よく本をみていると、鎖が絡み合った図が出てきたり、絡み合っていない図がでてきます。高分子鎖の状態についてですが、液体とゲル、そして固体状態では高分子鎖はどういった状態(固体では絡み合った状態?)なのでしょう。

またゲルとはある程度架橋している状態なのですか?架橋しすぎると固体状態になってしまうのでしょうか?

A 回答 (2件)

>つまり架橋することで、分子量が増大し、やがて、架橋が進めば、固体状態になるということですか?



そう言う事です。
化学会社は、この原理を利用して品物を作っています。
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一般的には、


普通は、高分子になるほど、ドロドロ(ゲル状)になります。

固体状態は、高分子が重合した状態(ポリマー化)です。

この回答への補足

つまり架橋することで、分子量が増大し、やがて、架橋が進めば、固体状態になるということですか?

補足日時:2005/04/16 17:26
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Q高分子の状態について

よく本をみていると、鎖が絡み合った図が出てきたり、絡み合っていない図がでてきます。高分子鎖の状態についてですが、液体とゲル、そして固体状態では高分子鎖はどういった状態(固体では絡み合った状態?)なのでしょう。

またゲルとはある程度架橋している状態なのですか?架橋しすぎると固体状態になってしまうのでしょうか?

Aベストアンサー

>つまり架橋することで、分子量が増大し、やがて、架橋が進めば、固体状態になるということですか?

そう言う事です。
化学会社は、この原理を利用して品物を作っています。

Q気体になった分子が固体になるときの状態について

科学はまったくの素人です 宜しくお願いします。
出来れば金属での解答をいただければ幸いです。(高真空状態として)
蒸気になった分子は高温と思われますが 蒸発した時のエネルギーを持って直進し、衝突物に付着(?)その時の衝突物の温度によってさまざまな形状の固体になっていると思われるのですが 衝突した分子が温度差等によって分子結合できず 跳ね返されるなんて事があるのでしょうか?
衝突物が同種の分子の場合と 異種の分子場合の解答を簡単に解りやすくお願いします。

Aベストアンサー

> 衝突した分子が温度差等によって分子結合できず 跳ね返される

あり得ると思います。

イメージの参考として、たとえ話をさせていただくと・・・

粘着力の強いテープを、粘着面を上にしてテーブルに載せます。
この上にピンポン玉を落としたらどうなるでしょうか。
あまり高くなく勢いがつかないようなら(1,2cm程度?)、ピンポン玉は
跳ね返らずにテープにつくでしょう。
けれどもっと上から落とせば、粘着力よりも反発力の方が大きくなり、
ピンポン玉は跳ね返されることになります。

原子や分子の場合もこれと同じで、真空中を飛ぶ速度が大きくなり
すぎると、衝突物の上に留まることが出来ずに弾かれる(場合によって
は衝突先を破壊する可能性もある)ことになると思います。


> 同種の分子の場合と 異種の分子場合

飛来物と衝突先が同種か異種か、ということであれば、「ものが何で
あるかによって変わります」とは言えるでしょうが、「同種に比べて
異種ではこうなる」と一概に言えるものではないと思います。

そうではなく、「飛来物自体が複数原子で構成」を想定されていると
いうことでしたら・・・
 ・飛来物が異種原子で構成されているのであれば、衝突の際の方向が
   結合力・反発力の大きさを左右することになる
 ・衝突先が異種の原子の組み合わせで構成されている時は、衝突場所
   にある原子によって結合力・反発力に差が生じ得ることになる
ので、
「(結合力が同程度であれば)異種原子で構成される場合の方が、
 跳ね返される確率は高くなる」
と考えられます。
(厳密には、飛来物が単原子で、衝突先が原子レベルで完全に均一な
 平面でない限り、この「衝突時の方向」や「衝突場所」は、同種の原子
 であっても影響しますが;
 つまり、単原子なら「○」で考えられるのに対して複数原子では例えば
 「|」と「-」のような差が生まれる、とか、並んでいる原子1個に正面
 衝突するのか2個の間に挟まるように当たるのか、といったこと)

