第一章 绪论－高分子化学发展简史课件.ppt

1、高分子化学高分子化学高分子化学课的重要性高分子化学课的重要性 1.重要的专业基础课，重要的专业基础课，6070年代年代，30%的化学家，的化学家，50%的化学系毕业生必修课。的化学系毕业生必修课。专业基础知识是必须的，受惠一生专业基础知识是必须的，受惠一生 研究生考试是需要的。研究生考试是需要的。2.高分子材料的时代意义，高分子材料的时代意义，1).步入步入高分子材料时代高分子材料时代 2).高分子材料的高分子材料的发展发展 3).高分子化学的高分子化学的发展历史发展历史 美国劳工部的统计资料美国劳工部的统计资料1985年美国化学工业职工年美国化学工业职工 无机化工无机化工 14.3 万万 颜

2、料颜料 20.5 万万 肥皂和清洁剂肥皂和清洁剂 14.8 万万 有机化工有机化工 16.4 万万 农用化学品农用化学品 6.0 万万 合成高分子材料合成高分子材料 102.6 万万 (60%)合计合计 174.6 万万高分子材料高分子材料的的时代时代 以材料划分时代以材料划分时代石器时代石器时代 原始公社制原始公社制 5050万万-10000-4000 -10000-4000 年前，年前，黄帝，尧舜禹黄帝，尧舜禹铜器时代铜器时代 奴隶制奴隶制 4000-22004000-2200年前年前 夏夏,周，商，春秋周，商，春秋铁器时代铁器时代 封建制封建制 2200-2002200-200年前年前

3、战国，秦战国，秦,-,-高分子材料时代高分子材料时代？7070 材料行业的结构变化正步入材料行业的结构变化正步入 高分子材料时代高分子材料时代 美国美国6060年代钢铁年产量近年代钢铁年产量近1.21.2亿万吨亿万吨,后呈下降趋势，最低达后呈下降趋势，最低达6 6千多万吨，缓升到千多万吨，缓升到目前的目前的9 9千万吨千万吨.用工程塑料替代金属的趋势正在发展用工程塑料替代金属的趋势正在发展，高分子材料的体积已超过金属材料。到，高分子材料的体积已超过金属材料。到20002000年，工程塑料的体积就可和金属材料年，工程塑料的体积就可和金属材料相当了相当了。第一章 高分子化学发展简史1.9 高分子化

4、学发展简史高分子化学发展简史高分子的概念始于高分子的概念始于2020世纪世纪2020年代，但应用更早。年代，但应用更早。1838-1838-利用光化学第一次使氯乙烯聚合。利用光化学第一次使氯乙烯聚合。1839-1839-合成了聚苯乙烯，同年英国的合成了聚苯乙烯，同年英国的 Macintosh Macintosh 和和 Hancock Hancock 和美国的和美国的 Goodyear Goodyear 发现了天然橡胶用硫磺进行硫化，发现了天然橡胶用硫磺进行硫化，这能制备出橡皮产品，用作轮胎和防雨布。这能制备出橡皮产品，用作轮胎和防雨布。18681868年，英国科学家年，英国科学家ParksPa

5、rks用硝化纤维素与樟脑用硝化纤维素与樟脑混合制得赛璐珞。混合制得赛璐珞。第一章 高分子化学发展简史1870-1870-商业化生产赛璐珞的商品。商业化生产赛璐珞的商品。18931893年，法国人年，法国人De ChardonnetDe Chardonnet发明粘胶纤维。发明粘胶纤维。1893189398-98-英国开始生产人造丝，英国开始生产人造丝，2020世纪初世纪初-合成了苯乙烯和双烯类共聚物，合成了苯乙烯和双烯类共聚物，19071907年，第一个合成高分子年，第一个合成高分子酚醛树脂诞生。酚醛树脂诞生。19201920年，德国人年，德国人StaudingerStaudinger发表了发表

