1、高高 分分 子子 材材 料料 概概 论论前 言 一、材料的定义与分类一、材料的定义与分类分类分类具有满足指定工作条件下使用要求的形态和物理性状的物质具有满足指定工作条件下使用要求的形态和物理性状的物质 材料材料按化学组成分类按化学组成分类按作用分类按作用分类按状态分类按状态分类按使用领域分类按使用领域分类金属材料金属材料无机非金属材料无机非金属材料有机高分子材料有机高分子材料复合材料复合材料结构材料结构材料功能材料功能材料气态气态液态液态固态（单晶、多晶、非晶、复合）固态（单晶、多晶、非晶、复合）定义定义建筑材料建筑材料医用材料医用材料电子材料电子材料耐火材料耐火材料二、二、材材 料料 的的
2、发发 展展 历历 史史无机非金属材料无机非金属材料复合材料复合材料高分子材料高分子材料金属材料金属材料木材木材皮革皮革纤维纤维纸纸青铜青铜铁铁钢钢金金皮胶皮胶橡胶橡胶赛璐珞赛璐珞陶陶玻璃玻璃水泥水泥火石火石合金钢合金钢耐热合金耐热合金先进功能陶瓷先进功能陶瓷各种基体复合材料各种基体复合材料功能高分子功能高分子高温高分子高温高分子高强高模高分子高强高模高分子通用高分子通用高分子韧性工程陶瓷韧性工程陶瓷金属陶瓷金属陶瓷耐火材料耐火材料时间时间/年年相对占有量相对占有量玻璃态金属玻璃态金属5000公元前公元前0公元公元1000 150018001900194019601980199020002019
3、纤维增强塑料纤维增强塑料稻草杆砖稻草杆砖微合金钢微合金钢骨骨瓷瓷三、三、材材 料料 研究的四要素研究的四要素 “性质、结构与成分、合成与加工、使用性能，以及它们性质、结构与成分、合成与加工、使用性能，以及它们之间的密切关系确定了材料科学与工程这一领域。之间的密切关系确定了材料科学与工程这一领域。”美国国家研究委员会：美国国家研究委员会：90年代的材料科学与材料工程年代的材料科学与材料工程 建立原子、分子和分子团的新排列，在所有尺建立原子、分子和分子团的新排列，在所有尺寸上（从原子寸上（从原子 尺寸尺寸 到宏观尺寸）对结构的控制，到宏观尺寸）对结构的控制，以及高效而有竞争力地制以及高效而有竞争力
4、地制 造材料和零件的演变造材料和零件的演变过程。过程。合成合成/加工加工确定材料功能特性和效用的描述确定材料功能特性和效用的描述性性 质质材料固有性质同产品设计、工程能力和人类需材料固有性质同产品设计、工程能力和人类需求相融合一个要素。求相融合一个要素。使用性能使用性能合成合成加工加工性质性质结构结构成分成分使用使用性能性能 四、材料今后的发展方向四、材料今后的发展方向（1）从发展看，到二十一世纪，金属材料、高分子材料、）从发展看，到二十一世纪，金属材料、高分子材料、无机非金属材无机非金属材 料、复合材料将出现四大类工程材料平料、复合材料将出现四大类工程材料平 分秋色的局面。分秋色的局面。（2
5、）美国认为，在先进材料、电子信息技术、生物技术三）美国认为，在先进材料、电子信息技术、生物技术三 大未来高技术领域中，先进材料中的先进陶瓷和高分大未来高技术领域中，先进材料中的先进陶瓷和高分 子基质材料将于今后子基质材料将于今后25年内在世界上发挥重大作用，年内在世界上发挥重大作用，并可能是美国在国际生产和技术竞争中保持强力地位并可能是美国在国际生产和技术竞争中保持强力地位 的关键技术领域。的关键技术领域。（3）对新一代材料的主要要求：）对新一代材料的主要要求：a.既是结构材料又具有多种功能的材料；既是结构材料又具有多种功能的材料；b.具有感知、自我调节和反馈等能力的智能型材料；具有感知、自我
6、调节和反馈等能力的智能型材料；c.制作和废弃过程中尽可能减少污染的绿色材料；制作和废弃过程中尽可能减少污染的绿色材料；d.充分利用自然资源，能循环作用的可再生性材料；充分利用自然资源，能循环作用的可再生性材料；e.少维修或不维修的长寿命材料。少维修或不维修的长寿命材料。材料是人类生活和生产必需的基础，材料是人类生活和生产必需的基础，也是人类文明的物质基础，而材也是人类文明的物质基础，而材料的使用与一个历史时期内生产力和料的使用与一个历史时期内生产力和科学技术水平密切相关。一个国家材科学技术水平密切相关。一个国家材料的品种和产量是直接衡量一个国家料的品种和产量是直接衡量一个国家的科学技术、经济发
