高分子物理 第一章 绪论

1、主讲： 司马义努尔拉化学化工学院材料科学与工程教研室2022-5-19高高 分分 子子 化化 学学有机化学有机化学物理化学物理化学化学工程化学工程.聚合反应工程聚合反应工程高高 分分 子子 物物 理理小分子化合物小分子化合物高分子化合物高分子化合物制品制品聚合物成型加工聚合物成型加工材料力学材料力学流体力学流体力学.分分 子子 结结 构构形形 态态 形形 状状使使用用性性能能无机化学无机化学分析化学分析化学物物 理理循环利用循环利用石油天燃气煤其它高分子科学高分子科学高分子工程高分子工程高分子化学及相关学科高分子化学及相关学科2022-5-19高分子的聚集态结构高分子的聚集态结构2022-5-

2、19高分子高分子也叫高也叫高分子化合物分子化合物: :是是指分子量很高指分子量很高, ,并以共价键连并以共价键连接的一类化合接的一类化合物物 Macromolecules, High Polymer, Polymer2022-5-19聚合聚合1.1.CH2 CHCH2-CH-CH2-CH-CH2-CHnCH2 CHn2022-5-19 合成合成是由单体通过聚合反应连是由单体通过聚合反应连 接而成的链状分子。接而成的链状分子。高分子链：高分子链： CH2 CH CH2 CH CH2 CH Cl Cl Cl结构单元结构单元结构单元结构单元2022-5-19聚丙烯聚丙烯聚乙烯聚乙烯聚氯乙烯聚氯乙烯聚

3、甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯聚苯乙烯聚苯乙烯2022-5-19nxDP2022-5-19：00nMDPMxM nDPxnn H2N-(-CH2-)-COOH-NH-(-CH2-)-CO-nn H2O+552022-5-19H-NH(CH2)6NH-CO(CH2)4CO-OHnH2N(CH2)6NH2 + HOOC(CH2)4COOH2.2.(2n-1) H2O+2022-5-193. nDPxn22002MDPMxMn2022-5-19 M1M2M1M1M2M1M2M2M2 -( CH2-CH=CH-CH2 -)-(-CH2-CH-)-xyn2022-5-192022-5-19ACB2022

4、-5-19A 2022-5-192022-5-19 2022-5-192022-5-19 MKMark-Houwink方程方程 K, 是与聚合物、溶剂有关的常数是与聚合物、溶剂有关的常数2022-5-192022-5-19 2022-5-19凝胶色谱仪凝胶色谱仪 GPCV2000(美国美国)浓度检测器浓度检测器solventsolution体积大的分子先体积大的分子先被淋洗出来被淋洗出来体积小的分子后体积小的分子后被淋洗出来被淋洗出来 是对分子中最近邻原子间的相对位置是对分子中最近邻原子间的相对位置 的表征，也可以说构型是分子由化学的表征，也可以说构型是分子由化学 键所固定的原子在空间的几何排

5、列。键所固定的原子在空间的几何排列。 这种排列的重组必须经过化学键的断这种排列的重组必须经过化学键的断 列和重组。列和重组。构型有不同的异构体：构型有不同的异构体：旋光异构体（手性异构）旋光异构体（手性异构）几何异构（顺反异构）几何异构（顺反异构）构型：构型：键接异构键接异构等规聚等规聚-烯烃的螺旋型构型烯烃的螺旋型构型R（Rectus 右右），），S(Sinister 左左） 当碳原子上的四个基团都不相同时，该碳当碳原子上的四个基团都不相同时，该碳原子称为不对称碳原子，以原子称为不对称碳原子，以 表示。表示。 聚聚-烯烃（丙烯，烯烃（丙烯，1-丁烯）大分子中含有多丁烯）大分子中含有多个不对称

6、个不对称 原子。原子。*C*C聚丙烯的三种旋光异构类型聚丙烯的三种旋光异构类型 是指高分子主链上，每一个不对称是指高分子主链上，每一个不对称 原子上都具有相同的构型。原子上都具有相同的构型。RRRRRRRR 或或 SSSSSSS 是指高分子主链上，每一个是指高分子主链上，每一个 不对不对 称原子的构型是无规排列的。称原子的构型是无规排列的。 是指高分子主链上，有相邻的不对是指高分子主链上，有相邻的不对 称原子交替出现称原子交替出现R型和型和S型。型。RRSSRSRSSRRSRSRSRS 全同立构全同立构 间同立构间同立构 无规立构无规立构全全 同同 立立 构构 间同立构间同立构 无规立构无规立

