高分子化学诞生与发展
高分子科学发展简史修订稿
高分子科学发展简史修订稿高分子科学是现代科学技术中的重要学科之一，涉及材料科学、化学、物理学等多个领域。
它的发展历程承载着人类对材料的探索和应用需求的不断推动，经历了多次的重大突破和进展，对推动人类社会的发展起到了重要作用。
早期的高分子科学起源于对天然高分子物质的研究。
19世纪初，法国科学家路易斯·巴斯德以植物胶为原料，首次制得了可塑可吹气的弹性材料。
这是高分子材料研究的开端。
随后，科学家们开始对天然高分子物质进行深入研究，并开展了大量的实验。
到了20世纪初，随着化学合成技术的进步，科学家们首次成功合成了人造高分子物质，酚醛树脂，开启了高分子科学的崭新时代。
20世纪20年代到40年代，高分子科学取得了重大的突破，开创了塑料工业的新篇章。
德国化学家赫尔曼·斯图特卡和赫尔曼·马库斯等人独立发现了聚合物的重要性质，高聚物，为聚合物科学的诞生奠定了基础。
此后，人类开始大规模地合成和应用各种聚合物材料，如聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺等。
这些材料在各个领域都得到了广泛应用，推动了工业的发展和现代文明的进步。
20世纪50年代到70年代，高分子科学进入了一个新的发展阶段。
在这一时期，科学家们开始探索聚合物的结构和性质之间的关系，并提出了一系列的理论模型，如高分子链转动模型和高分子熔融流动模型等。
这些理论模型的提出为聚合物加工和性能改进提供了重要的理论基础，也为后来的高分子材料设计和合成提供了指导。
20世纪80年代开始，高分子科学进入了一个新的繁荣时期。
在这一时期，高分子材料的种类不断增加，应用范围也不断扩大。
科学家们不仅合成出了具有特殊功能的高分子材料，如高分子电解质和电致变色材料等，还开展了纳米高分子材料和仿生高分子材料的研究。
这些研究不仅推动了传统高分子材料的发展，也为高新技术材料的研究和创新奠定了基础。
进入21世纪以来，高分子科学又面临了新的挑战和机遇。
随着人类对可持续发展的需求日益增加，绿色高分子材料的研究和开发成为了一个热点领域。
高分子材料的发展历程及未来发展趋势
高分子材料的发展历程及未来发展趋势引言概述：高分子材料是一种由大量重复单元组成的大分子化合物，具有独特的物理和化学性质，广泛应用于工业、医疗、电子等领域。
本文将探讨高分子材料的发展历程以及未来发展趋势。
一、发展历程1.1 早期发展在20世纪初，高分子材料的研究开始兴起，最早的合成高分子材料是由合成橡胶和塑料开始的。
这些材料在汽车、电器等领域得到广泛应用。
1.2 高分子化学的发展随着高分子化学的发展，人们开始研究高分子材料的结构与性质之间的关系，提出了聚合物的合成方法和理论基础。
这一时期标志着高分子材料的科学化和工程化发展。
1.3 高分子材料的应用拓展随着科学技术的不断进步，高分子材料的应用范围不断拓展，包括纳米材料、生物材料、功能性高分子等，为各行业带来了新的发展机遇。
二、未来发展趋势2.1 绿色环保未来高分子材料的发展趋势将更加注重环保和可持续性发展。
研究人员将致力于开发可降解高分子材料，减少对环境的污染。
2.2 高性能功能材料随着科技的不断进步，人们对高分子材料的性能要求也越来越高。
未来的高分子材料将更加注重高性能、多功能的特性，满足不同领域的需求。
2.3 智能化发展未来高分子材料将更加智能化，具有自修复、自感知等功能。
这将为人们的生活带来更多便利和安全保障。
三、应用领域拓展3.1 医疗领域高分子材料在医疗领域有着广泛的应用，包括医用高分子材料、药物传递系统等。
