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実践 高分子の構造・物性分析・測定
[コードNo.10STA057]

■体裁/ B5判上製本 436ページ
■発行/ 2010年 7月 7日 サイエンス&テクノロジー(株)
■定価/ 71,280円(税込価格)
■ISBNコード/ 978-4-903413-91-4
 
★実例が入っているので、分析業務などの実践としてすぐ役に立つ!
★これであらゆる高分子物性がガッツリわかる、解決できる!

書籍趣旨

 材料とりわけ高分子材料は、あるゆる製品としてさまざまな業界・分野で使用されています。中でも構造・物性分析は、技術・研究開発において、知る・理解する、予測する、明らかにする、問題点を調べる、品質管理など目的・手段として、企業や大学・研究機関にとって欠かすことのできない重要な要素でしょう。

 本書では、高分子の構造・物性である、「密度」「結晶構造」「相分離」「応力・ひずみ」「粘弾性/レオロジー」「溶解性」「ガラス転移」「熱膨張」「硬さ」「摩擦・摩耗性/トライボロジー」「硬化物性」「耐光劣化性」「熱伝導性/放熱性」「熱遮断性/遮熱性」「難燃性」「ガス透過性/ガスバリア性」「帯電性」「誘電的特性、導電性」「電気絶縁性」「圧電性」「光学特性/透明性」「表面物性/ぬれ性」「接着性」「ミセル・ゲル」について全23章として徹底的に網羅いたしました。

 また、もう1つ特徴として、各著者の方々に“実践としてすぐに活かせる内容を目的としているので「実例」を入れて欲しい”と要望し、各著者にご協力いただきました。したがって、高分子化学・物性分析に限らず、あらゆる現場の技術者・研究開発・分析担当者に大いにお役立ちいただけることと存じます。  (書籍編集部)

著者

鷲尾一裕(株)島津製作所 分析計測事業部 応用技術部
斎藤拓東京農工大学 大学院共生科学技術研究院 応用化学部門 教授
扇澤敏明東京工業大学 大学院理工学研究科 有機・高分子物質専攻 准教授
新田晃平金沢大学 理工学域 自然システム学系 教授
佐藤満東京工業大学 大学院理工学研究科 物質科学専攻 准教授
大久保信明エスアイアイ・ナノテクノロジー(株) 応用技術部 主任
隠塚裕之(財)化学物質評価研究機構 名古屋事業所 所長
甲本忠史群馬大学名誉教授、(財)地域産学官連携ものづくり研究機構 専務理事
並木陽一富士電機ホールディングス(株) 信頼性技術部 材料応用第1G 主任研究員
今井秀秋元/旭化成(株) 基盤技術研究所 主席研究員、神奈川大学 非常勤講師
加納喜代継京都電子工業(株) 生産技術部 主幹技師
田村昌隆(独)建築研究所 材料研究グループ 交流研究員、兼 ロックペイント(株)
本橋健司芝浦工業大学 工学部 建築工学科 教授
西沢仁西沢技術研究所 代表
永井一清明治大学 理工学部 応用化学科 教授
村田雄司東京理科大学 理事
児玉秀和(財)小林理学研究所 圧電応用研究室 研究員
古川猛夫(財)小林理学研究所 圧電応用研究室 主任研究員、元/東京理科大学 教授
長尾雅行豊橋技術科学大学 大学院 工学研究科 電気・電子情報工学系 教授
村上義信豊橋技術科学大学 大学院 工学研究科 電気・電子情報工学系 准教授
田實佳郎関西大学 システム理工学部 電気電子情報工学科 教授・副学部長
谷尾宣久千歳科学技術大学 総合光科学部 バイオ・マテリアル学科 准教授
宮田隆志関西大学 化学生命工学部 化学・物質工学科 教授
森井真喜人オムロン(株) エンジニアリングセンタ 材料技術センタ 技術専門職
村上義彦東京農工大学 工学部 有機材料化学科 特任准教授

