高分子化学01高分子化学绪论.ppt

1、 德国人，德国人，1903年在年在Halla大学完成博士论大学完成博士论文。文。毕业后在多所大学毕业后在多所大学任教。任教。早期研究有机化学，早期研究有机化学，后转向对天然有机物后转向对天然有机物的结构研究。的结构研究。1920年，在年，在德国化学会志德国化学会志上发表划时代的文章上发表划时代的文章论聚合论聚合,首次提出高分子的概念。首次提出高分子的概念。1932年，发表专著年，发表专著高分子有机化合物高分子有机化合物，标志着高分子化学，标志着高分子化学的诞生。的诞生。H.Staudinger （18811965）19531953年因年因“链状大分子物质的发现链状大分子物质的发现”获获诺贝尔化

2、学诺贝尔化学奖奖 美国人，美国人，1934年获博士学位年获博士学位后，作为物理化学家进入杜邦后，作为物理化学家进入杜邦公司，在公司，在Carothers手下工作。手下工作。Carothers鼓励他从事将数学方鼓励他从事将数学方法用于高分子领域的研究。法用于高分子领域的研究。按照这一思路，按照这一思路，Flory的研的研究在许多重要的理论方面多有究在许多重要的理论方面多有建树：高分子分子量分布、等建树：高分子分子量分布、等活性反应原理、高分子溶液的活性反应原理、高分子溶液的热力学研究等。热力学研究等。P.J.Flory (19101985)19741974年因在长链分子物理化学性质方面的研究获年

3、因在长链分子物理化学性质方面的研究获诺贝尔化学诺贝尔化学奖奖教 学 参 考 书潘祖仁潘祖仁，高分子化学（第四、五、增强版）高分子化学（第四、五、增强版）化学工业出版社化学工业出版社潘才元潘才元，高分子化学（中科院系统）高分子化学（中科院系统）中国科技大学出版社中国科技大学出版社George Ordian,Principles of Polymerization,Fourth edition,John Wiley&Sons,Inc.20041、Polymer Science(高分子科学高分子科学)2、Polymer(高分子高分子)3、Character of Polymer(高分子的性质高分子的

4、性质)1.1 What are polymers?1.INTRODUCTIONPolymer EngineeringPolymer PhysicsPolymer Chemistry(1)(1)Polymer Science 是研究高分子的合成、改性，高分子及其聚集态的结构、性是研究高分子的合成、改性，高分子及其聚集态的结构、性能，聚合物的成型加工等内容的一门综合性学科。包括能，聚合物的成型加工等内容的一门综合性学科。包括Polymer Chemistry(高分子化学高分子化学)、Polymer Physics(高分子物理高分子物理)、Polymer Engineering(高分子工程高分子工程

5、)几个领域。几个领域。PolymerSciencePolymer Chemistry研究聚合反应和高分子化学反应原理，选择原研究聚合反应和高分子化学反应原理，选择原料、确定路线、寻找催化剂、制订合成工艺等。料、确定路线、寻找催化剂、制订合成工艺等。研究聚合物的结构与性能的关系，为设计合成研究聚合物的结构与性能的关系，为设计合成预定性能的聚合物提供理论指导，是沟通合成预定性能的聚合物提供理论指导，是沟通合成与应用的桥梁。与应用的桥梁。Polymer PhysicsPolymer Engineering研究聚合反应工程、聚合物加工成型的原理与研究聚合反应工程、聚合物加工成型的原理与工艺、聚合物循环

6、利用等。工艺、聚合物循环利用等。Polymer Science也可称为：Macromolecule 主要是指由众多原子或原子团由共价键结主要是指由众多原子或原子团由共价键结合而成的相对分子质量很大的化合物。合而成的相对分子质量很大的化合物。（2）Polymer相对分子质量相对分子质量 1.21.8104尼尼 龙龙相对分子质量相对分子质量 515104聚氯乙烯（聚氯乙烯（PVC）相对分子质量相对分子质量 2530104顺丁橡胶顺丁橡胶概念上的概念上的区分区分高分子（高分子（Macromolecule）也可称为大分子、聚合物或高聚物，可以指一个大分子（高分子、酶）或一条高分子链（线型或其他结构）。

