1、高分子科学的历史 第一章 高分子材料概论 高分子科学的历史 第一节 高分子科学的历史 远古时期1、纤维素的利用造纸东汉时期（公元约东汉时期（公元约105105年），蔡伦造纸术年），蔡伦造纸术高分子科学的历史 v 1987年2月初，在美国印刷工业100周年的纪念大会上当时的美国总统布什说“那个伟大国家在造纸、印刷和排字方面所做的贡献，确实可以说改变了历史的进程。”v 造纸是我国古代科学技术的四大发明之一;高分子科学的历史(1)纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖。不溶于水及一般有机溶剂。是植物细胞壁的主要成分。(2)纤维素是世界上最丰富的天然有机物，占植物界碳含量的50%以上。棉花的纤维素含量接近1
2、00%，为天然的最纯纤维素来源。一般木材中，纤维素占4050%，还有1030%的半纤维素和2030%的木质素。此外，麻、麦秆、稻草、甘蔗渣等，都是纤维素的丰富来源。纤维素分子式高分子科学的历史（3）纤维素是重要的造纸原料。此外，以纤维素为原料的产品也广泛用于塑料、炸药、电工及科研器材等方面。食物中的纤维素（即膳食纤维）对人体的健康也有着重要的作用。（4）纤维素是世界上蕴藏量最大的可再生资源，据估计自然界每年产1000亿吨。高分子科学的历史 2、蛋白质的利用练丝、鞣革豆腐：豆腐：西汉淮南王刘安发明了豆腐,实质是用Ca,Mg等电解离子使大豆球蛋白的水溶液沉淀。练丝：练丝：一根蚕丝由两根丝纤合并组成
3、，外围包着丝胶，所谓“练”就是用浓碱去掉丝胶，才成为可染色的熟丝。据记载：古时练丝是把蚕丝放进含楝木灰、蜃灰（蛤壳烧的灰）或乌梅汁的水中浸泡。汉以前用温水，东汉以来用沸水。然后在日光下曝晒。晒干后再浸再洗。这样，一面利用灰水中的碱性物质和日光的紫外线起漂白作用，提高丝的白洁度；一面利用水温和灰水或乌梅中的碱性物质或酸性物质继续脱掉丝上残存的丝胶，使蚕丝更加柔软，容易染色。高分子科学的历史 鞣革：鞣革：鞣革是利用化学物质把动物皮转变成革。动物皮干时坚硬，遇水容易腐烂，一些化学物质能与动物皮中的蛋白质结合而成为柔韧、经久耐用的革。兽皮的主要成分是动物蛋白质纤维。鞣革剂与蛋白质中的氨基交联反应。最原
4、始的方法是烟薰法，烟中的醛为鞣革剂。高分子科学的历史 生漆，又称“土漆”，又称“国漆“或“大漆”它是从膝树上采割的乳白色胶状液休，一旦接触空气后转为褐色，数小时后表面于涸硬化而生成漆皮。生漆的经济价值很碌，具有耐腐、耐磨、耐酸、耐溶剂、耐热、隔水和绝缘性好、富有光泽等待性。主成分是具有双键侧链的漆酚，经氧化后聚合成高分子链。3、最早的涂料生漆（国漆、大漆、土漆）漆树主要分布在亚洲的东中部地区，越南、朝鲜、日本、缅甸等国均有漆树，但产量、质量都不如中国。中国的漆树生长于甘肃南部至山东一线的南方地区，这些地区温度和湿度环境非常适于漆树的成长。高分子科学的历史 烟灰用松木烧成的松烟最好，碳颗粒极细。
5、4、最早的黏合剂 中国墨中国墨较完备制造工艺的发明人是韦诞（公元179253）墨烟灰+明胶（粘合剂）明胶由动物的皮、骨骼和甲壳等熬制而成。历史上以徽州人最擅长制墨，所以有“徽墨”之称。徽墨制墨工艺：包括去杂、配料、舂（发音：chong）捣、合墨等工序。其中：去杂是筛去制墨原料“烟灰”中的杂物，使其成匀细粉末状；配料是把筛过的烟灰与胶、朱砂、麝香等辅料，按配方要求匹配混合；舂捣是把配好的料置于铁臼中进行舂捣，舂捣次数不能少于3万次；合墨即将舂捣过的墨泥，按要求制成成品墨。制墨时间要求在每年的二月和九月，此时天气不冷不热，是合墨的最佳时机，因为天热了墨容易变质发臭，天冷了墨块不易干燥。高分子科学的
