2020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
メディア利用
Zoom
曜日・時限(講義室)
水3-4(S421,S422)  
クラス
-
科目コード
CAP.P222
単位数
1
開講年度
2020年度
開講クォーター
4Q
シラバス更新日
2020年9月30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(回折法,振動分光法,磁気共鳴法,顕微鏡・顕微分光)とそこから得られる情報を解説します。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) 結晶性高分子,非晶性高分子,液晶性高分子を解析するための実験・解析法とそこから得られる情報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(ディグリー・ポリシー)

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)

授業の進め方

講義の最初に前回の演習について解説し,次いで前回講義の復習を行ったのちに,講義の説明に入ります.
講義後に、その日の講義内容に関する演習をOCW-iにアップするので、〆切期日までに解答をアップしてもらいます。
各回の学習目標を理解し,講義資料をダウンロードして,教科書とともに予習を行って下さい.

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 高分子固体の種々の構造:高次構造・凝集構造・階層構造 高分子固体の階層構造と高次構造の分類の理解
第2回 結晶性高分子・非晶性高分子における比容・弾性率の温度依存性 高分子の比容・弾性率の温度依存性の理解
第3回 高分子の構造・物性と分子運動(ミクロブラウン運動・局所運動)+中間(確認)試験 高分子の構造・物性と分子運動の関係の理解
第4回 半結晶性高分子の結晶化挙動、高分子結晶の周期構造・結晶構造と特性解析法 半結晶性高分子の結晶化挙動の理解、高分子の結晶構造と特性解析法の理解
第5回 高分子の結晶化度と結晶の成長機構 結晶化度と結晶成長機構の理解
第6回 高分子非晶のガラス転移と物理エージング(エントロピー緩和) 高分子非晶のガラス転移と物理エージングの理解
第7回 液晶性高分子の構造と相転移(特別講義)+期末試験 液晶性高分子に特徴的な構造と相変化挙動の理解

授業時間外学修(予習・復習等)

学修効果を上げるため,教科書や配布資料等の該当箇所を参照し,「毎授業」授業内容に関する予習と復習(課題を含む)をそれぞれ概ね60分を目安に行うこと.

教科書

講義資料はOCW-iで配布し、スライドに沿って講義を行いますが,「基礎高分子科学(第二版)」を主たる参考図書としますので,該当する箇所を並行して自習して下さい.

参考書、講義資料等

高分子学会編「基礎高分子科学(第二版)」東京化学同人(2020)
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講義毎の演習、中間(確認)試験,期末試験により評価します.
講義毎の演習:40%, 中間(確認)試験:30%, 期末試験:30%

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)

(重要) 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、自習等によりほぼ同等の知識を有していること.

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