序章 精密高分子技術の体系化(中浜精一) 1 |
展望 高分子の階層的構造の制御-「精密高分子技術」プロジェクトに寄せて-(野瀬卓平) 3 |
第1章 高分子ナノ計測 |
1 総論(西 敏夫) 7 |
1.1 はじめに 7 |
1.2 高分子ナノ計測 9 |
2 元素識別型3次元電子顕微鏡の開発(西川幸宏,陣内浩司,古河弘光,成瀬幹夫) 12 |
2.1 はじめに 12 |
2.2 元素識別型3次元電子顕微鏡装置と3次元再構成法 13 |
2.2.1 3次元再構成の原理(CTアルゴリズム) 13 |
2.2.2 元素識別法について(Ωフィルター) 15 |
2.2.3 ハードウェア 17 |
2.2.4 元素識別型3次元電子顕微鏡がクリアすべき課題 18 |
2.3 応用例 19 |
2.4 元素識別型3次元電子顕微鏡の可能性 21 |
3 共焦点レーザースキャン顕微鏡の活用(池原飛之,西 敏夫) 23 |
3.1 はじめに 23 |
3.2 共焦点レーザースキャン顕微鏡(CLSM) 23 |
3.3 CLSMのソフトマテリアルヘの適用 24 |
3.3.1 消光リングを示す球晶 25 |
3.3.2 相互侵入球晶 25 |
3.4 おわりに 28 |
4 高分解能X線顕微鏡の開発(陣内浩司,澄川清志) 31 |
4.1 はじめに 31 |
4.2 3次元X線顕微鏡 32 |
4.2.1 空間分解能と解像度 32 |
4.2.2 高拡大率X線CT装置の本体部基本構成と機械精度 33 |
4.3 3次元X線顕微鏡による高分子材料の観察例 35 |
4.4 今後の改良点について 40 |
5 高分解能3次元NMR顕微鏡の開発と応用(安藤 勲,横田里美,佐々木暁嗣,小泉 聡,山根祐治,木村英昭,黒木重樹) 41 |
5.1 はじめに 41 |
5.2 NMR顕微鏡の基礎と技術 42 |
5.3 NMR顕微鏡の応用 44 |
5.3.1 高分子ゲルの中の金属イオンの空間分布の画像化 44 |
5.3.2 電場印加によるハイドロ高分子ゲルの収縮過程の画像化 47 |
5.3.3 3次元NMR顕微鏡の高分子系への応用 49 |
5.4 おわりに 51 |
6 分子力学物性計測(小村元憲,池原飛之,西 敏夫) 53 |
6.1 はじめに 53 |
6.2 高分子ブレンドのナノ力学物性 53 |
6.2.1 フォースカーブ測定 54 |
6.2.2 フリクションループ測定 55 |
6.3 単一高分子鎖のナノレオロジー 58 |
6.3.1 単一高分子鎖の伸張 58 |
6.3.2 単一高分子鎖の正弦波力学応答 59 |
6.4 おわりに 61 |
7 近接場顕微ラマン分光装置の開発(田窪健二) 63 |
7.1 はじめに 63 |
7.2 NSOMの各種方式 64 |
7.3 各種のナノスペクトロスコピー 65 |
7.4 散乱型ラマンNSOM 66 |
7.5 今後の展開 67 |
7.6 散乱型ラマンNSOMへの期待 68 |
8 スピン拡散NMRの応用(三好利一,海藤 彰) 70 |
8.1 スピン拡散 70 |
8.2 測定方法 71 |
8.2.1 Goldman-Shen法 72 |
8.2.2 1H-13C Wide-Line Separation NMR 73 |
8.2.3 1H-1H高分解能2次元交換 NMR 73 |
8.2.4 1HChemical Shift Filter 74 |
8.2.5 スピン-格子緩和時間(T(1H),T(1pH) 75 |
8.3 おわりに 77 |
第2章 高分子ナノ加工 |
1 総論(井上 隆) 79 |
1.1 はじめに 79 |
1.2 せん断場依存型相溶解・相分解 79 |
1.3 反応誘起型相分解 79 |
1.4 リアクティブプロセシング 80 |
1.5 無機/有機ナノコンポジット 81 |
1.6 おわりに 81 |
2 リアクティブブレンドによるナノ構造制御(小森研司) 83 |
2.1 はじめに 83 |
2.2 リアクティブブレンドによる微分散化 84 |
2.3 リアクティブブレンドと材料特性 86 |