目次

第1章高分子の密度の測定・分析
1固体と細孔、空隙
2密度の種類
2.1真密度
2.2粒子密度または見掛け密度
2.3かさ密度
3粒子密度測定法
3.1湿式法
3.1.1ピクノメータ(比重びん)法
3.1.2水中置換法
3.1.3けんちょう法
3.1.4密度勾配管法
3.2乾式法
3.2.1定容積膨張法
4かさ密度測定法
4.1envelope density
4.1.1水銀を用いる方法、水銀圧入法
4.1.2球形粒子を用いる方法
4.2かさ密度測定法
5その他のアプローチと応用例
5.1気孔率、空隙率
5.2連続気泡率、独立気泡率の測定
5.3その他のアプリケーション
第2章結晶高次構造/結晶化特性の測定・解析
1結晶化のさせ方と結晶高次構造
2偏光顕微鏡観察
2.1球晶構造と偏光顕微鏡観察
2.2複屈折と偏光顕微鏡観察
2.3結晶化速度の解析
2.4一次核形成頻度
3光散乱測定
3.1光散乱測定について
3.2結晶成長過程の追跡
3.3構造形成過程
3.4配向試料の解析
4小角X線散乱測定
4.1小角X線散乱と構造評価
4.2構造形成過程
4.3温度変化に伴う構造変化
4.4変形に伴う構造変化
5電子顕微鏡観察
5.1電子顕微鏡観察について
5.2ラメラの形態パラメーター
5.3変形挙動
6広角X線回折測定
6.1広角X線回折測定について
6.2配向の評価
7DSC測定
7.1DSC測定について
7.2結晶化挙動の評価
7.3ラメラの厚みと融解挙動
第3章相分離構造の測定・分析
1形態観察(顕微鏡法)
1.1光学顕微鏡
1.2電子顕微鏡(SEM、TEM)
1.2.1SEM(走査型電子顕微鏡)
1.2.2TEM(透過型電子顕微鏡)
1.2.3TEM写真からの平均粒径の求め方
1.2.4Energy Filtering TEM (EF-TEM)
1.2.53D TEM (TEMトモグラフィー)
1.3原子間力顕微鏡(AFM)
2散乱法
2.1
2.2X線、中性子
第4章応力・ひずみ、粘弾性/レオロジー
1材料の変形
 ・単純伸張
 ・ずり変形
 ・体積変形
2応力−ひずみ挙動
3レオロジーと粘弾性
3.1静的測定法
3.2動的測定法
4粘弾性の解析法
4.1シフトファクター
4.2緩和スペクトル
 ・多重緩和機構の解析法
 ・塑性機構の解析法
第5章高分子の溶解性 −支配因子と基礎科学−
1溶解の物理化学
1.1溶解の本質
1.2混合の熱力学
1.2.1混合のエントロピー
1.2.2Flory-Huggins理論
1.2.3χパラメータ
1.2.4UCSTとLCST
1.3溶媒和
1.3.1有機溶媒系
1.3.2水系
1.3.2.1静電相互作用とイオン性水和
1.3.2.2水素結合と水素結合性水和
1.3.2.3疎水性水和と疎水性相互作用
1.4高分子溶解の制御
1.4.1温度
1.4.2有機溶媒の添加
1.4.3塩の添加
2溶解度の測定と溶媒の選択
2.1溶解度測定
2.2溶媒の選択
2.2.1疎水性高分子系
2.2.2親水性高分子系
2.2.3実験的手法
3高分子/水系での溶解の実例
3.1異種水和(相互作用)共存系
3.2疎水性高分子の再帰型溶解
3.3イオン性液体
第6章ガラス転移の測定・分析
1高分子のガラス転移
2DSCによるガラス転移の測定・分析
2.1DSCによるポリエチレンテレフタレートのガラス転移測定
2.1.1昇温速度の影響
2.1.2熱履歴の影響
2.2DSCによるポリスチレンのガラス転移測定
2.2.1分子量の影響
2.2.2比熱容量測定
