1!
KIPS 高分子講座（2011）のアウトライン
高分子機能
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高分子の機能�
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高分子物性・構造・解析
極限則
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Tm
Tg
高分子の物性�
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log Er(ω=0.1) dynes cm-2
䝀䝹 䠄㻟㻯㻌⛅ྜྷ䠅
crystalline iPS
Tg
Tm
cross-linked aPS
aPS(210 kD)
aPS(140 kD)
TEMPERATURE [℃]
≉ᛶゎᯒ 䞉 ༢㙐䝁䞁䝩䝯䞊䝅䝵䞁
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天然高分子
高分子合成
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高分子の生成�
䝸䝡䞁䜾㔜ྜ 䠄㻡㻭 ㎷䠅
䝍䞁䝟䜽㉁ 䞉 ᰾㓟 䠄㻤㻭 ᮌᮧ 䠄ಇ䠅䠅
䝷䝆䜹䝹㔜ྜ 䠄㻝㻭 ᒣᏊ䠅
䝉䝹䝻䞊䝇 䞉 ከ⢾ 䠄㻣㻭 すᑿ䠅
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分子量と高分子性�
2!
原子（団）Aの（鎖状）共有結合体�
… -CH2-CH2-CH2-CH2-CH2- …
モノマー単位!
分子量 m�
最小構造単位�
n " 10 3
メチレン�
poly(methylene)!
CH2=CH2
エチレン�
高分子性�
n = 10 3 ~ 10 4
n に原理上の上限はない!
分子量�
M = mn!
!
n"=30!
!
極限則!
スケーリング則�
極限則�1（溶液）�
極限則�
polystyrene/cyclohexane�
3!
極限値の存在�
!温度�
1,270,000�
臨界線�
250,000�
89,000�
43,600�
FH格子理論�
(A.Shultz and P.J.Flory, J. Am. Chem. Soc. 74 (1952) 4760)�
第3軸!
1/M�
極限則�2（結晶の融解）�
dp
" fusH
=
dT T m " fusV
高分子の融解温度 Tm�
4!
極限則�
!
normal alkanes�
Young Modulus!
E ~ 350 GPa //chain axis�
PEO!
" fusV
PE!
L
S
!
部分融解�
(L.Mandelkern, Chem. Rev. 56 (1956) 903)�
分子量軸 1/M�
極限則�3（ガラス転移）�
V
polystyrene�
高分子のガラス転移温度�
Specific Volume�
比容� "#% dV &( ) 0
5!
極限則�
$ dT '
85,000�
5,600�
!
!
2,970�
4,300�
polystyrene�
T[#]�
(T.G.Fox and P.J.Flory, J. Appl. Phys. 21 (1950) 581)�
極限則�4（ゲル化反応）�
6!
polycondensation�
R{A3}/R{A2}/R{B2}�
極限則�
ゲル化点�
反応度（分岐係数）�
エステル化反応�
反応度�
!
分岐係数�
"=p
1 / M w ~ (" c # " )$
"c�
a�
2
Mn
"#
!
反応時間�t
[min]!
0�
ゲル�
(P.J.Flory, J. Am. Chem. Soc. 63 (1941) 3083)�
tricarballylic acid / adipic acid / diethylene glycol�
!
1/ M w
1�
モノマー�
スケーリング則1（ランダムコイル）�
7!
極限値が無く，ベキ乗則に従う性質�
Rg�
Linear & Star Polymers�
Rg�
分岐数�
Rg " M #
# = 0.6
ロッド-ビーズ模型!
N=1000�
!
log M�
スケーリング則2（融液の粘度）�
定常粘度!
（0 シェアー）�
log $０#
Reptation�
" ~ M 3.4
Rouse�
" ~ M 1.0
!
~ 1.0�
!
Me (~Xw)�
log Xw�
8!
最長高分子（合成�vs 天然）�
9!
天然高分子�
合成高分子�
アンヒウマイモリ(Amphiuma means)�
L = 1011 bp = 0.34 "10 -9 "1011 = 34 m
超高分子量ポリエチレン�
（理科年表�p.846）�
M w ~ 10 7 g mol-1
n ~ 10 6
!
coiled-coil ?
34/10-6�=�3.4 $107�
!
1 µm�
0.24 nm " 10 6 = 2.4 " 10#4 m
$ 200 µm
!
高分子の相と相間転移�
結晶�
(T, ", S)1
(T, " )1
？�
(T, " )2
kinetic!
ガラス�
溶液�
(T, " )2
(T, ", S, R)?
ネットワーク!
（ゴム，ゲル）�
10!
高分子の相と相間転移�
結晶�
(T, ", S)1
(T, " )2
kinetic!
ガラス�
(T, " )1
溶液�
(T, " )2
(T, ", S, R)?
ネットワーク!
（ゴム，ゲル）�
11!
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