未来将继续探索高分子材料在医疗领域的应用潜力。
3.2 电子领域高分子材料在电子领域有着独特的应用优势，例如柔性显示器、电池等。
未来高分子材料将在电子领域发挥更大的作用。
3.3 新能源领域高分子材料在新能源领域有着广阔的应用前景，例如太阳能电池、燃料电池等。
未来将继续探索高分子材料在新能源领域的应用可能性。
四、技术创新驱动4.1 材料设计与合成未来高分子材料的发展将更加注重材料设计与合成技术的创新，以提高材料的性能和功能。
4.2 先进加工技术随着先进加工技术的不断发展，高分子材料的加工工艺将更加精密和高效，为材料的应用提供更多可能性。
第一章绪论高分子化学发展简史
第一章 高分子化学开展简 史
1.9 高分子化学开展简史 高分子的概念始于20世纪20年代，但应用更早。 1838-----利用光化学第一次使氯乙烯聚合。 1839-----合成了聚苯乙烯，同年英国的
Macintosh 和 Hancock 和美国的 Goodyear 发现了天然橡胶用硫磺进展硫化， 这能制备出橡皮产品，用作轮胎和防雨布。 1868年，英国科学家Parks用硝化纤维素与樟脑混合制得赛 璐珞。
1930--40----近代高分子化学蓬勃开展。 1939---聚丁二烯橡胶，高压聚乙烯，聚氨酯。 1941----丁苯橡胶，丁基橡胶，丁钠橡胶，
含氟聚合物。 1945--60，高分子化学和工程快速开展。 1947—48--环氧树脂和ABS塑料。 1950----聚酯和聚丙烯腈纤维, 聚硅氧烷。
第一章 高分子化学开展 简史
第一章 高分子化学开展简史
近年来，合成高分子化学向构造更精细、性能更 高级的方向开展。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 或超导体材料，低温柔性材料等及具有多功能性的 材料。
20世纪70－90年代，高分子化学更趋成熟。
第一章 高分子化学开展 简史
80年代以后，新的聚合方法和新构造的聚合物 不断出现和开展。 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； 新构造的聚合物：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(C60)聚合物等等。
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构造。
1929-----Dupont 公司的 Carothers 系统研究 缩聚, 并开展了大分子理论。开发了聚酰
高分子科学发展简史
高分子科学发展简史人类的进化和社会进步的历史，始终与人类对天然高分子材料的加工和利用的进步过程密不可分。
棉、麻、丝、毛的加工纺织，造纸，鞣革和生漆调制等分别是人类对天然高分子进行物理加工和化学加工的早期例证，虽然当时并未提出高分子的概念。
直到19世纪中后期，西方化学工作者才扩大了对天然高分子进行化学改性的范围，以下对高分子科学发展史中的重要事件作一简述：1839年，对天然橡胶进行硫化加工；1868年，赛璐璐（硝化纤维素）问世；1898年，粘胶纤维问世；1907年，酚醛树脂问世；1911年，丁钠橡胶问世。
酚醛树脂和丁钠橡胶分别是高分子科学建立以前人类合成的第一个缩聚物和第一个加聚物。
20世纪初期，虽然当时仍未正式提出高分子的概念，但是已经取得的一些化学研究成果开始酝酿着高分子科学的诞生。
例如当时人们终于研究明白，天然橡胶是由异戊二烯构成；淀粉和纤维素是由葡萄糖构成；蛋白南是由氨基酸构成等等。
这些研究成果对于高分子科学的建立起到了直接催化和促进作用。