> 衝突した分子が温度差等によって分子結合できず 跳ね返される

あり得ると思います。

イメージの参考として、たとえ話をさせていただくと・・・

粘着力の強いテープを、粘着面を上にしてテーブルに載せます。
この上にピンポン玉を落としたらどうなるでしょうか。
あまり高くなく勢いがつかないようなら(1,2cm程度?)、ピンポン玉は
跳ね返らずにテープにつくでしょう。
けれどもっと上から落とせば、粘着力よりも反発力の方が大きくなり、
ピンポン玉は跳ね返されることになります。

原子や分子...続きを読む

Q高分子の強度

高分子溶液を紡糸して繊維とした場合、
最後に熱延伸することで結晶化が進み強度が上がりますが、
その後でテンションをかけずに加熱すると緩和収縮します。
すると強度が下がるのですが、ここで教えてほしいのは
(1)収縮して強度が下がるのは結晶化度が下がるから?
(2)収縮するのはなぜ?(ゴムの場合-S-が分子間で架橋をなして
分子鎖同士を滑りにくくして、延伸すると無理やり引き伸ばして
エントロピー減少した状態。加熱すると分子運動が激しくなり
復元力が増すとありますが・・。対象の高分子も一部架橋化して
いるかもしれませんが、他に考えられることがあれば)

Aベストアンサー

収縮して強度が下がるのは、結晶化度が下がるからではなく、延伸して並んでいた結晶の配列や分子鎖の配列が、乱れるからだと思います。
同じ結晶化度のポリマーでも結晶が配列した方が強度は強くなります。
加熱している温度は、融点よりも低く、ガラス転移温度よりも高い温度だと思います。
よって、非晶部分の分子が動いて配列が乱れたりする訳ですが、この時にエントロピーが増加する方向に進んで、収縮します。
伸ばして、セットしていた状況が温度が高まる(ガラス転移温度よりも高くなる)事によって解放されるからです。
結晶の部分が架橋点のように挙動しますので、対象のポリマーが化学架橋されていなくても、このような挙動となります。
ガラス転移温度よりも高い状態で、非晶部分が示す弾性挙動は、エントロピー弾性です。
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Q高分子ゲル

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高分子ゲルとは、網目状の構造を持つ高分子の総称と認識していいと思います。(細かくいうと網目構造中に溶媒分子で膨潤させた状態)

色んな特徴があるとは思いますが、上述の表現でイメージしやすいところでは、液体を吸収する性質があります。
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あと、最近の研究なんかでは、光応答性高分子ゲルなんていうのもあります。光を当てるとウネウネ曲がる性質です。これは、将来的には、体内に医療器具として挿入して、外から光を当てて動かすといった用途が考えられているようです。

他にも色々な材料に応用されているので、興味があったら、本もたくさんでているので、勉強してみて下さい。

Q可塑剤と高分子のやわらかさについて

環境ホルモンなどで、高分子の可塑剤が取り上げられていますが、高分子の可塑剤というのは、そもそもどうして高分子をやわらかくできるのでしょうか?
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また、高分子が柔らかい、というのはどういう場合ですか?
分子量が小さい、炭素-炭素単結合が多い、の他に考えられる要因があれば教えて下さい。

よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

熱硬化型の接着剤の剛性を小さくするという話ですね。
熱硬化性接着剤といっても何系かが分からないので
一般的な考え方を述べます。
接着強度を低下させる原因の一つに硬化時の収縮による
残留応力の問題があります。当然残留応力が大きいほど
接着強度は低下してしまいます。
同じ収縮量ならば弾性率(剪断方向ならば剛性率)が
高いほど応力は大きくなってしまうので剛性を下げたい
という要望が出てくることが良くあります。
単純に剛性を下げる方法の一つとして液体の可塑剤を
加えるというのも一案ですが、私自身はあまりお奨め
しません。接着強度を支配するのは残留応力だけでは
ないからです。液体成分を加えると一般的に接着強度は
低下するからです。
プラスチックなどで対衝撃性を向上する手段として、
ゴム成分を添加するというのが一般的だと思います。
これは、直鎖のC-Cを増やすということと同じ様な
考えかもしれませんが。
熱硬化性の接着剤の場合、硬化反応によって架橋点が
沢山形成されます。熱可塑性の高分子では分子の絡み合い
(水素結合や結晶による分子の拘束も含めて)の
度合いが剛性を支配する因子になってきますが、
このような絡み合いよりも密に架橋点が生じるので
架橋間の分子量が支配因子になると思います。
架橋間分子量が小さいほど(架橋が密なほど)
剛性率は高くなってしまいます。
架橋点間を離す工夫も必要でしょう。
低分子の材料を使用すると硬化させたときに結局
架橋点間分子量が小さくなってしまうようでは
逆効果です。
もう一つ、何℃での剛性率を問題にするか?
ゴム成分を加えるというのは、使用温度よりもガラス転移温度の
低い材料を加えると言うことなので、接着剤成分のガラス転移温度
も場合によっては考慮が必要だと思います。