7、展水平的重要标的科学技术、经济发展水平的重要标志之一。志之一。例例CPU制作材料制作材料 目前的目前的CPU材料主要以半导体和超半导体技术为主。现材料主要以半导体和超半导体技术为主。现有三种材料有可能改变这种情况：有三种材料有可能改变这种情况：（1）原子水平的材料技术）原子水平的材料技术（2）生物学）生物学DNA技术技术（3）巴基球技术）巴基球技术 用原子做基本材料（载体材料可多样），通过原子组合排列实现二用原子做基本材料（载体材料可多样），通过原子组合排列实现二进制逻辑计算，可使计算机超小型化。目前问题：组合排列的稳定性。进制逻辑计算，可使计算机超小型化。目前问题：组合排列的稳定性。用生物基
8、因做基本材料，用基因密码组合实现二进制逻辑计算，可用生物基因做基本材料，用基因密码组合实现二进制逻辑计算，可使计算机智能化。目前问题：提高速度。使计算机智能化。目前问题：提高速度。在巴基球条件下，碳分子成为导体，性能比现有任何计算机材料好，在巴基球条件下，碳分子成为导体，性能比现有任何计算机材料好，且三维方向可控，一方面材料俯拾即是，另一方面三维可控将提供更新的且三维方向可控，一方面材料俯拾即是，另一方面三维可控将提供更新的逻辑数学方式，对软件制作模式有重大影响。目前问题：载体稳定性。逻辑数学方式，对软件制作模式有重大影响。目前问题：载体稳定性。第一章绪论第一节第一节 高分子材料科学概述高分子
9、材料科学概述一、基本概念一、基本概念 1、高分子科学、高分子科学 2、高分子化合物、高分子化合物 3、高分子合成的基本概念、高分子合成的基本概念二、高分子材料科学发展简史二、高分子材料科学发展简史高分子科学的研究范围衣：棉、麻、丝、毛及合成纤维食：粮食（淀粉）；肉、蛋（蛋白质）住：木材、塑料、粘合剂、涂料行：汽车、自行车用的轮胎、塑料等 航天、航空中的复合材料 这些材料都是高分子化合物1 1、高分子科学、高分子科学 研究高分子化合物合成、改性，高分子及其聚集态的结研究高分子化合物合成、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。包括高构、性能，聚合物的成型加工等
10、内容的一门综合性学科。包括高分子化学、高分子物理、高分子工程几个领域。分子化学、高分子物理、高分子工程几个领域。ChemistryPhysicsPolymerTechnic 高分子科学的基础。主要研究高分子化高分子科学的基础。主要研究高分子化合物的分子设计、合成及改性，担负为高分子科学研究合物的分子设计、合成及改性，担负为高分子科学研究提供新生化合物、为国民经济提供新材料及合成方法的提供新生化合物、为国民经济提供新材料及合成方法的任务。任务。高分子化学高分子化学 高分子科学的理论基础，主要研究高分子高分子科学的理论基础，主要研究高分子及其聚集态的结构、性能、表征以及结构与性能、结构及其聚集态的
11、结构、性能、表征以及结构与性能、结构与外场力的影响之间的相互关系，指导高分子化合物的与外场力的影响之间的相互关系，指导高分子化合物的分子设计和高聚物作为材料的合理使用。分子设计和高聚物作为材料的合理使用。高分子物理高分子物理 研究涉及聚合反应工程、高分子成型工艺及研究涉及聚合反应工程、高分子成型工艺及相应的理论、方法的研究，为高分子科学与高分子工业相应的理论、方法的研究，为高分子科学与高分子工业间的衔接点。间的衔接点。高分子工程高分子工程 高分子科学把合成、结构、性能和应用这四方面的研究用“四角关系四角关系”表示：合成合成 结构结构应用应用 性能性能 2、高分子化合物、高分子化合物具有具有高的
12、相对分子量高的相对分子量，其结构必须是由多个，其结构必须是由多个重复单元重复单元所所组成，并且这些重复单元实际上或概念上是由相应的小组成，并且这些重复单元实际上或概念上是由相应的小分子衍生而来。分子衍生而来。CH2-CH C-CHClClCH2CHOHH2CCHClH2CCHOH聚氯乙烯聚氯乙烯聚乙烯醇聚乙烯醇IUPAC2019IUPAC2019年建议：年建议：Polymer molecule,Macromolecule高分子高分子/聚合物聚合物/大分子大分子实际上概念上高分子高分子的特征的特征A、相对分子质量很大：一般在、相对分子质量很大：一般在104106相对分子质量相对分子质量 1.21
13、.8104尼尼 龙龙相对分子质量相对分子质量 515104聚氯乙烯聚氯乙烯相对分子质量相对分子质量 2530104顺丁橡胶顺丁橡胶粘合剂、涂料粘合剂、涂料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 ClB、共价键连接（？）、共价键连接（？）聚氯乙烯聚氯乙烯例例3、高分子合成的基本概念、高分子合成的基本概念高分子化学是研究高分子化合物合成和反应的一门科学高分子化学是研究高分子化合物合成和反应的一门科学合成：合成：由小分子化合物经过聚合反应形成高分子化合物的过程由小分子化合物经过聚合反应形成高分子化合物的过程反应：以高分子为
