高分子科學的發(fā)展歷程

1、高分子科學高分子科學發(fā)展歷程發(fā)展歷程 由碳纖維和鋁合由碳纖維和鋁合金制成的賽車底金制成的賽車底盤盤法拉利法拉利F1車隊車隊v1839年 美國人Charles Goodyear發(fā)現(xiàn)天然橡膠與硫磺共熱后明顯地改變了性能，使它從硬度較低、遇熱發(fā)粘軟化、遇冷發(fā)脆斷裂的不實用的性質(zhì)，變?yōu)楦挥袕椥?、可塑性的材料。橡膠園橡膠園丑卻受寵的合成橡膠丑卻受寵的合成橡膠 1869年年 美國人海厄特（美國人海厄特（John Wesley Hyatt）把硝化纖維、樟腦和乙醇的混合物在高壓下共熱，制把硝化纖維、樟腦和乙醇的混合物在高壓下共熱，制造出了第一種人工合成塑料造出了第一種人工合成塑料“賽璐珞賽璐珞” （cellu

2、loid )。這是人類發(fā)明的第一種合成塑料。三年后，第一個生這是人類發(fā)明的第一種合成塑料。三年后，第一個生產(chǎn)賽璐珞的工廠在美國建成投產(chǎn)，標志著塑料工業(yè)的產(chǎn)賽璐珞的工廠在美國建成投產(chǎn)，標志著塑料工業(yè)的開始。開始。 賽璐珞現(xiàn)在主要用于制造乒乓球、眼鏡架、玩賽璐珞現(xiàn)在主要用于制造乒乓球、眼鏡架、玩具、鋼筆桿、裝潢品等。具、鋼筆桿、裝潢品等。 18551855年瑞士人奧蒂瑪年瑞士人奧蒂瑪斯把纖維素放在硝酸斯把纖維素放在硝酸中得到硝化纖維素溶中得到硝化纖維素溶液，制得第一根人造液，制得第一根人造纖維；纖維；18841884年查唐納脫把硝年查唐納脫把硝化纖維素放在酒精和化纖維素放在酒精和乙醚中得到溶液，得

3、乙醚中得到溶液，得到人造絲；到人造絲；1909年美國人貝克蘭（Baekeland）用苯酚與甲醛反應制造出第一種完全人工合成的塑料酚醛樹酯。拉開了人類應用合成高分子材料的序幕。保溫材料之王保溫材料之王酚醛泡沫酚醛泡沫 1922年，年， 德國人德國人Hermann Staudinger發(fā)表了發(fā)表了“關于聚合反應關于聚合反應”的劃時代的論文，提出：高分子的劃時代的論文，提出：高分子物質(zhì)是由具有相同化學結構的單體經(jīng)過化學反應物質(zhì)是由具有相同化學結構的單體經(jīng)過化學反應（聚合），通過化學鍵連接在一起的大分子化合物，（聚合），通過化學鍵連接在一起的大分子化合物，高分子或聚合物一詞即源于此。高分子或聚合物一詞

4、即源于此。 1932年他發(fā)表了專著年他發(fā)表了專著高分子有機化合物高分子有機化合物，標志著高分子科學的正式誕生。為表彰他對高分子標志著高分子科學的正式誕生。為表彰他對高分子科學作出的巨大貢獻，科學作出的巨大貢獻，1953 年獲得諾貝爾化學獎年獲得諾貝爾化學獎正式授予了他正式授予了他 , 從而使他成為世界上獲此殊榮的第從而使他成為世界上獲此殊榮的第一位高分子學者。一位高分子學者。 1935年年 杜邦公司基礎化學研究所有機化學部的杜邦公司基礎化學研究所有機化學部的Carothers合成出合成出聚酰胺聚酰胺66，即，即尼龍尼龍（耐綸（耐綸 錦綸）。尼龍在錦綸）。尼龍在1938年實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，是年實現(xiàn)

5、工業(yè)化生產(chǎn)，是最早實現(xiàn)工業(yè)化的合成纖維品種最早實現(xiàn)工業(yè)化的合成纖維品種 。 1930年年 德國人用金屬鈉作為催化劑，用丁二烯合成出丁鈉橡膠和德國人用金屬鈉作為催化劑，用丁二烯合成出丁鈉橡膠和丁苯橡膠。丁苯橡膠。 1940年英國人年英國人T. R. Whinfield合成出聚酯纖維（合成出聚酯纖維（PET）。）。 1940年代年代Peter Debye 發(fā)明了通過光散射測定高分子物質(zhì)分發(fā)明了通過光散射測定高分子物質(zhì)分 子量子量的方法。的方法。 1948年美國Paul Flory 建立了高分子長鏈結構的數(shù)學理論，1974年榮獲諾貝爾化學獎 主要貢獻：l利用等活性假設及直接的統(tǒng)計方法，他計算了高分子

6、分子量分布，即最可幾分布，并利用動力學實驗證實了等活性假設；l引入鏈轉(zhuǎn)移概念，將聚合物統(tǒng)計理論用于非線性分子，產(chǎn)生了凝膠理論；lFlory-Huggins格子理論；l1948年作出了最重要的貢獻，即提出“排除體積” 理論和溫度概念；l他的著作“Principles of polymer chemistry” （1953）是高分子學科中的Bible?！癋or his fundamental achievements, both theoretical and experimental, in the physical chemistry of the macromolecules”Paul J.