7、聚合物（聚合物（Polymer）指众多大分子的聚集体。（3）Character of Polymer A、相对分子质量很大：一般在、相对分子质量很大：一般在104106B、共价键连接、共价键连接 C、由相同的化学结构重复多次而成、由相同的化学结构重复多次而成 CH2 CH CH2 CH CH2 CH Cl Cl Cl聚氯乙烯聚氯乙烯例例D、由相对分子质量大小不等的同系物组成、由相对分子质量大小不等的同系物组成Polymer molecular wights may reach into the hundreds of thousands or millions.高高 分分 子子小小 分分 子子

8、聚聚 合合 反反 应应Polymerization单单 体体1、单体（、单体（Monomer)：能够进行聚合反应能够进行聚合反应，并构成高，并构成高分子基本结构组成单元的小分子。分子基本结构组成单元的小分子。1.2 大分子结构式大分子结构式How to describe a polymer？例如：聚氯乙烯例如：聚氯乙烯(Poly(vinylidene chloride)、聚乙烯、聚乙烯(Polyethylene)的单体？的单体？Polymer Composition and Structure2、有关聚合物分子链结构组成的概念、有关聚合物分子链结构组成的概念 a.重复单元（重复单元（repea

9、ting unit）高分子链中可重复的最小单位 b.结构单元（结构单元（structure unit）由一种单体分子通过聚合进入重复单元的部分c.单体单元（单体单元（monomer unit）与单体组成相同,只是电子结构不同的重复单元 例如：例如：CHCH2CHCH2n nMonomer？Polymer？主链、侧基？主链、侧基？结构单元、重复单元、单体单元结构单元、重复单元、单体单元聚苯乙烯聚苯乙烯（Polystyrene、PS)Monomer？Polymer？结构单元、重复单元、单体单元结构单元、重复单元、单体单元聚己二酸乙二醇酯聚己二酸乙二醇酯n HO-(CH2)2-OH+n HOOC-(

10、CH2)4-COOH H-O(CH2)2O-OC(CH2)4CO-n-OH+(2n-1)H2O错误：错误：3、如何书写大分子结构式、如何书写大分子结构式 a.重复单元重复单元nb.遵守相应的有机化学反应规则遵守相应的有机化学反应规则1.3 高分子化合物的分类及命名高分子化合物的分类及命名1.3.1 高分子的分类高分子的分类 1）根据高分子主链结构分类）根据高分子主链结构分类 碳链聚合物、杂链聚合物、元素有机聚合物碳链聚合物、杂链聚合物、元素有机聚合物(主链无碳原主链无碳原子：聚硅氧烷子：聚硅氧烷SiOSi)、无机高分子（硅酸盐类）、无机高分子（硅酸盐类）2）根据高分子受热后的形态变化分类）根据

11、高分子受热后的形态变化分类 热塑性高分子热塑性高分子(thermoplastic，可多次加热成型，可多次加热成型)、热固性高分子热固性高分子(thermoset polymer，加热交联、一次成型，加热交联、一次成型)。3）根据高分子的用途分类）根据高分子的用途分类 塑料塑料(plastics)、橡胶、橡胶(rubber)、化学纤维、化学纤维(fiber)、涂料涂料(coating)、粘合剂、粘合剂(adhesive)、功能高分子功能高分子 (functional polymer)Nomenclature of Polymer 1）习惯命名法）习惯命名法 目前最为通用。其方法为先对结构单元命名

12、，然后在结目前最为通用。其方法为先对结构单元命名，然后在结构单元名称前加上构单元名称前加上“聚聚”字。字。“聚丙烯聚丙烯”、“聚氯乙烯聚氯乙烯（PVC）”共聚物的命名：共聚物的命名：从参与共聚的两种单体名称中间加连接线组成基本名从参与共聚的两种单体名称中间加连接线组成基本名称，然后在其后面加上称，然后在其后面加上“共聚物共聚物”三字。三字。如由乙烯和丙烯共聚而成的聚合物，称为如由乙烯和丙烯共聚而成的聚合物，称为“乙烯乙烯丙烯丙烯共聚物共聚物”等。等。1.3.2 高分子的命名高分子的命名(Nomenclature Based on Source)特殊的情况：特殊的情况：（1）有些聚合物若按单体名

