マルチスケールシミュレーション・ソフトウェア

J-OCTA

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J-OCTA

高分子型分散剤による微粒子表面への吸着・分散

本解析例では、J-OCTAとOCTA SUSHIを用いて高分子型分散剤が微粒子表面に吸着・分散する現象をシミュレーションしました。シミュレーションでは、吸着量や粒子間斥力の発現を分子論的に評価でき、実験だけでは困難な分子構造ごとの吸着挙動や分散安定性の比較が可能です。これにより、分散剤開発の効率化や新規材料設計の指針を得ることができ、インク・塗料・化粧品などの均質な塗膜形成に貢献します。J-OCTAは粗視化モデルの入力ファイル作成や相互作用パラメータ推算にも活用でき、分散剤設計の効率化を支援します。
解析・利用例のポイント
  • 分散剤の分子構造と吸着構造の関係を分子論的に解析
  • 分子設計による吸着量・斥力の評価
  • J-OCTAで入力ファイル作成・パラメータ推算

分散剤による微粒子分散のメカニズム

乳化・分散は微粒子を均一に分布させるための重要なプロセスです。分散剤は粒子表面に吸着し、粒子間斥力を発現することで再凝集を防止します。高分子型分散剤は、静電斥力・浸透圧効果・容積制限効果など複数の斥力を発揮し、少量添加でも高い分散安定性を実現します。分子設計により、粒子表面との親和性や溶媒との相互作用を調整することで、吸着能と斥力能のバランスを最適化できます。

高分子型分散剤の分子構造例(直鎖・櫛形・共重合体など)
高分子型分散剤の分子構造例(直鎖・櫛形・共重合体など)

吸着シミュレーションと解析事例

OCTA SUSHIを用いた吸着シミュレーションでは、粗視化モデルとSCF法により高分子型分散剤の吸着層構造(濃度分布)を算出できます。ABジブロックコポリマーの例では、Aセグメントが平板表面に高吸着し、Bセグメントが溶媒中に広がる構造が得られます。濃度分布から吸着量(表面過剰量)を評価でき、溶液濃度や分子構造の違いによる吸着挙動の比較も可能です。J-OCTAは入力ファイル作成や相互作用パラメータ推算を支援し、分散剤設計の効率化に寄与します。

SCF計算による吸着層の濃度分布(OCTA SUSHI解析例)
SCF計算による吸着層の濃度分布(OCTA SUSHI解析例)
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