6、历史 近代时期1、纤维素（Cellulose）的改性 1864年的一天，瑞士巴塞尔大学的化学教授舍恩拜因在自家的厨房里做实验，一不小心把正在蒸馏硝酸和硫酸的烧瓶打破在地板上。因为找不到抹布，他顺手用他妻子的布围裙把地擦干，然后把洗过的布围裙挂在火炉旁烘干。就在围裙快要烘干时，突然出现一道闪光，整个围裙消失了。为了揭开布围裙自燃的秘密，舍恩拜因找来了一些棉花把它们浸泡在硝酸和硫酸的混合液中，然后用水洗净，很小心地烘干，最后得到一种淡黄色的棉花。现在人们知道，这就是硝酸纤维现在人们知道，这就是硝酸纤维素，它很易燃烧，甚至爆炸。被称为火棉，可用于制造炸药。这是人素，它很易燃烧，甚至爆炸。被称为火棉，
7、可用于制造炸药。这是人类制备的第一种高分子合成物。类制备的第一种高分子合成物。舍恩拜因深知这个发现的重要商业价值，他在杂志上只发表了新炸药的化学式，却没有公布反应式，而把反应式卖给了奥地利政府和一个英国商人泰勒。但由于生产太不安全，到1862年奥地利的最后两家火棉厂被炸毁后就停止了生产。高分子科学的历史 可是化学家们对硝酸纤维素的研究并没有中止。法国学者梅纳尔和美国医科大学学生梅纳德所分别独立发现硝酸纤维素能溶解在乙醚和酒精中，这种溶液在空气中蒸发了溶剂可得到一种角质状的物质胶棉。胶棉。硝酸纤维素+乙醚/酒精 角质状透明膜（胶棉）溶解、蒸发合凝固 1870年美国印刷工人海厄特发现在这种物质中加
8、入樟脑会提高韧性，而且具有加热时软化，冷却时变硬的可塑性。这种用樟脑增塑的硝酸纤维素就是历史上第一种塑料，称为赛璐珞赛璐珞(Celluloid).(Celluloid).它广泛被用于制作乒乓球、照相胶卷、梳子、眼睛架、衬衫衣领和指甲油等。高分子科学的历史 夏尔多内伯爵（18841884年）发明人造丝 1884年夏尔多内产生了将硝酸纤维素溶液纺成一种新纤维的想法，他制造了第一种具有光泽的人造丝。当1889年这种新的纤维在巴黎首次向公众展示时曾引起了轰动。这种人造丝有丝的光泽和手感，也能洗涤。可惜这种人造丝极易着火燃烧。后来硝酸纤维素人造丝被更为防火的两个品种所取代，一种是醋酸纤维素，另一种是再生
9、纤维素。今天这两种人造丝的产量已是生丝的65倍。舍恩拜因的偶然发现已经引起了19世纪后半叶欧美化学工业的巨大发展。高分子科学的历史 2、第一个人造聚合物 酚醛树脂 20世纪初，随着电力和电器工业的发展，需要使用大量有绝缘性能的材料。当时应用最广的是虫胶，它是从东南亚产的一种叫做紫胶虫的昆虫中分泌出来的淡黄色天然树脂，可以用它制造成各种绝缘材料。由于虫胶制品与传统的陶瓷绝缘材料相比，有其独特的优点，即陶瓷的绝缘性能虽好，但很容易破碎，虫胶绝缘材料则不会破损。因此，全世界对虫胶的需求量与日俱增。可是，令人头痛的是，为了生产0.45千克虫胶，竟然需要15万个紫胶虫在将近6个月的时间才能分泌出来。而在
10、当时，世界上虫胶的消耗量已相当可观，仅以美国的统计为例，每年就要消耗45万千克虫胶，也就是说每年要有1500亿个紫胶虫在分泌树脂。1907年，比利时化学家贝克兰（Leo Baekeland）认识到了寻找虫胶代用品的经济价值。但究竟如何下手呢？他一开始就想到，有没有人已经做过这类研究？也就是说，他应该查一查文献，有没有前人的经验可以借鉴，即使没有成功的经验，那些失败的教训也是一种宝贵的财富。高分子科学的历史 贝克兰从文献上看到，早在1872年，德国著名的有机化学家、合成染料工业的奠基人-拜耳曾经做过这样的研究：把通常做消毒用的石炭酸（即苯酚）跟医学和生物学上防腐用的福尔马林（即甲醛）混合起来，便
