高分子溶液の相分離、ゲル化のメカニズムと予測技術

高分子溶液の相分離やゲル化は、合成、輸送、成形加工などの過程で思いがけなく起こる予測の難しい現象である。 　本講では高分子間相互作用に注目して溶液の状態変化を調べることにより、高分子系の溶解性やゲル化の分子論的視点からの理解を試みる。これをもとに、相分離・ゲル化を積極的に用いた感熱性、相溶性、流動性、粘弾性などの制御による高分子の実用可能性を探索する。

1. 高分子溶液の特性
   1. 分子量と高分子性
   2. 高分子溶液の相転移概観
      • 結晶化
      • ガラス転移
      • ネットワーク化 (ゲル、ゴム)
   3. 高分子量領域での極限則 (上限則)
   4. ランダムコイルとその拡がり
      • ガウス鎖
      • フローリ則
      • 膨潤鎖と凝縮鎖
   5. コイル – グロビュール転移、逆転移と感熱性
   6. 単一鎖の張力曲線
   7. 蒸気圧と浸透圧、第2ビリアル係数
   8. 重なり濃度と準濃厚溶液
      • 溶液のスケーリング理論
   9. 高分子溶液の粘弾性基礎
      • 極限粘度数
      • 剪断速度依存性
      • 溶液の複素弾性率
      • 鎖の絡まり合い
   10. 散乱実験と構造因子
2. 高分子溶液の相分離
   1. 高分子の溶解性を決める因子
   2. 相分離の基本タイプ
      • UCST
      • LCST
      • LOOP
   3. 相分離の分子論
      • フローリ理論
      • カイパラメータ
      • 溶解度パラメータ
      • VLBW現象論
   4. 高分子非水 (有機溶媒) 溶液のUCST
   5. 高分子水溶液のLCST、圧力効果、イオン捕捉
   6. ランダム水和と協同水和
      • 感熱性
      • 鋭いC-G転移
      • 平らな曇点曲線
   7. 多成分高分子溶液
      • 三角相図の読み方
   8. 混合溶媒、選択吸着
      • 共良溶媒
      • 共貧溶媒
      • 臨界溶媒
3. 高分子溶液のゲル化
   1. 化学架橋と物理架橋、両者の共存と変換
   2. ゲル化に導く分子間架橋
      • 水素結合
      • 疎水凝集
      • 微結晶化
      • ガラス化
      • クーロン力
   3. ゲル化点と架橋構造
      • パーコレーション
      • 架橋多重度
      • 架橋長
      • 有効鎖
      • ネットワーク構造
   4. 相分離とゲル化の干渉
      • 3つの基本タイプ
   5. 低温ゲル化と高温ゲル化
   6. 水素結合性高分子のゲル化
      • 水素結合超分子
      • バイオポリマーゲル
   7. 疎水化水溶性高分子のゲル化
      • 会合高分子
      • テレケリックポリマー
   8. 物理ゲルの粘弾性
      • 鎖の組み替え
      • シックニング
      • 応力極大
      • 流動硬化
      • 流動破壊
   9. 剪断による高分子溶液のゲル化
• 質疑応答・名刺交換