熱硬化型の接着剤の剛性を小さくするという話ですね。
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QPEFCの固体高分子膜中を流れるプロトンのドライビング・フォースを教えてください。

 PEFCの固体高分子膜中を流れるプロトンのドライビング・フォースは何なのでしょう?
 今のところは、固体高分子膜中のプロトンが拡散することで流れているのではないかと考えております。
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 PEFCは全く素人ですが、、、
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Q高分子磁石

磁石の性質を有している高分子があると聞きましたが、どの様な高分子材料ですか。その高分子物質の化学的組成と高分子磁石を研究している大学または公共研究機関名を教えてください。

Aベストアンサー

慶應義塾大学でも高分子磁石を研究しています。
吉岡直樹助教授の電子機能分子化学研究室でも行っているようです。

以下のURLからたどっていけると思いますよ。しかし、今週中は
慶應義塾のサーバーがダウンしているので、来週の月曜日に
アクセスしてみるとよろしいかと思われます。

参考URL:http://www.applc.keio.ac.jp/index-jp.html

Q化学工学、高分子合成、高分子工学、有機合成について。

化学工学、高分子合成、高分子工学、有機合成についてなのですが、

この分野で社会的ニーズや就職が良いと思われる分野はどれでしょうか?また、伸びると思われるのはどれでしょうか?化学工学がプラント関連で実践的で企業でも求められるというのはよく耳にするのですが、他がいまいち良く分かりません。

どなたか、詳しい方教えていただけないでしょうか?

Aベストアンサー

機能性プラスチック関連の研究を行うためには、高分子合成・高分子工学が必ず必要になります。ご存知の通り機能性プラスチックは様々なところにたくさん使われてますので、需要がなくなるという事はまずありません。

一方有機化学は機能性プラスチックだけでなく、医農薬の分野でも必要とされる学問です。プラスチックの原料を作るために有機化学の力が必要とされる場面も多数ありますし、医薬品やその原料を探したり作ったりするのにも有機化学が必要です。就職が悪いなんてことはありませんし、需要もあります。

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Q高分子は揮発性と科学反応性が良いのでしょうか? それとも悪いのでしょうか? ビル管過去問にて 【にお

高分子は揮発性と科学反応性が良いのでしょうか?
それとも悪いのでしょうか?
ビル管過去問にて
【におい物質は、揮発性、化学反応性に富む比較的高分子の有機化合物が多い。】
という一文が誤りで模範解答が
【一般的な話として、高分子よりも低分子のほうが揮発性も反応性も低く、揮発したとしても、においが弱いです。
説明は、「高分子」ではなく、正しくは「低分子」となります。】
でした。
問題文は高分子が揮発性と科学反応性が良いと言っており、模範解答は低分子は揮発性と科学反応性が悪いと言っており、同じ事を言っています。
模範解答が間違っているとは思うのですがどこまでが間違っているんでしょうか?

Aベストアンサー

科学的に考える。もっとも簡単なのは極端な例を持ち出す。
ポリエチレンとかポリプロピレンとか、あるいはたんぱく質とかデンプンとかは、揮発しない。でしょ。
 よって

におい物質は、揮発性、化学反応性に富む比較的高分子の有機化合物が多い。
      ↑ ̄ ̄ ̄ ̄         ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
は誤り、  ここに句点があるので、以下の文章について言っている。

もし、
「におい物質は揮発性、化学反応性に富む、比較的高分子の有機化合物が多い。」
だと微妙になる。
 それは、高分子の化合物でも、揮発性化学反応性に富めば、におい物質たるとなりますからね。

「一般的な話として、高分子よりも低分子のほうが揮発性が高い」
「反応性が低い物質は、揮発したとしても、においが弱いです。」
なら、なんとか及第点。
 においというのは、嗅覚神経の表面での化学反応性が高いということなですよ。