11、生成了一种树脂状的物质。将这种物质加热，它会发泡并产生恶臭。待这种物质重新冷却以后，又会凝固。变成坚硬而多孔的不溶于水的灰色固体。做完这一研究以后，拜耳便认为这种树脂状物质在工业和应用上毫无价值。他特别考虑到，这种物质不溶于水，会牢牢地附着在反应容器的器壁上，很难取下来，也不好清洗，是一种难以生产的产品。因此，拜耳就放弃了这项研究，唯一留给世人的只有在文献中的一段描述。我们不难看出，拜耳并没有从自己的研究中获得宝贵的材料，而是轻易地让这种宝贵的材料从自己的眼皮底下溜走了，这不能不认为是19世纪德国有机化学界的一大憾事。看到了拜耳等人的文献，贝克兰却并不认为这种被拜耳废弃的物质是毫无工业价值的，
12、他决心重新打开这扇探索的大门，开发虫胶的代用品。高分子科学的历史 贝克兰凭着直觉意识到，这种树脂的难溶不熔的特性可能具有很高的实用价值。耐磨、抗腐蚀，正是他要寻找的虫胶代用品的基本要求。1907年，贝克兰重复前人关于苯酚甲醛树脂的研究工作，开发这种树脂的用途。他在重复前人工作的基础上，深人研究了苯酚与甲醛的反应，得到了两种不同的树脂：一种树脂具有可溶可熔的性质，能作虫胶代用品；另一种是不溶不熔的树脂。他改进了前人的技术，达到了可以模塑的水平，这就是他发明的酚醛塑料。贝克兰合成这种物质所用的原料和拜耳一样，也是苯酚和甲醛，只是改变了反应的条件，如反应的温度、压力等。他设计的反应设备也比拜耳新颖得
13、多，这些便是贝克兰获得成功的关键。高分子科学的历史 酚醛树脂和电木是一种优良的绝缘材料，比虫胶的性能更好。它们有足够的强度和硬度，而且密度很小，是一种轻型材料。酚醛树脂和电木不但可以铸造成型，还可以像金属那样用机床进行机械加工，做成所需形状。酚醛树脂和电木对于热、酸、气候变化不敏感，因此性质很稳定。生产这种绝缘材料的最大优点是原料很便宜，苯酚是从廉价的煤焦油中提炼出来的；制造甲醛的原料是煤。酚醛塑料可以用作电器上的旋钮和按键、电灯插座、电器插头、线圈盘、电闸和配电盘，以及各种仪器、仪表和照相机的外壳。如果把酚醛树脂放在模具中，在冷却以后就可以铸造成各种形状的坚硬固体，这种固体能精确地重现模具的
14、轮廓。如果将酚醛树脂跟锯木屑混合在一起，也可以铸造成各种形状的制品，这种材料被称为电木。如果添加了各种颜色的着色材料，电木就更加丰富多彩了。高分子科学的历史 贝克兰的发明不仅给我们带来了如此有用的材料，更重要的是他激起了人们对合成高分子的热情。从那以后，形形色色的合成高分子材料就不断被发明出来，人类社会对材料的应用从金属材料（铁器）时代跨入了有机高分子材料时代。贝克兰研究酚醛树脂持续5年之久，先后获得过100多项专利，他的科研成果引起了化学和化学工业中一场不小的变革，他本人也成为世界上第一次用人工方法合成高分子化合物的科学家。高分子科学的历史 拜耳（18351917），Adolf von Ba
15、eyer，德国化学家。1835年10月31日生于柏林，1917年8月20日卒于斯特尔堡。曾在海德堡大学学习化学，是R.W.本生和F.A.凯库勒的学生。1858年在柏林大学获博士学位，1860年任该校化学讲师。数年后任柏林工业研究所化学研究室主任。1872年任斯特拉斯堡大学化学教授。1875年任慕尼黑大学教授，他的第1项成就是1863年发现了巴比土酸巴比妥类安眠药的母体。1865年，他开始了靛蓝染料的研究工作，1880年合成了靛蓝，1883年确定其结构。1885年拜耳根据碳原子正四面体的模型建立了张力学说。1881年英国皇家学会授予他戴维奖章，表彰他在靛蓝方面的成就。1905年他因研究有机染料和