13、称来命名容易引起歧义。例）有些聚合物若按单体名称来命名容易引起歧义。例如，具有以下结构的聚合物如，具有以下结构的聚合物 OCH2CH2n可以从环氧乙烷、乙二醇、氯乙醇或氯甲醚聚合得到。可以从环氧乙烷、乙二醇、氯乙醇或氯甲醚聚合得到。通常采用结构命名法，称为通常采用结构命名法，称为“聚氧（化）乙烯聚氧（化）乙烯”（2）按习惯命名法，聚乙烯醇的单体应为乙烯醇。）按习惯命名法，聚乙烯醇的单体应为乙烯醇。CH2CH nOH乙烯醇不稳定，不能单独存在；乙烯醇不稳定，不能单独存在；乙烯醇只是一种假想的单体；乙烯醇只是一种假想的单体；聚乙烯醇聚乙烯醇由聚醋酸乙烯酯醇解制得。由聚醋酸乙烯酯醇解制得。2）结构命

14、名法）结构命名法 结构命名法是对聚合物分子链中的特征结构进行命名的结构命名法是对聚合物分子链中的特征结构进行命名的方法。方法。含有酯基，称为含有酯基，称为“聚酯聚酯”；含有酰胺基团，称为含有酰胺基团，称为“聚酰胺聚酰胺”，或尼龙；，或尼龙；含有氨基甲酸酯，称为含有氨基甲酸酯，称为“聚氨酯聚氨酯”；含有环氧基团，称为含有环氧基团，称为“环氧树脂环氧树脂”。显然，这种方法命名的是一类聚合物，每一种名称中可显然，这种方法命名的是一类聚合物，每一种名称中可能包含了多种聚合物。能包含了多种聚合物。（Nomenclature Based on Structure）3）商业命名法）商业命名法(Trade N

15、ames)商业命名法主要是对橡胶和化学纤维而言。商业命名法主要是对橡胶和化学纤维而言。例如，由丁二烯和苯乙烯共聚而成的聚合物，称为例如，由丁二烯和苯乙烯共聚而成的聚合物，称为“丁苯橡丁苯橡胶胶”；由乙烯、丙烯和二烯烃共聚而成的橡胶，则称为由乙烯、丙烯和二烯烃共聚而成的橡胶，则称为“三元三元乙丙橡胶乙丙橡胶”。化学纤维化学纤维 常带常带“纶纶”例如，聚丙烯腈纤维称为例如，聚丙烯腈纤维称为“腈纶腈纶”；聚氨酯纤维称为；聚氨酯纤维称为“氨氨 纶纶”；聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维称为；聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维称为“涤纶涤纶”；尼龙尼龙-6纤维：在我国首先是由锦西化工研究院研制而成，纤维：在我国首先是由锦西

16、化工研究院研制而成，因此命名为因此命名为“锦纶锦纶”。4）俗称）俗称 例如，聚甲基丙烯酸甲酯的板材、管材和棒材等，由于例如，聚甲基丙烯酸甲酯的板材、管材和棒材等，由于其透明度很高，类似于玻璃，人们称其为其透明度很高，类似于玻璃，人们称其为“有机玻璃有机玻璃”。由玻璃纤维增强的不饱和聚酯或环氧树脂，因其坚硬如钢俗由玻璃纤维增强的不饱和聚酯或环氧树脂，因其坚硬如钢俗称称“玻璃钢玻璃钢”。“尼龙（尼龙（Nylon）”由其英文译音而来，也可看作是一种俗称。由其英文译音而来，也可看作是一种俗称。每种尼龙的名称后面有一位或两位数字，如尼龙每种尼龙的名称后面有一位或两位数字，如尼龙6、尼、尼龙龙66等。等。

17、一位数字的尼龙，其数值表示结构单元（氨基酸）中的碳一位数字的尼龙，其数值表示结构单元（氨基酸）中的碳原子数。原子数。两位数字的尼龙，前一位数表示由二元胺提供的结构单元两位数字的尼龙，前一位数表示由二元胺提供的结构单元的碳原子数，后一位数表示由二元酸提供结构单元的碳原子的碳原子数，后一位数表示由二元酸提供结构单元的碳原子数。数。5）系统命名法）系统命名法 系统命名法是由国际纯粹与应用化学联合会系统命名法是由国际纯粹与应用化学联合会(International Union of Pure and Applied Chemistry,IUPAC)提出的规范方法。其步骤为：提出的规范方法。其步骤为：（

18、1）先确定重复单元；）先确定重复单元；（2）排定重复单元中次级单元（即取代基）的次序，原）排定重复单元中次级单元（即取代基）的次序，原则为：则为：（i）先排侧基最少的元素；）先排侧基最少的元素；（ii）再排有取代基的元素；）再排有取代基的元素；（iii）当主链上有杂原子时，先排杂原子。）当主链上有杂原子时，先排杂原子。（3）给重复单元命名；）给重复单元命名；（4）在重复单元名称前冠以）在重复单元名称前冠以“聚聚”字。字。IUPAC Structure-Based Nomenclature System举例：举例：1.4 高分子的相对分子质量及其分布高分子的相对分子质量及其分布010020030