14、反应物进行的化学反应反应：以高分子为反应物进行的化学反应例例苯乙烯苯乙烯聚苯乙烯聚苯乙烯聚乙烯醇聚乙烯醇聚乙烯醇缩甲醛聚乙烯醇缩甲醛例例链原子链原子 Chain Atoms构成高分子主链骨架的单个原子。构成高分子主链骨架的单个原子。链单元（链单元（Chain Units由链原子及其取代基组成的原子或原子团。由链原子及其取代基组成的原子或原子团。聚丙烯聚丙烯CCHHCH3HCHHCCH3HCHHCCH3H聚乙二醇聚乙二醇CHHCHHO CHHCHHO CHHCHHOCCHHCH3HCHHCCH3HCHHCCH3HCHHCHHO CHHCHHO CHHCHHO结构单元：结构单元：Constitut
15、ional Unit构成高分子主链结构一部分的单个原子或原子团，可包含构成高分子主链结构一部分的单个原子或原子团，可包含一个或多个链单元。一个或多个链单元。重复重复(结构结构)单元：单元：Constitutional Repeating Unit,CRU重复组成高分子分子结构的最小的结构单元。重复组成高分子分子结构的最小的结构单元。CCHHCH3HCHHCCH3HCHHCCH3HCH2CHCH3()nCCHHCH3HCHHCCH3HCHHCCH3H侧基单体单元：单体单元：Monomer(ic)Unit,mer单个聚合物分子所含单体单元的数目。单个聚合物分子所含单体单元的数目。聚合度：聚合度：D
16、egree of Polymerization，DP例如：例如：CHCH2CHCH2n n单体？单体？聚合物？聚合物？主链、侧基？主链、侧基？结构单元、重复单元、单体单元、链节结构单元、重复单元、单体单元、链节聚苯乙烯聚苯乙烯（PS)COOHHOOCCH2CH2OHOHCOOCH2CH2OHHOOCn OH2+nn+(2n-1)单体？单体？聚合物？聚合物？结构单元、重复单元、单体单元、链节结构单元、重复单元、单体单元、链节聚对苯二甲酸乙二醇酯聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET、涤纶）、涤纶）均聚物Homopolymer 由一种单体（真实的、隐含的或假设的）（真实的、隐含的或假设的）聚合而成的聚合物共
17、聚物Copolymer 由两种以上单体（真实的、隐含的或假设的）（真实的、隐含的或假设的）共聚而成的聚合物杂链聚合物的结构特征NH-(CH2)6-NH CO-(CH2)4-COn 结构单元 结构单元 重复单元 此时，两种结构单元的总数称为聚合度：X n X n=2DP=2n氯乙烯单体氯乙烯单体“假设单体假设单体”：乙烯醇：乙烯醇CH2CHClCOCOOCH2CH2OCH2CHOH生成均聚物的聚合反应称均聚反应生成均聚物的聚合反应称均聚反应 （Homopolymerization)。生成共聚物的聚合反应称共聚反应生成共聚物的聚合反应称共聚反应 （Copolymerization)。由对苯二甲酸和
18、乙二醇反应由对苯二甲酸和乙二醇反应生成的生成的“隐含单体隐含单体”：HOOC-Ph-COOCH2CH2OH含有含有反应性反应性末端基团、能进一步聚合的高分子。末端基团、能进一步聚合的高分子。遥爪高分子：遥爪高分子：Telechelic Polymers 高分子链的末端结构单元。高分子链的末端结构单元。末端基团：末端基团：End GroupsHO COCOOCH2CH2OCOCOOCH2CH2OHCH3CH2-(CH2CH2)n-CH2CH3聚乙烯：聚乙烯：涤纶：涤纶：高分子工业：高分子工业：-公元前，蛋白质、淀粉、棉、毛、丝、麻、造纸、公元前，蛋白质、淀粉、棉、毛、丝、麻、造纸、油漆、虫胶等油
19、漆、虫胶等高分子科学：高分子科学：-1833年，年，Berzelius 提出提出“Polymer”一词，指以共价键、一词，指以共价键、非共价键联结的聚集体非共价键联结的聚集体1、十九世纪之前：天然高分子的加工利用、十九世纪之前：天然高分子的加工利用二、二、高分子科学发展简史高分子科学发展简史2、十九世纪中叶：天然高分子的化学改性、十九世纪中叶：天然高分子的化学改性高分子工业：高分子工业：-1838 C.N.Goodyear 天然橡胶硫化天然橡胶硫化-1845 C.F.Schobein 硝化纤维硝化纤维-1868 J.W.Hyatt 硝化纤维塑料硝化纤维塑料-1889 建成最早的人造丝工厂建成最
