高分子化合物的合成高分子材料导论绪论

高分子材料导论 材料科学与工程学院欧雪梅 参考书 高分子化学 潘祖仁主编 化工版 第二版 高分子科学简明教程 夏炎主编 科学版 高聚物结构与性能 第二版 马德柱 科学版 高分子材料基础 张留成 瞿雄伟 丁会利 化工版 高分子材料科学导论 张德庆 哈工大版 聚合物化学导论 美 R B 西摩 C E 卡拉赫和著 宋家琪译 新时代出版社 高分子科学基础 顾雪蓉等编 化工版 高分子科学教程 韩哲文主编 华东理工版 绪论 高分子材料简史高分子材料科学的内容高分子材料科学的发展方向说明 天然高分子的直接利用 天然高分子的化学改性 天然橡胶的硫化 硝化纤维的合成等 淀粉 蛋白质 棉麻丝 竹 木等 缩聚反应 自由基 配位 离子聚合等 高分子合成 高分子时代 高分子材料简史 1 历史上的应用马雅文明是最早应用高分子的文明 1839年 硫化技术被用来改良天然橡胶的性能 1907年 最早的聚合体酚醛树脂被合成 高分子概念的提出过程 高分子材料简史 虽然人们已对高分子有了应用 但人们对高分子的概念和基础理论所知甚少 这与高分子的复杂性质有关 比如 它们的分子量究竟是多少 它为什么难于透过半透膜而有点象胶体 它为什么没有固定的熔点和沸点 不易形成结晶 2 两派之争 胶体论者的观点早在1861年 胶体化学的奠基人 英国化学家格雷阿姆曾将高分子与胶体进行比较 认为高分子是由一些小的结晶分子组成 提出了高分子的胶体理论 这理论在一定程度上解释了某些高分子的特性 得到许多化学家的支持 他们拿胶体化学的理论来套高分子物质 认为纤维素是葡萄糖的缔合体 所谓缔合即小分子的物理集合 Staudinger的观点在当时只有德国有机化学家STAUDINGER等少数儿个人不同意胶体论者的上述看法 STAUDINGER发表了 关于聚合反应 的论文 认为聚合不同于缔合 它是分子靠正常的化学键结合起来 天然橡胶应该具有线性直链的价键结构式 1922年 STAUDINGER进而提出了高分子是由长链大分子构成的观点 动摇了传统的胶体理论的基础 高分子材料简史 3 高分子理论被应用于生物 医学 带来了生命领域的重大变革 导致了如分子生物学的一系列新学科的出现 酶polymerase 核酸DNA RNA 蛋白质PROTEIN 想想看 如果没有正确的高分子概念的提出 人类对于生命的认识将停留在一个什么样的水平 如果我们始终认为构成生命的大分子是靠物理作用连接的胶体 世界将会多么荒谬 高分子概念提出的意义 高分子材料简史 HermannStaudinger 1930年把 高分子 这个概念引进科学领域 并确立了高分子溶液的粘度与分子量之间的关系 1953年诺贝尔奖 Carothers 建立缩聚反应理论 KarlZiegler GiulioNatta 乙烯 丙烯配位聚合 1963年诺贝尔奖 PaulJ Flory 聚合反应原理 高分子物理性质与结构的关系 1974年诺贝尔奖 HidekiShirakawa AlanG MacDiarmid AlanJ Heeger 对导电聚合物的发现和发展 2000年诺贝尔奖 高分子材料简史 制约因素 解决途径 1 延长使用寿命 减少废弃 2 回收利用 低性能应用 降解 3 自然降解 自然分解回归自然 高分子制品废弃后对环境的污染 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 高分子材料简史 高分子科学 高分子化学 研究聚合反应和高分子化学反应原理 选择原料 确定路线 寻找催化剂 制订合成工艺等 研究聚合物的结构与性能的关系 为设计合成预定性能的聚合物提供理论指导 是沟通合成与应用的桥梁 高分子物理 高分子加工 研究聚合物加工成型的原理与工艺 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 高分子材料科学的内容 根据材料的性能和用途分类 功能高分子是指在高分子主链和侧枝上带有反应性功能基团 并具有可逆或不可逆的物理功能或化学活性的一类高分子 塑料橡胶纤维涂料胶粘剂功能高分子 产量最大 与国民经济 人民生活关系密切故称为 三大合成材料 涂料是涂布于物体表面能结成坚韧保护膜的涂装材料 胶粘剂是指具有良好的粘合性能 可将两种相同或不相同的物体粘接在一起的连接材料 高分子材料科学的内容 高分子材料科学的发展方向 提高性能 开发新材料改性现有材料 发展功能 光 电 磁等高分子仿生学 现代高分子科学最主要的研究任务之一 高分子设计合成 应解决两个问题 弄清高分子化合物的结构与性能的关系 确定可以合成具有特定结构高分子的方法 说明 由于没学过 有机化学 本课程讲述以聚合物结构 性能特点及应用为主 教材中有关聚合物的合成等化学