2017年度 高分子化学第四(架橋反応)   Polymer Chemistry IV (Crosslinking Reactions)

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開講元
応用化学系
担当教員名
斎藤 礼子 
授業形態
講義
曜日・時限(講義室)
木7-8(H113)  
クラス
-
科目コード
CAP.P312
単位数
1
開講年度
2017年度
開講クォーター
2Q
シラバス更新日
2017年3月17日
講義資料更新日
2017年6月7日
使用言語
日本語
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講義の概要とねらい

高分子において,架橋反応は架橋体(ゲル)を合成する重要な反応です。ゲルは不溶・不融であり,膨潤等,特異な挙動を示す重要な高分子ですが,合成条件により,その特性を大きく変化させることができます。実際には,高分子から合成するのか,低分子から合成するのか,など様々な合成経路が存在しますが,それぞれ,反応の設計指針が大きく異なります。さらに,どの反応時点からゲルができるのかや,合成できたゲルの特性と反応との関係の理解します。具体的な講義項目は,低分子による高分子の架橋,高分子による高分子の架橋,低分子の反応によるゲルの合成,ゲル化理論,ゲルの膨潤挙動などです。

本講義では,高分子の低分子による架橋反応,高分子-高分子の反応による架橋反応,モノマーから直接ゲルを合成する方法を反応および,反応理論(Floryのゲル化理論とCarothersのゲル化理論)の考え方を理解し,高分子の合成に応用するための基礎を築くことを目的とします。さらに,架橋体(ゲル)の膨潤挙動を熱力学的に理解し,架橋反応との関係から,ゲルおよびゲル化の扱い方の基礎を理解し身につけます。

到達目標

 本講義を履修することによって次の能力を修得する。
1)高分子の架橋反応を理解し、説明できる。
2)架橋反応によって合成されるゲルの特性を理解できる。
3)架橋反応とゲルの特性の関係を考えることができる。
4)ゲル化点を理論的に予測し、実際のゲルの合成方法を設計できる。

キーワード

架橋反応、ゲル、ゲル化点、高分子複合体、膨潤

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
- - -

授業の進め方

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。
各回の授業内容をよく読み,課題を予習・復習で行って下さい。

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 ゲルとはなにか ゲルを説明する、ゲルを分類する
第2回 低分子による高分子の架橋反応(高分子と低分子でゲルを作る) 低分子架橋剤を用いゲルを設計する
第3回 高分子による高分子の架橋反応(高分子と高分子でゲルを作る) 高分子複合体を説明する
第4回 モノマーの重合時の架橋反応(モノマーから直接ゲルを作る) ゲルの合成方法を理解する、r1,r2からゲルの特性を予測する
第5回 架橋反応の理論I(Floryのゲル化理論)(どこからゲルか1) Flory理論に基づき、ゲル化点を予測する
第6回 架橋反応の理論Ⅱ(Carothersのゲル化理論)(どこからゲルか2) Carothers理論に基づきゲル化点を予測する。Flory理論とCarothers理論を使い分ける。
第7回 ゲルの膨潤挙動 ゲルの膨潤挙動を熱力学的に理解する。
第8回 まとめと試験 全体の内容をまとめ、その後試験する。

教科書

高分子学会編「基礎高分子科学」東京化学同人 ISBN-13: 978-4807906352

参考書、講義資料等

Odian "Principales of polymerization" Wiley ISBN-13: 978-8126513918,
中濱精一ほか 「エッセンシャル高分子科学」 講談社サイエンティフィク ISBN-10: 406153310X,
高分子学会編「高分子科学の基礎」東京化学同人 ISBN-10: 4807904051

成績評価の基準及び方法

架橋反応の設計方法,ゲルの特性と反応の関係の考え方,ゲル化点の計算法及びそれらの応用に関する理解度を評価する。期末試験(80%),演習(20%)で成績を評価する。

関連する科目

  • CAP.P211 : 高分子化学第一(逐次重合)
  • CAP.P212 : 高分子化学第二(連鎖重合)
  • CAP.P311 : 高分子化学第三(高分子反応)

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

履修は必ずしも必要ではないが、以下の科目の知識を有することが望ましい。高分子化学第一~第三、有機化学第一~第三、高分子物性、高分子構造、物理化学(熱力学)

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