6、了“论聚合论聚合”的的论文，提出了高分子的概念，并预测了聚氯乙烯论文，提出了高分子的概念，并预测了聚氯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯等聚合物的结构。和聚甲基丙烯酸甲酯等聚合物的结构。19531953年获年获诺贝尔化学奖。诺贝尔化学奖。1929-Dupont 1929-Dupont 公司的公司的 Carothers Carothers 系统研究系统研究 缩聚缩聚,并发展了大分子理论。开发了聚酰胺并发展了大分子理论。开发了聚酰胺 和聚酯的合成。和聚酯的合成。1930-1930-高分子概念已被承认。高分子概念已被承认。1931-1931-出现了聚甲基丙烯酸甲酯。出现了聚甲基丙烯酸甲酯。19351935年年-

7、Carothes Carothes发明尼龙发明尼龙6666，19381938年工业化。年工业化。第一章 高分子化学发展简史1936-1936-聚醋酸乙烯酯和聚丁酸乙烯酯做安聚醋酸乙烯酯和聚丁酸乙烯酯做安全全 玻璃，玻璃，1937-1937-德国开始了工业生产聚苯乙烯，德国开始了工业生产聚苯乙烯，1938-1938-出现了商业生产尼龙出现了商业生产尼龙6666。3030年代，许多烯烃类加聚物被开发出来，年代，许多烯烃类加聚物被开发出来，PVCPVC（1927192719371937）,PMMA,PMMA（1927192719311931）,PS,PS（1934193419371937）,PVAc

8、,PVAc（19361936）,LDPE,LDPE（19391939）。自由基聚合发展。）。自由基聚合发展。第一章 高分子化学发展简史第一章 高分子化学发展简史高分子溶液理论高分子溶液理论在在30年代建立，并成功测定了年代建立，并成功测定了聚合物的分子量。聚合物的分子量。Flory为此于为此于1974年获得诺年获得诺贝尔奖。贝尔奖。40年代，二次大战促进了高分子材料的发展，年代，二次大战促进了高分子材料的发展，一大批一大批重要的橡胶和塑料重要的橡胶和塑料被合成出来。丁苯橡被合成出来。丁苯橡胶（胶（1937）,丁腈橡胶（丁腈橡胶（1937）,丁基橡胶丁基橡胶（1940）,有机氟材料（有机氟材料（

9、1943）,涤纶树脂涤纶树脂（1940开发开发1950工业化）工业化）,ABS（1947）。）。1930-40-1930-40-近代高分子化学蓬勃发展。近代高分子化学蓬勃发展。1939-1939-聚丁二烯橡胶，高压聚乙烯，聚氨酯。聚丁二烯橡胶，高压聚乙烯，聚氨酯。1941-1941-丁苯橡胶，丁基橡胶，丁钠橡胶，丁苯橡胶，丁基橡胶，丁钠橡胶，含氟聚合物。含氟聚合物。1945-601945-60，高分子化学和工程快速发展。，高分子化学和工程快速发展。1947194748-48-环氧树脂和环氧树脂和ABSABS塑料。塑料。1950-1950-聚酯和聚丙烯腈纤维聚酯和聚丙烯腈纤维,聚硅氧烷。聚硅氧烷

10、。第一章 高分子化学发展简史53535454年，年，ZieglerZiegler和和NattaNatta发明配位聚合催化发明配位聚合催化剂，制得高密度线型聚乙烯、等规立构聚丙烯，剂，制得高密度线型聚乙烯、等规立构聚丙烯，低级烯烃得到利用。低级烯烃得到利用。SzwarSzwar负离子活性聚合。负离子活性聚合。丁苯嵌段共聚物。丁苯嵌段共聚物。19631963年，年，ZieglerZiegler和和NattaNatta分享诺贝尔化学奖。分享诺贝尔化学奖。5050年后期至年后期至6060年代，大量高分子工程材料问世。年代，大量高分子工程材料问世。聚甲醛（聚甲醛（19561956），聚碳酸酯（），聚碳酸

