高分子材料の物性分析、分子構造解析技術の基礎と材料開発、物性改善への応用

高分子材料は工業用途、日常用途として幅広く用いられている。しかし新規材料を開発するとき、あるいは材料の物性改善を行う時には、開発方針を立てる必要があります。そのためには詳細な分子構造解析を行う必要があり、分析手法ばかりでなく高分子構造の知識を修得することが必要不可欠です。 　本講座では高分子の分子構造ついての基礎知識と最新の分析手法による評価法について述べると同時に高次構造が物性とどのように関係づけられるかを述べます。その結果、材料開発、物性改善に役立つヒントが得られることを期待しています。

1. 高分子材料の歴史
   1. “高分子”という概念がなかったときの高分子材料開発 (セルロイド、加硫ゴムなど)
   2. 分子量が1万を超える“高分子”という概念の確立
   3. 戦後の高分子材料の発展
2. 高分子の結晶と高次構造
   1. 分子量と分子量分布
   2. 立体規則性
   3. らせん構造
   4. 結晶格子と高次形態
   5. 相構造
      • 結晶
      • 非晶
      • 中間相
   6. 分子鎖の配向
3. 分子量測定法
   1. 粘度法
   2. 浸透圧法
   3. 光散乱法 (LS)
   4. サイズ排除クロマトグラフ (SEC)
   5. 質量分析 (MALDI-TOF-MS)
4. 密度法による結晶化度測定
5. 熱分析
   1. 測定装置 (DSC)
   2. 融点、ガラス転移温度、平衡融点
   3. 結晶化度
   4. 熱重量測定 (TG-DTA)
6. X線解析
   1. 線回折装置と回折の原理
   2. X線広角散乱 (WAXS) による結晶構造解析と結晶化度
   3. X線小角散乱 (SAXS) による長周期とラメラ厚
7. 振動分光法 (赤外吸収とラマン散乱)
   1. 振動分光の基礎
   2. 赤外吸収におけるランベルト・ベールの法則
   3. 対称性と因子群解析
   4. 吸光係数と定量
      • 水素結合
      • 架橋度の解析例など
   5. ラマンスペクトルの応用
8. 固体高分解能13C NMR
   1. NMRの基礎
   2. 液体測定と固体測定の違い
   3. CP/MAS法と90°シングルパルス法
   4. 縦緩和時間 (T1) と横緩和時間 (T2)
   5. 飽和回復法とCPT1パルスによる縦緩和時間測定
   6. 固体NMRの応用 〜結晶、非晶、中間相の評価〜
9. 電子顕微鏡と走査型プローブ顕微鏡
   1. 電子顕微鏡の基礎
   2. 走査型電子顕微鏡 (SEM)
   3. 透過型電子顕微鏡 (TEM)
   4. 原子間力顕微鏡 (AFM)
10. 粘弾性と力学物性
    1. 粘弾性の基礎
    2. 引張試験
       • ヤング率
       • 最大応力
       • 破断伸び
    3. 動的粘弾性
11. 質疑応答