2.3DSCによるポリ塩化ビニルのガラス転移測定(可塑剤の影響)
3TMAによるガラス転移の測定・分析
3.1TMAによるポリ塩化ビニルのガラス転移測定(可塑剤の影響)
3.2TMAによるポリエーテルエーテルケトンのガラス転移測定(残留歪の影響)
4DMAによるガラス転移の測定・分析
4.1DMAによるポリメタクリル酸メチルのガラス転移測定
4.1.1測定周波数の影響
4.1.2DMAデータにおけるTgの読み取り方
4.2DMAによるポリ塩化ビニルのガラス転移測定(可塑剤の影響)
4.3DMAによる加硫ゴムのガラス転移測定(架橋密度の影響)
第7章熱膨張の測定・分析
1熱膨張係数の定義
2線膨張係数の測定法
2.1各種物質の線膨張係数
3体膨張係数の測定法
3.1ベローズ式PVT測定装置
3.2高分子のPVT測定例
3.3各種物質の体膨張係数
第8章耐強度性と硬さ
1強度について
1.1弾性と粘性
1.2引張特性
1.2.1プラスチック材料の引張試験
1.2.2ゴム材料の引張試験
1.3圧縮特性
1.4曲げ特性
1.5衝撃特性
1.5.1アイゾット衝撃試験
1.5.2シャルピー衝撃試験
1.5.3ダインスタット衝撃試験
1.5.4落錘衝撃試験
1.6異方性材料の特性
2硬さについて
2.1硬さとは
2.2硬質材料の硬さ
2.2.1デュロメータ硬さ
2.2.2ロックウェル硬さ
2.2.3バーコル硬さ
2.3軟質材料の硬さ
2.3.1デュロメータ硬さ
2.3.2IRHD硬さ
2.3.3その他の硬さ
第9章摩擦・摩耗・潤滑/トライボロジーの測定・分析
1はじめに
1.1トライボロジーの歩み
1.2固体表面の接触とヘルツの理論
1.3すべり摩擦の要因
1.4摩擦係数
1.5摩耗
1.6摩擦摩耗の測定法
2高分子材料のトライボロジー
2.1摩擦摩耗挙動から見た従来の研究
2.2摩擦表面のモルフォロジーに関する従来の研究
2.3カーボンレプリカ法による摩擦表面のTEM解析
3カーボンレプリカTEM観察によるトライボロジー解析
3.1はじめに
3.2高密度ポリエチレン(HDPE)の摩擦表面モルフォロジー
3.3超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)の摩擦表面モルフォロジー
3.4UHMWPEの自己潤滑性
3.5ポリプロピレン(PP)の摩擦表面のモルフォロジー
3.6その他の高分子のトライボロジー特性
4高分子トライボマテリアル
4.1ポリマーアロイの固体潤滑効果
4.2ハイブリッド歯車
第10章FT-IR法による化学反応型樹脂の硬化率測定
1硬化率測定の概要
2FT-IR法の測定手順
2.1対象ピーク
2.1.1アクリル系樹脂
2.1.2瞬間接着剤
2.1.3エポキシ系樹脂
2.2測定器具の選択
2.2.1水平ATR装置・マイクロATR装置
2.2.2KBr板・NaCl板
2.2.3金属鏡面
2.2.4その他
2.3測定
2.3.1工程
2.3.2硬化率計算手順
3FT-IR法の注意事項
3.1水蒸気・二酸化炭素による妨害の軽減・除去
3.2内部標準ピークの安定性
3.3しみ込み深さ
3.4試料膜厚の限界
3.5吸光度と透過率
3.6ピーク面積とピーク高さ
3.7反応率と硬化率
3.7.1反応率
3.7.2硬化率
4深さ方向硬化率分布分析
4.1ポストキュア法
4.2リアルタイム法
第11章耐光劣化性の測定・分析
1高分子の光劣化プロセス
2耐光性評価方法
2.1促進劣化試験
2.2分光照射による光劣化試験
