2015.10/28 微粒子の分散
高分子へ微粒子を分散するには技術が必要である。特に超微粒子になるとその必要な技術レベルは格段に高くなる。例えば、混練プロセスで分散するときには、その濃度が高くなるにつれ、指数関数的に難しくなる。
微粒子の分散を促すためにその表面処理を行うアイデアは古くから検討されてきた。その結果、各種カップリング剤が市販されている。しかし、微粒子の表面処理に成功しても、20vol%を過ぎたあたりからクラスターを作りやすくなる。
ゆえに20vol%以上添加する場合には、プロセシングによる分散制御技術が重要になってくる。これをカップリング剤あるいは何らかの界面活性剤等の技術だけで行おうとするとうまくゆかないケースが多い。
高分子へ微粒子を分散するときに、ラテックスを使用するのはよいアイデアだが、コストが高くなる問題がある。しかし、設計した部材によってはコストよりも性能を重視する必要からラテックスを使用するケースもある。
この場合、コロイド科学の知識があれば混練よりも技術的難易度は少し下がる。さらに実践知もあれば、50vol%程度までクラスターの生成を抑えた分散に成功できる可能性が出てくる。
いずれにしても微粒子を高分子に分散しようとするときには、科学の形式知だけでは難易度は高く、開発を始める前に予備実験を行い実践知を蓄える必要がある。微粒子の濃度やその他の状態によっては、開発不可能な場合や実践知と暗黙知によるトリッキーなアイデアで簡単に成功してしまう場合などさまざまである。