20世纪20年代是高分子科学诞生的年代，1920年，德国人H.Staudinger 首次提出以共价键联结为核心的高分子概念，并获得1953年度诺贝尔化学奖，他被公认为高分子科学的始祖。
1925年，聚醋酸乙烯酯（PVAc）实现工作化；1928年，聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃，PMMA）和聚乙烯醇（PVA）问世；1931年，聚氯乙烯（PVC）、氯丁橡胶问世；1934年，美国人W.H.Carothers 成功地合成尼龙-66，并于1938年实现工业化。
稍后他的学生P.J.Flory 提出了聚合反应的等活性理论，并提出聚酯动力学和连锁聚合反应机理，从而获得1974 年度诺贝尔化学奖。
1939年，低密度聚乙烯（LDPE）即高压聚乙烯问世；1940年，丁苯橡胶（SBR）、丁基橡胶问世；1941年，聚对苯二甲酸乙二醇酯（涤纶，PET）问世；1943年，聚四氟乙烯（PTFE）问世；1948年，维尼纶问世；1950年，聚丙烯腈（腈纶，PAN）问世；1955年，顺丁橡胶问世；1953年，德国人K.Ziegler和意大利人G. Natta各自独立地采用络合催化剂成功地合成出高密度聚乙烯（HDPE）即低压聚乙烯以及聚丙烯（PP），并于1955年实现工业化。
高分子化学发展简史
高分子化学发展简史化学作为自然科学的一个分支,就是在分子水平上研究物质。
它有别于其它自然科学学科的地方就在于可以制造物质,即可以将原子配对重组,合成得到体现物质属性的最小单元一分子。
因而有化学家是在制造和研究分子的这样一种说法。
高分子化学作为化学的一个分支,同样也是从事制造和研究分子的科学,但其制造和研究的对象都是大分子,即由若干原子按一定规律重复地连接成具有成千上万甚至上百万质量的、最大伸直长度可达毫米量级的长链分子,称为高分子、大分子或聚合物。
既然高分子化学是制造和研究大分子的科学,对制造大分子的反应和方法的研究,显然是高分子化学的最基本的研究内容。
回顾过去一个多世纪高分子化学的发展史可以看到,正是由于高分子化学反应和合成方法对高分子化学学科发展的推动,促进了高分子合成材料的广泛应用,使得当代人类社会的文明发展进入到了合成材料时代。
在我国古代时，人们就已学会利用蚕丝来纺织丝绸；汉代，人们又利用天然高分子物质麻纤维和竹材纤维发明了对世界文明有巨大失去作用的造纸术。
在那时，中国人已学会利用油漆，后来传至周边国家乃至世界。
可以说，古代中国在天然高分子物质的加工技术上，例如丝织业、造纸术和油漆制造，是处于世界领先地位的。
欧洲工业革命之以后，许多天然的高分子物质日益成为生产不可缺少的原料，促使人们去研究和开发高分子物质。
这时，人们首先遇到了对天然橡胶以及天然纤维的利用和改进。
橡胶的产地在热带，最早对它的利用也开始于这个地区。
哥伦布航海时，曾在拉西美洲的海地看当地人用天然形成的橡胶球进行游戏。
1530年，欧洲人恩希拉介绍了在巴西、圭亚那等地区的人们利用粗糙的橡胶制作容器防晒布等日用品的情况。
然而，在将橡胶用于制造之前，人们面临着诸多的工艺难题，科学家们都在努力探寻这些难题的解决办法。
首先是黑立桑和马凯尔在1763年发现橡胶可溶于松节油和乙醚。
1823年，马辛托希用石脑油处理橡胶乳液，得到了常温时发粘而遇冷则变脆的成品，但显然不能投入使用。
高分子科学的发展
绪言一、高分子科学的发展●高分子（Macromolecular，Polymer）概念的形成和高分子科学的出现始于20世纪20年代。
●1920年德国Staudinger提出高分子长链结构的概念。
