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タイ分子の基礎と分子制御、高次構造制御、評価と応用

～タイ分子に視点を置いた結晶性高分子の基礎から応用～

講師

SHテクノリサーチ　代表　工学博士　細田 覚　氏
元京都工芸繊維大学 シニアフェロー

■略歴
1978年 住友化学(株)入社。ポリオレフィンの材料・製品開発、市場開拓に従事
2011年 同・先端材料探索研究所 所長、理事
2016年 京都工芸繊維大学・長もちの科学開発センター 特任教授
SHテクノリサーチ 代表
2019年～2025年3月　京都工芸繊維大学　大学院工芸科学研究科 非常勤講師
■専門
高分子構造・物性、高分子工学、研究開発マネジメント

セミナー趣旨

タイ分子に視点を置いて結晶性高分子の基礎から応用までを解説する。結晶性高分子の力学的性質はタイ分子に負うところが多く、
その制御が材料・製品の機械的強度、耐久性を左右する。世界で最も大量に使用されている汎用樹脂であるポリエチレンとポリプロピレンを取り上げ、それらの性能向上のために、タイ分子を増やすという観点から、結晶構造の制御と、それを決定する分子構造設計がどのように関連しあっているかを解説する。
　例えばタイ分子の相対濃度を増大させるためには、結晶構造の均一化が重要であるが、そのためには分子構造の狭化が必要である。その一環として組成分布の狭化、短鎖分岐の種類（コモノマーの選択）、連鎖長分布の制御などが重要である。さらに、非晶相のタイ分子を定性・定量するための、IR、Ramanなどの分光法、ESR、力学物性、統計的手法などの各種評方法について説明する。またインフレーションフィルム加工、Tダイ押出しフィルム加工、射出成形などの加工による高次構造形成、その構造に基づく物性の異方性や光学的性質などについて解説する。上記の項目の理解をベースに、さらなる高性能化への分子構造設計の指針等について述べる。

セミナー講演内容

1．結晶性高分子の分子構造、結晶構造
　1-1 はじめに
　　・石油化学の基礎
　1-2 ポリオレフィン製造技術
　　・高圧法低密度ポリエチレン
　　・Zigler-Natta触媒（HDPE, LLDPE、PP）
　　・メタロセン触媒、等
　1-3 分子構造のキャラクタリゼーション手法
　1-4 結晶構造の基礎（結晶系、球晶構造、ラメラ晶、配向結晶等）
　1-5 分子構造の結晶構造への反映

2．タイ分子と分子構造、結晶構造
　2-1 ポリエチレン、ポリプロピレンの分子構造とその分布
　2-2 ポリエチレン、ポリプロピレンの結晶構造とその分布
　2-3 分子構造、結晶構造、タイ分子と機械的強度、熱物性
　2-4 タイ分子と高次構造
　　2-4-1 タイ分子の概念の確立
　　2-4-2 高分子説の提唱からラメラクラスター理論まで
　　2-4-3 房状ミセル構造からラメラ晶 (fold結晶)へ
　　2-4-4 実験的定性・定量法（ESR、IR、弾性率）
　　2-4-5 理論的取り扱い（統計的手法、熱力学的手法、速度論的手法）
　　2-4-6 IR法やRaman法によるタイ分子の評価と結晶構造
　　2-4-7 タイ分子と機械的強度、耐久性能

3．タイ分子の視点から高性能化の分子設計
　3-1 加工性と機械的強度の両立
　3-2 長期耐久性材料のタイ分子の分子設計と製造方法（高性能パイプ、大型ブロー容器等）
　3-3 分岐PE/直鎖PEブレンド系の結晶化と高次構造形成
　3-4 高分子加工プロセスと高次構造形成、タイ分子濃度
　　3-4-1 インフレーションフィルム（球晶構造とrow構造）
　　3-4-2 Tダイ押出しフィルム（球晶構造とシシケバブ構造）

質疑応答