7、构 高分子链的旋光规整性对高聚物的高分子链的旋光规整性对高聚物的TgTg，TmTm有很大影响有很大影响: :PPPP自由基聚合的自由基聚合的PPPP是无规立构，非晶体态的是无规立构，非晶体态的橡胶物质，主要作填料使用。橡胶物质，主要作填料使用。PSPS自由基聚合的聚苯乙烯自由基聚合的聚苯乙烯, ,定向聚合的定向聚合的PPPP是全同立构，晶态物质，是全同立构，晶态物质，工程塑料。工程塑料。定向聚合的聚苯乙烯定向聚合的聚苯乙烯, ,Tg = -80Tg = -80Tg=165Tg=165Tg=80Tg=80Tg=240Tg=240 当组成双键的两个碳原子同时被两个不同的原子当组成双键的两个碳原子同

8、时被两个不同的原子或基团取代时，由于内双键上的基团在双键两侧或基团取代时，由于内双键上的基团在双键两侧排列的方式不同而有顺式和反式之分。排列的方式不同而有顺式和反式之分。例：例： 1 1，3-3-丁二烯配位聚合时丁二烯配位聚合时 可以可以1 1，4 4（ 顺顺, ,反）加成反）加成 1 1，2 2（全同，间同）加成（全同，间同）加成例例： 异戊二烯有顺式异戊二烯有顺式1 1，4 4加成，加成， 反式反式1 1，4-4-，3 3，4-4-加成等立构规整结构。加成等立构规整结构。HCCHCH2CH2CH2HCHCCH2CH2HCCHH2CCH2CHCHH2C顺式结构顺式结构反式结构反式结构 反式反

9、式1 1，4- 4-聚丁二烯：聚丁二烯：定向聚合，易结晶，定向聚合，易结晶， 弹性差，硬度大的塑料，弹性差，硬度大的塑料，Tm = 146Tm = 146 全同全同1 1，2- 2-聚丁二烯聚丁二烯：定向聚合，：定向聚合，TmTm较高较高的塑料，的塑料，Tm = 126Tm = 126 间同间同1 1，2- 2-聚丁二烯聚丁二烯：Tm = 156Tm = 156 顺式顺式1 1，4- 4-聚丁二烯：聚丁二烯：定向聚合，定向聚合，TgTg，TmTm较低，不易结晶，高弹性合成橡胶，较低，不易结晶，高弹性合成橡胶， Tm = 2Tm = 2聚异戊二烯橡胶聚异戊二烯橡胶TiCl4 AlEt3 : Al

10、/Ti 1 时时 顺式顺式1,4结构为结构为96% Al/Ti 701352137120管，丝管，丝,硬制品硬制品交联交联 PE0.951.40-1021140海底电海底电缆缆2022-5-19是指高分子链之间的排列和是指高分子链之间的排列和 堆砌结构，也称为超分子结构。堆砌结构，也称为超分子结构。是决定高聚物基本性质的主要因素是决定高聚物基本性质的主要因素, 是在高分子的合成过程中形成的是在高分子的合成过程中形成的;对于实际应用中的高聚物材料或制品，其使用性能对于实际应用中的高聚物材料或制品，其使用性能直接决定于在加工成型过程中形成的聚集态结构。直接决定于在加工成型过程中形成的聚集态结构。2

11、022-5-192022-5-19 PE，PP，PVC，PTFE，PAN；玻璃体结晶玻璃体结晶溶液结晶溶液结晶熔体结晶熔体结晶2022-5-192022-5-19结晶形态单晶球晶树枝状晶纤维状晶和串晶柱晶伸直链晶按结晶条件不同可以分为以下几种类型：按结晶条件不同可以分为以下几种类型：2022-5-19在应力下得到。在应力下得到。例例3 指出高聚物结晶形态的主要类型，并简指出高聚物结晶形态的主要类型，并简 要叙述其形成条件。要叙述其形成条件。只能从极稀的高聚物溶液中缓慢结晶得到。只能从极稀的高聚物溶液中缓慢结晶得到。从浓溶液或熔融体冷却时得到。从浓溶液或熔融体冷却时得到。极高压力下缓慢结晶。极高