2.4 構造制御技術 88 |
2.4.1 混練条件と分散粒子径 88 |
2.4.2 ナイロン/PPOアロイ 89 |
2.4.3 分子鎖の引き抜きによるナノ粒子形成 89 |
2.4.4 グラフト共重合体のin situ重合 90 |
2.4.5 高L/D押出機利用によるナノ構造制御 91 |
2.5 おわりに 91 |
3 動的架橋 : 熱可塑性エラストマーのナノ構造制御(杉田敬祐) 94 |
3.1 はじめに 94 |
3.2 動的架橋TPEの特徴 94 |
3.2.1 構造 94 |
3.2.2 基本的性質 96 |
3.3 ナノ構造制御による動的架橋TPEの高性能化・高機能化 96 |
3.3.1 架橋ゴム分散相の粒径制御 96 |
3.3.2 動的架橋TPE/フィラー複合材料のナノ構造制御 98 |
3.4 おわりに 100 |
4 反応誘起型相分解による熱硬化系アロイの構造制御(岩倉哲郎) 102 |
4.1 はじめに 102 |
4.2 スピノーダル分解 102 |
4.3 反応で誘起される相分解 103 |
4.4 反応誘起型相分解によるナノヘのアプローチ 104 |
4.5 拘束空間における反応誘起型相分解とエレクトロニクス分野 105 |
4.6 おわりに 108 |
5 成形加工におけるクレイ粒子のナノ分散制御(岡本正巳) 110 |
5.1 はじめに 110 |
5.2 ナノ構造制御 110 |
5.2.1 層間挿入 110 |
5.2.2 端面結合の制御 113 |
5.3 溶融レオロジーと自己集合組織化 113 |
5.3.1 溶融粘弾性 113 |
5.3.2 伸長流動挙動 115 |
5.4 成形加工への展開 116 |
5.5 発泡体力学特性 119 |
5.6 おわりに 120 |
6 特殊場利用構造制御と成形加工(清水 博) 122 |
6.1 はじめに 122 |
6.2 主要な高次構造制御プロセスと場との関係 122 |
6.3 高分子混合系の相溶性と相図 124 |
6.3.1 高分子混合系の相溶性 124 |
6.3.2 高分子混合系の相挙動解析 125 |
6.4 高せん断・高圧場下の相挙動解析 125 |
6.4.1非相溶系高分子ブレンド系における分散相のサイズ 125 |
6.4.2 高せん断・高圧場下の相挙動解析 126 |
6.5 高せん断成形加工 132 |
6.6 おわりに 134 |
第3章 高分子ナノ表面・界面構造制御 |
1 総論(梶山千里,高原 淳) 137 |
1.1 はじめに 137 |
1.2 高分子固体の表面構造 137 |
1.2.1 非晶性高分子 138 |
1.2.2 ポリマーブレンド 139 |
1.2.3 ブロック共重合体 139 |
1.2.4 結晶性高分子 140 |
1.3 高分子固体表面のダイナミクス 140 |
1.4 おわりに 142 |
2 ブロック共重合体薄膜の階層構造(早川晃鏡) 145 |
2.1 はじめに 145 |
2.2 新しい自己組織性ブロック共重合体 145 |
2.3 分子設計と合成 147 |
2.4 薄膜作製と構造解析 149 |
2.5 おわりに 152 |
3 高分子混合物表面における化学組成制御(田中敬二,川口大輔,高原 淳,梶山千里) 155 |
3.1 はじめに 155 |
3.2 分子量の効果 155 |
3.3 表面エネルギーの効果 160 |
3.4 末端基の効果 164 |
3.5 おわりに 166 |
4 表面ナノ凝集構造制御による撥水・撥油表面の構築(疋田真也,中村哲也,田中敬二,高原 淳,,梶山千里) 168 |
4.1 はじめに 168 |
4.2 パーフルオロアルキルセグメントを有するブロック共重合体の合成 168 |
4.3 フッ素系のブロック共重合体のバルク凝集構造解析 170 |
4.4 フッ素系ブロック共重合体の表面凝集構造解析及び撥水・撥油特性 173 |
4.5 おわりに 176 |
5 高分子固体膜表面における熱・力学物性の評価とその制御(赤堀敬一,村瀬浩貴,田中敬二,高原 淳,梶山千里) 177 |
5.1 はじめに 177 |