11、酯（19571957），聚砜），聚砜（19651965），聚苯醚（），聚苯醚（19641964），聚酰亚胺），聚酰亚胺（19621962）。）。第一章 高分子化学发展简史19561956年，美国人年，美国人SzwarcSzwarc发明活性阴离子聚合，发明活性阴离子聚合，开创了高分子结构设计的先河。开创了高分子结构设计的先河。第一章 高分子化学发展简史60年代以后，年代以后，特种高分子和功能高分子特种高分子和功能高分子得到发展。得到发展。特种高分子：特种高分子：高模量高强度、耐高低温、耐辐射、高频绝高模量高强度、耐高低温、耐辐射、高频绝缘、半导体等。缘、半导体等。功能高分子：功能高分子：分离材料

12、（离子交换树脂、分离膜等）、导分离材料（离子交换树脂、分离膜等）、导电高分子、感光高分子、高分子催化剂、高吸水性树脂、医电高分子、感光高分子、高分子催化剂、高吸水性树脂、医用高分子、药用高分子、高分子液晶等。用高分子、药用高分子、高分子液晶等。为表彰在为表彰在导电高分子导电高分子的发展方面所作的贡献，的发展方面所作的贡献，2000年，年，日本科学家日本科学家白川英树（白川英树（H.Shirakawa）、美国科学家黑格）、美国科学家黑格（A.J.Heeger）和麦克迪尔米德（）和麦克迪尔米德（A.G.MacDiarmid）分享分享诺贝尔化学奖。诺贝尔化学奖。近年来，合成高分子化学向结构更精细、性

13、能更近年来，合成高分子化学向结构更精细、性能更高级的方向发展。如超高模量、超高强度、难燃性、高级的方向发展。如超高模量、超高强度、难燃性、耐高温性，耐油性等材料，生物医学材料，半导体耐高温性，耐油性等材料，生物医学材料，半导体或超导体材料，低温柔性材料等及具有多功能性的或超导体材料，低温柔性材料等及具有多功能性的材料。材料。2020世纪世纪70709090年代，高分子化学更趋成熟。年代，高分子化学更趋成熟。第一章 高分子化学发展简史第一章 高分子化学发展简史8080年代以后，新的聚合方法和新结构的聚合物年代以后，新的聚合方法和新结构的聚合物不断出现和发展。不断出现和发展。新的聚合方法新的聚合方

14、法：阳离子活性聚合、基团转移聚：阳离子活性聚合、基团转移聚合、活性自由基聚合、等离子聚合等等；合、活性自由基聚合、等离子聚合等等；新结构的聚合物新结构的聚合物：新型嵌段共聚物、新型接枝：新型嵌段共聚物、新型接枝共聚物、星状聚合物、树枝状聚合物、超支化共聚物、星状聚合物、树枝状聚合物、超支化聚合物、含富勒烯聚合物、含富勒烯(C60)聚合物等等。聚合物等等。人类活动是高分子科学发展的动力。人类活动是高分子科学发展的动力。施陶丁格尔小传施陶丁格尔小传(Hermann Staudinger)(18811965)1881年年3月月23日生于德国莱因兰日生于德国莱因兰法耳次法耳次州的沃尔姆斯；州的沃尔姆斯；1907年毕业于施特拉斯堡大学，获博士学年毕业于施特拉斯堡大学，获博士学位。位。同年聘为卡尔斯鲁厄工业大学副教授。同年聘为卡尔斯鲁厄工业大学副教授。19121912年于苏黎世工业大学任为化学教授。年于苏黎世工业大学任为化学教授。1920年，发表年，发表“论聚合反应论聚合反应”的论文，提的论文，提出高分子的概念；出高分子的概念；1932年，出版划时代的巨著年，出版划时代的巨著高分子有高分子有机化合物机化合物 1953年获诺贝尔化学奖；年获诺贝尔化学奖；1965年年9月月8日在弗赖堡逝世，终年日在弗赖堡逝世，终年84岁。岁。