16、氢化芳香族化合物的贡献而获诺贝尔化学奖。同年，他的科学论文集出版。高分子科学的历史 贝克兰（18631944），Baekeland，Leo Hendrik，美国化学家，酚醛树脂的发明者。1863年11月14日生于比利时港口城市根特，1944年2月23日卒于纽约。1882年毕业于根特大学。1884年获夏洛滕堡工业大学博士学位。1887年任布鲁日大学物理和化学教授。1888年回到根特大学任化学副教授，从事照相化学研究。1889年移居美国。曾发明高光敏性照相纸并从事电解研究。1905年转向研究苯酚与甲醛的反应及其产物。在近5年的工作中，完成了以催化剂类型和用量控制缩聚反应，树脂的三阶段固化机理，树脂
17、中加入木粉以克服其脆性，以高温热压法缩短固化时间和消除释放挥发物在模塑制品中产生空隙等研究，使酚醛树脂成为工业生产的第一个合成高聚物。1909年获得酚醛高温热压成型专利权，并于1910年5月在柏林吕格斯工厂组建了日产180千克多种酚醛树脂产品的通用酚醛树脂公司，后并入联合碳化物公司。1924年任美国化学学会会长。高分子科学的历史 3、聚乙烯的发明 乙烯是无色无味的气体。乙烯存在于自然界，在植物果实成熟过程中，植物会释放微量的乙烯气体，作为果实的催熟剂。如果尚未成熟的果实暴露在有微量乙烯的环境里，也会加速成熟。碳氢气体（如天然气）在燃烧过程中，也会产生微量的乙烯。人们发现乙烯有很多年了，但仅仅测
18、定了它的一些性质，发表几份研究报告，仅此而已，直到发现聚乙烯。上世纪30年代时，经济大萧条，化工公司急需新的产品好冲出困境。同时，科技新发现像雨后春笋，此起彼伏，但很多发现都是撞上的，并没有理论指导，所以很多公司的实验室里，都是四处撒网，希望捕到大鱼。英国的帝国化学公司也不例外。1933年3月24日，那是一个星期五，帝国化学公司的两个化学家E.W.Fawcett（福西特）和R.O.Gibson（吉布森）一气搭起了好几十个实验，把有希望的基本有机物质放在一起，设定各种反应条件，尤其是高温高压，希望撞上一个重大发现。其中有一个容器里，装的是乙烯气体和苯甲醛，压力是170个大气压，温度是170度。星
19、期一，试验容器的密封性能不好发生泄漏，预期的反应没有发生，但是容器底部有一些白色的蜡状粉末（薄膜）。高分子科学的历史 第二次乙烯聚合要到1935年才实现，尽管实验器材在高温高压下发生泄漏，实验还是获取了少量白色的蜡状粉末（薄膜），测试表明这就是乙烯的聚合物，和苯甲醛没有关系，聚乙烯就这样意外地发现。这时，第二次世界大战的阴云已经笼罩在欧洲头上。聚乙烯出色的绝缘性能被寄予很大希望，尤其是用于潜艇通信设备或雷达的电缆绝缘，聚乙烯的性质和生产也成了机密。帝国化学公司根据实验室里合成的8克聚乙烯，断然决定建立一个年产100吨的聚乙烯厂，产量是根据潜艇部队的需要而定的。1939年9月1日，帝化的聚乙烯厂
20、投产了。同一天，德国入侵波兰。由于阴差阳错的原因，潜艇没有用上聚乙烯，但聚乙烯绝缘用于反潜飞机的机载雷达，在大西洋之战中，为猎获德国潜艇立下了汗马功劳。随后，科学家们发现聚乙烯具有极好的化学稳定性，防水，无异味，耐酸，耐碱，尤其出色的是绝缘性。两次试验均发生泄漏，在泄漏过程中，一定带进去某些物质，这种物质可能是乙烯聚合反应的催化剂。经分析带进去的物质最大可能就是氧气。于是他们重新设计了操作工艺，在聚合系统中引入了少量的氧气，经过多次试验，终于制得了聚乙烯。高分子科学的历史 4、天然橡胶硫化方法的发现 人类使用天然橡胶的历史已经有好几个世纪了。哥伦布在发现新大陆的航行中见到南美洲土著人玩的一种球