7、 Flory1953年齊格勒在低壓條件下合成出聚乙烯，隨后納塔合成出聚丙烯，1963齊格勒、納塔獲得諾貝爾化學獎。 1956年年Szwarc提出活性聚合概念，提出活性聚合概念，高分子進入分子設計時代。高分子進入分子設計時代。1956年發(fā)現(xiàn)年發(fā)現(xiàn)了在負離子聚合反應過程中可使鏈終止反了在負離子聚合反應過程中可使鏈終止反應停止進行，從而得到活的高分子負離子。應停止進行，從而得到活的高分子負離子。用這個方法可制得多種嵌段共聚物（見嵌用這個方法可制得多種嵌段共聚物（見嵌段共聚合）、其他段共聚合）、其他“分子設計分子設計”成的高分成的高分子，以及單分散高分子等。子，以及單分散高分子等。 1971年年S.

8、L Wolek 發(fā)明可耐發(fā)明可耐300高高溫的溫的Kevlar。 梅里菲爾德梅里菲爾德在在20世紀世紀50和和60年代發(fā)展的革新方法，是基于構想多肽年代發(fā)展的革新方法，是基于構想多肽合成的關鍵在于將第一個氨基酸固定在不溶性固體上，其他氨基酸隨后合成的關鍵在于將第一個氨基酸固定在不溶性固體上，其他氨基酸隨后便可一個接一個地連于固定端，順序完成后所形成的鏈即可輕易地與固便可一個接一個地連于固定端，順序完成后所形成的鏈即可輕易地與固體分離。這一過程可利用機器操作，經(jīng)證明效率很高。在激素和酶等物體分離。這一過程可利用機器操作，經(jīng)證明效率很高。在激素和酶等物質(zhì)的研究上，以及在胰島素等藥物和干擾素等物質(zhì)的

9、工業(yè)生產(chǎn)上有重大質(zhì)的研究上，以及在胰島素等藥物和干擾素等物質(zhì)的工業(yè)生產(chǎn)上有重大意義。梅里菲爾德意義。梅里菲爾德因發(fā)展出這種依預定順序合成氨酸鏈或多肽的簡單而因發(fā)展出這種依預定順序合成氨酸鏈或多肽的簡單而巧妙的方法，而獲得巧妙的方法，而獲得1984年諾貝爾化學獎。年諾貝爾化學獎。 De Gennes（法) 1991 物理獎 l對液晶和高分子物質(zhì)有序現(xiàn)象提出了標度理論l從臨界現(xiàn)象認識分子，在物理-化學之間架設了橋梁l提出“軟物質(zhì)”概念 世界性人才、當代之牛頓世界性人才、當代之牛頓 “for discovering that methods developed for studying order

10、phenomena in simple systems can be generalized to more complex forms of matter, in particular to liquid crystals and polymers ”De GennesHeeger、 MacDiarmid(美)、 白川英樹(日) 2000 化學獎l導電高分子研究，聚乙炔摻雜后，電導率從 3.2x10-6-1cm-1增加到38-1cm-1，提高了1000萬倍（接近鋁、銅）l提出孤子概念Alan J. Heeger1936Alan G. MacDiarmid b. 1936b. 1927Hide

11、ki Shirakawa l 白川英樹（Shirakawa）從事聚乙炔聚合機理研究 韓國研修生出現(xiàn)幸運的失誤，使白川得到膜狀聚乙炔 偶然的機遇，麥克迪爾米德（MacDiarmid）首先注意 到白川的聚乙炔膜。l 三人在美國合作研究。l 黑格（Heeger）為了說明聚乙炔的導電性，提出孤子的 概念，才有了薄膜顯示材料的誕生?！癋or the discovery and development of conductive polymers”至今高分子科學諾貝爾獎獲得者至今高分子科學諾貝爾獎獲得者vH. Staudinger （德國） : 把“高分子”這個概念引進科學領域，并確立了高分子溶液的粘度與分子量之間的關系（1953年諾貝爾獎） vK.Ziegler （德國）, G.Natta （意大利） : 乙烯、丙烯配位聚合 （1963年諾貝爾獎）vP. J. Flory (美國）: 聚合反應原理、高分子物理性質(zhì)與結構的關