高分子物質は,低分子物質からは予想もできない特異な物性を示します。本授業では,高分子物質が示すこれらの諸物性のうち溶液物性に焦点を当てて,物理学的観点から解説します。すなわち、高分子鎖一本の形態(コンフォメーション)や高分子溶液の様々な状態を,統計力学や熱力学に基づき理解します。また,これらの高分子物質の特異性を直感的に把握するために,いくつかの実演を授業中に取り入れます。
高分子の溶液物性は、高分子物質に対する物理的な基礎概念を与え、高分子関連の講義の基礎と位置付けられます。したがって、高分子科学の入門段階において、重要な学問的意義を有しています。さらに、高分子産業に関連した科学・技術分野においても、その基礎的知識を提供します。
本講義を履修することによって、次の能力を取得する。
1) 孤立高分子鎖のコンホメーションと動的挙動を説明できる。
2) 希薄溶液中での高分子鎖のコンホメーションを説明できる。
3) 高分子濃厚溶液の静的・動的性質を説明できる。
4) ポリマーブレンドの高次構造や物理的性質を理解できる。
高分子鎖の形、希薄溶液、濃厚溶液、高分子ブレンド、構造形成
✔ 専門力 | 教養力 | コミュニケーション力 | 展開力(探究力又は設定力) | ✔ 展開力(実践力又は解決力) |
板書形式あるいは液晶プロジェクターを利用したスライドを利用して、講義形式で行います。また、講義内容に関連した問題演習も行います。
授業計画 | 課題 | |
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第1回 | 高分子性発現の起源, 高分子の一次構造 | 高分子性発現の起源を高分子の一次構造をもとに理解する。 |
第2回 | 孤立高分子鎖の形と挙動 | 1本の高分子鎖の形(コンホメーション)とその挙動を分子量に関連付けて理解する。 |
第3回 | 希薄溶液・準希薄溶液の構造と物性 | 希薄溶液と準希薄溶液を定義し、それらの中での高分子鎖の構造と物性を理解する。 |
第4回 | 高分子濃厚溶液 (1) 平均場理論による記述 | 高分子濃厚溶液をFlory-Huggins 理論により記述する。 |
第5回 | 高分子濃厚溶液 (2) 相図と相溶性 | 高分子濃厚溶液が示す相図を高分子/溶媒間の相溶性に基づいて理解する。 |
第6回 | 高分子ブレンド | 高分子ブレンドの定義とその概略について記述する。 |
第7回 | 高分子溶液・ブレンド中の構造形成 (1) 平衡論 | 高分子溶液・ブレンド中に形成する最終高次構造について理解する。 |
第8回 | 高分子溶液・ブレンド中の構造形成 (2) 非平衡論 | 高分子溶液・ブレンド中における構造形成過程について理解する。 |
教科書:なし
参考書:高分子学会編「基礎高分子科学」東京化学同人 2006
北野博巳他 「高分子の化学」 三共出版 2008
授業の達成目標を勘案して、試験・レポート等の合計点により履修案内に記載の通り成績を評価します。
次の科目を履修しているか同等の知識を有していること; 高分子科学(CAP.P201), 高分子科学基礎(GRC.B104)。