高分子重合反応の基礎とモノマー・開始剤の選定、プロセス最適化

今日、多種多様な高分子材料が工業的に生産され、多様な用途に使用されている。高分子材料に関する技術も高度化・多様化の一途を辿っており、開発を担当する企業研究者・技術者にとっては、高分子工業技術の全貌が把握し難い状況になっている。一方、世界の産業経済構造の変化や、環境・資源・エネルギー問題への対応のため、従来とは異なる新たな特性・機能を有する高分子材料の開発が求められている。 　本講では、高分子の分子設計・機能物性設計に関する従来の技術知識を整理して習得し、新たな高分子材料の設計に繋げる発想を得ると同時に、製品創出に必要な合成設計技術・分子構造と物性機能相関技術・工業化技術・実用処方技術などとを整合化させた開発計画を策定し得る技術者の育成を念頭に置いた内容構成とした。

1. 重合反応の化学とモノマー種の選定
   1. 重合反応による高分子材料の分子設計
   2. 重合反応の種類と特徴
      1. 付加重合
         1. ラジカル重合
         2. アニオン重合
         3. カチオン重合
         4. 配位重合
         5. 開環重合
         6. 付加重合におけるポリマー構造設計
      2. 重縮合
      3. 重付加
   3. モノマー種から見た重合反応条件の選択
      1. オレフィン
      2. ビニル芳香族
      3. 共役ジエン
      4. 非共役ジエン
      5. 置換エチレン
      6. シクロアルケン
      7. 不飽和カルボン酸
      8. 不飽和カルボン酸エステル
      9. 環状エーテル
      10. アルコール/フェノール/チオール/カルボン酸
      11. モノマーの選択と重合・共重合条件の選択
   4. 重合形式と重合反応プロセス
      1. バルク重合
      2. 溶液重合
      3. 懸濁重合
      4. 乳化重合
      5. 気相重合
   5. 重合体の設計におけるモノマー・重合開始剤・重合プロセスの選定
2. 高分子の分子構造と物性・機能
   1. 高分子の種類と物性
      1. 高分子物質の特性の温度依存性
      2. ガラス転移温度と高分子材料
      3. 熱可塑性樹脂
      4. 熱硬化性樹脂
      5. 合成ゴム
      6. 熱可塑性エラストマー
   2. 実用的ポリマー材料に必要とされる主要な高分子物性
      1. 剛性
      2. 引張強度
      3. 耐熱性
      4. 衝撃強度
      5. 成形性
   3. 高分子材料の構造・物性・機能の測定・解析
      1. 測定装置
      2. 測定方法
      3. 物性の規格
3. 高分子材料の工業化
   1. 高分子材料の改質・実用化
      1. ブレンド/アロイ化
         1. ポリマーアロイ技術の考え方
         2. ポリマーの混合における溶解性 (相溶性と混和性)
         3. 非相溶性ポリマーアロイのモルフォロジー
         4. リアクティブプロセッシング
         5. ポリマーアロイの構造設計と物性
         6. ミクロ/ナノ分散構造制御の考え方
      2. 添加剤処方
         1. 酸化防止安定剤
         2. 帯電防止剤
         3. 難燃剤
         4. 滑剤
         5. 着色剤
         6. 改質剤
   2. 製造プロセスの選定
      1. 重合反応槽
      2. ポリマー回収
      3. 副資材回収
      4. 原料精製
      5. 副生物処理
   3. 製造プロセスのスケールアップ
      1. 化学工学的検討
         1. スケールアップを想定したビーカースケールでの検討要件
         2. ベンチスケールでの検討要件
         3. パイロットスケールでの検討要件
      2. 工業化のために考慮すべき要素
• 質疑応答