3高分子材料の劣化状態分析方法
3.1高分子材料劣化状態の分析
3.2物性分析
3.3組成分析
3.4表面、断面方向分析
4新しい劣化評価方法
4.1オンライン紫外線照射/熱分解-ガスクロマトグラフ/質量分析
4.2紫外線/過酸化水素複合
第12章熱伝導性/放熱性の測定・分析
1放熱の伝熱機構と熱物性測定器
2熱伝導率の測定
2.1定常法
2.2非定常法
2.2.1測定原理
2.2.2ホットワイヤ法の装置化とシート状試料測定
2.2.3ホットディスク法の装置化とシート状試料測定への応用
3放射率の測定
3.1簡易放射率計の原理
3.2半透明膜の放射率測定への応用
3.2.1透過性試料の測定方法
3.2.2解析
第13章高日射反射率塗料の効果と評価結果
1各都市のヒートアイランド対策
2塗料業界の動向
3高日射反射率塗料
3.1原理について
3.2高日射反射率塗料の評価
4各種実験の紹介
4.1ボックス測定装置による測定
4.2モデル試験棟を用いた温度測定
4.3戸建て住宅を想定した実験棟を用いた温度測定
4.4高日射反射率塗料戸建てを想定した長屋実験棟によるエアコン稼働実験
4.5耐候性試験の結果
4.5.1試験体の作製
4.5.2試験方法
 ・促進耐候性試験
 ・屋外暴露耐候性試験
4.5.3実験結果
 ・促進耐候性試験結果
 ・屋外暴露耐候性試験結果
第14章難燃性の評価、測定技術
1難燃化技術、難燃機構と評価試験方法、評価指標の関係
2難燃性評価試験方法の種類と特徴、試験精度を上げるための要因
3各種難燃性評価試験方法
3.1コーンカロリメーターによる難燃性試験方法
3.2酸素指数測定試験装置
3.3UL燃焼試験
3.4電気エネルギーを利用した難燃性評価試験
3.5その他難燃性に関連する評価試験方法
3.5.1難燃機構の固粗におけるバリヤー層形成の評価
3.5.2発煙性、有害性ガス
第15章ガス透過性/ガスバリア性の測定・分析
1ガス透過性/ガスバリア性の評価用語と評価値の単位
2ガス透過性/ガスバリア性の測定方法の分類
3差圧法によるガス透過性/ガスバリア性の測定・分析
3.1圧力センサーを検出器に用いた圧力法の実験例
3.2ガスクロマトグラフを検出器に用いた圧力法の実験例
3.3石けん膜流量計を用いた容積法の実験例
4等圧法によるガス透過性/ガスバリア性の測定・分析
4.1酸素電解センサーを検出器に用いたキャリアーガス法の実験例
4.2ガスクロマトグラフを検出器に用いたキャリアーガス法の実験例
4.3酸素電極を検出器に用いた電極法(直接法)の実験例
5測定上の注意点
5.1パッキング材からのリーク(漏れ)
5.2透過セル部分からのリーク
5.3フィルムの歪み
5.4フィルム中に含まれる空気や水蒸気の除去
5.5接着剤の選定
5.6実験中の換気
第16章帯電性評価のための測定
1静電気の基本測定法
1.1電荷測定に必要な基本知識
1.1.1電荷と電界
1.2電荷量・電位の測定
1.2.1導体の電荷量と電位の測定
1.2.2絶縁体の電荷量と電位の測定
1.2.3帯電体の電位測定
(1)帯電体と電位
(2)電位測定法
2応用測定法
2.1ファラデーケージの変形
2.2表面電荷分布の測定
3帯電性の評価
3.1帯電性評価のための測定
3.2帯電方法と帯電量の測定
3.2.1接触帯電
3.2.2剥離帯電
3.2.3摩擦帯電
(1)基本的方法と測定の注意
(2)連続的摩擦帯電
(3)微粒子の滑落による方法
(4)粒子状試料の測定
(5)粉体の測定
