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HSPiP Hansen Solubility Parameter in Practice(HSPiP)HSP統合ソフトの本家HP

ハンセン溶解度パラメータ・ソフトウエアー(HSPiP)の購入方法とインストール

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Last Update
27-May-2017

アプリケーション・ノート#48
環境YMBハンセン溶解度パラメータ(HSP)と引火点:蒸気がなければ引火しない。分子が安定なら引火しない。それを合わせてQSPR式を構築した。フッ素系の化合物にも適用可能な汎用的な推算式になった。またVOCに対して推算値と実験値を比較検討した。

2010.11.12

HSPiP Team Senior Developer, 非常勤講師 山本博志

 

HSPiPの中には引火点を推算する機能が付け加えられている。

HSPiP(Hansen Solubility Parameters in Practice)

HSPを効率的に扱えるように、ハンセン先生とアボット先生がHSPiPというWindows用のソフトウエアー、データベース、電子書籍の統合パッケージを開発されました。これを使うと溶解性に関する様々な疑問に答えてくれます。もちろん材料設計は溶解性だけで決まるほど単純ではありません。そこで、Y-MBという分子を自動的に分割し、様々な物性を推算する機能が付け加えられました。Y-MBはver.4 からはY-Predictというパワーツールとしても提供されています。

概要についてはこちらをお読みください。(2013.1.22)
機能についてはWhat Newをお読みください。
自分が使いたい化合物が計算できるかは使用できる官能基のリストで確認ください。
HSPiPの購入とインストール方法をまとめてあります。
他の会社はどんな使い方をしているのか? 特許をまとめてみました

HSPiPを立ち上げて、σボタンを選び、DIYの中のY-MBを選択する。ここで、Smilesの構造式を入力し、計算ボタンを押すと、引火点の推算値を得ることができる。

Smilesの構造式

分子の水素は書かずに重原子の元素記号だけ線形に表記する。
有機化学用のC, N, O, P, S, F, Br, Cl, Iは角括弧は省略。他の原子には[]をつける。
枝分かれは()を使う。
2重結合は=,3重結合は#で表す。
環状構造は環の結合を一つ切りその両端に1以上の同じ数字をつける。
PirikaのSmiles構造式を得るJAVAアプレットはこちらから
分子の描画によってSmilesの構造式を得るDraw2SmilesがHSPiP Ver.4 パワーツールに搭載されました。

 

引火点は溶媒の選択の上で非常に重要な情報だろう。構造のみから引火点を推算できるのはY-MBの重要な機能だ。
例えば、Diisobutyl Adipate (HCode=1140) の場合, Smilesの構造(CC(C)COC(=O)CCCCC(=O)OCC(C)C)を入れて計算ボタンを押すと、 Flash Point 134.1℃と推算する。
実験値は112.8℃なので、悪くない推算だ。
このHSPiPの引火点推算機能について説明する。

引火点とは“可燃性の液体物質が空気と可燃性の混合物を作ることの出来る最低温度である。” wikipedia

可燃性液体は工業的には取り扱いが非常に難しい。

引火点の測定装置 (タグ密閉) コンピュータによる予測
実際に試料が必要。
高価であったり、毒性が未知であったりする
大雑把な値の把握
安全

予測式

引火点 ∝ f(沸点)*g(分子の安定性)*h(ガスの量)
分子の安定性:分子の生成熱/分子量
Aガスの量:totHSP: total Hansen SP

そして、f,g,hの関数をQSPRの手法を使って決定してやる。

すると、上の図ぐらいの精度で引火点を推算する式が得られる。
フッ素化合物でもそこそこの精度で推算することができる。

 

このように、HSPはその本質が蒸発潜熱なので、ある温度の時のガス量と相関がある。詳しいことは相対揮発度の記事を参照いただきたい。

2011.11.24

Volatile Organic Compounds (VOC) の引火点の推算をV.3.1.Xを使って検証した。構造のみから推算しているにしては、それなりの精度が出ていると考えられる。文献の出所次第で、このぐらいの誤差はよくある。

 

Pirikaでの引火点の推算、JAVAアプレットはこちら
本来、MOPACなどの分子軌道計算して得ている、生成熱をニューラルネットワーク法で計算する。

DIYでも解説を行っている。

対応するブラウザーを使い、上のキャンバスに分子を描けばどのくらいの引火点かを得る事ができる。詳しい分子の描き方などはPowerToolsのSmilesを参照して頂きたい。
このように、一旦モデル式が作成できれば容易に新しい溶媒を使った時の引火点を推算できる。それをバッチで走らせて一番欲しいものを探すなども簡単にできてしまう。

 

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