2026年度 (最新) 学院等開講科目物質理工学院応用化学系

高分子レオロジー

開講元: 応用化学系
担当教員: 中嶋健
授業形態: 講義 (対面型)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 月3-4 (S4-201(S421))
クラス: -
科目コード: CAP.Y302
単位数: 100
開講時期: 2026年度
開講クォーター: 1Q
シラバス更新日: 2026年3月5日
使用言語: 日本語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

レオロジーとは、物質の変形および流動を取り扱う学問である。本講義「高分子レオロジー」では、高分子材料が示す粘弾性挙動を、古典的粘弾性モデルに基づく現象論および分子論的アプローチの双方から理解することを目的とする。それによって応力緩和測定や動的粘弾性測定で取得される各種力学的パラメータの物理的意味を把握する。ボルツマンの重ね合わせ原理、温度－時間換算則などの重要な概念にも触れる。溶融体、溶液、分散系、ゴム、ゲルなど多様な高分子系がレオロジーの対象であり、材料設計・開発へとレオロジーを活用できる実践的思考力の獲得を目指す。

到達目標

本講義を履修することによって次の能力を習得する。
1)高分子の粘弾性挙動を現象論と分子論に基づいて説明できる。
2) 応力緩和測定や動的粘弾性測定で取得される各種力学的パラメータの物理的意味を把握できる。
3)温度－時間換算則を理解し、マスターカーブを解釈することや作成することができる。

キーワード

粘弾性　古典的粘弾性モデル　ボルツマンの重ね合わせ原理　温度－時間換算則　ゴム弾性　ラウス模型　レプテーション

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

講義内容は、配布資料とプロジェクターを利用したスライドを並行して利用して、講義形式で行います。講義中に、講義内容に関する演習問題にも取り組んでもらいます。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	応力とひずみ、応力緩和とクリープ	応力とひずみ、応力緩和とクリープについて学び、レオロジーの概念の導入を行います。
第2回	古典的粘弾性モデル	マクスウェル模型やフォークト模型などの古典的粘弾性モデルを用いて、高分子の粘弾性特性を理解します。
第3回	ボルツマンの重ね合わせ原理	線形レオロジーにおける基本的な原則であるボルツマンの重ね合わせ原理を理解します。
第4回	複素弾性率	動的粘弾性測定によって得られる複素弾性率の物理的意味を理解します。
第5回	分子論的レオロジー	ゴム弾性やラウス模型などの分子論的アプローチでレオロジーを再構築します。
第6回	温度－時間換算則	粘弾性体における温度の変化と時間の変化が互いに等価であるという物理的な経験則、温度－時間換算則について理解します。
第7回	理解度確認のための演習と解説	第1〜6回の講義内容を正確に理解し，演習問題に解答できるようにします。

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、配布資料や参考書の該当箇所を参照し、授業内容に関する予習と復習（課題含む）を行うこと。

教科書

講義資料を配布します。

参考書、講義資料等

高分子学会編，基礎高分子科学第2版，東京化学同人，2020
M. Rubinstein and R. H. Colby, Polymer Physics, Oxford University Press, 2003 ISBN 0-19-852059-X

成績評価の方法及び基準

期末試験による。演習問題を課題として、その成績を参考にする場合もある。

履修の条件・注意事項

高分子化学基礎を履修していること．または同等の知識があること．