有機材料学

科目基礎情報

学校 佐世保工業高等専門学校 開講年度 令和04年度 (2022年度)
授業科目 有機材料学
科目番号 0081 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 物質工学科 対象学年 4
開設期 後期 週時間数 後期:2
教科書/教材 基礎からわかる 高分子材料 井上和人、清水秀信、他 森北出版
担当教員 古川 信之

到達目標

・高分子材料の合成法を理解し説明できる。(A4)
・高分子材料の構造(一次構造、高次構造)と化学的耐熱性の関係を理解し説明できる。(A4)
・高分子材料の構造(一次構造、高次構造)と物理的耐熱性の関係を理解し説明できる。(A4)
・高分子材料の構造(一次構造、高次構造)と基礎的な物性(熱機械的特性、光学的性質、電気的性質等)を理解し説明できる。(A4)
・ どのような高分子材料がどのような用途に用いられているかを説明できる。(A4)

ルーブリック

理想的な到達レベルの目安標準的な到達レベルの目安未到達レベルの目安
評価項目1高分子材料の合成法を理解し説明できる。 高分子材料の合成法を理解しある程度説明できる。 高分子材料の合成法を理解し説明できない。
評価項目2・高分子材料の構造(一次構造、高次構造)と化学的耐熱性の関係を理解し説明できる。・高分子材料の構造(一次構造、高次構造)と化学的耐熱性の関係を理解しある程度説明できる。・高分子材料の構造(一次構造、高次構造)と化学的耐熱性の関係を理解し説明できない。
評価項目3高分子材料の構造(一次構造、高次構造)と物理的耐熱性の関係を理解し説明できる。高分子材料の構造(一次構造、高次構造)と物理的耐熱性の関係を理解しある程度説明できる。高分子材料の構造(一次構造、高次構造)と物理的耐熱性の関係を理解し説明できない。
評価項目4高分子材料の構造(一次構造、高次構造)と基礎的な物性(熱機械的特性、光学的性質、電気的性質等)を理解し説明できる。高分子材料の構造(一次構造、高次構造)と基礎的な物性(熱機械的特性、光学的性質、電気的性質等)を理解しある程度説明できる。高分子材料の構造(一次構造、高次構造)と基礎的な物性(熱機械的特性、光学的性質、電気的性質等)を理解し説明できない。
評価項目5どのような高分子材料がどのような用途に用いられているかを説明できる。どのような高分子材料がどのような用途に用いられているかをある程度説明できる。どのような高分子材料がどのような用途に用いられているかを説明できない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 A-4 それぞれの専門分野における”もの創り専門工学”の知識を身につけて、工学的諸問題の解決に応用できること
JABEE b 技術が社会や自然に及ぼす影響や効果、及び技術者が社会に対して負っている責任に関する理解
JABEE d 当該分野において必要とされる専門的知識とそれらを応用する能力
JABEE e 種々の科学、技術及び情報を活用して社会の要求を解決するためのデザイン能力

教育方法等

概要:
 高分子材料の基礎的な構造、合成法、基礎的特性を理解できるようにする。また、どのような高分子材料がどのような用途に用いられているかを学習する。
※実務との関係
 本科目は、企業において有機材料の研究開発を担当していた教員が、経験を活かし高分子の発展の歴史、実用上求められる物性、さらには、有機材料の特性解析方法について講義形式で解説する。
授業の進め方・方法:
予備知識:有機化学、物理化学、化学工学の基礎をしっかりと復習しておくこと。
講義室:4C教室
授業形式:自作資料および教科書を基本教材に、座学を中心とする授業を行う。高分子材料の構造、合成法、基本物性、応用のそれぞれについて、配布資料等を参考にして理解度確認のための総合演習も実施する。
学生が用意するもの:教科書、配布資料
注意点:
評価方法:年間2回の試験で100点評価し、その平均点60点以上を合格とする。
自己学習の指針:高分子材料の構造、合成法、基本物性、応用のそれぞれについて、配布資料等を参考にして理解度確認を各自行うこと。
演習および総合演習による自学自習により理解を深めること。授業時間と同時間の自主学習、演習を行うこと。
オフィスアワー:授業実施日
※到達目標の( )内の企業はJABEE学習・教育到達目標
佐世保高専教育目的 2)