19、0400500600700020406080100120140160DP=400DP=30 B机械 性 能聚合 度图图1-1 高分子聚合度与机械性能之间的关系高分子聚合度与机械性能之间的关系MOLECULAR WEIGHT塑料塑料相对分子质量相对分子质量/万万纤维纤维相对分子质量相对分子质量/万万橡胶橡胶相对分子质量相对分子质量/万万HDPE6 30涤纶1.82.3天然橡胶2040PVC515尼龙-661.21.8丁苯橡胶1520PS1030维尼纶67.5顺丁橡胶2530PC26纤维素50100氯丁橡胶1012表表1-1 常见聚合物的相对分子质量常见聚合物的相对分子质量1.4.1 Averag

20、e molecular weight of polymer 聚合物是由相对分子质量不等的同系物组成的混合物，聚合物是由相对分子质量不等的同系物组成的混合物，存在存在多分散性。多分散性。因此常用因此常用平均相对分子质量平均相对分子质量来表示。来表示。根据统计方法不同，平均相对分子质量可分为根据统计方法不同，平均相对分子质量可分为 数均分子量（数均分子量（number-average molecular weight,Mn）质均分子量（质均分子量（weight-average molecular weight,Mw）粘均分子量（粘均分子量（viscosity-average molecular w

21、eight,Mv）其中以其中以数均分子量数均分子量最为常用。最为常用。（1）number-average molecular weight 按数量平均的相对分子质量，定义为按数量平均的相对分子质量，定义为某体系的总质量某体系的总质量m为分子总数所平均的结果。为分子总数所平均的结果。体系中低分子量部分对数均分子体系中低分子量部分对数均分子量有较大影响。量有较大影响。iiiiiiinMNNMNNWNmMnM（2）weight-average molecular weight 按质量平均的相对分子质量。按质量平均的相对分子质量。体系中高分子量部分对质体系中高分子量部分对质均分子量有较大影响。均分子量

22、有较大影响。iiiiiiiiiwMWMnMnWMWM2wM 式中式中是高分子稀溶液特性粘数是高分子稀溶液特性粘数分子量关系式中的指分子量关系式中的指数，一般在数，一般在0.5 0.9之间。之间。vM/11/1)()(iiiiiiivMnMnWMWMFor a polydisperse polymer：wM vMnM（3）viscosity-average molecular weight 用用粘度法粘度法测定的相对分子质量称为粘均分子量。测定的相对分子质量称为粘均分子量。nwMMD1.4.2 Distribution of molecular weights 由于高分子材料的多分散性，平均分子

23、量并不能完全表征其中各种由于高分子材料的多分散性，平均分子量并不能完全表征其中各种分子的数量，因此还有分子的数量，因此还有分子量分布分子量分布的概念。的概念。目前有三种表示分子量分布的方法：目前有三种表示分子量分布的方法：（1）分子量分布指数）分子量分布指数DD值越大，表示分布越宽。天然高分子的值越大，表示分布越宽。天然高分子的D值可达值可达1，完，完全均一，合成高分子的全均一，合成高分子的D值一般在值一般在1.550之间。之间。分为数量分布曲线和质量分布曲线两种。下图为典型的质量分分为数量分布曲线和质量分布曲线两种。下图为典型的质量分布曲线。图中可见，数均分子量处于分布曲线顶峰附近，布曲线。

24、图中可见，数均分子量处于分布曲线顶峰附近，接近接近于最可几的平均分子量。于最可几的平均分子量。（2）分子量分布曲线）分子量分布曲线 平均分子量相同的聚合物，分子量分布可能会有很大差平均分子量相同的聚合物，分子量分布可能会有很大差异，异，这是由于各种大小分子量的分子在材料中所占比例不同这是由于各种大小分子量的分子在材料中所占比例不同所引起的。所引起的。这正是高分子材料这正是高分子材料多分散性多分散性的特点。的特点。（3）分子量分布函数）分子量分布函数 分子量分布也可用数学式来表示。但至今为止能用数学分子量分布也可用数学式来表示。但至今为止能用数学式表示的分子量分布不多，因此不常用。式表示的分子量