21、是用硬化了的植物汁液做成的。哥伦布和后来的探险家们无不对这种有弹性的球惊讶不已。一些样品被视为珍品带回欧洲。后来人们发现这种弹性球能够擦掉铅笔的痕迹，因此给它起了一个普通的名字“擦子”(rubber)。这种物质就是原产自非洲亚马逊丛林中的橡胶树的天然橡胶。1839年，美国人古德伊尔(Charles Goodyear)在研究保存橡胶的方法时，不小心把天然橡胶（乳胶）和硫磺的混合物泼洒到小火炉，得到了一种具有良好弹性的物质。古德伊尔发明的硫化方法，其过程一般在摄氏140-150度的温度下进行，通过天然橡胶与硫磺一起加热进行硫化，实现了橡胶分子链的交联，使橡胶具备了良好的弹性。高分子科学的历史 汤姆
22、森发明充气轮胎 v过去的几千年间，人们所坐的车使用的一直是木制轮子，或者再在轮子周围加上金属轮辋。v在古德伊尔发明了实用的硫化橡胶之后，1845年，英国工程师R.W.汤姆森在车轮周围套上一个合适的充气橡胶管，并获得了这项设备的专利。v1890年，轮胎被正式用在自行车上，1895年，又被用在各种老式汽车上。v尽管橡胶是一种柔软而易破损的物质，但却比木头或金属更加耐磨。橡胶的耐用、减震等性能，加上充气轮胎的巧妙设计，使乘车的人觉得比以往任何时候都更加舒适。v随着汽车数量的大量增加，用于制造轮胎的橡胶的需求量也变成了天文数字。如此广泛的应用使天然橡胶供不应求。面对橡胶生产的严峻形势，各国竞相研制合成
23、橡胶。高分子科学的历史 聚异戊二烯合成失败v人们首先想到的是用天然橡胶的结构单元-异戊二烯来制造合成橡胶。v然而，用异戊二烯作为合成橡胶的原料，有两个困难：一是异戊二烯的主要来源正是天然橡胶本身；二是在天然橡胶长链中，所有的异戊二烯单元都朝向同一方向（全顺式）；在固塔坡胶长链中，它们则是严格地按照一正一反的方向排列的（全反式），而人工聚合时异戊二烯单元往往是毫无规律地聚合在一起，得到的是一种既不是橡胶也不是固塔坡胶的物质。这种物质缺少橡胶的弹性和柔性，用不了多久就会变粘，所以不能用来制造汽车轮胎。v大约在1930年，德国和苏联用丁二烯作为单体，金属钠作为催化剂，合成了一种叫做丁钠橡胶。作为一种
24、合成橡胶，丁钠橡胶对于应付橡胶匾乏而言还算是令人满意的。与其它单体共聚可以改善丁钠橡胶的性能。如与苯乙烯共聚得到丁苯橡胶，它的性质与天然橡胶极其相似。事实上，在第二次世界大战期间，德国军队就是因为有丁苯橡胶，橡胶供应才没有出现严重短缺现象。苏联也用同样的方法向自己的军队提供橡胶。转向研究聚丁二烯丁钠橡胶高分子科学的历史 氯丁橡胶的出现 美国在战后大力研究合成橡胶。于1931年首先合成了氯丁橡胶，氯原子使氯丁橡胶具有天然橡胶所不具备的一些抗腐蚀性能。例如，它对于汽油之类的有机溶剂具有较高的抗腐蚀性能，远不像天然橡胶那样容易软化和膨胀。因此，像导油软管这样的用场，氯丁橡胶实际上比天然橡胶更为适宜。
25、氯丁橡胶的合成首次清楚地表明，在合成橡胶领域，试验中的产物并不一定只能充当天然物质的代用品，它的性能能够比天然物质更好。高分子科学的历史 聚异丁烯（异丁橡胶）的发明 20世纪30年代，德国法本公司在实验中偶然发现一种怪现象，这种现象很有趣，可以把参观者逗乐:在干冰温度下，将异丁烯液化，然后加入几滴三氟化硼（一种高效催化剂），催化剂刚落在液体表面，就会产生无声的爆炸，随之产生白色的雪球，雪球越滚越大，从玻璃杯口滚出来。高分子科学的历史 合成橡胶的最后胜利是聚异戊二烯 1955年美国人齐格勒利用聚合乙烯使用的催化剂(也称齐格勒纳塔催化剂)聚合异戊二烯。首次用人工方法合成了结构与天然橡胶基本一致的合
