2014.05/16 フローリー・ハギンズ理論（１０）
高分子技術者ならば、ＫＫＤでＦＨ理論を眺めてみたときにそのおかしさに気がつくはずである。すなわち昨日書いたようにエントロピーの扱いを不思議に思うはずである。低分子の正則溶液の混合と高分子の混合ではエントロピーの扱いが大きく変わらなければいけない。さらにほとんどの高分子は多分散系であり、数学的な扱いもかなり煩雑になるはずである。
新入社員の頃、ＳＰ値を計算で求めてはいけない、と言われた。便利なＳＭＡＬＬの式があっても必ず有機溶媒にポリマーを溶解してみてその溶解性からＳＰ値を求めるように言われた。サンプルビンにＳＰ値の異なる有機溶剤を入れ実験台の上に並べ、そこへゴムを入れて溶解性を確認する作業は退屈な実験であった。
実験ノートに落書きもしたくなったが、溶解する様子を丁寧にノートに書き貯めた。現在のような便利なデジタル機器など無いので、文章表現力を磨く必要と注意深い観察眼が求められた。「溶けた」や「溶けない」だけではいけないのである。実験ノートには、一定量の溶媒にどれだけの量のゴムを溶解できたのか、またその時の溶け方はどのようであったのか、不溶解分は無かったのか、などきめ細かく書き留める必要があった。
週末には指導社員が実験ノートを見ながら正しくＳＰ値が求められていたのか、そのノートから判断するのである。理研では許されても、ゴム会社ではハートマークなど実験ノートに書けない。そのような記号を書けば「実験中に＊＊のことを考えている」と噂されてしまう。さらにだれでもわかる客観的な表現による記録が実験ノートには求められた。ドロドロ、ベトベトもだめだ。粘度を表現したいならば少なくとも粘度計で計測された値を書かなければならなかった。
おかげで週末に料理をやっていても目の前の状態から添加スピードを変化させたり添加順序を変えたり勘が働く。女房よりも調味料の分散だけはうまいという自信はこの時の実験で身についた。味にムラができるので味の素や砂糖、塩などを無造作に添加してはいけない。ゴム粉でも添加方法が悪いとダマダマになる。溶けないように見えても、すこしずつ撹拌しながら添加するときれいに溶ける場合がある。だから、手抜きをするとＳＰ値が不明になったりする。酢豚で少し塩味が足らないから、と最後に塩を無造作に入れると塩の塊のついた豚肉料理ができたりする。イオン結晶だからいつでも簡単に溶解すると誤解してはいけない。
また、低分子溶媒へ高分子を分散する時に分子量の効果が現れることは素人でも気がつくと思っていたが、写真会社へ転職して驚いた。ＦＨ理論を知らなくても構わないが、高分子に分子量という因子があり、それが溶解性に影響を与えていることを知らない人がいた。温度をあげれば何でも簡単に溶解するという誤解もあった（注）。
ＦＨ理論のχパラメーターは温度の逆数と相関する式なので、温度を上げた時に生じる現象では、χは小さくなり相溶しやすくなるはずである。しかしそのようにならない場合も存在する。側鎖基に嵩高い基を持ったポリオレフィンにポリスチレン系ＴＰＥを相溶させて透明な樹脂を作ったが、それを加熱していったら、ポリスチレンのＴｇあたりで白濁してきたのである。
この現象はＦＨ理論のχパラメータで説明ができない。さらに面白いのはポリオレフィンのＴｇ近辺でまた透明になるのである。ポリスチレンのＴｇからポリオレフィンのＴｇの間で相分離したのがまた相溶し透明になる、というおかしな現象である。マトリックスを構成しているポリオレフィンはＴｇよりも１５℃以上高くならないと加重をかけていない状態では変形しないのでこの現象を可逆的に観察することが出来た。
（注）化学系の学部を出てきて高分子科学の実験を行っている、といってもそれなりの知識があるとは限らないのでＯＪＴが重要になってくる。知識の有無を見抜くのは大変である。知識が無い人という扱いをするとモラールが下がる場合もある。知識があるという前提で指導してもおかしなことが二つ三つ見つかったら知識が不足していると諦め、教育をしなければいけない。このあたりは企業により考え方が異なり、ゴム会社では丁寧な現場教育が慣習になっていたが、写真会社でそれを行っていたら上司から注意を受けた。理研のように未熟な人を全く指導しないという風土もある。未熟も自己責任という考え方である。しかし、３０過ぎても未熟と言い訳をされては困るのである。当方は３０過ぎたときに、一人で高純度ＳｉＣの事業化という死の谷を歩いていた。マーケティングから学会発表まで一人で全て行うのは大変だったが、稀に役員の方が様子を見に来てくれて、大きな会社でありながら社長までガラス張りの環境で仕事ができて楽しかった。
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