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# 高分子とは？

このセクションでは、材料科学的アプローチで3Dプリントにおける一般的な問題や課題を順を追って説明します。本ページの意図は、一般的な問題に対してより科学的な知識を提供し、容易に克服できるようにすることです。 

まず、3Dプリントで使用される材料が何であるかを理解することが重要です：ポリマー

ポリマーは、重合過程で「モノマー」として知られる繰り返し単位が多数結合して形成される大きな分子、または「高分子」です。重合過程ではモノマー分子が化学反応で結合し、ポリマーの骨格を形成します。

生成されるポリマーの種類は、それらを構成するモノマー化合物の化学組成に応じて異なります。モノマー間に作られる結合は共有結合として定義されます。

![3Dプリント用ポリマー](https://cdn.shopify.com/s/files/1/0548/7299/7945/files/monomers_480x480.png?v=1709320843)

ポリマーは2つの系統に分けられます：熱硬化性樹脂（サーモセット）と熱可塑性樹脂（サーモプラスチック）。 

熱硬化性樹脂（サーモセット）は、柔らかい固体または粘性の前駆体（プレポリマー）から不可逆的に硬化して固体ポリマーになるものです。硬化プロセスは架橋とも呼ばれ、化学反応を通じてすべてのモノマーやプレポリマーが結びつきネットワーク構造を形成します。硬化したサーモセットはもはや溶融できず、通常は熱加工ができません。

![サーモセット サーモプラスチック](https://cdn.shopify.com/s/files/1/0548/7299/7945/files/thermoset_thermoplastic_600x600.png?v=1709320909)

熱可塑性樹脂（サーモプラスチック）は、加熱すると軟化し、冷却すると硬化する材料です。サーモプラスチックは化学的性質や機械的特性にほとんど変化を与えずに、何度も加熱・成形・冷却できます。各ポリマーチェーンが他と共有結合で結ばれているサーモセットとは異なり、サーモプラスチックではポリマーチェーン同士が非共有結合と定義されるより弱い結合で結ばれています。

ポリマーはその微細構造に応じて主に2つのカテゴリにも分けられます：

### アモルファスと半結晶性

異なる熱可塑性樹脂を識別する方法の一つは、その微細構造であり、それがポリマーの性質や挙動を定義する場合があります。

**アモルファス**

アモルファスポリマーは長距離秩序を持たないことで識別されます。これはポリマーチェーンがランダムに配向していることを意味します。

一般に、透明なプラスチックはPMMA、PS、PCなどのアモルファスポリマーで作られることが多いです。

![アモルファス](https://cdn.shopify.com/s/files/1/0548/7299/7945/files/Amorphous_480x480.png?v=1709320953)

**半結晶性**

半結晶性ポリマーは「結晶」として知られる構造的領域を持つ秩序ある構造を持つことで識別されます。

結晶は秩序立った高密度に詰まったポリマーチェーンの集合です。半結晶性ポリマーでは結晶領域とアモルファス領域が共存するため「半」と呼ばれます。結晶化領域の割合は結晶化度によって定義されます。半結晶性ポリマーの特異な特徴は、この結晶化度が機械的および熱的特性に大きく影響を与えることがある点です。

![半結晶性](https://cdn.shopify.com/s/files/1/0548/7299/7945/files/Semi-crystalline_480x480.png?v=1709321000)


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