付与

　粒子表面に高分子分散剤を吸着させると、高分子により粒子同士の接近が抑制され、立体障害反発となる。このため、分散を安定化できる。

 模範解答1  (簡易答案形式2)　 添削履歴　1回 　完成日2018/4/15　専門事項　化学品製造

1. 分散状態の評価方法

①粒子径分布の測定

粒子径分布の大小で分散状態の良悪を評価する。粒子の凝集塊が大きいほど粒子径は大きく、凝集塊が解砕され単位粒子(一次粒子)に近づくほど粒子径は小さくなる。

②ゼータ電位の測定

ゼータ電位の絶対値の大小で、分散状態の良悪を評価する。ゼータ電位の絶対値が大きいと、粒子間の電気的な反発力が強くなり粒子は分散する(DLVO理論)。

2. 分散状態の制御方法

①高分子の吸着

　粒子に高分子を吸着させることで分散を向上できる。粒子が接近すると、吸着した高分子の鎖が圧縮されるため、復元しようとする力が働く。その結果、粒子同士は引き離される。

②静電斥力による安定化

液の水素イオン濃度(+)または水酸化物イオン濃度(-)を増加させることで分散が向上できる。H+濃度を増加させると粒子は+に帯電し、OH-濃度を増加させると粒子は-に帯電する。同符号同士に帯電した粒子は反発するため、分散する。

模範解答1  (答案形式)　 添削履歴　2回 　完成日2018/4/17　専門事項　化学品製造

(1) 分散状態の評価方法

①粒子径分布の測定

粒子径分布の大小で分散状態の良悪を評価することができる。粒子の凝集塊が大きいほど粒子径は大きく、凝集塊が解砕され単位粒子(一次粒子)に近づくほど粒子径は小さくなる。

②ゼータ電位の測定

ゼータ電位の絶対値の大小で、分散状態の良悪を評価することができる。ゼータ電位の絶対値が大きいと、粒子間の電気的な反発力が強くなり粒子は分散する(DLVO理論)。ゼータ電位は、電気泳動法により、粒子表面に対イオンによって形成された電気二重層、すなわち界面の電位差を測定する。

 (2) 分散状態の制御方法

①高分子の吸着

　粒子に高分子を吸着させることで分散を向上できる。粒子が接近すると、吸着した高分子の鎖が圧縮されるため、復元しようとする力が働く。その結果、粒子同士は引き離される。

②静電斥力による安定化

液の水素イオン濃度(+)または水酸化物イオン濃度(-)を増加させることで分散が向上できる。H+濃度を増加させると粒子は+に帯電し、OH-濃度を増加させると粒子は-に帯電する。同符号同士に帯電した粒子は反発するため、分散する。