25、分布不多，因此不常用。1.4.3 聚合度聚合度 定义：定义：每个大分子链所含每个大分子链所含结构单元结构单元数目的平均值。数目的平均值。0MXMnn0M：为组成重复单元的所有结构单元的平均相对：为组成重复单元的所有结构单元的平均相对分子质量分子质量 1929 Carothers提出：提出：加聚反应和缩聚反应加聚反应和缩聚反应(addition and condensation polymerization)。烯类单体烯类单体(vinyl monomers)通过加成聚合成高分子的反应通过加成聚合成高分子的反应称为称为加聚反应。加聚反应。1.5 聚合反应分类聚合反应分类1.5.1 按聚合过程中有无

26、小分子生成按聚合过程中有无小分子生成 通过单体分子中的某些官能团之间的缩合通过单体分子中的某些官能团之间的缩合(condensation reactions)聚合成高分子的反应称为聚合成高分子的反应称为缩合反应。缩合反应。CCH3CH3OHHO+COClClnnCCH3CH3OOCOn+(n-1)HCl例如聚碳酸酯（例如聚碳酸酯（PC、polycarbonates）的制备：）的制备：高分子化学的发展导致了许多新的聚合方法的出现，如高分子化学的发展导致了许多新的聚合方法的出现，如开环聚合、异构化聚合、氢转移聚合、成环聚合、基团转开环聚合、异构化聚合、氢转移聚合、成环聚合、基团转移聚合等，很难归纳

27、到上述分类方法中。移聚合等，很难归纳到上述分类方法中。20世纪世纪50年代，年代，Flory提出：按聚合机理和动力学过程，将提出：按聚合机理和动力学过程，将聚合反应分为聚合反应分为连锁聚合（连锁聚合（chain polymerizations）和和逐步聚逐步聚合合(step polymerizations)两大类。两大类。烯类单体的加聚反应一般为连锁聚合；烯类单体的加聚反应一般为连锁聚合；大多数缩聚反应为逐步聚合。大多数缩聚反应为逐步聚合。1.5.2 按聚合机理（按聚合机理（Polymerization Mechanism）分类）分类1.6 高分子化学发展简史高分子化学发展简史高分子的概念始于

28、高分子的概念始于20世纪世纪20年代，但应用更早。年代，但应用更早。1839年，美国人年，美国人Goodyear（固特异）发明硫化橡胶。（固特异）发明硫化橡胶。1868年，英国科学家年，英国科学家Parks用硝化纤维素与樟脑混合用硝化纤维素与樟脑混合制得赛璐珞。制得赛璐珞。1893年，法国人年，法国人De Chardonnet发明粘胶纤维。发明粘胶纤维。1907年，年，第一个合成高分子酚醛树脂诞生第一个合成高分子酚醛树脂诞生。1920年，德国人年，德国人Staudinger发表了发表了“论聚合论聚合”的论文，提的论文，提出了高分子的概念，并预测了聚氯乙烯和聚甲基丙烯出了高分子的概念，并预测了聚

29、氯乙烯和聚甲基丙烯 酸酸甲酯等聚合物的结构。甲酯等聚合物的结构。1953年获诺贝尔化学奖。年获诺贝尔化学奖。40年代，二次大战促进了高分子材料的发展，一大批重要年代，二次大战促进了高分子材料的发展，一大批重要的橡胶和塑料被合成出来。丁苯橡胶（的橡胶和塑料被合成出来。丁苯橡胶（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（1943）,涤纶树涤纶树脂（脂（19401950）,ABS（1947）。）。1935年，年，Carothes发明发明尼龙尼龙66，1938年工业化。年工业化。30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

30、来，PVC（19271937）,PMMA（19271931）,PS（19341937）,PVAc（1936）,LDPE（1939）。自由基聚合发展。）。自由基聚合发展。高分子溶液理论在高分子溶液理论在30年代建立，并成功测定了聚合物的分年代建立，并成功测定了聚合物的分子量。子量。Flory为此于为此于1974年获得诺贝尔奖年获得诺贝尔奖。50年后期至年后期至60年代，大量高分子工程材料问世。聚甲醛年代，大量高分子工程材料问世。聚甲醛（1956），聚碳酸酯（），聚碳酸酯（1957），聚砜（），聚砜（1965），聚苯醚），聚苯醚（1964），聚酰亚胺（），聚酰亚胺（1962）。）。50年代，年代，

