H28年度 高分子物理第二(固体構造)   Polymer Physics II (Solid Structures)

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開講元
応用化学系
担当教員名
安藤 慎治 
授業形態
講義
曜日・時限(講義室)
水3-4(S421)  
クラス
-
科目コード
CAP.P222
単位数
1
開講年度
H28年度
開講クォーター
4Q
シラバス更新日
H29年1月11日
講義資料更新日
-
使用言語
日本語
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講義の概要とねらい

高分子物質の固体状態における基本的な構造(特に三次元的な立体構造)を,非晶性固体(配向非晶を含む),結晶性固体,液晶に分類し,それらの特徴について解説します。次いで,高分子構造の実験・解析法とそこから得られる情報を, 回折法,振動分光法,磁気共鳴法,顕微鏡・顕微分光に分けて詳述します。その後,高分子表面や配向非晶の構造,高分子鎖の配向度や結晶化度の評価について解説した後,最近,発展の著しい分子科学計算による取り扱いについて触れ,最後に代表的な結晶性高分子やブロック共重合体の構造と相転移現象について紹介します.
優れた機能を有する新規の高分子物質を設計・創出するためには,様々な高分子物質の性質(物性)がどのような構造に裏付けられているか(これを「構造-物性相関」と呼びます)に対する深い理解が不可欠です.この講義では、固体状態における高分子物質の様々な三次元構造と,それらが形成される機構を学習することで,この「構造-物性相関」を理解するための基礎の習得を目指します.

到達目標

本講義の履修により,次のような能力の修得を目指します.
1) 高分子物質が固体状態で形成する様々な高次構造を階層性の観点から理解している.
2) それらを解析するために用いられる種々の実験・解析法の基礎について理解している.
3) 高分子物質の構造-物性相関を理解するための基礎的知識を修得している.

キーワード

モノマーの構造(構造異性,立体異性,コンフィグレーション),二次構造(コンホメーション,回転異性体,ヘリックス構造)
高次構造(結晶,液晶,非晶,単結晶,球晶,ミクロ相分離構造,網目構造,表面・界面構造)

学生が身につける力

国際的教養力 コミュニケーション力 専門力 課題設定力 実践力または解決力
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授業の進め方

毎回の講義の前半で,前回の復習とともに演習問題を解説します.
講義の後半で,その日の教授内容に関する演習問題に取り組んでもらいます。
各回の学習目標をよく読み,講義資料をダウンロードして,教科書とともに十分な予習を行って下さい.

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 高分子固体の階層構造・高次構造と分子運動 高分子固体の階層構造と高次構造の分類の理解
第2回 高分子固体(非晶)の構造と半結晶性高分子の結晶化挙動 半結晶性高分子の結晶化挙動の理解
第3回 高分子構造の実験・解析法と得られる情報 I (回折法) 結晶性高分子(繊維)の広角X線回折の理解
第4回 高分子構造の実験・解析法と得られる情報 II (振動分光・電子顕微鏡・顕微分光) 結晶性高分子の赤外吸収スペクトル分析の理解
第5回 高分子構造の実験・解析法と得られる情報 III (熱分析・磁気共鳴) 非晶性高分子の示差熱分析・固体NMRの理解
第6回 高分子鎖の配向度と結晶化度 赤外分光・屈折率(複屈折)による配向度・結晶化度解析の理解
第7回 高分子固体にみられる特徴的な構造と形態 液晶性高分子・ブロック共重合体の構造と相転移 液晶性高分子に特徴的な構造と相変化挙動の理解
第8回 高分子の表面構造と分子科学計算による構造予測 高分子のナノ構造・表面構造の分析法および分子科学計算の基礎の理解

教科書

高分子学会編「基礎高分子科学」東京化学同人(2006)

参考書、講義資料等

高分子学会編 「基礎高分子科学 演習編」 東京化学同人 (2011)
北野博巳他 「高分子の化学」 三共出版 (2008)

成績評価の基準及び方法

講義内容に関する理解度を期末試験および講義毎の小テストにより評価する。
講義中の演習・クイズ:15%, レポート・宿題:15%, 期末テスト:70%

関連する科目

  • CAP.P201 : 高分子科学
  • CAP.P221 : 高分子物理第一(溶液物性)
  • CAP.P321 : 高分子物理第三(レオロジー)
  • CAP.P322 : 高分子物理第四(応用物性)

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

高分子科学 (CAP.P201) 及び高分子物理第一(溶液物性) (CAP.P221) を履修していること,または同等の知識があること。

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