12、压力下缓慢结晶。2022-5-19二、非晶聚合物二、非晶聚合物长链在空间排长链在空间排列是无规卷曲列是无规卷曲高分子链完高分子链完全无规堆砌全无规堆砌非晶态毛毡非晶态毛毡2022-5-19三、聚合物的取向结构三、聚合物的取向结构是指在某种外力作用下，分子链或其他结构单元沿是指在某种外力作用下，分子链或其他结构单元沿着外力作用方向择优排列的结构。着外力作用方向择优排列的结构。结晶聚合物的晶片、晶带沿拉力方向的择优排列；结晶聚合物的晶片、晶带沿拉力方向的择优排列；链段取向；链段取向；整链取向；整链取向；2022-5-19例如例如:熔融棒材、管材的挤出成型熔融棒材、管材的挤出成型薄膜的吹塑薄膜的吹塑

13、塑料瓶的吹塑塑料瓶的吹塑纤维材料的纺丝纤维材料的纺丝取向薄膜中分子链排列示意图取向薄膜中分子链排列示意图单轴取向单轴取向双轴取向双轴取向2022-5-19薄膜吹塑机薄膜吹塑机2022-5-1912 345 挤出吹塑工艺挤出吹塑工艺 1-管坯挤出；管坯挤出；2-吹气膨胀；吹气膨胀；3-冷却牵引；冷却牵引；4-切断；切断；5-辊卷辊卷2022-5-191-片或板坯挤出；片或板坯挤出；2-辗平和冷却；辗平和冷却；3-切边与牵引；切边与牵引；4-切断切断板材挤出工艺板材挤出工艺2022-5-191-放纸；放纸；2-干燥；干燥；3-挤出涂复；挤出涂复；4-冷却与辗平冷却与辗平 5-切边；切边； 6-牵引

14、；牵引； 7-辊卷辊卷纸张涂复工艺纸张涂复工艺2022-5-191-放线；放线； 2-挤出包复；挤出包复； 3-冷却；冷却； 4-牵引与张紧；牵引与张紧； 5-辊卷辊卷2022-5-19 软质聚氯乙烯薄膜生产工艺流程软质聚氯乙烯薄膜生产工艺流程 1-树脂料仓；树脂料仓； 2-计量斗；计量斗； 3-高速捏合机；高速捏合机； 4-塑化挤压机；塑化挤压机； 5-辊筒机；辊筒机； 6-四辊压延机；四辊压延机； 7-冷却辊群；冷却辊群； 8-切边刀；切边刀； 9-卷饶装置卷饶装置987654 3212022-5-19 某些物质的结晶在熔融或溶解之后,虽然失去固态物质的刚性，获得液态物质的流动性，却仍然部

15、分保持晶态物质的有序排列，从而在物理性质上呈现各向异性，形成一种兼有晶体和液体部分性质的过度状态，称为液晶态，这种物质称为液晶。 流动性还要求分子结构上必须有一定的柔性部分流动性还要求分子结构上必须有一定的柔性部分. 液态维持分子的某种有序排列所必需的凝聚力液态维持分子的某种有序排列所必需的凝聚力; 刚性的分子结构，分子的长度和宽度之比刚性的分子结构，分子的长度和宽度之比R 1;液晶态液晶态的表征的表征Polarized-light microscopy 偏光显微镜偏光显微镜XRD - X-ray diffraction X射线衍射射线衍射 DSC Differential scanning

16、clarometry示示差扫描量热法差扫描量热法液晶的液晶的应用应用液晶原位增强聚合液晶原位增强聚合液晶纺丝：在低牵伸倍数下获液晶纺丝：在低牵伸倍数下获得高度取向、高性能纤维。得高度取向、高性能纤维。液晶显示液晶显示 LCD- Liquid crystal display2022-5-19LCD Liquid crystal display2022-5-192022-5-19Applications of Kevlar2022-5-19五、聚合物的力学状态玻璃态玻璃态模量：产生单位形变所需的应力。模量：产生单位形变所需的应力。1.非晶聚合物两种转变和三种力学状态玻璃化转变区玻璃化转变区粘流转变

