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[書籍] 実践 高分子の構造・物性分析・測定


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実践 高分子の構造・物性分析・測定


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! あらゆる高分子物性がガッツリわかる、解決できる!


発刊日

2010年7月7日

体裁

B5判上製本  436頁

価格(税込)

71,280円(会員価格 67,716円)  会員登録について

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発 行

サイエンス&テクノロジー(株)
送料無料

ISBNコード

978-4-903413-91-4

Cコード

C3058






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



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)

[書籍] 実践 高分子の構造・物性分析・測定

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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 
  4.1 envelope 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 
 7.DSC測定 
  7.1 DSC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) 
   1.2.1 SEM(走査型電子顕微鏡) 
   1.2.2 TEM(透過型電子顕微鏡) 
   1.2.3 TEM写真からの平均粒径の求め方 
   1.2.4 Energy Filtering TEM (EF-TEM) 
   1.2.5 3D 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 光 
  2.2 X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 
   1.2.2 Flory-Huggins理論 
   1.2.3 χパラメータ 
   1.2.4 UCST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 
 2.DSCによるガラス転移の測定・分析 
  2.1 DSC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 
  2.2 DSC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 
  2.3 DSC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.TMAによるガラス転移の測定・分析 
  3.1 TMAによるポリ塩化ビニルのガラス転移測定(可塑剤の影響) 
  3.2 TMA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) 
 4.DMAによるガラス転移の測定・分析 
  4.1 DMA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 
   4.1.2 DMAデータにおけるTgの読み取り方 
  4.2 DMAによるポリ塩化ビニルのガラス転移測定(可塑剤の影響) 
  4.3 DMA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 
   2.3.2 IRHD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 
  3.4 UHMWPE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 
 2.FT-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 
   2.2.2 KBr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 
 3.FT-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 
  3.3 UL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 
  4.1 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 
  4.1 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
 
  6.1 DE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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