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ピリカで高分子化学

2020.2.9改訂

非常勤講師:山本博志 講義補助資料

高分子化学

2013.4.2 ACSのポリマー関係の雑誌のEditorからメールを頂いた。ある投稿論文のReviewをやってくれないか?というものだ。Inpact Factorが5を超えるような雑誌のレビューを、趣味でHPをやっている者に頼むか?普通? 著名な先生に頼んだほうが良いのではと返事をしたのだけど「あなたが適任なんだ」というので引き受けた。送られてきたメールはこのHPにしか記載されていないので、そのEditorは普段からこのHPの英語版を読んで知っていたのだろう。日本人の論文では無かったが、結果の解釈の仕方が余りにお粗末だったので却下のレビューを書いた。ACSの雑誌に掲載されたと喜ぶって何だろう?「アカデミックな権威」って何だろう?って考えさせられる出来事だった。 時代はものすごいスピードで変わりつつあるようだ。

2012.1.25 マレーシアの会社(中国系?)からラジカル重合のシミュレータの引き合いがきた。これをベースに商用バージョンを作りたいとか。公開以来10年以上がたって、日本からのフィードバックは2件程度。逆に海外製のソフトに生まれ変わった方が広がるか?

人工の高分子は分子量に分布を持つ事、シーケンスが一定でないことなどが生体高分子との大きな違いです。ですから全く同じモノマーを同じ量使ったとしてもプロセスの違いなどによって大きく物性は異なります。このラジカル重合のシミュレーターを使うと分子量の分布、シーケンス(モノマーの繋がる順番)などが簡単に計算できます。ポリマーやモノマーの物性推算はラジカル以外の系にも適用できます。 そのようにしてできたポリマーが、どのような溶媒に溶解するか?再沈溶媒は?混合溶媒への膨潤性は?透過度は?そのような疑問に答えるのがハンセンの溶解度パラメータ(HSP)です。

ポリマー、自分でやってみよう

自分でやってみよう(DIY)にシックハウス溶媒の観点から見た、ニトロセルロース、酢酸セルロースの溶媒選択法をアップしました。 LiB用バインダーポリマー、電子線レジストポリマー、ポリカーボネート、ポリマーの酸素透過性の記事をアップしました。2012.1.12

ラジカル重合の化学(MOPAC演習) 2013.5.21

半経験的分子軌道法、MOPACを使って、ラジカル重合を考えてみよう。

HSPのポリマーへの応用

ポリマーの溶媒探索法、酸化防止剤、可塑剤、防カビ剤の最適化などを解説しています。

Poseidon Mini  HTML5版 2011.3.12

ポリマー中のモノマーの並び方を知りたい場合、シーケンス解析が必要になる。 POlymer SEquence IDentify ON Mac をPoseidon Mini HTML5+CSS+JAVAScriptで書き直しました。

iPodやiPadから使う場合はこちらのプログラムで計算できます。

遷移状態の振動解析 2005.1.14

シーケンス解析をするには、あるラジカルがモノマーへアタックする反応速度定数が必要になります。通常はAlfrey-Price の Q-e値を使いますが、Q-e値がない場合には分子軌道法(MO)を使って遷移状態を求め、反応速度定数を得ます。MO計算が正しく行われたか振動解析の結果を見ることができます。

活性化エネルギーと頻度因子の推算 JAVA版 2004.9.17

半経験的な分子軌道法MOPACで計算した活性化エネルギーと実験値のr1r2と比べてみると、あまり良く合わないことがわかった。そこで、MOPACで得た遷移状態から非経験的分子軌道法(B3LYP/6-31G**)の入力構造を作り、Ab Initioの計算を行った。これを400個全部について計算するのはやなので、100個ぐらい計算して、残りの遷移状態については、ニューラルネットワークで、活性化エネルギーと頻度因子を推算してしまうことにした。

推算された活性化エネルギーと頻度因子でモンテカルロ計算 JAVA版 2005.1.14

そうして、B3LYP/6-31G**レベルの活性化エネルギーと頻度因子を使ってラジカル重合のモノマーシーケンスを推算するモンテ・カルロのシミュレータを作ってみた。

上記2つのプログラムの説明

CNDO/2 calculation for monomer JAVA 版2005.7.20

ポリマーケミストにとって、分子軌道法はあまり馴染みがないかもしれません。簡単なCNDO/2の計算をして、モノマーのHOMO、LUMOがどうなっているのか?試してみるのも面白いと思います。JAVAScriptとJAVAの組み合わせで動作します。それらのオプションが利用可能であることを確認の上ご利用ください。

ラジカル重合の基礎

Examples 例 2000.2.14

高分子をコンピュータコンピュータで解析しなくてはならない理由を解説しました。

Poseidon:Simulation JAVA版 ラジカル重合のシミュレーション 99.2

モンテカルロ法を使ったシミュレータをJAVAを使って構築しました。シーケンスや分子量分布がどうなるか?お試しください。

Polymer Properties Estimation  JAVA版 ポリマーの物性推算 99.6.22

D.W. VAN KREVELENの方法を使ってポリマーの物性を推算するJAVAアプレットを作成しました。これはポリマー中の官能基の数を入力して計算値を得る方法です。 分子のお絵かきをして物性値を得るGUI版はこちらを参照してください。評価が高ければこちらに統合しようかと思います。

共重合ポリマーの物性推算法

共重合ポリマーの物性推算はホモポリマーほど単純ではありません。シーケンスを加味した推算法を紹介します。

monomer モノマー物性の推算 2001.1.14

ニューラルネットワーク法を使ったモノマーの物性を推算するJAVAアプレットを作成しました。

Boiling Point Converter 減圧下での沸点推算 99.3

モノマーを減圧蒸留するするときに役立つJAVAアプレットです。

Q-e values 99.3

シーケンス解析を行う際には、Alfrey-Price の Q-e値が必要になります。

ご覧のように非常に古いJAVAアプレットです。動いたらラッキーぐらいのつもりでお使いください。動作保証はいたしませんが、開発したMacでは今でも動くようです。


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