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
後期
3rdQ
1週 高分子とは何か?  高分子とはどのようなものか、自然界に存在する高分子、合成高分子、ゴム等について説明できる。
2週 高分子の基礎(1)高分子の特徴 高分子のガラス転移温度、融点、粘弾性の意味について説明できる。
3週 高分子の基礎(2)汎用高分子、エンジニアリングプラスチック、スーパーエンジニアリングプラスチック、ネットワークポリマー、熱可塑性、熱硬化性高分子材料 汎用高分子、エンジニアリングプラスチック、スーパーエンジニアリングプラスチック、ネットワークポリマー、熱可塑性、熱硬化性等の高分子の分類と特徴について説明できる。
4週 高分子の基礎(3)高分子の合成方法 付加重合(ラジカル重合) ラジカル重合について理解し説明できる。
5週 高分子の基礎(4)高分子の合成方法 付加重合(イオン重合、配位重合) イオン重合、配位重合について理解し説明できる。
6週 高分子の基礎(5)高分子の合成方法 重縮合、重付加、付加縮合 重縮合、重付加、付加縮合について説明できる。
7週 高分子の基礎(6)総合演習 これまでの学習内容を理解し、理論的説明ができる。
8週 中間試験 これまでの学習内容に関する問題を解くことができる。
4thQ
9週 高分子物性の基本特性(1) 粘弾性特性 応力緩和性 粘弾性特性 応力緩和性について説明できる。
10週 高分子物性の基本特性(2) 粘弾性特性 クリープ特性 粘弾性特性 クリープ特性について説明できる。
11週 高分子物性の基本特性(3) エントロピー弾性とは何か エントロピー弾性とは何かについて説明できる。
12週 高分子物性の基本特性(4)分解反応  
             熱分解反応、酸化分解反応
高分子熱分解反応、酸化分解反応について説明できる。
13週 高分子物性の基本特性(5)分解反応  
             光化学反応
高分子の光化学反応について説明できる。
14週 高分子の応用技術  感光性、導電性、半導体、分離膜、光学材料、
          生分解性高分子、環境問題他
高分子の応用技術(感光性、光学材料、導電性、半導体、分離膜、生分解性高分子、環境問題等)について説明できる。
15週 高分子の基礎物性と応用(4) 総合演習 これまでの学習内容を理解し、理論的説明ができる。
16週 学年末試験 これまでの学習内容に関する問題を解くことができる。

モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標

分類分野学習内容学習内容の到達目標到達レベル授業週
基礎的能力自然科学化学(一般)化学(一般)代表的な金属やプラスチックなど有機材料について、その性質、用途、また、その再利用など生活とのかかわりについて説明できる。3
専門的能力分野別の専門工学化学・生物系分野有機化学代表的な官能基に関して、その構造および性質を説明できる。3
それらの官能基を含む化合物の合成法およびその反応を説明できる。3
代表的な反応に関して、その反応機構を説明できる。3
高分子化合物がどのようなものか説明できる。3
代表的な高分子化合物の種類と、その性質について説明できる。3
高分子の分子量、一次構造から高次構造、および構造から発現する性質を説明できる。3
高分子の熱的性質を説明できる。3
重合反応について説明できる。3
重縮合・付加重合・重付加・開環重合などの代表的な高分子合成反応を説明でき、どのような高分子がこの反応によりできているか区別できる。3
ラジカル重合・カチオン重合・アニオン重合の反応を説明できる。3
ラジカル重合・カチオン重合・アニオン重合の特徴を説明できる。3
電子論に立脚し、構造と反応性の関係が予測できる。3
反応機構に基づき、生成物が予測できる。3
無機化学イオン結合と共有結合について説明できる。3
金属結合の形成について理解できる。3
錯体化学で使用される用語(中心原子、配位子、キレート、配位数など)を説明できる。3

評価割合

試験発表相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合10000000100
基礎的能力10000000100
専門的能力0000000
分野横断的能力0000000