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中性領域での分散の仕組み

従来の酸化チタン粒子分散のしくみ

従来の酸化チタン粒子分散のしくみ

図1 中性域での従来型酸化チタン微粒子凝集のメカニズム
(佐賀県窯業技術センター提供)

大きな表面積を稼ぐために、粒径0.1μm以下の細かい
コロイド状の酸化チタンを原料にすると、凝集しやすく、
均一分散が困難です。
そこで対策として、各粒子に電荷を与えて、
粒子どうしを反発(分散)させます。
ただし通常、粒子が電荷を持つのは、
pHが強酸性か強アルカリの領域です。
中性領域では電荷はゼロ(等電点が中性領域に存在)
となり、分散しない状態になります(図1)。
従って、酸化チタンゾルのほとんどが強酸性
(H+を吸着して帯電)に調整されることになるわけです。

新しいコーティング剤の酸化チタン粒子分散のしくみ

新しいコーティング剤の酸化チタン粒子分散のしくみ

図2 PAゾル中のアナターゼのTEM写真
(佐賀県窯業技術センター提供)

新しいコーティング剤・イリスB01(PAゾル)中のアナタ-ス粒子の
表面電位を測定しますと、pH=7で-50mV程度持っています。
これは一般的な二酸化チタン粒子の表面電位に比べて高く、
数倍の絶対値を持っています。
つまり、液体中に存在しているアナタース粒子の表面にペルオキソ基が
修飾しており、そのペルオキソ基どうしの斥力(反発)によって、
中性域でもアナタ-ス微粒子が安定に分散できると考えられます(図2)。
※ペルオキソ基(過酸化基)とは、
酸素-酸素1次結合(-O-O-)の構造をした基
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