20、早的人造丝工厂-1900 英国建成年产英国建成年产1000t粘胶纤维工厂粘胶纤维工厂高分子科学：高分子科学：-1870 提出纤维素、淀粉、蛋白质是大的分子提出纤维素、淀粉、蛋白质是大的分子-1892 W.A.Tilden 确定天然橡胶干馏产物异戊二烯确定天然橡胶干馏产物异戊二烯 结构式结构式高分子工业：高分子工业：-1907 L.Backeland 酚醛树脂酚醛树脂-1911 丁钠橡胶丁钠橡胶-1914 醋酸纤维和塑料醋酸纤维和塑料-1925 醋酸乙烯工业化醋酸乙烯工业化-1928 聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯高分子科学：高分子科学：-1902 提出蛋白质是由氨基酸残基
21、组成的多肽结构提出蛋白质是由氨基酸残基组成的多肽结构-1907 W.Ostwold 提出分子胶体概念提出分子胶体概念-1920 H.Staudinger 提出提出“共价键联结的大分子共价键联结的大分子”之现代高分子概念之现代高分子概念3、二十世纪初叶：高分子工业和科学的创立的准备时期、二十世纪初叶：高分子工业和科学的创立的准备时期高分子工业：高分子工业：-塑料：塑料：PVC(1931)、PS(1934)、LDPE(1939)、ABS(1948)-橡胶：氯丁胶橡胶：氯丁胶(1931)、丁基胶、丁基胶(1940)、丁苯胶、丁苯胶(1940)-纤维：纤维：PVC(1931)、尼龙、尼龙-66(193
22、8)、PET(1941)、维纶（、维纶（1948）高分子科学：高分子科学：-1932 H.Staudinger 高分子有机化合物高分子有机化合物出版出版-192940 W.H.Carothers.P.J.Floury 缩聚反应理论缩聚反应理论-193238 W.Kuhn,K.H.Mayer 橡胶弹性理论橡胶弹性理论-193548 H.Mark,F.R.Mayo,et al 链式聚合反应和共链式聚合反应和共 聚合理论聚合理论-194249 P.J.Flory,M.L.Huggins,et al 高分子溶液理论高分子溶液理论-40年代年代 Harkin-Smith-Ewart 乳液聚合理论乳液聚合
23、理论4、二十世纪、二十世纪3040年代：高分子工业和科学的创立时期年代：高分子工业和科学的创立时期高分子工业：高分子工业：-HDPE（195355）、）、PP（195557）、）、BR（1959）、）、PC（1957）-石油化工产品的石油化工产品的80%用于高分子工业用于高分子工业-塑料以两倍于钢铁的速率增长（塑料以两倍于钢铁的速率增长（1215%/年）年）高分子科学：高分子科学：-195356 Ziegler-Natta 催化剂和配位阴离子聚合催化剂和配位阴离子聚合-50年代年代 Szwarc 阴离子活性聚合阴离子活性聚合 Kennedy 阳离子聚合阳离子聚合-1957 A.Keller 获
24、得聚乙烯单晶获得聚乙烯单晶5、二十世纪、二十世纪50年代：现代高分子工业确立、高分子合成化学大发展时期年代：现代高分子工业确立、高分子合成化学大发展时期高分子工业：高分子工业：-通用塑料：通用塑料：PE、PP、PVC、PS(80%)、PF、UF、PU、UP（20%）-工程塑料：工程塑料：ABS、PA、PC、PPO、POM、PBT、-合成橡胶：丁苯胶、顺丁胶、乙丙胶、异戊胶、丁基胶、合成橡胶：丁苯胶、顺丁胶、乙丙胶、异戊胶、丁基胶、丁腈胶丁腈胶-合成纤维：合成纤维：PET、PAN、PP、PVA、nylon高分子科学：高分子科学：-各种热谱、力谱、电镜、各种热谱、力谱、电镜、IR手段的应用：手段的
25、应用：1960 高分辨率高分辨率NMR、1964 GPC的使用的使用 -结晶高分子、高分子粘弹性、流变学理论研究的深入结晶高分子、高分子粘弹性、流变学理论研究的深入6、二十世纪、二十世纪60年代：高分子物理大发展时期年代：高分子物理大发展时期高分子工业：高分子工业：-生产的高效化、自动化、大型化：生产的高效化、自动化、大型化：塑料塑料6000万万t、橡胶、橡胶700万万t、化纤、化纤6000万万t、-高分子合金，如高分子合金，如HIPS-高分子复合材料，如碳纤维增强复合材料高分子复合材料，如碳纤维增强复合材料高分子科学：高分子科学：-197178 白川英树等白川英树等 导电高分子导电高分子-1