●此前1839年美国人Goodyear发明了天然橡胶的硫化。
●1855年英国人Parks制得赛璐璐塑料（硝化纤维+樟脑）。
●1883年法国人de Chardonnet发明了人造丝。
从1920年提出高分子概念后，才开始了合成高分子科学的时代，相继合成了尼龙（聚酰胺）、氯丁橡胶、丁苯橡胶、PS、PVC、PMMA等高分子材料，形成了高分子化学研究领域。
随着大批新合成高分子的出现，解决对这些聚合物的性能表征，以及了解其结构对性能的影响等问题也随之变得必要了，从20世纪50年代，随时物理学家、化学家的投入，形成了高分子物理研究领域；同时高分子材料制品已向人们生活各个领域迅速扩展，高分子材料的成型加工原理，反应工程的研究日渐产生，形成了“高分子工程”研究领域。
●至今与高分子有关的诺贝尔奖获得者：配位聚合：Ziegler（德国）、Natta（意大利），flory（美），导电高分子Heeger，MacDiarmid(美)，白川英树（日本），de Gennes(法国)。
●我国高分子研究起步于50年代初，唐敖庆于1951年，发表了首篇高分子科学论文（高分子统计理论）：●长春应化所1950年开始合成橡胶工作（王佛松，沈之荃）；●冯新德50年代在北大开设高分子化学专业。
●何炳林50年代中期在南开大学开展了离子交换树脂的研究。
●钱人元于1952年在应化所建立了高分子物理研究组，开展了高分子溶液性质研究。
●钱保功50年代初在应化所开始了高聚物粘弹性和辐射化学的研究。
●徐僖先生50年初成都工学院（四川大学）开创了塑料工程专业。
●王葆仁先生1952年上海有机所建立了PMMA、PA6研究组。
我国在高分子化合物高分子领域的研究不断发展壮大。
（我国与高分子领域的中科院院士：唐敖庆、钱人元、钱保功、徐僖、冯新德、何炳林、王佛松，沈之荃、王佛松、程溶时、黄葆同、白春礼、周其凤等）●高分子工业：采取引进－消化－再引进的道路。
高分子科学的诞生与发展
你是权威，我也 不怕！
4）高分子学说的建立Staudinger
▪ 1920年，Staudinger发 表了“论聚合”，标志 着高分子学说的建立。 但直到1930年，才真正 被接受。30年代末才被 大众接受。
此后开始了合成高分子 材料时代，高分子化学 得到迅速发展。
1953年获得诺贝尔奖。
Staudinger
第一章 绪 论
1.1高分子科学与高分子材料
1、高分子化学的内容和地位
高分子科学既是一门应用学科，也是一门基础学科，它是建立 在有机化学、物理化学、生物化学、物理学和力学等学科的基 础上逐渐发展而成的一门新兴学科。
研究聚合反应和反应原理，反应与高聚 高 分 子 化 学 物结构等因素关系，选择原料、确定路
风靡一时的尼龙袜
3、Ziegler和Natta配位聚合反应
▪ 20世纪五十年代中期，等规PE、PP聚 合反应成功（诺贝尔化学奖）
Ziegler
基础研究 与工业化 的完美结 合
Natta
4、Merrifield和功能高分子的发展
▪ 70年代，固相有机合成创立，1984年诺贝 尔化学奖。
交叉学科中 的典范
6、导电高分子
▪ 70年代开始研究导电高分子，三个代表 人物。2000年诺贝尔化学奖
▪ Heeger
Macdiarmid Shirakawa
对传统的挑战 和精诚合作
高分子科学发展新动向
▪ 1、向生命现象靠拢：生物高分子、高 分子药物、高分子器官等
▪ 2、功能化、精细化、复合化。打破原 来固有的结构材料和绝缘材料概念。
“在人类历史上,几乎没有什么科学技术象高分子科学这样对 人类社会做出如此巨大的贡献.”
