2019年 理工学部 シラバス - 物質応用化学科
設置情報
| 科目名 | 高分子物理化学 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 物質応用化学科 | 学年 | 3年 |
| 担当者 | 清水 繁 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 水曜1 水曜2 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | L31P L32P |
| クラス | A 、 B | ||
| ポリシー | ディプロマ・ポリシー【DP】 カリキュラム・ポリシー【CP】 | ||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 高分子物質が材料として用いられるときの高分子鎖は，集合体として種々の性質や機能を発揮するが，集合体の性質の原点はその中の高分子鎖1本の性質にある．その1本は多様な形を持つので，その大きさを平均値で表現し，また，溶液中で孤立した高分子鎖がどのような性質を示すかを理解する．更に，その1本の統計的性質の応用であるゴム弾性論も学習する．高分子の分子としての性質について説明ができるようになる． |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
プロジェクターを用い講義を行う．不定期に演習を行い，実力養成に努める．各回の講義資料は，CSTポータルに事前にアップロードするので予習すること |
| 履修条件 | 高分子科学，高分子合成化学を受講済みが望ましい |
授業計画
| 第1回 | 高分子物性についての概要 【事前学習】高分子科学，高分子合成化学で学んだ事項について復習しておくこと（120分） 【事後学習】講義で取り上げた事項について復習する（120分） |
|---|---|
| 第2回 | 高分子の分子特性と溶液の性質I 高分子鎖の形態：高分子鎖の大きさ1：両末端間距離R 結合角と内部回転角，ガウス鎖，自由屈曲鎖，酔歩鎖，自由連結鎖，理想鎖，自由回転鎖，束縛回転鎖 【事前学習】事前配布の講義資料について，講義内容の予習を行う（120分） 【事後学習】両末端間距離R，結合角と内部回転角，ガウス鎖，自由屈曲鎖，酔歩鎖，自由連結鎖，理想鎖，自由回転鎖，束縛回転鎖の項目についての復習（120分） |
| 第3回 | 高分子の分子特性と溶液の性質II 両末端間距離の分布 一次元および三次元ランダム鎖の鎖末端分布関数 【事前学習】事前配布の講義資料について，講義内容の予習を行う（120分） 【事後学習】両末端間距離の分布についての復習（120分） |
| 第4回 | 高分子の分子特性と溶液の性質III 高分子鎖の大きさ2：回転半径Rg 【事前学習】事前配布の講義資料について，講義内容の予習を行う（120分） 【事後学習】回転半径についての復習する（120分） |
| 第5回 | 高分子の分子特性と溶液の性質IV 実在の高分子鎖:短距離相互作用因子，セグメントとは何か，持続長(persistence length)と全長(contour length)，両末端間距離と短距離相互作用因子Aとの関係，良溶媒中の高分子鎖と長距離相互作用因子B(排除体積効果) 【事前学習】事前配布の講義資料について，講義内容の予習を行う（120分） 【事後学習】実在の高分子鎖についての復習（120分） |
| 第6回 | 高分子の分子特性と溶液の性質V 拡がり因子αの定義，segmentペア当たりの排除体積，剛体球の排除体積，摂動鎖と非摂動鎖，Floryの5乗則，長距離相互作用因子Bの温度依存性，セグメント量の実測量への変換，不完全気体のボイル温度と高分子希薄溶液のΘ温度 【事前学習】事前配布の講義資料について，講義内容の予習を行う（120分） 【事後学習】実在の高分子鎖，とくにセグメントの概念の復習（120分） |
| 第7回 | 高分子溶液の性質I 希薄溶液の統計熱力学，Flory-Hugginsの相互作用パラメータ，相平衡 【事前学習】事前配布の講義資料について，講義内容の予習を行う（120分） 【事後学習】熱力学に基づいた溶液物性の復習（120分） |
| 第8回 | 高分子溶液の性質II 高分子希薄溶液の粘性率：粘性率の濃度依存性，粘度比，粘度数，対数粘度数，極限粘度数，Huggins式，極限粘度数の分子論，Einsteinの粘度式，普遍定数，Mark-Houwink-桜田の式，オストワルドおよびウベローデ粘度計 【事前学習】事前配布の講義資料について，講義内容の予習を行う（120分） 【事後学習】希薄溶液の粘性の復習（120分） |
| 第9回 | 高分子溶液の性質III 高分子希薄溶液の浸透圧：膜浸透圧法，蒸気圧浸透圧法(数平均分子量Mn)，Van’t Hoff式，蒸気圧降下，浸透圧のビリアル展開式，第2ビリアル係数A2と排除体積との関係，末端基定量法(数平均分子量Mn) 【事前学習】事前配布の講義資料について，講義内容の予習を行う（120分） 【事後学習】浸透圧法による分子量測定の原理の復習（120分） |
| 第10回 | 高分子溶液の性質IV 高分子溶液の光散乱とX線小角散乱1 高分子希薄溶液の散乱強度式，散乱角と散乱波数ベクトルｑとの関係，Bragg角とｑとの関係，球対称粒子の粒子散乱因子，光散乱，X線小角散乱，中性子小角散乱の散乱能 【事前学習】事前配布の講義資料について，講義内容の予習を行う（120分） 【事後学習】散乱法の原理の復習（120分） |
| 第11回 | 高分子溶液の性質V 高分子溶液の光散乱とX線小角散乱2 Guinier近似とGuinierプロット，重量平均分子量Mw及び回転半径Rgの求め方 【事前学習】事前配布の講義資料について，講義内容の予習を行う（120分） 【事後学習】散乱法によるMw，Rgの求め方の復習（120分） |
| 第12回 | 高分子溶液の性質VI 高分子希薄溶液と高分子半希薄溶液：Cross-over濃度 【事前学習】事前配布の講義資料について，講義内容の予習を行う（120分） 【事後学習】高分子溶液の濃度領域についての復習（120分） |
| 第13回 | ゴム弾性I：ゴム弾性の熱力学 理想ゴム弾性の分子論：ガラス転移温度，エントロピー弾性とエネルギー弾性，1本のゴム分子のエントロピー，塊状ゴムのエントロピー，網目鎖密度 【事前学習】事前配布の講義資料について，講義内容の予習を行う（120分） 【事後学習】ゴム弾性の復習（120分） |
| 第14回 | ゴム弾性II 実在鎖のゴム弾性：有効網目鎖密度 充填剤の影響 【事前学習】事前配布の講義資料について，講義内容の予習を行う（120分） 【事後学習】実在鎖のゴム弾性の復習（120分） |
| 第15回 | 演習 |
その他
| 教科書 |
妹尾，栗田，矢野，澤口 『基礎高分子科学』 共立出版 2000年 第初版
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| 参考書 |
物質応用化学編集委員会 『物質応用化学 基礎と演習』 培風館 2000年 第初版
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| 成績評価の方法 及び基準 |
定期試験および演習 |
| 質問への対応 | 研究室在室中は，いつでも可 |
| 研究室又は 連絡先 |
駿河台校舎2号館2階225号室 電話：03-3259-0803 E-mail:shimizu.shigeru@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
水曜 駿河台 13:20 ～ 14:50
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| 学生への メッセージ |