2024年度学院等開講科目物質理工学院応用化学系

高分子物性１（溶液物性）

開講元: 応用化学系
担当教員: 古屋秀峰
授業形態: 講義 (対面型)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 火5-6 (M-124)
クラス: -
科目コード: CAP.Y204
単位数: 100
開講時期: 2024年度
開講クォーター: 3Q
シラバス更新日: 2025年3月17日
使用言語: 日本語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

　高分子物質は，低分子物質からは予想もできない特異な物性を示します。本授業では，高分子物質が示すこれらの諸物性のうち溶液物性に焦点を当てて，物理学的観点から解説します。すなわち、高分子鎖一本の形態（コンフォメーション）や高分子溶液の様々な状態を，統計力学や熱力学に基づき理解します。高分子の溶液物性は、高分子物質に対する物理的な基礎概念を与え、高分子関連の講義の基礎と位置付けられます。したがって、高分子科学の入門段階において、重要な学問的意義を有しています。さらに、高分子産業に関連した科学・技術分野においても、その基礎的知識を提供します。
　

到達目標

　本講義を履修することによって、次の能力を取得する。
1) 孤立高分子鎖のコンホメーションを説明できる。
2) 希薄溶液中での高分子鎖のコンホメーションを説明できる。
3) 高分子溶液の熱力学を説明できる。
4) ポリマーブレンドの高次構造や物理的性質を理解できる。

キーワード

高分子鎖の形、希薄溶液、高分子溶液物性、高分子ブレンド、構造形成

学生が身につける力

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

対面形式、状況によってはオンラインライブ型で講義を行う。また、講義内容に関連した問題演習も行います。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	高分子鎖の大きさ、平均的な大きさの定義	結合周りの回転により無数の形態をとることができる高分子鎖の1本の広がり（大きさ）の定義と計算を説明できる．
第2回	高分子鎖モデル	結合角を自由に取れる単純なものから実在の高分子に近づけたものまで，様々なモデルで高分子鎖の広がりを計算できる．
第3回	実在鎖と排除体積効果	実際の高分子鎖の広がりとモデルで計算される広がりを比較し，ずれの要因について説明できる．
第4回	溶液の熱力学・蒸気圧と浸透圧	高分子溶液の熱力学を格子モデルで考えることができる．溶液の蒸気圧や浸透圧と分子量との関係を説明できる．
第5回	相変化と相平衡	均一な高分子溶液が温度変化で濃度の異なる2つの相に分離する挙動（相分離）を説明できる．
第6回	高分子溶液の濃度依存性	高分子溶液物性の濃度依存性を高分子鎖同士の重なりあいで説明できる．
第7回	ポリマーブレンドの熱力学	2種のポリマーの混合系の熱力学を格子モデルで考え，その相分離の挙動を説明できる．

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

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（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

教科書：「高分子の化学」三共出版、北野博已、功刀滋編著

参考書、講義資料等

参考書：「基礎高分子科学」第２版　高分子学会編

成績評価の方法及び基準

出席・講義中の小テスト・課題レポート等の合計点により成績を評価します。

履修の条件・注意事項

次の科目を履修しているか同等の知識を有していること;　高分子科学(CAP.P201),　高分子科学基礎(GRC.B104)。