制 约 因 素 ：高分子制品废弃后对环境的污染
高分子材料的发展历程及未来发展趋势
高分子材料的发展历程及未来发展趋势一、发展历程高分子材料是指由高分子化合物构成的材料，具有重量轻、强度高、耐磨损、耐腐蚀等优点，广泛应用于各个领域。
下面将介绍高分子材料的发展历程。
1. 早期阶段高分子材料的起源可以追溯到19世纪末20世纪初，当时的研究主要集中在天然高分子材料，如橡胶和纤维素。
这些材料具有良好的柔韧性和强度，但在加工和耐久性方面存在一些问题。
2. 合成高分子材料的发展20世纪初，合成高分子材料的研究开始兴起。
1907年，化学家Leo Hendrik Baekeland发现了第一个合成塑料——酚醛树脂，这被认为是合成高分子材料的里程碑。
随后，聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等合成塑料相继问世，推动了高分子材料的发展。
3. 高分子材料的应用扩展随着合成高分子材料的不断发展，高分子材料的应用范围也不断扩大。
在20世纪中叶，高分子材料开始广泛应用于电子、汽车、建筑、医疗等领域。
例如，聚碳酸酯被用于制造光学镜片，聚酰胺用于制造纤维和塑料等。
4. 高分子材料的功能化近年来，高分子材料的研究重点逐渐转向了功能化。
通过在高分子材料中引入特定的功能基团或添加剂，可以赋予材料特殊的性能，如导电性、磁性、光学性等。
这使得高分子材料在电子、光电子、生物医学等领域的应用得到了进一步拓展。
二、未来发展趋势高分子材料在各个领域的应用前景广阔，下面将介绍未来高分子材料的发展趋势。
1. 环保可持续发展随着环保意识的提高，未来高分子材料的发展将更加注重环境友好型和可持续发展。
研究人员将致力于开发可降解的高分子材料，以减少对环境的影响。
同时，通过改进材料的生产过程，降低能源消耗和废弃物产生，实现循环利用。
2. 高性能材料的研究未来，高分子材料的研究将更加注重材料的性能提升。
例如，开发高强度、高韧性的高分子材料，以满足航空航天、汽车等领域对材料强度和耐久性的要求。
同时，研究人员还将关注高分子材料的导电性、光学性等特殊性能，以满足电子、光电子等领域的需求。
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பைடு நூலகம்
多肽自动合成仪
以Merrifield固相合成原理为基础的“多肽自动 合成仪”的问世，生物合成化学家的任务，则 开始转移到目标多肽的结构设计和合成路线设 计方面，与合成相关的具体工作往往可以交给 仪器和助手完成。基于Merrifield在生命活性物 质合成的开创性贡献，1984年度诺贝尔化学奖 授予了他[24]。
Paul J. Flory (1910-1985) 弗劳里(美国)
高分子结构控制 (1950～至今)
齐格勒—纳塔催化剂、定向聚合法发明，立构 规整性聚烯烃问世。
活性聚合发明、嵌段共聚物出现
Giulio Natta (1903-1979) 纳塔
多肽自动合成仪
罗伯特·布鲁斯·梅里菲尔德 （Robert Bruce Merrifield， 1921年7月15日－2006年5月14
为了配合高分子科学的发展， 1947年起他主持编辑了 《高分子化学》这一专业杂志，大大促进了高分子科学的 发展。
高分子化学的发展
高分子理论体系建立
Flory在高分子物理化学方面的贡献， 几乎遍及各个领域。他是实验家又是 理论家，是高分子科学理论的主要开 拓者和奠基人之一。著有《高分子化 学原理》和《长链分子的统计力学》 等。1974年获诺贝尔化学奖。
Theodor HE Svedberg [西奥多何德贝里 （1884.8.30-1971.2.25）]
瑞典化学家：1926年获诺贝尔奖
1924年推出发明的超速离心机 ——用它测量出蛋白质的分子量：证明高分子的 分子量的确是从几万到几百万。这一事实成为大分 子理论的直接证据。
学术论战
事实上，参加这场论战的科学家都是严肃认真 和热烈友好的，他们为了追求科学的真理，都投 入了填密的实验研究，都尊重客观的实验事实。 当许多实验逐渐证明施陶丁格的理论更符合事实 时，支持施陶了格的队伍也随之壮大，到1926 年的化学会上除一人持保留态度外，大分子的概 念已得到与会者的一致公认。
天然材料结构研究——橡胶蒸馏
橡胶
