高分子链的结构-THEOL网络教学综合平台-齐鲁工业大学.doc

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 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***)、***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。
高分子科学诞生和发展过程中不能忘记的几个人和几件事
天然橡胶及其硫化工艺
哥伦布第一次走上美洲大陆发现巴西的橡胶树。
实验事故引起的工业
1839年,Goodyear发明天然橡胶的硫化技术,受当时钢铁工业发展的启示,他开始尝试用各种化学品对橡胶进行改性,但是始终不太成功,包括用硫磺。后来一次偶然性的事故给他带来了成功,他在研究保存橡胶的方法时,不小心把橡胶和硫磺的混合物洒在了热火炉上,他把它刮起来,冷却后发现这东西再没有了粘性,而且还具有弹性,不再溶解。
但是他本人并没有获得好处,为了获得专利权他打了好几年的官司,穷困交加,死于1860年。
在汽车工业出现以前,南美的橡胶已经供不应求了,但是为了达到垄断,南美坚决拒绝出口橡胶树种,,因为原来她们有惨痛的教训,产奎宁的金鸡纳树从秘鲁移植爪哇后,抓挖很快垄断了奎宁。1875年,,从巴西亚马逊偷走了7万颗橡胶种子,在近丘发芽后,移植到了斯里兰卡,东南亚成为橡胶的主要产地。
两次世界大战,日本占领了东南亚,橡胶的产地被控制,美国的损失不亚于太平洋舰队的覆灭,因为他们非常自信,远东的橡胶资源不可能被人夺走,合成橡胶的研究只停留在实验工厂阶段,1941年美国的产量不到7000吨,而需求量高达100倍,德国受第一次世界大战教训早就开始了合成橡胶的研究。
2、赛璐珞和赛璐玢以及粘胶纤维
瑞士科学家舍拜恩发明***纤维素,Hyatt发明赛璐珞,樟脑作为增塑剂加入***纤维素用于代替象牙制造台球,获得1万美元的奖金,电影胶片等也由其制造,但是极容易燃烧,慢慢被淘汰,后来赛璐分代替赛璐珞。
在此之前,粘胶纤维已经出现,是再生纤维素,很象蚕丝。
3、酚醛树脂和贝克兰德
反其道而行之,获得成功的典型代表,1907年为了代替虫胶而发明
4、高分子学说的建立
1920年,39岁的Staudinger开始致力于当时称为“大分子”的化合物的研究,发表了其划时代的文献论聚合,标志着高分子的建立,当时他在苏黎世联邦工学院工作,许多著名的化学家和科学家对他的学术嗤之以鼻,当时盛行的学说是“胶体说”,在1925年的胶体会议上,Staudinger与其他科学家展开了大论战,站在他对面的有好几位诺贝尔化学奖得主,最后,他不得不引用了马丁路德金的演说名言:我站在这里,我别无选择。后来他从苏黎世联邦工学院到德国弗赖堡任教授的卸职演说也遭到了抨击,他在德国获得了成功,使德国的高分子工业处于世界领先地位。
1930年在法兰克福的胶体化学年会上,长链分子概念获得了决定性的胜利。
5、缩聚反应和Carothers
合成纤维的发明是有其历史背景的,当时的美国对蚕丝的需求量很大,蚕丝的主要供应商是日本,当时美日关系紧张,虽然当时的粘胶纤维很象蚕丝,但是仅光泽与蚕丝相像,其弹性、纤细等都不如蚕丝,因此,美国致力于蚕丝代替物的开发研究。
32岁的才华横溢的Carothers1928年被任命为杜邦公司研究开发的总负责人,他们不注重眼前的利益,而是开始进行新的长时期的研究,人们将她们的实验室称为纯科学楼。
他们首先在二醇和二酸的缩聚反应中进行,由于原料的原因放弃,1934年合成出了尼龙66,杜邦公司匆忙上了第一座人造纤维制造厂,但是并不太成功,极度痛苦的Carothers1937年春天***,未能享受到成功的快乐。此时杜邦公司已经投入了2700万美元,很多人认为这是一次代价高昂的赌注,也有一些人断言,合成纤维如果不与天然纤维混合不可能有什么用途。
但是1940年5月上市,抢购一空。
小资料:化工届的巨人---杜邦公司
1804年春,在美国政治避难的33岁的法国人杜邦在特拉华建立了***的生产厂,他大胆预言,有朝一日它的工厂可能一年能赚