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高分子の化学(現代を生きるための化学第10回)

身近な化学については体系的に勉強しなければ。

 

藤野竜也。身の回りには様々な分子が。空気中には窒素酸素二酸化炭素。固有の質量があって分子量と呼ぶ。N2。窒素原子2つ分の。O2。CO2。生活に欠かせない水。分子量は18。綿。セルロース。身体の中でエネルギー源としての糖。グルコース。分子量が1万以上。高分子量。分子量が少ない場合は低分子量。高分子とは分子量が大体1万以上。身の回りの高分子は?ポリエチレン。家庭用のゴミ袋など。炭素原子が700個以上の直線的な。分子量が10000のポリエチレン。エチレンがたくさん繋がる。高分子ポリエチレンは非常に長い。細長い糸のようなもの。絡まって存在。原子の偏り。プラスとマイナスの偏り。強い引力が。ゴミ袋を引っ張ってもなかなか破れない。非常に丈夫に。向きが揃う高分子。分散力が働く。高分子では配列したりしている。結晶のような領域。硬さも強さも。希少領域。柔らかさを。割合によって色々な性質を。高密度ポリエチレンなど。手術の際の手袋。低密度ポリエチレン。同じモノマーからなるものでも違ってくる。綿やセルロース。糖。モノマーのグルコースがβ結合。α結合で結びつく。デンプンになる。人間の身体はセルロースは栄養に出来ない。牛乳を飲んでお腹がゴロゴロする。牛乳の中にラクロースが。β結合の酵素が減少する。対外に排出。高分子の合成方法。低分子を化学反応で結びつける。反応に関与する。少なくとも2個以上の官能基を。直線上の高分子。3個以上の官能基。網目などの様々な形の高分子。重合反応。モノマーの構造により付加反応や縮合反応。付加反応。不飽和結合をもつモノマーが。二重結合を作る。ラジカルやイオンを。ラジカル重合。アニオン重合など。開環重合。結合が次々に消える。ナイロン6ができる。縮合反応。水やアルコールなど簡単な分子を。ナイロン66。ペットボトルの合成。水分子が脱離。
高分子には様々な分子間力が。ファンデルワールス力。引力。常温で固体に。一部に絡み合いも。結晶領域。希少領域。特有な熱的挙動を。2つの温度で。融点。分子同士がバラバラになる温度。部分的な動きが。ガラス転移点。それ以上の温度では見た目個体だが、外力で容易に変形。
ガラス転移点以上のゴミ。エントロピーが減る。不安定に鳴るのでエントロピーを大きくする。エントロピー弾性。天然ゴムだけでなく、化学構造は様々なゴム。シリコンゴムなど。性質はガラス転移点の温度により性質が変わる。高分子の弾性。ゴムは重要な役割。地震の免震構造。免震ゴム。地盤と建物に。横揺れがあっても元に戻ろうとする。500トン程度の加重にも耐える。幾つか置くことで地震の被害を防ぐ。
生活環境と高分子。ポリマー高分子の生分解性。ポリエチレンやペットボトル。土壌に埋めても分解しない。腐らない高分子。生分解性ポリマーも。環境調和型。炭素炭素結合。ベンゼン環を含む高分子は分解されにくい。土壌の中で水と二酸化炭素に。回収すれば炭素サイクルが実現。合成方法で分類。化学合成。植物や動物による天然高分子の利用。微生物による合成。化学合成。化学的に合成され生分解性を持つ。一般に融点が低い。脆いという欠点が。合成方法の改良で使用に耐えるものも。ポリ硫酸。ペットボトルに似ている。透明なボトルなど同様な使い方。ポリ乳酸。高温プラスチック。天然高分子の利用。木の成分のセルロース。セルロースをエーテル化したりすると加工が可能に。デンプンの合成物に油を加える。微生物が作る高分子。セルロース。糖が連なった高分子。セルロースは微生物も作る。バクテリアセルロース。酢酸菌。セルロースを合成。アミノ酸の高分子。納豆の糸。ポリグルタミン酸。ポリエステルは微生物からも。25年に見出された。結晶性が高いので高分子材料としては注目されなかった。酸素源を与えると微生物はそれらを食べる。過剰になると物質生産を。発酵。反応容器の中でおこなう。ポリエステル。ゲル。高分子の間に溶媒分子が入り込んで出来る。シドロゲル。ソフトコンタクトレンズ。ポリメタクリル酸。水が入り込む。ゼリーや豆腐。こんにゃく。身近なゲル。紙おむつにも。吸水性の高い高分子。保水剤として農業にも。土壌で分解も出来ると環境に優しい。大腸菌など微生物の分解に。小さい穴が空いている高分子。分子の大きさが異なる。高分子の穴のサイズにより分離出来る。酸素濃度の高い空気を得ることが出来る。火力発電の燃焼効果を高める。水の浄化にも。海水から塩を取り除いて淡水を。高分子膜。浸透圧以上の圧力。塩を取り除く。
リサイクル。3種。マテリアルリサイクル。ケミカルリサイクル。マテリアルリサイクル。プラスチックを溶解する。サーマルリサイクル。プラスチックを焼却する。ケミカルリサイクル。循環型社会に。モノマーを再び取り出す。匠に使う生物。蜘蛛。古い糸の3分の2を再利用。製造過程に多くにエネルギーを。可能な限りの。
水は多くの物質を溶かす溶媒。上水の下水。酸と塩基。酸性雨からの硝酸イオン。窒素サイクルを乱す。放射線。ウランの核分裂反応でエネルギーが。ウラン濃縮。原子力発電。小型原子炉。熱エネルギーや電気などとの違い。NOX燃料。代替エネルギー。ガラス転移点という高分子に特徴的な温度。エントロピー弾性を持つ。小さな量の表し方。水が液体の理由。排水を綺麗にする。浄化している。マッチの中の硫黄が反応して酸が出来る。放射線や核燃料。核融合も近い未来に。

 

現代を生きるための化学 (放送大学教材)

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