2019年度 高分子物理第四(応用物性)   Polymer Physics IV (Physical Properties)

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開講元
応用化学系
担当教員名
古屋 秀峰 
授業形態
講義
曜日・時限(講義室)
木5-6(W641)  
クラス
-
科目コード
CAP.P322
単位数
1
開講年度
2019年度
開講クォーター
2Q
シラバス更新日
2019年4月2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

 本講義では,高分子化合物の集合体において観測される特徴的で重要な物性のうち,熱的性質(ガラス転移,結晶化と融解),電気的性質(誘電性、圧電性、導電性),光学的性質、および表面物性について、熱力学と物理化学の観点から説明し、基礎知識を提供する。また,様々の物性について問題演習を行って理解を深める。
 様々な用途で使用されている高分子材料には,高分子物質の集合体として示す独特な性質や挙動が活用されている。 高分子物質の集合体が示す熱的,電気的,および光学的性質は、どのような構造と関係して、どのように発現するのかを学び理解する。また、高分子の特徴的な性質が、どのように機能性材料に用いられているか,その応用例についても学ぶ。

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)相転移の種類と定義を説明できる
2)融解挙動におけるエンタルピー変化と状態の相関を説明できる
3)ガラス転移現象を分子の運動性と熱力学の両方から説明できる
4)高分子の固体状態の構造相転移を説明できる
5)高分子の電気的性質の原理と現象を説明できる
6)高分子の光学的性質の発現機構を説明できる
7)表面物性の原理と現象を説明できる      

キーワード

相転移、融解現象、ガラス転移、結晶化、誘電性、圧電性、導電性、複屈折、濡れ、表面粘弾性

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

教科書に従って講義を進める。毎回の講義のはじめに復習を兼ねて前回の演習問題の解答を解説する。各講義最後の15分で、講義内容に関する演習問題を行う。

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 熱的性質 -相転移の種類と定義 熱力学の復習,一次相転移と二次相転移の説明
第2回 熱測定法と融解現象 -測定原理,過冷却液体 エンタルピーの温度変化と状態の関係の説明
第3回 ガラス転移 -セグメント運動と転移挙動 分子鎖の運動性とガラス転移現象の説明
第4回 結晶化現象と固相転移 -溶融結晶化,結晶化機構,結晶相転移、液晶相転移 高分子の固体状態の相転移現象の説明
第5回 電気的性質 -誘電性,圧電性,導電性,イオン電導 誘電分散、圧電性、強誘電性、電子伝導、イオン伝導の原理と現象の説明
第6回 光学的性質 -屈折率と複屈折,光伝送 高分子の複屈折発現機構の説明
第7回 表面物性 -濡れ,表面粘弾性 濡れの物理化学的解釈と表面粘弾性の説明
第8回 機能性材料への応用例と総合演習 高分子の機能化の説明と理解度評価

教科書

高分子学会編『基礎高分子科学』(東京化学同人) ISBN4-8079-0635-6 第4章第4節の一部と第5節,第5章第2節から第5節,および授業時の配布プリント

参考書、講義資料等

参考書:アトキンス『物理化学』第8版上,下巻(東京化学同人),北野博巳ほか著『高分子の化学』三共出版

成績評価の基準及び方法

高分子物質の熱的,電気的,および光学的性質の基礎の理解度を評価する。期末試験(70%),問題演習(30%)で成績を評価する。

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.P222 : 高分子物理第二(固体構造)
  • CAP.P321 : 高分子物理第三(レオロジー)
  • CAP.P341 : 高分子特性解析

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

履修条件は特に設けないが、高分子科学に関連する科目を履修していることが望ましい。

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