高分子を上手にコントロール！ “架橋”の基礎と物性制御のコツ

講師

京都大学　名誉教授　理学博士　田中 文彦 氏
【兼任】東海大学非常勤講師（理学部）
【専門】高分子物理学，レオロジー，熱力学，統計力学

【略歴】
1995.4 東京農工大学 工学部 電子情報学科 教授 
1997.4 - 2012.3 京都大学 大学院工学研究科 高分子化学専攻 教授 
2012.4 - 現在 京都大学名誉教授、東海大学非常勤講師（理学部，工学部）、
2012.4 – 2017.3　神奈川県産業技術センター客員研究員
2014.4 – 2016.3  東京農工大学客員教授
【受賞】
高分子学会賞（科学） 2001

　熱力学、統計力学、高分子物理学、レオロジーを基礎にした高分子溶液、ゲル、分子運動、相転移等の理論的研究を行っている。特に、水素結合と疎水性相互作用による高分子の会合ゲル化現象に注目し、高分子水溶液における協同水和、会合誘起相転移（ゾル-ゲル転移、LCST相分離、コイル-ヘリックス転移等）の相図の導出，および物理ゲルに関するレオロジー特性を主たる研究テーマにしている。
　高分子科学を統計力学の視点から体系化し、物性・反応全般について系統的に学べるような授業を学部・大学院で行ってきた。また、高分子のような複雑な系を一貫した思考法やモデルで理解できるようなテキスト教材を開発してきた。

受講料

48,600円 ( S&T会員受講料 46,170円 )
(まだS&T会員未登録の方は、申込みフォームの通信欄に「会員登録情報希望」と記入してください。詳しい情報を送付します。ご登録いただくと、今回から会員受講料が適用可能です。)

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※2名様ともS&T会員登録をしていただいた場合に限ります。
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※他の割引は併用できません。

得られる知識

・架橋の種類と特性
・ゲルとゲル化点に関する基礎知識
・ゲル化点の同定法
・架橋の運動
・ゲルの弾性と粘弾性
・新規ゲル創製のヒント
・ゲルの強度解析

趣旨

　架橋は高性能・高機能高分子材料を得る方法の一つである．架橋により高分子は他材料にみられない特徴的な物性や運動性を示すようになる．本講座では，未架橋高分子系，特に高分子溶液の特性に簡単に触れ，架橋による液体から固体への変化をゾル-ゲル転移の視点から捉える．構造上の変化（ネットワーク形成）と運動性の変化（粘弾性）の相関に注目しながら，高分子の物性制御を行う上で基本的な概念を説明する．それらの知見をもとに，複雑な架橋構造を有する水素結合ゲル，水溶性ゲル，感熱ゲル，バイオポリマーゲル，剪断で誘起されるゲル，などの具体的な例を紹介し，新規ゲル材料開発のヒントとする．

プログラム

[キーワード]　架橋，ゲル，ゾル-ゲル転移，相分離，水和，感熱ゲル，
弾性，粘性，粘弾性，架橋の組み替え，剪断流下のゲル，ゲルの破壊エネルギー 

１．架橋の形成（Part1）
　1.1 化学架橋と物理架橋（両者の共存と変換）
　1.2 多官能性低分子の分岐反応と高分子の架橋反応（ゲル化に導く化学反応）
　1.3 架橋強度と架橋寿命
　1.4 架橋体の分子量分布と平均分子量（理論解析）
　1.5 物理架橋の導入法
　1.6 水素結合による架橋（低分子ゲル化剤，水素結合性微結晶）
　1.7 疎水凝集による架橋（会合性ゲル）
　1.8 バイオポリマーの架橋（ヘリックス架橋，イオン補足架橋）
　1.9 高分子の立体規則性と架橋形成能
 
２．架橋の構造（Part2）
　2.1 ゲルの大域構造と局所構造（構造パラメータ）
　2.2 架橋数（架橋密度）とゲル化点
　2.3 架橋多重度と架橋長（架橋の特性パラメータ）
　2.4 ゲル化点測定による架橋構造の推定（拡張エルドリッジ-フェリー法）
　2.5 架橋の弾性的有効性（スカンラン-ケースの判定条件）
　2.6 架橋を阻害する因子（水和，高分子のコンホメーション変化）
　2.7 分子内架橋から分子間架橋へ

３．架橋の運動（Part3）
　3.1 外力による架橋点の移動とゆらぎ（アフィン変形ゴム弾性と非アフィン性）
　3.2 架橋のすべりとゲルの張力（張力プラトーの出現）
　3.3 高分子の粘弾性に関する基礎概念（複素弾性率，非線型粘度，剪断開始流）
　3.4 架橋の組み替えによる粘弾性の発現
　3.5 架橋の生成と消滅によるレオロジー特性（シニングとシックニング）
　3.6 架橋体の時間依存性流動（流動硬化，応力極大，流動破壊）
　3.7 剪断流印加によるゲル化
　3.8 架橋体の破断強度

 □質疑応答・名刺交換□
 
　入門部分１．に重点をおき，架橋の導入法，架橋密度，架橋体の構造，運動性と，これらの測定原理について時間を十分に配分し，基礎概念の復習を含めて初歩から説明する．一部の進んだ内容（研究最前線のテーマ）については時間の制限により割愛する場合がある．なお、本セミナーは新規架橋剤の開発を主たる目的にするものではありません。