医療工学科の化学講義(27)プラスチックの化学

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キーワード

移行，開環重合，可塑剤，共重合，重合度，重付加，縮合重合，熱可塑性，熱硬化性，微結晶，平均分子量，無定型

今回でてきた有機化合物で，構造と名前を覚えておかなければならないもの(すでに登場したものも含む)

アクリロニトリル，アジピン酸，アセトン，エチレン，エチレングリコール，塩化ビニリデン，塩化ビニル，ε-カプロラクタム，6-ナイロン，6,6-ナイロン，尿素，フェノール，1,3-ブタジエン，フタル酸，プロピレン，ヘキサメチレンジアミン，ベンゼン，ポリエチレングリコール(PEG)，ポリエチレンテレフタラート(PET)，ホルムアルデヒド

講義内容要約

人工ポリマーはイロイロな分子量のものが集まっているので，分子量としては平均分子量を考える．コレは浸透圧測定から求められる．πV=nRT=(w/M)RTからMを求める．
モノマーのつながり方としては縮合重合と付加重合がメインで，他に重付加とか開環重合とかもある．
ビニル系ポリマーは付加重合で，PETや6,6-ナイロンは縮合重合で合成される．
2種類以上のモノマーを重合させる方法が共重合で，一本のポリマー分子の中に2種類以上のモノマーが含まれることによって新しい機能を持たせることができる．難燃性繊維とかサランラップとか．
熱すると軟らかくなり冷ますと固くなるポリマーが熱可塑性ポリマー，熱すると固くなり冷ましても変わらないポリマーが熱硬化性ポリマー．
もろいポリマーに加えてしなやかな材料にする物質が可塑剤で，フタル酸エステルが用いられることが多い．
ケシゴムをプラスチック製品の上に載っけて放置しとくとくっついてしまう現象は「移行」といって，可塑剤のシワザ．
二重結合をもつポリマーとビニル系モノマーとを共重合させることによって頑丈な樹脂を合成できる．重合時に繊維を混ぜておくことによって，さらに頑丈な複合材料をつくることができる．コレがFRP．

事前配布資料

前回の講義終了時に予習用の資料を配付しました．コレがテキストになってます．

(27)プラスチックの化学

●関連情報

スーパーカーのボディ

炭素繊維は乗り物のボディにも使われています．今年の9月，三菱レイヨンとランボルギーニとの共同開発について報道がありました．

ジャンボジェットのボディ

ボーイング787のボディが炭素繊維で作られていることを紹介しました．炭素繊維の応用については産総研のサイトに紹介記事があります．

最新鋭旅客機の50 %は「炭素繊維」です!/産総研

また，具体的にボディのどのあたりにどのような材料が用いられているのかは，ボーイング社が技術資料を公開しています．

787 Aircraft Rescue & Firefighting Composite Structure April 2013/Boeing

ナイロンの開発者

6,6-ナイロンを開発したカローザスは，じつはポリエステルの開発も手がけていたものの，PETを検討するところまで行きませんでした．このあたりの解説(PDF).

緒方直哉(2007)，カローザスのナイロンの合成，高分子，56，14-17．

確認問題

【問題27】プラスチックの構造と名称

出席者の声:みんなはこういうことを考えている/感じている/知りたいと思っている

エチレングリコールは有害であるのに，脱水縮合するととても使えるポリエチレングリコールになるのはなぜ?

エチレングリコールは代謝されて毒性を示すのに対し，PEGは代謝系に乗っからないので問題がないのです．

髪の毛にパーマをかけることは，紙の結合を壊すことだ，ときいたことがあります．では，髪のカラーリングはどういう仕組みですか?

髪の色素を酸化剤で壊す
染料が髪内部に吸着する:主にイオン結合

新しい繊維を開発してボロ儲けしたい．

すでに前例があるものを後から狙ってもダメ．ボロ儲けを狙うなら「繊維」は100年遅れてる．

そのお金を使って研究をすれば良かったと思いました．

ソコがまた人間のわかんないところです．

出席者数推移

(1)91→(2)90→(3)86→(4)85→(5)83→(6)83→(7)84
→(8)78→(9)77→(10)74→(11)80→(12)71→(13)83→(14)78
→(16)73→(17)63→(18)58→(19)59→(20)61→(21)62→(22)64
→(23)58→(24)59→(25)58→(26)55→(27)52