26、成天然橡胶。不久用乙烯、丙烯这两种最简单的单体制造的乙丙橡胶也获成功。此外还出现了各种具有特殊性能的橡胶。现在合成橡胶的总产量已经大大超过了天然橡胶。高分子科学的历史 1928年美国最大的化学公司杜邦公司建立了聚合物研究实验室，32岁的杰出化学家卡罗瑟斯（Carothers）担任领导。5、尼龙的诞生高分子科学的历史 卡罗瑟斯博士带领的研究小组选择各种具有活性基团的分子，在一定条件下相互作用，看看能否成为合成纤维。结果，几百次的试验都失败了。1931年夏天，卡罗瑟斯用乙二醇和癸二酸缩合制取聚酯，在实验中同事希尔在从反应器中取出熔融的聚酯时发现了一种有趣的现象：这种熔融的聚合物能像棉花糖那样抽出丝
27、来，而且这种纤维状的细丝即使冷却后还能继续拉伸，拉伸长度可以达到原来的几倍，经过冷拉伸后纤维的强度和弹性大大增加。卡罗瑟斯预感到这种特性可能具有重大的应用价值，有可能用熔融的聚合物来纺制纤维。经过三年的艰苦奋斗，卡罗瑟斯和他的同事们将注意力转到己二胺和己二酸进行缩聚反应，终于在1935年合成出聚酰胺高分子化合物。该物质在熔融状态下能拉成细丝，强度和弹性特别优良，软化点也符合纺丝生产的要求。由于这两种合成原料分子里都含六个碳原子，所以卡罗瑟斯把它命名为“尼龙66”。尼龙66是最早的一种有实用价值的人工合成纤维。美国杜邦公司从研制到投入工业生产共花费2700万美元，投入 230 多名研究和工程技术
28、人员，卡罗瑟斯是其中的佼佼者。高分子科学的历史 尼龙66的反应式 1939年10月24日，美国的杜邦（化学）公司，用300尺高的宣传尼龙丝袜玉足模型广告，吸引了无数眼球。人们曾用“像蛛丝一样细，像钢丝一样强，像绢丝一样美”的词句来赞誉这种纤维。尼龙66问世以后，首先以袜子这一终端产品出现立即赢得了巨大的反响。在1940年，当这种实际上是由煤、空气和水作原料制造的尼龙长袜问世时，妇女们排长队竞相购买，有的妇女一买到就迫不及待地坐在人行道上穿起来。首批供应的四百双长袜仅用4天就销售一空，令经销商们为之目瞪口呆。高分子科学的历史 尼龙又名“卡普隆”、“锦纶”，化学名称是聚酰胺纤维。尼龙的诞生，改变了
29、人们过去靠植物生长、蚕吐丝等得到的天然纤维制衣的习惯，而采用以煤、石油、天然气、水空气、食盐、石灰石等为原料，经化学处理制成，所以也叫人造纤维。此外，合成纤维主要还有：腈纶、维纶、丙纶和氯纶五种，其中尼龙和前两种产量最大，占合成纤维产量的90%。它们都具有强度高、耐磨、比重小、弹性大、防蛀、防霉等优点。除制衣外，在工业或其他方面也很有用处。尼龙耐磨性比棉制品高10倍，比羊毛高20倍，弹性好，大多用于制造丝袜、衬衣、渔网、缆绳、降落伞、宇航服、轮胎帘布等。现尼龙广泛用作衣服、地毯、轮胎的帘子线、降落伞、缆绳、安全皮带、帐篷、牙刷毛、外科缝线、渔网等。特别值得一提的是号称“合成的钢丝”的芳纶，它是
30、一种芳香族聚酰胺有机纤维。芳纶在同样重量材料下得到的强度是钢丝的五倍，用手指粗的芳纶绳就可以吊起两辆大卡车！高分子科学的历史 高分子科学的奠基人 1920年德国人史道丁格（Staudinger）发表了划时代的文献“论聚合”。他提出了“高分子”、“长链大分子”的概念。从而确立了高分子学说。高分子科学的历史 高分子学说的创立极大推动了高分子工业的发展 按合成年代排列，一系列的合成高分子材料诞生：醇酸树脂（1926）、聚氯乙烯（1928）、脲醛树脂（1929）、聚苯乙烯（1930）、聚甲基丙烯酸甲酯（1930）、高压聚乙烯（1935）、聚醋酸乙烯（1936）、丁基橡胶（1940）、涤纶纤维（1941