31、Ziegler和和Natta发明配位聚合催化剂，制发明配位聚合催化剂，制得高密度得高密度PE和有规和有规PP，低级烯烃得到利用，低级烯烃得到利用。1963年，年，Ziegler和和Natta分享诺贝尔化学奖。分享诺贝尔化学奖。1956年，美国人年，美国人Szwarc发明活性阴离子聚合，开创发明活性阴离子聚合，开创了高分子结构设计的先河。了高分子结构设计的先河。为表彰在导电高分子的发展方面所作的贡献，为表彰在导电高分子的发展方面所作的贡献，2000年，年，日本科学家白川英树（日本科学家白川英树（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

32、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。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：高模量高强度、耐高低温、耐辐射、高特种高分子：高模量高强度、耐高低温、耐辐射、高频绝缘、半导体等。频绝缘、半导体等。功能高分子：分离材料（离子交换树脂、分离膜等）、导功能高分子：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、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。医用高分子、药用高分子、高分子液晶等。新结构的聚合物：新型嵌段共

33、聚物、新型接枝共聚物、星新结构的聚合物：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、超支化聚合物、含富勒烯状聚合物、树枝状聚合物、超支化聚合物、含富勒烯(C60)聚聚合物等等。合物等等。80年代以后，年代以后，新的聚合方法和新结构的聚合物新的聚合方法和新结构的聚合物不断不断出现和发展。出现和发展。新的聚合方法：阳离子活性聚合、基团转移聚合、新的聚合方法：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；活性自由基聚合、等离子聚合等等；1850年曾去美国学习两年机械。年曾去美国学习两年机械。后来专心研究炸药。后来专心研究炸药。1862年夏研制成功了硝化甘油引年夏研制成功

34、了硝化甘油引爆方法。不久又发明了雷管、黄爆方法。不久又发明了雷管、黄色炸药、无烟炸药。这种炸药很色炸药、无烟炸药。这种炸药很稳定，但用雷管引爆时又威力极稳定，但用雷管引爆时又威力极大。大。1867年起，黄色炸药和雷管在实年起，黄色炸药和雷管在实业界获得了极大的信誉。业界获得了极大的信誉。一生获发明专利一生获发明专利255项。项。1895年年11月月27日，诺贝尔在逝世日，诺贝尔在逝世前拟定遗嘱，将他的遗产大部分前拟定遗嘱，将他的遗产大部分赠给斯德哥尔摩科学院，每年用赠给斯德哥尔摩科学院，每年用提出的利息奖给科学领域里有重提出的利息奖给科学领域里有重大发现者。大发现者。A.B.Nobel(183

35、3-1896)瑞典化学家瑞典化学家崇高的科学奖赏崇高的科学奖赏重大事件重大事件 Nobel 的化学实验室的化学实验室 瑞士科学院从瑞士科学院从1901年起设立诺贝尔奖，每年年起设立诺贝尔奖，每年12月月10日，在诺贝尔去世这天颁发。它成为一日，在诺贝尔去世这天颁发。它成为一种崇高的科学奖赏和荣誉。种崇高的科学奖赏和荣誉。诺贝尔奖项诺贝尔奖项 诺贝尔物理奖诺贝尔物理奖 诺贝尔化学奖诺贝尔化学奖 诺贝尔生理学和医学奖诺贝尔生理学和医学奖 诺贝尔文学奖诺贝尔文学奖 诺贝尔和平奖诺贝尔和平奖 诺贝尔经济学奖诺贝尔经济学奖 （1969）Ziegler-Natta催化剂的发现催化剂的发现*1923年，开始

36、碱金属有机化合物研究年，开始碱金属有机化合物研究*二十世纪二十世纪50年代，石油化工为高分子合成提供了廉价丰富的原料，但其中最年代，石油化工为高分子合成提供了廉价丰富的原料，但其中最 多的多的-烯烃由于没有合适的催化剂而末能得到充分使用。烯烃由于没有合适的催化剂而末能得到充分使用。*1948年，用年，用AlH3与乙烯反应，得到不带支链的高级烯烃与乙烯反应，得到不带支链的高级烯烃*1953年，在一次实验中意外发现由于反应釜中残留的痕量镍而只生成二聚体年，在一次实验中意外发现由于反应釜中残留的痕量镍而只生成二聚体德国人，德国人，22岁获博士学位。毕业后在多所大学任教，岁获博士学位。毕业后在多所大学

