高分子結晶機構・分析 / ポリマーの相溶性・相分離 (2日間)

アーカイブ配信「高分子結晶の成長機構、構造の特徴と各種分析法」

　汎用プラスチックからスーパーエンジニアリングプラスチックに至るまで様々な結晶性高分子が我々の身の回りで利用されている。結晶性高分子の材料物性を理解し、さらに改良していくには結晶高次構造の理解と制御が必要である。また加工性の向上には結晶化機構や結晶化速度を理解し、加工条件の最適化を行うことが必要である。 　本セミナーでは、結晶性高分子を利用した材料設計に必要不可欠な結晶化、結晶構造、高次構造、結晶成長、融解など高分子の結晶化に関する基礎的事項を初心者でも習得できるように論述する。また、高分子固体構造を解明するために用いる分析方法についても説明する。それらの基礎的事項に基づいて、実際に身の回りで使用されている高分子材料の結晶化機構や結晶高次構造と物性の特徴を説明する。

1. 高分子鎖の特徴
   • 高分子とは?
   1. 平均分子鎖長
   2. 一次構造、立体規則性 他
2. 結晶性高分子と非晶性高分子
   • 結晶になれる高分子鎖の特徴は? 高分子固体の構造モデルは?
   1. 分子の種類と結晶性、非晶性
   2. 高分子固体構造モデル
   3. ガラス転移と融解
3. 高分子結晶の成長機構と構造の特徴
   • どのように高分子結晶が成長する? その構造の特徴は?
   1. 結晶とは
   2. 高分子の結晶核形成、結晶成長機構
   3. 結晶構造
   4. 結晶形態
   5. 固体高次構造
   6. 結晶と融点
4. 高分子結晶の各種分析法
   • どの装置で測定すれば何が分かるか?原理と測定のポイント
   1. 光学顕微鏡
   2. 偏光顕微鏡
   3. 走査型電子顕微鏡
   4. 透過型電子顕微鏡
   5. 走査プローブ顕微鏡
   6. X線回折法
   7. 熱測定
      • 示差走査熱量計
      • 熱重量測定 他
   8. 引張試験、粘弾性試験
5. 各種高分子の構造と物性の特徴
   • 例) ポリエチレンの固体構造と用途について
     • ポリ容器
     • レジ袋
     • おしぼり袋
     • ラップ
     • 釣り糸 など
6. 質疑応答

アーカイブ配信「ポリマーにおける相溶性・相分離メカニズムと目的の物性を得るための構造制御および測定・評価」

　本講では、高分子の相溶性・相分離構造の基礎と、目的の物性を得るための構造制御技術を解説します。さらに、実際の材料開発に活かすためにどのような実験を行ったらいいか、また、これらの実験によって得られた測定データをどのように解析すればいいかについて言及します。

1. ポリマーの相溶性と相分離に関する熱力学的基礎
   1. Flory-Hugginsの理論
   2. ポリマーブレンドの相図
   3. ブロックコポリマーの相図
   4. ブロックコポリマーのナノ相分離構造制御
2. 実験によるポリマーの相溶性の判定方法
   1. 示差走査熱量 (DSC) 測定による判定方法
   2. 電磁波の散乱測定による判定方法
      • 光散乱
      • X線散乱
      • 中性子散乱
3. ポリマーブレンドの相分離構造制御技術
   1. スピノーダル分解過程
      • 初期
      • 中期過程
   2. 相分離構造粗大化過程
   3. ポリマーブレンドの相分離構造制御技術
4. ブロックコポリマーのナノ相分離構造制御技術
   1. ブロックコポリマーのナノ相分離構造のモルホロジー制御
   2. ブロックコポリマーのナノ相分離構造の配向制御
5. 高分子集合体の階層構造
   1. ブロックコポリマーのグレインと階層構造
   2. 構造解析手法
      1. 各種顕微鏡観察
         • 光学顕微鏡
         • 電子顕微鏡
         • 原子間力顕微鏡
      2. 電磁波の散乱測定
         • 小角・広角散乱
         • シンクロトロン放射光
         • X線・中性子散乱
6. おわりに〜構造制御による新規物性創出への道 (考えるヒントとして)
   1. 構造と力学物性との相関
   2. 構造と光学物性との相関
• 質疑応答