5.2 測定方法 177 |
5.2.1 走査粘弾性顕微鏡 177 |
5.2.2 水平力顕微鏡 178 |
5.3 高分子表面の力学物性 179 |
5.3.1 表面力学物性のモデル解析 179 |
5.3.2 表面力学物性の分子量依存性 180 |
5.4 高分子表面のガラス転移温度 183 |
5.5 おわりに 185 |
6 高分子表面の接着性に及ぼすアニーリング効果(泉 隆夫,成田量一,田中敬二,高原 淳,梶山千里) 187 |
6.1 はじめに 187 |
6.2 市販材PBTの表面凝集構造とその接着性 187 |
6.3 純PBTのアニーリング処理による表面凝集構造変化 191 |
6.4 アニーリング処理による純PBTの接着破壊深さ変化 192 |
6.5 純PBTとエポキシ接着剤の界面構造 194 |
6.6 おわりに 195 |
7 エネルギーフィルター電子顕微鏡による高分子材料のナノ構造解析(掘内 伸) 197 |
7.1 はじめに 197 |
7.2 原理 197 |
7.2.1 電子エネルギー損失分光と電子分光結像法 197 |
7.2.2 元素マッピングおよびImage EELS 200 |
7.2.3 化学結合の可視化 202 |
7.3 高分子接着界面の解析 203 |
7.4 おわりに 207 |
8 蒸着重合による表面構造制御(高橋善和) 209 |
8.1 蒸着重合 209 |
8.2 複雑形状表面への均一被覆技術 210 |
8.3 成膜事例(抗菌性ポリイミド膜) 212 |
8.4 将来展望 214 |
第4章 高分子ナノ3次元構造制御技術 |
1 総論(野島修一) 217 |
1.1 はじめに 217 |
1.2 高分子材料中で作用する構造形成因子 217 |
1.3 構造形成因子の複合化 219 |
1.4 高次構造の制御法 219 |
1.4.1 結晶化と液-液相分離の複合効果による3次元構造制御 220 |
1.4.2 結晶化とミクロ相分離の複合効果による3次元構造制御 220 |
1.5 おわりに 222 |
2 ブロック・グラフト共重合体のミクロ相分離による3次元構造制御(横山英明) 224 |
2.1 はじめに 224 |
2.2 ブロック共重合体のミクロ相分離 225 |
2.3 表面・界面での影響 226 |
2.4 構造形成の速度 227 |
2.5 今後期待される外傷による制御 229 |
3 超臨界法を利用した液を相分離による3次元構造制御(斎藤 拓) 232 |
3.1 はじめに 232 |
3.2 超臨界法について 232 |
3.3 スピノーダル分解と連結多孔化 233 |
3.4 高分子/二酸化炭素系の相図 234 |
3.5 多孔構造と光反射性 236 |
3.6 結晶の多孔化 237 |
3.7 不融高分子の多孔化 238 |
3.8 微細多孔化 239 |
3.9 おわりに 239 |
4 配向結晶化による3次元構造制御(海藤 彰) 241 |
4.1 はじめに 241 |
4.2 相溶系ポリマーブレンドの配向結晶化 241 |
4.3 配向した多相系高分子における配向結晶化 243 |
4.4 ブロック共重合体のミクロ相分離構造内部における結晶化 247 |
4.5 おわりに 248 |
5 結晶性鎖を含むブロック共重合体の3次元構造制御(小畠拓士,五十嵐一郎,野島修一) 250 |
5.1 はじめに 250 |
5.2 結晶性-非晶性ブロック共重合体の3次元構造と制御 250 |
5.2.1 PEを含むブロック共重合体 251 |
5.2.2 PCLを含むブロック共重合体 252 |
5.2.3 PEOを含むブロック共重合体 253 |
5.3 結晶性-結晶性ブロック共重合体の3次元構造と制御 254 |
5.3.1 融点が離れているブロック共重合体 255 |
5.3.2 融点が近い結晶性-結晶性ブロック共重合体 255 |
5.4 おわりに 257 |
6 造核剤による結晶性高分子の3次元構造制御(畑中知幸,川本尚史,飛田悦男,野島修一) 259 |
6.1 はじめに 259 |
