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授業科目名 高分子合成化学
時間割番号 TAC215
担当教員名 小幡 誠
開講学期・曜日・時限 後期・火・II 単位数 2
<対象学生>
(未登録)
<授業の目的>
合成高分子は代表的なソフトマテリアルとして現代社会に欠かせない材料となっている。一方で環境に長く残留するなど、高性能化ばかりでなく持続的社会構築に適合した高分子材料が求められている。本講義では高分子材料開発に必要な高分子合成に関する化学の基礎を身につける。
<本授業科目による獲得・涵養が特に期待されるコンピテンシー>(能力・資質)
工学部(~2023年度入学生)>応用化学科向け
記号コンピテンシー(能力・資質) 
AC-A専門4.化学の専門知識・技術を活用し、新素材・エネルギー・環境等の分野における問題解決に取り組むことができる。E. 高分子化学E1. 身の回りにある高分子材料の合成法とその性質について説明できる。
AC-BE2. 高分子材料の結晶性や配向性などの高次構造因子の評価方法から、基本的な構造と物性との関係を説明できる。
<到達目標>  到達目標とは
目標NO説明コンピテンシーとの対応
AC
1高分子の基礎的事項とラジカル重合による高分子合成を説明できることAC-B
2イオン重合、配位重合、開環重合、重縮合、重付加、付加縮合による高分子合成を説明できることAC-A
<成績評価の方法>
目標No割合評価の観点
150%高分子の基礎的事項とラジカル重合に関する基礎知識の習熟度を小テストおよび中間試験で評価する
250%イオン重合、配位重合、開環重合、重縮合、重付加、付加縮合の基礎知識の習熟度を小テストおよび期末テストで評価する
合計100% 
<授業の方法>
基礎的な物理化学および有機化学の知識を有すること。
<受講に際して・学生へのメッセージ>
(未登録)
<テキスト>
  1. 高分子学会編, 基礎高分子科学 [正編] 第2版, 東京化学同人, ISBN:9784807909629,
    (2020年出版)
<参考書>
  1. 大津隆行著, 高分子合成の化学 改訂版9刷, 化学同人, ISBN:9784759801378,
    (1986年出版)

  2. 遠藤剛編 ; 澤本光男 [ほか] 著, ラジカル重合・カチオン重合・アニオン重合, 講談社, ISBN:9784061543614,
    (2010年出版 高分子の合成, 上)

  3. 遠藤剛編著 ; 須藤篤 [ほか] 著, 開環重合・重縮合・配位重合, 講談社, ISBN:9784061543621,
    (2010年出版 高分子の合成, 下)

  4. 大津隆行, 木下雅悦共著, 高分子合成の実験法, 化学同人, ISBN:4759800522,
    (1972年出版)
<授業計画の概要>
1タイトル高分子化学入門
事前学習
事後学習
用語の復習
授業内容高分子の定義や各種用語を説明し、高分子の分類、共重合体の名称と構造の特徴、高分子の生成反応の名称とその特徴について解説する。
2タイトル平均分子量と分子量分布
事前学習
事後学習
小テストの確認と復習
授業内容各種平均分子量の定義とその測定法について解説する。また高分子溶液の粘度について解説する。
3タイトル重合の動力学的特性、結合様式と立体規則性
事前学習
事後学習
小テストの確認と復習
授業内容重合の動力学的分類(連鎖重合、逐次重合、リビング重合)についてその特徴を解説する。またビニルポリマーの異種結合および立体規則性と熱的性質について解説する。
4タイトルラジカル重合1 素反応
事前学習
事後学習
小テストの確認と復習
授業内容ラジカル重合の素反応(開始反応、成長反応、停止反応、連鎖移動反応)についてそれぞれ解説する。
5タイトルラジカル重合2 速度論
事前学習
事後学習
反応速度論に関する復習。小テストの確認と復習。
授業内容ラジカル重合の速度論(重合速度式、数平均重合度式、動力学的鎖長など)について解説する。またラジカル重合の方法についてその特徴を解説する。
6タイトルラジカル重合3 共重合
事前学習
事後学習
小テストの確認と復習。
授業内容ラジカル重合の共重合についてその解析の仕方(Mayo-Lewisの式、モノマー反応性比、Q-e論など)を解説する。
7タイトル中間試験と解説
事前学習
事後学習
中間試験問題の確認と復習
授業内容高分子の基礎的事項とラジカル重合に関する基礎知識の習得を問う中間試験を行う。また終了後に解説を行う。
8タイトルイオン重合1 アニオン重合
事前学習
事後学習
「ラジカル重合3 共重合」で学んだQ-e論の復習。小テストの確認と復習。
授業内容モノマーのe値とアニオン重合の関係、アニオン重合の素反応、成長末端の状態と重合速度の関係、立体規則性重合、リビングアニオン重合、グループトランスファー重合などにつて解説する。
9タイトルイオン重合2 カチオン重合
事前学習
事後学習
「ラジカル重合3 共重合」で学んだQ-e論の復習。小テストの確認と復習。
授業内容モノマーのe値とカチオン重合の関係、カチオン重合の素反応(特に開始剤)、リビングカチオン重合などにつて解説する。
10タイトル配位重合
事前学習
事後学習
小テストの確認と復習。
授業内容Ziegler-Natta系触媒、Kaminsky触媒を用いた重合の特徴、立体規則性重合と触媒の構造の関係、メタセシス重合などについて解説する。
11タイトル開環重合
事前学習
事後学習
酸性度定数について復習。小テストの確認と復習。
授業内容環状エーテル、ラクトン、ラクタムの開環重合について解説する。
12タイトル重縮合
事前学習
事後学習
小テストの確認と復習。
授業内容重縮合における反応率と重合度の関係、重縮合の速度論、重縮合で合成される代表的な高分子材料の合成法について解説する。
13タイトル重付加、付加縮合
事前学習
事後学習
小テストの確認と復習。
授業内容重付加で合成される高分子(ポリウレタンなど)、付加縮合で合成される高分子(フェノール樹脂など)について解説する。
14タイトル最近の高分子合成
事前学習
事後学習
小テストの確認と復習。
授業内容近年開発されたリビングラジカル重合と連鎖重縮合などについて解説する。
15タイトル期末試験と解説
事前学習
事後学習
期末試験問題の確認と復習
授業内容イオン重合、配位重合、開環重合、重縮合、重付加、付加縮合の基礎知識の習得を問う期末試験を行う。また終了後に解説を行う。
<前年度授業に対する改善要望等への対応>
講義終了時に行う小テストの解説を、復習しやすいように問題とともにmoodle上に掲示する。また時間が許せば演習問題(特に構造式を書く演習問題)を行う。
<備考>
(未登録)