37、任教，主要主要从事金属有机化合物研究。治学严谨，重视理论与实践相从事金属有机化合物研究。治学严谨，重视理论与实践相结合。实验技巧娴熟，危险实验常亲自做。一生发表论文结合。实验技巧娴熟，危险实验常亲自做。一生发表论文200余篇。余篇。对助手要求严格，对重要的书要求助手对助手要求严格，对重要的书要求助手“通背通背”“翻破翻破”为止。为止。1946年起任前联邦德国化学会会长。年起任前联邦德国化学会会长。进一步的研究发现用进一步的研究发现用TiCl4和和Al(C2H5)3 组成的催化体系，能使乙烯组成的催化体系，能使乙烯 在室温低压下迅速聚合成为高分子量的高密度聚乙烯，在室温低压下迅速聚合成为高分子量

38、的高密度聚乙烯，Ziegler 催催 化剂由此诞生。化剂由此诞生。K.Ziegler（18981973）*1955年年19631963年，年，K.Ziegler 和和 G.Natta 因因“在高分子合成在高分子合成和工艺领域中的重大发现和工艺领域中的重大发现”共同获共同获诺贝尔化学诺贝尔化学奖奖意大利人，意大利人，21岁获博士学位。毕业后在多所大学任教，岁获博士学位。毕业后在多所大学任教，同时兼任同时兼任Montecatini（蒙埃）公司顾问。主要从事有机（蒙埃）公司顾问。主要从事有机合成和高分子结构研究。高度重视工业工作，不单纯学合成和高分子结构研究。高度重视工业工作，不单纯学术生涯。一生发

39、表论文术生涯。一生发表论文700余篇，专利约百项。余篇，专利约百项。*1930年，开始进行高分子结构研究年，开始进行高分子结构研究*1952年，受年，受Ziegler 研究结果影响，开始对研究结果影响，开始对Ziegler催化剂进行进一步研究催化剂进行进一步研究*1954年，对聚丙烯的结构进行研究发现为年，对聚丙烯的结构进行研究发现为“全同立构全同立构”*1954年，年，用用TiCl3和和Al(C2H5)3 组成的催化体系得到聚丙烯组成的催化体系得到聚丙烯G.Natta（19031979）美国人，美国人，1934年获博士学位年获博士学位后，作为物理化学家进入杜邦后，作为物理化学家进入杜邦公司，

40、在公司，在Carothers手下工作。手下工作。Carothers鼓励他从事将数学方鼓励他从事将数学方法用于高分子领域的研究。法用于高分子领域的研究。按照这一思路，按照这一思路，Flory的研的研究在许多重要的理论方面多有究在许多重要的理论方面多有建树：高分子分子量分布、等建树：高分子分子量分布、等活性反应原理、高分子溶液的活性反应原理、高分子溶液的热力学研究等。热力学研究等。P.J.Flory (19101985)19741974年因在长链分子物理化学性质方面的研究年因在长链分子物理化学性质方面的研究获获诺贝尔化学诺贝尔化学奖奖Alan.G.MacDiarmid(1927)Alan.J.He

41、eger(1936)白川英树白川英树（1936）美国人，现任宾美国人，现任宾夕法尼亚大学化学夕法尼亚大学化学教授教授 美国人，现任加美国人，现任加利福尼亚大学巴巴利福尼亚大学巴巴拉分校聚合物和有拉分校聚合物和有机固体研究所所长机固体研究所所长 日本人，现任筑日本人，现任筑波大学材料科学研波大学材料科学研究所化学教授究所化学教授20002000年因在导电聚合物领域的开创性工作共同年因在导电聚合物领域的开创性工作共同获获诺贝尔化学诺贝尔化学奖奖1、理论研究、理论研究中国的高分子研究起步于二十世纪中国的高分子研究起步于二十世纪50年代，作出杰出贡献的有：年代，作出杰出贡献的有：王葆仁先生：在我国高分

42、子科学的形成、发展中进行了重要的组织工作，培王葆仁先生：在我国高分子科学的形成、发展中进行了重要的组织工作，培 养了一大批学科骨干。养了一大批学科骨干。冯新德先生：在自由基聚合、氧化还原引发体系等领域开展了系统的基础研冯新德先生：在自由基聚合、氧化还原引发体系等领域开展了系统的基础研 究，并开创了国内医用高分子研究领域。究，并开创了国内医用高分子研究领域。钱人元先生：对我国高分子物理的发展起了奠基作用，开拓了我国高分子溶钱人元先生：对我国高分子物理的发展起了奠基作用，开拓了我国高分子溶 液、高分子凝聚态、有机金属导体等一些重要的研究领域。液、高分子凝聚态、有机金属导体等一些重要的研究领域。何炳