 そもそも、高分子とは別名ポリマーですが、分子量の大きい(10,000以上の)化合物を指す言葉で、ここに登場するのは絶対におかしい。
高分子 - Wikipedia( https://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%AB%98%E5%88%86%E5%AD%90 )

「分子量の小さいものより大きいもののほうが揮発性が低い」
ではあっても、一般的に高分子化合物は揮発性はない。

また、においは基の問題で例えば同じカルボン酸でも
ギ酸  HCOOH
酢酸  CH₃COOH     酢のにおい
酪酸  CH₃CH₂CH₂COOH 悪臭
吉草酸 CH₃CH₂CH₂CH₂COOH 決めて強烈な悪臭
 もちろん揮発性は、ギ酸が最も高いし、炭素数が増えて分子量が大きくなると揮発性は低下するが、においとしては吉草酸は、きわめてわずかでも、強烈にくさい。
 吉草酸は「足の裏のにおい」で悪臭防止法の規制対象になっている。

酪酸 - Wikipedia( https://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%85%AA%E9%85%B8 )
吉草酸 - Wikipedia( https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%90%89%E8%8D%89%E9%85%B8 )

★この例のように、分子量には匂いの強度は無関係

科学的に考える。もっとも簡単なのは極端な例を持ち出す。
ポリエチレンとかポリプロピレンとか、あるいはたんぱく質とかデンプンとかは、揮発しない。でしょ。
 よって

におい物質は、揮発性、化学反応性に富む比較的高分子の有機化合物が多い。
      ↑ ̄ ̄ ̄ ̄         ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
は誤り、  ここに句点があるので、以下の文章について言っている。

もし、
「におい物質は揮発性、化学反応性に富む、比較的高分子の有機化合物が多い。」
だと微妙になる。
 それは、...続きを読む

Q非晶性高分子と結晶性高分子の比容の温度変化

大学の講義で、「非晶性高分子と結晶性高分子の比容の温度変化をそれぞれ図に書き、各領域においてどんな状態にあるかを述べよ。」という課題が出されました。
詳しい方解答いただけたら嬉しいです。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

「非晶性高分子と結晶性高分子の比容の温度変化の図」は下記URLに有ります。
http://books.google.co.jp/books?id=UfvyZTohrPwC&pg=PA12&lpg=PA12&dq=%E9%AB%98%E5%88%86%E5%AD%90%E3%80%80%E6%AF%94%E5%AE%B9%E7%A9%8D%E3%80%80%E6%B8%A9%E5%BA%A6%E5%A4%89%E5%8C%96&source=bl&ots=NByxW_KrIk&sig=L0EjYzuw5CQsZImYQhdRLvTUZZ8&hl=ja&sa=X&ei=OLRIT6bpOLCCmQXDyZWNDg&ved=0CDEQ6AEwAg#v=onepage&q=%E9%AB%98%E5%88%86%E5%AD%90%E3%80%80%E6%AF%94%E5%AE%B9%E7%A9%8D%E3%80%80%E6%B8%A9%E5%BA%A6%E5%A4%89%E5%8C%96&f=false

この図と、ガラス転移温度と融点に付いての説明を組合わせると良いレポート
になると思います。

比容積の温度変化の測定は簡単です。昔ガラス細工をしてディラトメータを作り
測った事が有ります。結晶性樹脂に付いて、絵に描いた様に綺麗なデータが得られました。

「非晶性高分子と結晶性高分子の比容の温度変化の図」は下記URLに有ります。
http://books.google.co.jp/books?id=UfvyZTohrPwC&pg=PA12&lpg=PA12&dq=%E9%AB%98%E5%88%86%E5%AD%90%E3%80%80%E6%AF%94%E5%AE%B9%E7%A9%8D%E3%80%80%E6%B8%A9%E5%BA%A6%E5%A4%89%E5%8C%96&source=bl&ots=NByxW_KrIk&sig=L0EjYzuw5CQsZImYQhdRLvTUZZ8&hl=ja&sa=X&ei=OLRIT6bpOLCCmQXDyZWNDg&ved=0CDEQ6AEwAg#v=onepage&q=%E9%AB%98%E5%88%86%E5%AD%90%E3%80%80%E6%AF%94%E5%AE%B9%E7%A9%8D%E3%80%80%E6%B8%A9%E5%BA%A6%E5%A4%89%E5%8C%...続きを読む


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