6.2 造核剤による結晶性高分子の結晶化 259 |
6.3 PPへの造核剤の添加効果 260 |
6.4 各種造核剤の性能 260 |
6.5 おわりに 264 |
7 計算機シミュレーションによる3次元構造の予測(三浦俊明) 267 |
7.1 はじめに 267 |
7.2 高分子におけるシミュレーション手法の原理と特徴 268 |
7.3 結晶化に伴う3次元秩序構造形成過程のシミュレーション 270 |
7.4 おわりに 275 |
8 磁場による高分子の配向制御(飛田雅之) 276 |
8.1 はじめに 276 |
8.2 詳細内容 276 |
8.2.1 加熱溶融系の磁場配向 276 |
8.2.2 高分子溶液系の磁場配向 279 |
8.2.3 液晶性エポキシの磁場熱硬化反応 281 |
8.3 おわりに 283 |
第5章 繊維ナノ構造制御 |
1 総論(鞠谷雄士) 285 |
1.1 はじめに 285 |
1.2 繊維の製造法にかかわる検討 286 |
1.2.1 溶融構造制御の手法 286 |
1.2.2 絡み合い構造の制御性の検証 287 |
1.2.3 分子量制御 288 |
1.2.4 延伸・熱処理 288 |
1.2.5 超臨界二酸化炭素の利用 289 |
1.3 評価・解析技術 289 |
1.3.1 繊維構造形成機構の解明 289 |
1.3.2 繊維破断機構の解明 289 |
1.4 おわりに. 289 |
2 溶融構造制御による高強度化(船津義嗣,鞠谷雄士) 292 |
2.1 はじめに 292 |
2.2 溶融体がもつ絡み合い構造 292 |
2.3 絡み合い構造の制御手法 295 |
2.4 PETの絡み合い構造 297 |
2.5 PETの絡み合い構造の特徴 300 |
2.6 PET溶融紡糸における溶融構造制御の可能性 301 |
2.7 おわりに 304 |
3 絡み合い変化のモデル化と数値解析(黒田明義,清 雅樹,小山清人) 306 |
3.1 高分子材料の粘弾性特性 306 |
3.2 高分子科学におけるシミュレーション技術 307 |
3.2.1 粗視化分子動力学法COGNAO 309 |
3.2.2 絡み合い構造シミュレーション : PASTA 310 |
3.2.3 動的平均場シミュレーション : SUSHI 311 |
3.2.4 分散構造シミュレーション : MUFFIN 311 |
3.3 絡み合い構造の制御計算例 312 |
3.3.1 PASTAによる絡み合い構造計算 312 |
3.3.2 NAPLESによる絡み合い構造計算 316 |
3.4 おわりに 316 |
4 分子量制御による繊維の高強度化(千塚健史) 318 |
4.1 はじめに 318 |
4.2 超高分子量化技術 319 |
4.2.1 微細粒子状固相重合 319 |
4.2.2 多孔質体固相重合 319 |
4.2.3 熱媒膨潤重合 320 |
4.2.4 熱媒膨潤重合+固相重合 323 |
4.3 超高分子量樹脂を用いた高強度繊維の開発 323 |
4.3.1 溶融紡糸法 324 |
4.3.2 可塑化紡糸 324 |
4.3.3 溶液紡糸 325 |
4.4 分子量分布制御による高強度化 326 |
4.5 おわりに 328 |
5 PET繊維高強度化における超臨界二酸化炭素利用の可能性(西村浩和) 329 |
5.1 はじめに 329 |
5.2 超臨界二酸化炭素によるPET重合 329 |
5.3 超臨界二酸化炭素による押出し 331 |
5.4 超臨界二酸化炭素中での紡糸 332 |
5.5 超臨界中での延伸 334 |
5.6 おわりに-超臨界中での紡糸の問題点- 336 |
6 レーザー加熱延伸(大越 豊) 338 |
6.1 はじめに 338 |
6.2 レーザー加熱延伸の原理 339 |
6.3 レーザー加熱延伸による高速・高精度On-line測定 343 |
6.4 レーザー加熱延伸による高倍率流動延伸と極細繊維・高強度繊維の作製 346 |
7 放射光による繊維構造解析(小島潤一,櫻井伸一,鞠谷雄士) 350 |