馏出物
CH2=CH-C=CH2 CH3
异戊二烯
天然材料结构研究——淀粉、纤维素水解
水解
淀粉
葡萄糖
水解
木屑
葡萄糖
天然材料结构研究——蛋白质水解
水解 蛋白质
氨基酸
1922年提出大分子概念
高分子化学诞生与发展
1922年：提出大分子概念 ——小分子化学键合成大分子
棉花
硝化纤维
无烟炸药 塑料制品
天然纤维改性
1868年:美国人,约翰 海阿特，在硝化纤维中加入了樟脑 发明:象牙代用品——赛璐珞
——1万美元奖金 1885年：法国人,夏东奈，将硝化纤维用硫氢化铵处理 发明：人造丝——建立了人类最早的人造丝厂。
1903年，迈尔制得了醋酸纤维。天然高分子的化学改性， 大大开阔了人们的视野。
高分子化学的发展
高分子理论体系建立
施陶丁格与妻子合作利用电子显微镜等现代实验观测手段， 终于用事实证明了生物体内存在着大分子。二次世界大战 后,总结了他们前一段关于生物有机物中大分子的研究。 1947年出版了著作《大分子化学及生物学》，在这一著作 中，它尝试地描绘了分子生物学的概貌，为分子生物学这 一前沿学科的建立和发展奠定了基础。
施陶丁格 小分子化学键合成大分子
格雷厄姆——胶体学派
小分子缔合成胶体
他先后在1924年及1926年召开的德国博物学 及医学会议上，
1925年召开的德国化学会的会议上详细地介绍 了自己的大分子理论，与胶体论者展开了面对 面的辩论。
华莱士·H·卡罗瑟斯（Wallace H. Carothers,1896～1937) 精英人物——大化学家
胶料：遇冷发脆 遇热发粘
天然橡胶改性
1932年起：人们努力改善天然胶的性能
1839年：美国人 固特异
1800年11月29日，查 尔斯.固特异生于美
国康涅狄格州的纽 黑文。
硫化橡胶制品
遇冷不脆，遇热不粘，富有弹性和可塑性， 这一发现的推广应用促进了天然橡胶工业的建立
天然纤维改性
1832～1845年：勃莱孔诺、申拜思的努力 发明了:硝化纤维
高分子诞生与发展
高分子诞生 Introduction
分子大小的划分
分子量：＜1000 分子类型：小分子
1000～1万 中等分子
1万～100万 高分子
≥100万 超高分子
高分子
种类多 性能优异 应用广 研究多 研究活跃
高分子化合物分类
按来源分:
天然高分子：绵、麻、毛、皮、淀粉、蛋白质等
高分子化合物
改性高分子：改性纤维素、改性淀粉等 合成高分子：聚乙烯、聚乳酸、尼龙等
高分子化学诞生与发展
高分哥伦子布化航海学——诞发生现有与人发玩橡展胶球 1492年，哥伦布航行了70天以后，终于踏上一 片新的陆地，那是现在中美洲的一个小岛， 也是欧洲人第一次到达那块陌生的土地，因 此称它为“新大陆”。
哥伦布一直认为他所到的地方就是印度， 稳定一群岛也被称为“西印度群岛”。称那 里的居民为“印第安人”，这一名称直到今 天还在使用。这一群岛也被称为“西印度群
学术论战
在大分子理论被接受的过程中，最使人感动 的是原先大分子理论的两位主要反对者，晶胞学 说的权威马克和迈那在1928年公开地承认了自 己的错误，同时高度评价了施陶了格的出色工作 和坚韧不拔的精神，并且还具体地帮助施陶丁格 完善和发展了大分子理论。这就是真正的科学精 神。
学术论战
1932年，施陶丁格总结了自己的大分子理论，出版了划时 代的巨著《高分子有机化台物》成为高分子科学诞生的标志。 认清了高分子的面目，合成高分子的研究就有了明确的方 向，从此新的高分子被大量合成，高分子合成工业获得了迅速 的发展。 为了表彰施陶丁格在建立高分子科学上的伟大贡献， 1953 年他被授予诺贝尔化学奖。
高分子化学的创立者 施陶丁格(Hermann Staudinger 1881-1965)
高分子化学诞生与发展
高分子化学的创立者 施陶丁格(Hermann Staudinger 1881-1965)
格雷厄姆 (英国)
(Thomas Graham, 1805－1869)
胶体化学的奠基人
高分子化学诞生与发展
岛”。
在拉丁美洲海地 发现橡胶球
橡胶球
天然橡胶器皿应用
1530年, 欧洲人 恩希拉
发现
巴西、圭亚那人 使用橡胶容器
天然橡胶制取
割橡胶
割橡胶
天然橡胶加工成品
天然橡胶改性
黑立桑 马凯尔 1763年发现： 橡胶可溶解于松节油和乙醚
天然橡胶改性
1823年：马辛托希
石脑油处理
天然橡胶乳液