17、性区粘流转变性区粘流态粘流态橡胶态橡胶态gTfT 或或 TgTfTTdM2M1交联聚合物交联聚合物 2022-5-19结晶聚合物结晶聚合物 TgTfT交联聚合物交联聚合物 M2M12022-5-19 聚集态转变的主要因素：聚合物的分子结构，聚合聚集态转变的主要因素：聚合物的分子结构，聚合物体系的组成，所受压力，环境，温度等。物体系的组成，所受压力，环境，温度等。聚合物及其组成一定时聚集聚合物及其组成一定时聚集态的转变主要与态的转变主要与 有关。有关。 使材料力学强度很大；使材料力学强度很大；玻璃态：玻璃态： 位于玻璃化温度位于玻璃化温度 Tg 以下，为坚硬固以下，为坚硬固 体，此时聚合物的主价

18、键和次键所体，此时聚合物的主价键和次键所 形成的内聚力；形成的内聚力； 有一定的形变能力；有一定的形变能力；2022-5-19 弹性模量高，该形变值小，不易进行引起大形弹性模量高，该形变值小，不易进行引起大形 变的加工；变的加工； 在一定应力范围内形变具有可塑性。在一定应力范围内形变具有可塑性。 它的下限温度为脆化温度，材料易断裂它的下限温度为脆化温度，材料易断裂 破坏，可通过机械加工来成型；破坏，可通过机械加工来成型；链段运动的松弛特性特别显著。链段运动的松弛特性特别显著。 形变大大提高，模量聚合物由坚形变大大提高，模量聚合物由坚硬的固体，变为软而具有韧性；硬的固体，变为软而具有韧性；Tg

19、glass transition temperature 玻璃化转变温度玻璃化转变温度2022-5-19 聚合物模量减少很多，形变能力增大聚合物模量减少很多，形变能力增大,可逆。对于非可逆。对于非晶聚合物，在晶聚合物，在 Tf 附近，聚合物粘度很大，可进行真空附近，聚合物粘度很大，可进行真空压延等。对于结晶或部分结晶聚合物，可在压延等。对于结晶或部分结晶聚合物，可在 Tg Tf 区间区间进行薄膜，纤维拉伸。进行薄膜，纤维拉伸。 Tg Tf 温度区间；温度区间； 高弹形变不是瞬时完成，有时间依赖性。高弹形变不是瞬时完成，有时间依赖性。聚合物开始出现流动，形变大大提高聚合物开始出现流动，形变大大提

20、高 ，不可逆。，不可逆。Tf viscosity flow temperature 粘流温度粘流温度2022-5-19 材料的模量降低到最小值，不大的外力就能材料的模量降低到最小值，不大的外力就能 引起熔体的流动；引起熔体的流动； 适合挤出成型、吹塑成型注射成型。适合挤出成型、吹塑成型注射成型。 形变中主要是不可逆的粘性形变；形变中主要是不可逆的粘性形变； Tf以上的一定温度区域；以上的一定温度区域；2022-5-19 交联键间的分子链较大，大于链段的长交联键间的分子链较大，大于链段的长 度，度，T增大链段运动，交联聚合物能呈现增大链段运动，交联聚合物能呈现 明显的明显的 Tg转变，能出现玻璃

21、态和橡胶态。转变，能出现玻璃态和橡胶态。 交联点间的链长逐渐减小，链段运动难运交联点间的链长逐渐减小，链段运动难运 动，橡胶态产生的形变也越来越小。动，橡胶态产生的形变也越来越小。只有玻璃态的力学特征。只有玻璃态的力学特征。：2022-5-19321模 量T不同交联度的酚醛树酯曲线不同交联度的酚醛树酯曲线 曲线曲线 1:2%, 2:4%, 3:10%交联剂交联剂: 六亚甲基四胺六亚甲基四胺 模 量TTgTg低 硫化 物体 型 聚 合 物不同交联聚合物曲线不同交联聚合物曲线 2022-5-19对于半晶态聚合物，模量取决于结晶度；对于半晶态聚合物，模量取决于结晶度；结晶部分仍然保持坚硬，达到结晶部