43、林先生：开拓了我国离子交换与吸附树脂的研究领域，并在将基础研究何炳林先生：开拓了我国离子交换与吸附树脂的研究领域，并在将基础研究 和应用研究相结合推动产业发展方面做出富有成果的尝试。和应用研究相结合推动产业发展方面做出富有成果的尝试。钱保功先生：在组织高分子化学、高分子物理进行学科联合，共同开发我国钱保功先生：在组织高分子化学、高分子物理进行学科联合，共同开发我国 新品种橡胶研究方面做出了重要贡献。新品种橡胶研究方面做出了重要贡献。唐敖庆先生：开展了高分子统计理论研究，在高分子化学、高分子物理理论唐敖庆先生：开展了高分子统计理论研究，在高分子化学、高分子物理理论 研究方面开创了一个重要领域。研

44、究方面开创了一个重要领域。徐徐 僖先生：长期开展的塑料成型研究为我国高分子成型科学基础研究的发僖先生：长期开展的塑料成型研究为我国高分子成型科学基础研究的发 展起了重要奠基的推动作用。展起了重要奠基的推动作用。中国的高分子科学中国的高分子科学2、工业发展、工业发展新中国成立时，合成树脂的总产量不到新中国成立时，合成树脂的总产量不到200t，合成橡胶，合成橡胶与合成纤维均为空白。与合成纤维均为空白。自主开发：自主开发：50年代年代 大型聚氯乙烯树脂工厂大型聚氯乙烯树脂工厂 70年代年代 大型顺丁橡胶工厂大型顺丁橡胶工厂 80年代年代 适应于高速纺丝的聚丙烯适应于高速纺丝的聚丙烯 90年代年代 大

45、型热塑性弹性体大型热塑性弹性体SBS工厂工厂引进技术（至引进技术（至90年）：年）：橡胶品种橡胶品种 4 个：氯丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、丁苯胶乳个：氯丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、丁苯胶乳 生产能力生产能力18万万t/a纤维品种纤维品种 5 个：尼龙个：尼龙-6、尼龙、尼龙-66、聚酯、聚丙烯腈、维尼纶、聚酯、聚丙烯腈、维尼纶 生产能力生产能力158万万t/a塑料品种塑料品种10个：个：PS、HIPS、LDPE、HDPE、LLDPE等等 生产能力生产能力201万万t/a 中国顺丁橡胶的开发中国顺丁橡胶的开发实例实例实验室工作阶段：实验室工作阶段：60年代，长春应化所、北京化工研究院、兰州化工

46、研究院年代，长春应化所、北京化工研究院、兰州化工研究院对丁烯氧化脱氢、聚合催化体系及工艺流程进行大规模研究。对丁烯氧化脱氢、聚合催化体系及工艺流程进行大规模研究。第一次会战攻关阶段：第一次会战攻关阶段：1964年，在锦州石油六厂建年，在锦州石油六厂建500吨级的丁烯氧化脱氢吨级的丁烯氧化脱氢制丁二烯及制丁二烯及30吨的聚合中试装置。全国多家单位及高校参加会战。吨的聚合中试装置。全国多家单位及高校参加会战。二次现场攻关阶段：二次现场攻关阶段：1969年，在北京石化总厂建万吨级装置，为解决生产中年，在北京石化总厂建万吨级装置，为解决生产中出现的工艺障碍、提高产品质量，组织多家科研单位及高等院校进行联合攻出现的工艺障碍、提高产品质量，组织多家科研单位及高等院校进行联合攻关，到关，到1975年年5月，完成任务。月，完成任务。随后在全国陆续建立五套装置，年产量超过十万吨，基本满足国家需要，并随后在全国陆续建立五套装置，年产量超过十万吨，基本满足国家需要，并有出口。有出口。教学提示：教学提示：2、了解高分子化合物的分类与命名、了解高分子化合物的分类与命名1、掌握基本概念、掌握基本概念高分子科学、高分子化合物、单体、结构单元、重复高分子科学、高分子化合物、单体、结构单元、重复单元、聚合度单元、聚合度3、数均分子量、质均分子量、分子量分布、数均分子量、质均分子量、分子量分布