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科目の基本情報
| 開講年度 | 2020 年度 | |
|---|---|---|
| 開講区分 | 工学部分子素材工学科／総合工学科応用化学コース ・専門教育 | |
| 受講対象学生 |
学部(学士課程) : 3年次 |
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| 選択・必修 | 選択必修 |
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| 授業科目名 | 高分子合成化学 | |
| こうぶんしごうせいかがく | ||
| Synthetic Polymer Chemistry | ||
| 単位数 | 2 単位 | |
| ナンバリングコード | EN-ORBI-3
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| 開放科目 | 非開放科目 | |
| 開講学期 |
前期 |
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| 開講時間 |
木曜日 3, 4時限 |
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| 開講場所 | ||
| 担当教員 | 久保 雅敬（工学研究科） | |
| KUBO, Masataka | ||
| 実務経験のある教員 | 久保雅敬、民間企業で化学技術者として勤務、化学物質の材料設計ばかりでなく、商品設計についても紹介 | |
| SDGsの目標 |
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学修の目的と方法
| 授業の概要 | 私たちの身の回りには、さまざまな機能性高分子が存在しており、快適な生活を支えている。そのような高分子物質にスポットをあて、どのようにして合成するのか、また、なぜそのような機能が発現するのかを解説する。教科書に記述してある反応式と実際に世の中に普及している高分子物質との間の橋渡しを通じ、高分子化学に関する理解を深める。 |
|---|---|
| 学修の目的 | 身の回りの物質で高分子の機能が利用されているものを理解し、その機能発現のメカニズムに関する知識を得る。 |
| 学修の到達目標 | 機能性高分子材料の機能発現のメカニズムを理解する能力とともに、そのような巨大分子を構築するための合成手法を理解する能力が備わる。 |
| ディプロマ・ポリシー |
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| 成績評価方法と基準 | 中間テスト50％、期末試験50％、計100％ |
| 授業の方法 | 講義 |
| 授業の特徴 |
その他、能動的要素を加えた授業（ミニッツペーパー、シャトルカードなど） |
| 授業改善の工夫 | 対話型の授業を目指すとともに、デモ実験を取り入れている。 |
| 教科書 | |
| 参考書 | 高分子の合成と反応（高分子学会編 共立出版）、高分子新素材（高分子学会編、共立出版） |
| オフィスアワー | 毎週火曜日12:00～13:00、場所 分子素材工学棟2階3216室 |
| 受講要件 | |
| 予め履修が望ましい科目 | 有機化学Ｃ |
| 発展科目 | |
| その他 | 考える力を重視する。 |
授業計画
| MoodleのコースURL |
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| キーワード | 開環重合、リビング重合、機能性高分子、エンジニアリングプラスチックス |
|---|---|
| Key Word(s) | Ring-Opening Polymerization, Living Polymerization, Functional Polymers, Engineering Plastics |
| 学修内容 | 第1回 リンスインシャンプーのコンディショナー（ポリジメチルシロキサンの合成方法を紹介し、トゥーインシャンプーとして機能する高分子材料のしくみを紹介する） 第2回 高吸収性高分子（紙おむつに使用されている高吸水性高分子である高分子電解質ゲルについて、その吸水原理を紹介するとともに、高分子電解質ゲルを合成するための化学反応を紹介する） 第3回 液晶高分子（液晶という現象を説明し、液晶高分子の分子構造上の特徴を紹介するとともに、高強度・高弾性材料として注目される理由を説明する） 第4回 電導性高分子（電導性高分子の合成方法を紹介するとともに、電導性が発現するメカニズムを説明する） 第5回 レジスト材料（高性能CPUの開発に不可欠なレジスト材料について紹介する。レジスト材料の分類や合成方法を説明する） 第6回 高分子固体電解質（リチウムイオン電池の安全な電解質として注目される高分子固体電解質のイオン電導のメカニズムとその合成方法を紹介する） 第7回 高分子EL材料（次世代のフラットパネルディスプレイとして注目されている有機ELについて、その発光原理を紹介するとともに、高分子EL材料が注目される理由について説明する） 第8回 中間試験（これまでに学習してきた機能性高分子材料において、重要となる基礎概念を合理的に説明する能力を問う） 第9回 気体透過性高分子（高分子中を気体が透過する際に生じる気体透過の選択性について説明し、気体透過膜の合成方法やその応用例を紹介する） 第10回 食品包装材用高分子（高分子薄膜中を気体が移動するメカニズムを紹介し、高分子の分子構造が気体の透過度に与える影響を説明する） 第11回 フッ素ポリマー（テフロンに代表されるフッ素系高分子の特徴を紹介し、その合成方法やさまざまな実用例を説明する） 第12回 ポリアセタール（代表的なエンジニアリングプラスチックスであるポリアセタールについて、その合成方法と性質について紹介する） 第13回 ポリカーボネート（耐熱性高分子であるポリカーボネートの性質とその合成方法について説明する。特に、環境にやさしい製法の開発について紹介する） 第14回 超分子（分子が可逆的な相互作用に基づいて自己組織化する現象を紹介し、そのような分子集合体が新しい機能性材料として注目されることを説明する） 第15回 スーパーエンジニアリングプラスチックス（次世代の高性能樹脂について紹介し、その化学構造や性質を説明する） 第16回 期末試験（これまでに学習してきた内容を応用し、高分子材料の機能発現のメカニズムについて問う） |
| 事前・事後学修の内容 | 第1回 環状オリゴシロキサンの開環重合を復習する。 第2回 グラフト共重合体、ブロック共重合体、架橋反応を復習 する。 第3回 有機低分子化合物の液晶性と溶融成型を復習する。 第4回 π共役性を復習する。 第5回 オレフィンの光付加反応とノボラックを復習する。 第6回 クラウンエーテルとホストゲスト錯体を復習する。 第7回 全共役高分子の構造と合成を復習する。 第9回 移動キャリアと固定キャリアを復習する。 第10回 高分子のガラス転移温度とセグメント運動の関係を復習 する。 第11回 エチレン誘導体の重合反応性を復習する。 第12回 環状エーテルの開環重合を復習する。 第13回 縮合系高分子を復習する。 第14回 ミセル、ベシクル、分子間相互作用を復習する。 第15回 高分子の熱的・機械的特性の評価方法を復習する。 |