7.1 はじめに 350 |
7.2 シンクロトロン放射光 350 |
7.3 放射光X線を利用した繊維構造解析 351 |
7.3.1 溶融紡糸過程のオンライン測定 351 |
7.3.2 延伸過程のオンライン計測 359 |
7.3.3 マイクロビームX線を使用した解析 359 |
7.4 おわりに 359 |
8 繊維の破断要因解析(塩谷正俊) 362 |
8.1 はじめに 362 |
8.2 欠陥量の推定 363 |
8.3 欠陥サイズの推定 365 |
8.4 速度論的解釈 367 |
8.5 ポリエステル繊維の欠陥 369 |
8.6 おわりに 374 |
第6章 高分子一次構造制御 |
1 総論(澤本光男,上田 充) 375 |
1.1 不加重合 375 |
1.2 縮合重合 378 |
1.3 酵素関連重合 379 |
2 ラジカル重合における立体制御(岡本佳男,磯部 豊) 381 |
2.1 はじめに 381 |
2.2 N-イソプロピルアクリルアミド(NIPAM) 382 |
2.3 アクリルアミド(AM)およびN,N-ジメチルアクリルアミド(DMAM) 386 |
2.4 メタクリルアミド誘導体 387 |
2.5 光学活性モノマー 389 |
2.6 立体規則性と分子量/分子量分布の同時制御 391 |
2.7 おわりに 391 |
3 リビングラジカル重合における一次構造制御(澤本光男) 394 |
3.1 はじめに 394 |
3.2 リビングラジカル重合の開発 394 |
3.2.1 リビングラジカル重合触媒の「進化」 395 |
3.2.2 α-オレフィンと極性モノマーの精密ラジカル共重合-鉄二核錯体の開発 397 |
3.3 水中でのリビングラジカル重合 399 |
3.3.1 水中での懸濁リビングラジカル重合 399 |
3.3.2 感温性・両親媒性触媒による水中でのリビングラジカル重合 400 |
4 リビング配位重合による炭化水素系ポリマーの精密構造制御(塩野 毅) 403 |
4.1 はじめに 403 |
4.2 オレフィンのリビング重合 404 |
4.2.1 α-オレフィン 404 |
4.2.2 エチレン 407 |
4.3 共役モノマーの立体特異的リビング重合 408 |
4.4 おわりに 409 |
5 重縮合系高分子の分子量,分子量分布の精密制御(芝崎祐二,上田 充) 411 |
5.1 はじめに 411 |
5.2 連鎖的逐次重合の幕開け 412 |
5.3 単分散ポリアミドの合成 413 |
5.4 その他の連鎖的逐次重合 417 |
5.4.1 ポリエーテルの合成 417 |
5.4.2 ポリエーテルスルホンの合成 418 |
5.4.3 ポリエーテルケトンの合成 418 |
5.4.4 ポリエステルの合成 419 |
5.4.5 ブロック共重合体の合成 419 |
5.5 おわりに 420 |
6 酵素および酵素モデル触媒を用いる芳香族化合物の酸化重合(小林四郎,字山 浩) 422 |
6.1 はじめに 422 |
6.2 フェノール類の酵素触媒重合 422 |
6.3 機能性ポリフェノールの酵素合成 424 |
6.4 人工漆の開発 427 |
6.5 酵素モデル錯体を用いるフェノール類の酸化重合 427 |
6.6 おわりに 429 |
7 ポリカーボネートの新しい製造法-遷移金属触媒を用いる縮合重合プロセスの開発-(竹内和彦,杉山順一,奥山健一,長畑律子,上田 充) 431 |
7.1 はじめに 431 |
7.2 遷移金属触媒を用いる縮合重合 431 |
7.3 ポリカーボネートおよびその製造プロセス 433 |
7.4 酸化的カルボニル化によるDPCおよびPC直接製造法の開発 435 |
7.5 おわりに 441 |
終章 技術の体系化の課題と将来像(小島弦) |
1 体系化とは何か 443 |
2 体系化のイメージ 443 |
3 将来像 444 |
序章 精密高分子技術の体系化(中浜精一) 1 |
展望 高分子の階層的構造の制御-「精密高分子技術」プロジェクトに寄せて-(野瀬卓平) 3 |
第1章 高分子ナノ計測 |