31、）、聚氨酯（1943）、环氧树脂（1947）、ABS（1948）。顺丁橡胶（1959）、异戊橡胶（1959）和乙丙橡胶（1960）等弹性体材料获得大规模发展。聚甲醛（1956）、聚碳酸酯（1957）、聚酰亚胺（1962）、聚砜（1965）、聚苯硫醚（1968）等工程塑料相继问世。高分子科学的历史 以塑料为例，由于塑料有原料多、生产易、成本低、加工快、比强度大、性能好等特点，可以代替部分金属、木材、皮革等传统材料，塑料现在的产量已超过了木材和水泥等结构材料的总产量。高分子科学的历史 我国高分子材料品种分布（单位：万吨）热塑性塑料（thermoplastics）占总量的80。热固性塑料（therm
32、osets）占总量的20。聚乙烯240聚苯乙烯（PS）39聚氯乙烯140聚丙烯120丙烯腈/丁二烯/苯乙烯三元共聚物（ABS）21酚醛塑料PF聚氨酯PU脲醛塑料UF不饱和聚酯UP高分子科学的历史 合成纤维（synthetic fibers）（单位：万吨）15045231312020406080100120140160涤纶晴纶尼龙维纶丙纶高分子科学的历史 橡胶（rubber or elastomer）（单位：万吨）25213333丁苯胶顺丁胶乙丙胶氯丁胶丁腈胶万能胶（SBS胶）高分子科学的历史 我国高分子产量在全球的占比塑料：第3位合成纤维：第1位 合成橡胶：第4位 按人均就十分靠后，人均消耗量
33、也很少。每年塑料人均消耗量：美国为143Kg，日本和德国约为94Kg，中国小于10Kg。高分子科学的历史 高分子科学的里程碑历年来诺贝尔奖获得者名单1953年 德国 史道丁格（Staudinger）创建高分子学说 1920年德国化学家人史道丁格发表了划时代的文献“论聚合”。他提出了“高分子”、“长链大分子”的概念。他预言了一些含有某些官能团的有机物可以通过官能团间的反应而聚合，比如聚苯乙烯、聚甲醛等，后来都得到了证实。史道丁格是高分子科学的奠基人，为了表彰他的杰出贡献，1953年72岁的他登上了诺贝尔化学奖的领奖台。高分子科学的历史 1963年 德国 齐格勒（Ziegler）聚合反应催化剂 德
34、国有机化学家。1953年他发现用烷基铝和四氯化钛为催化剂时，乙烯可在常压下高收率地聚合，制得具有高强度和高熔点的高密度聚乙烯。1955年，在德国建成了世界上第一套高密度聚乙烯（也称低压法聚乙烯）生产装置，创建了合成树脂一个大品种。高分子科学的历史 1974年 美国 弗洛里（Flory）高分子、聚合物理论 弗洛里是研究大分子聚合物的先驱。对橡胶、塑料、纤维、薄膜、蛋白质的组成和性质进行大量研究。还研究聚合作用机理、溶液理论等。因高键分子物理化学研究成果获1974年诺贝尔奖。高分子科学的历史 1984年 美国 梅里菲尔德（Merrifield）固相法合成多肽 梅里菲尔德，美国生物化学家，1984年
35、诺贝尔化学奖得主，现代多肽合成技术化学合成法创始人，发明了固相多肽合成法，革新了传统液相方法，为多肽合成翻开了崭新的一面。高分子科学的历史 1991年 法国 热纳（Gennes）标度理论、凝聚态物理 德热纳的主要贡献在于：为研究简单系统中的有序现象而创造的方法，能够推广到研究较复杂的物质形态，特别是液晶和聚合物等物质。他因在研究超导体、液晶和聚合物等方面取得的成就而被瑞典皇家科学院诺贝尔奖评审委员会誉为“当代牛顿”。高分子科学的历史 2000年 美国 黑格（Heeger）2000年 美国马克迪尔米德（MacDiarmid）2000年 日本 白川英树（Shirakawa）导电高分子（导电塑料）人们都知道塑料与金属不同，通常情况下，它是不能导电的。在实际生活中，人们经常将塑料用作绝缘材料，普通电线中间是铜导线，外面包着的就是塑料绝缘层。但令人惊奇的是，三位科学家打破了人们的这个常规认识。他们发现，经过某些方面的更改，塑料能够成为导体。