26、973 Kevlar 纤维纤维7、二十世纪、二十世纪70年代：高分子工程科学大发展时期年代：高分子工程科学大发展时期高分子工业：高分子工业：-80年代初，三大合成材料产量超过年代初，三大合成材料产量超过10亿亿t，其中塑料，其中塑料 8500万万t，以体积计超过钢铁的产量，以体积计超过钢铁的产量-精细高分子、功能高分子、生物医学高分子精细高分子、功能高分子、生物医学高分子高分子科学：高分子科学：-提出分子设计概念提出分子设计概念-1983 O.W.Webster 基团转移聚合基团转移聚合-1994 王锦山王锦山 原子（基团）转移自由基聚合原子（基团）转移自由基聚合8、二十世纪末期：高分子科学的
27、扩展与深化、二十世纪末期：高分子科学的扩展与深化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
28、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(1833-1896)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，每年起设立诺贝尔奖，每年年12月月10日，在诺贝尔去世这天颁发。它成为日，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。一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
29、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）瑞典人，物理化学家。瑞典人，物理化学家。研究胶体分子的提纯和分研究胶体分子的提纯和分离技术，特别是对蛋白质离技术，特别是对蛋白质的研究。的研究。1924年发明了超年发明了超速离心机，用于蛋白质分速离心机，用于蛋白质分子测定，并从沉降常数和子测定，并从沉降常数和扩散系数获得血红蛋白的扩散系数获得血红蛋白的分子量。分子量。Svedberg 的工作为高分的工作为高分子化学的建立创造了实验子化学的建立创造了实验条件。条件。T.Svedberg （18841971）19261926年因发明
30、高速离心机并用于高分散胶体化学研究年因发明高速离心机并用于高分散胶体化学研究获诺贝尔化学奖获诺贝尔化学奖 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.Staudinge
31、r （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”获获诺贝尔化学诺贝尔化学奖奖Ziegler-Natta催化剂的发现催化剂的发现*1923年，开始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
32、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。*1955年
33、，进一步的研究发现用年，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）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
34、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)
35、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，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 (191
36、01985)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19911991年因把研究简单系统中有序现象的方法推广到比较年因把研究简单系统中有序现象的方法推广到比较复杂的物质形式，特别是推广到液晶和聚合物的研究中复杂的物质形式，特别是推广到液晶和聚合物的研究中获获诺贝尔物理诺贝尔物理奖奖P.G.de Geenes (1932)法国人，理论物理法国人，理论物理学家学家。6070年代，年代，把把研究简单系统中有研究简单系统中有序现象的方法推广到序现象的方法推广到比较复杂的物质形式，比较复杂的物质形式，特别是推广到液晶和特别是推广到
37、液晶和聚合物的研究中，为聚合物的研究中，为物理学研究开拓了新物理学研究开拓了新的领域。的领域。聚合体链动态模型聚合体链动态模型Alan.G.MacDiarmid(1927)Alan.J.Heeger(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
