令和5年度 問19

次の記述、【　】に入る語句の組み合わせとして、適切なものはどれか。

　高分子を十分に高温にすると、融液と呼ばれる液体になり、粘度は高いが流動する。これを冷却すると固体になる。このとき、分子類が折りたたまって厚さ10ナノメートルオーダーの板状の積層構造を形成するときがある。これが高分子の結晶で、結晶を形成する高分子を【 A 】という。一方、特に規則的な形態を示さないまま固体になる高分子は【 B 】という。【 B 】が冷却されて固体になる現象が【 C 】である。融液や非晶の高分子鎖は伸びきっているわけではなく、曲がって不規則な形をしている。このような分子鎖を【 D 】状の鎖という。【 A 】では板状の結晶である【 E 】が生成し、それらの間には非晶の分子鎖が存在するので、高分子は100％結晶化することはない。非晶部では高分子鎖が融液と同程度に動きやすく柔軟性を保っている。

選択肢	A	B	C	D	E
1	非晶性高分子	結晶性高分子	ゴム状転移	ランダムコイル	球晶
2	非晶性高分子	結晶性高分子	ガラス転移	ランダムコイル	ラメラ晶
3	結晶性高分子	非晶性高分子	ガラス転移	ランダムコイル	ラメラ晶
4	結晶性高分子	非晶性高分子	固体転移	ヘリックス	キメラ晶
5	結晶性高分子	非晶性高分子	ガラス転移	ミセル	液晶

解答解説

正答は3番です。

結晶を形成する高分子は結晶性高分子と呼ばれます（A）。結晶性高分子を溶融させた後、融点以下に冷却すると分子鎖が折り畳まれ、板状の結晶（ラメラ晶）が形成されます（E）。更にラメラ晶は複雑な階層構造を形成しながら成長し、マイクロメートルサイズの球状の集合体である球晶を形成します。

対して規則的な形態を示さないまま固体になる高分子は非晶性高分子と呼ばれます（B）。プラスチックにはガラス転移温度があり、この温度より高くなると非晶部分の高分子鎖の運動が活発になります。またガラス転移温度以下まで下げると固体に戻ります（C）。また非晶部分の高分子鎖はランダムコイル状になっています（D）。