22、分仍然保持坚硬，达到Tm 时，时，模量迅速降至非晶材料相应数值。模量迅速降至非晶材料相应数值。无定形部分经历玻璃无定形部分经历玻璃- 橡胶转变；橡胶转变；2022-5-19低结晶聚合物低结晶聚合物高结晶聚合物高结晶聚合物2022-5-19熔融熔融: 物质从结晶状态变为液态的过程物质从结晶状态变为液态的过程.聚合物晶体熔融与低分子晶体熔融过程有何区别聚合物晶体熔融与低分子晶体熔融过程有何区别 相似之处相似之处 在在于热力学函数（体积、比热）发生突于热力学函数（体积、比热）发生突变变 不同之处不同之处 小分子晶体熔融发生在小分子晶体熔融发生在0.20.2左右的狭左右的狭窄的温度范围内，整个熔融过程

23、中体系窄的温度范围内，整个熔融过程中体系的温度几乎保持在两相平衡的温度下的温度几乎保持在两相平衡的温度下. .聚合物熔融过程有一转宽的温度范聚合物熔融过程有一转宽的温度范围围10左右，边升温边熔融的现象左右，边升温边熔融的现象. .？2022-5-19熔点熔点:熔限熔限:熔融开始到完全熔融的温度范围熔融开始到完全熔融的温度范围.VTTmVTTm熔限熔限把完全熔融的温度为熔点把完全熔融的温度为熔点 Tm为什么结晶聚合物的熔融过程温度范围宽为什么结晶聚合物的熔融过程温度范围宽 粘度的增加，高分子链、链段还没有作完全粘度的增加，高分子链、链段还没有作完全 有规律排列平衡结晶状态，体系已被冻结；有规律

24、排列平衡结晶状态，体系已被冻结；？ 聚合物结晶时，降温速度不是足够的慢；聚合物结晶时，降温速度不是足够的慢； 结晶过程中形成完善程度不同的晶体。结晶过程中形成完善程度不同的晶体。2022-5-19最常用的方法：利用结晶熔融过程的热效应最常用的方法：利用结晶熔融过程的热效应DTA（差热分析法）（差热分析法） DSC（差示扫描量热发）（差示扫描量热发）为结晶性聚合物成型加工提供最佳的工艺条件为结晶性聚合物成型加工提供最佳的工艺条件; ;为结晶性聚合物适用温度范围提供依据为结晶性聚合物适用温度范围提供依据; ;DSC 200 F3: -1506002022-5-19聚酯饮料瓶的挤出吹塑聚酯饮料瓶的挤

25、出吹塑 工作原理工作原理制聚酯饮料瓶的工艺条件制聚酯饮料瓶的工艺条件: :PET熔融温度熔融温度: 246PET结晶温度结晶温度: 168PET熔融成型温度熔融成型温度PET饮料瓶冷却饮料瓶冷却温度温度246 + 10168 - 20 2022-5-192022-5-19l 以高分子链的结构特征命名以高分子链的结构特征命名 O -C-O-NH-C-O-OO -C-NH- -O-2022-5-19 CH CH2n聚聚 (1苯基乙烯苯基乙烯 )2022-5-19 聚聚1-(甲氧基羰基甲氧基羰基)-1-甲基乙烯甲基乙烯聚聚(亚胺基六次甲基亚胺基己二酰）亚胺基六次甲基亚胺基己二酰）NH(CH2)6NH

26、CO(CH2)4COn聚聚( (氧羰基氧氧羰基氧-1,4-1,4-苯撑异丙叉苯撑异丙叉-1,4-1,4-苯撑苯撑) )CH3CH3O CO O CnCOOCH3CH3nC CH22022-5-19 2022-5-192022-5-19 2022-5-19 2022-5-19两种聚合机理的区别：两种聚合机理的区别：2022-5-19 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

27、、 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

28、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.Staudin

29、ger 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(1938)、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

30、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

31、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

32、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：手段的应用： 1960 高分辨率高分辨率NMR、 1964 GPC的使用的使用 - 结晶

33、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- 1973 Kevlar 纤维纤维7、二十世纪、二十世纪70年代：高

34、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：高分子科学的扩展与深化、二十世纪末期：高分子科学的扩展与深化 瑞典

35、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

36、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.Staudinger （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

37、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。* 1953年，在一次实验中意外发现由于反应釜中残留的痕量年，在一次实验中意外发现由于反应釜中残留的痕量Ti而只生成二聚体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

38、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，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

39、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。

40、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)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

41、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 (19101985)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高分子材料的应用高分子材料的应用与人们的衣、食、住、行密切相关；与人们的衣