3.3測定条件
3.3.1試料の準備
(1)調湿
(2)洗浄
(3)プリチャージの除去
(4)履歴
3.3.2測定雰囲気
3.4結果の評価
3.4.1基本的考え方
3.4.2測定データの評価
第17章誘電的特性、導電性の測定・分析
1電気的物性の基礎
1.1誘電性
1.2導電性
2複素誘電率と複素導電率
3複素誘電率の測定と評価
3.1非晶性高分子の誘電スペクトル
3.2結晶性高分子
3.3電子分極とイオン分極
4複素導電率の測定と評価
5非線形誘電率
6強誘電分極反転の測定
6.1DEヒステリシス測定
6.2スイッチング測定
7圧電共鳴による圧電率の測定
7.1圧電性高分子
7.2圧電共鳴の測定
第18章電気絶縁性の測定・分析
1電気伝導特性
1.1電気伝導測定法と測定例
1.2電気伝導機構の概論と測定例
1.2.1キャリア密度の増倍過程
(a)電極からの注入
(b)バルク内部でのキャリアの増加過程
1.2.2移動度の増倍過程
1.2.3電界分布の変化による電流増加過程
2絶縁破壊特性
2.1絶縁破壊測定のための電極形状
2.2絶縁破壊の測定とその分析例
2.2.1絶縁破壊と温度
2.2.2絶縁破壊と印加電圧
2.2.3絶縁破壊に及ぼす空間電荷の影響
3空間電荷特性
3.1空間電荷測定法の原理と測定例
3.1.1圧力波(PWP)法
3.1.2パルス静電応力(PEA)法
3.2空間電荷測分布測定例と分析例
第19章圧電性の測定、解析
1圧電率の測定にあたって
2共振法
3強制振動法
3.1正効果測定
3.2逆効果測定
4新しい測定法
5まとめ
第20章光学特性/屈折率・透明性
1屈折率
1.1屈折率と分子構造
1.2屈折率の精密測定
1.3光学ポリマーの屈折率予測システム
2透明性
2.1高次構造制御による高透明化
2.1.1光散乱法による高次構造解析と透明性の評価
2.1.2非晶性ポリマー固体の屈折率不均一構造
2.1.3高透明化のための高次構造制御
2.2高透明化のための分子設計
2.2.1光散乱損失と分子構造
2.2.2光吸収損失と分子構造
2.2.3高透明化のための分子設計
2.3光学ポリマーの透明性予測システム
第21章ぬれの基礎と測定・分析
1ぬれの界面化学(表面自由エネルギーを中心に)
1.1表面張力と表面自由エネルギー
1.2接触角
1.3接着仕事
1.4固体表面のぬれ
1.5ぬれの分類
1.6界面自由エネルギー
1.7表面自由エネルギーの温度依存性
1.8溶解度パラメーター
1.9液体中での表面自由エネルギー
1.10ぬれと表面粗さ・不均一性
2ぬれ性と表面自由エネルギーの評価
2.1液体の表面張力測定方法
2.2固体の表面張力測定方法
3ぬれ性に影響する表面構造の解析
3.1化学構造の解析(FT-IR-ATR、XPS)
3.2物理構造の解析(SEM、AFM)
第22章接着性の測定・評価
1接着のメカニズム事例
2接着の信頼性
2.1破壊状態による信頼性評価
2.2被着材表面の評価
2.3接着表面の状態についての考察
3「ぬれ」性と接着強度
3.1溶解度パラメータ
3.2評価結果
4表面ぬれ性評価方法
5極小部分の接着強度試験
第23章ミセルやゲルの構造と物性分析
1ブロック共重合体の相分離によるミセル形成
2ミセルの粒径評価
3ミセルの表面ゼータ電位評価
4ゲルの構造
5ゲルの物性分析の考え方の一例 〜「ミセルを組み込んだゲル」を中心に〜



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