高分子物理：第一章 绪论

高分子物理第一章绪论主要内容1、高分子科学中的诺奖获得者：杰出贡献和领路人2、高分子科学的诞生与发展3、高分子科学的分类4、高分子的结构特点5、高分子物理的研究内容6、高分子物理的重要性7、我国高分子科学的发展历程1.高分子科学中的诺奖获得者：杰出贡献和领路人HermmanStaudinger(1881-1965)德国著名的化学家，把“高分子”这个概念引进科学领域，创立了高分子学说。他的科研成就对当时的塑料、合成橡胶、合成纤维等工业的蓬勃发展起了积极作用。获1953年获诺贝尔化学奖。

KarlZiegler（1903－1979）德国人齐格勒(KarlZiegler)与意大利人纳塔(GiulioNatta)。有机金属催化剂：四氯化钛-三乙基铝[TiCl4-Al(C2H5)3]组成，分别催化合成高密度聚乙烯与等规聚丙烯。这类催化剂被统称为齐格勒－纳塔型催化剂。促进了高分子化学、聚合机理、立构规整聚合等的研究和发展。1963年共享诺贝尔化学奖的崇高荣誉。

GiulioNatta（1898－1973）

1.高分子科学中的诺奖获得者：杰出贡献和领路人美国高分子物理化学家弗洛里(PaulJ.Flory)由于在高分子科学领域，尤其在高分子物理性质与结构的研究方面取得巨大成就，1974年荣获瑞典皇家科学院授予的诺贝尔化学奖。

PaulJ.Flory（1910－1985）

1.高分子科学中的诺奖获得者：杰出贡献和领路人

法国科学家吉尼[德热纳](deGennes)成功地将研究简单体系中有序现象的方法推广到高分子、液晶等复杂体系。1991年被授予诺贝尔物理学奖。

deGennes（1932－）1.高分子科学中的诺奖获得者：杰出贡献和领路人1.高分子科学中的诺奖获得者：杰出贡献和领路人日本筑波大学的白川英树(HidekiShirakawa)，美国加利福尼亚大学的黑格(AlanJ.Hegger)和美国宾夕法尼亚大学的马克迪尔米德(AlanG.MacDiarmid)因对导电聚合物的发现和发展而获得2000年度诺贝尔化学奖。高分子学科伟大的发明者硫化橡胶：固特异天然橡胶的硫化--1839年美国人CharlesGoodyear，轮胎，制鞋，救生用具......科学发现与商业应用的距离，以及发明与创新的距离，常常是漫长而残酷的，得意之前总要经历精疲力竭和沮丧，但具有在逆境中不断探索的精神才能最终到达成功的彼岸。查尔斯·固特异为世界创造的财富是不可估量的。1940年5月5日，杜邦公司生产的第一批尼龙丝袜上市，7.2万双丝袜在一天内被抢购一空。高分子学科伟大的发明者尼龙之父：如流星般璀璨的一生美国化学家卡罗瑟斯：1896年生于爱荷华州伯灵顿，1937年4月因长期抑郁症自杀于费城，享年41岁。1924年，伊利诺伊大学、哈佛大学担任有机化学的教学和研究工作，1928年应聘在美国杜邦公司。首先合成了氯丁二烯及其聚合物，为氯丁橡胶的开发奠定了基础。1935年以己二酸与己二胺为原料制得聚合物，尼龙66。他又将这一聚合物熔融后经注射针压出，在张力下拉伸为纤维，是最早实现工业化的合成纤维品种。杜邦公司从高聚物的基础研究开始历时11年，耗投2200万美元，有230名专家参加了有关的工作，终于在1939年底实现了工业化生产。2.高分子科学的诞生与发展2.高分子科学的诞生与发展2.高分子科学的诞生与发展1839年美国人Goodyear发明了天然橡胶的硫化1855年英国人PARKS通过硝化纤维和樟脑制得赛璐珞（celluloid）塑料1889年法国建成最早的人造丝工厂1900年英国人建成了年产1000T黏胶纤维工厂（1）19世纪中叶人们就开始对天然高分子进行了化学改性酚醛树脂（1909,L.Backeland）丁钠橡胶（1912）醋酸纤维和塑料（1914）聚甲基丙烯酸（1928）1920年Staudinger

提出长链结构（2）20世纪初是高分子科学创立的准备时期（3）20世纪30~40年代是高分子工业和高分子科学的创立时期时间聚合物缩写1927醇酸树脂1930聚苯乙烯PS1935聚氯乙烯PVC尼龙-66PA661936聚醋酸乙烯酯PVAC（4）20世纪50年代高分子科学体系已经基本形成这个时期是高分子合成化学大发展时期，石油化工产品的80%用于高分子工业，塑料以2倍于钢铁的速率增长，新开发出高密度聚乙烯（HDPE,1953~1955）、聚丙烯（PP,1955~1957）等。在高分子科学方面的主要发现有：Ziegler－Natta催化剂和配位聚合、离子聚合。（5）20世纪60年代是高分子物理大发展的时期随着大批新合成高分子的出现，解决对这些新聚合物的性能表征，以及了解其结构对性能的影响等问题日益突出。一批化学家、物理学家投入了这方面的研究，形成了高分子物理的研究领域。主要用各种色谱、光谱、电镜、红外等分析手段表征聚合物的结构。

（6）20世纪70年代是高分子工程的大发展时期高分子工业朝着生产的高效化、自动化、大型化发展；此外这个时期还合成出了导电高分子（1971---1978，白川英树）、KEVLAR纤维（1973）等。（7）20世纪末期是高分子科学的扩展与深化时期2000年世界上合成材料的年总产量已达到2亿吨(其中塑料1.63亿吨、合成橡胶0.11亿吨、合成纤维0.28亿吨)。五大塑料生产大国：美国、中国、日本、德国、韩国。2.高分子科学的诞生与发展当今，高分子科学与高分子工业的研究和发展方向是：通过新型高效催化剂的开发，重要的通用高分子品种向更大型工业化生产发展；通过新型聚合方法、化学和物理改性以及复合，获得新性能、新品种、新用途的高聚物；开发功能高分子，如生物高分子、光敏高分子、导电高分子等。

高分子科学是研究高分子化合物的合成、结构与性能、加工成型和应用的一门新兴学科。3.高分子科学的分类高分子科学PolymerScience高分子化学PolymerChemistry

高分子物理PolymerPhysics

高分子工程PolymerEngineering

通用高分子材料CommodityPolymerMateials

功能高分子材料FunctionalPolymerMaterials

综合性研究领域基础性分支学科3.高分子科学的分类高分子材料PolymerMaterials高分子的结构特点分子量大长链结构尺寸的多分散性流变性及加工性结构及分子运动的多层次性4.高分子的结构特点（1）高分子结构5.高分子物理的研究内容高分子性能溶液性能热性能力学性能电性能光学性能（2）高分子性能5.高分子物理的研究内容流变性能

6、高分子物理的重要性对合成出来的高聚物，尽可能了解它的结构和物理、力学性能，可以使之得到合理的应用；掌握结构与性能的关系，根据所需性能要求，合成具有特定结构的材料，为聚合物的分子设计和材料设计打下科学基础。为高分子材料的加工、成型工艺的选择提供理论依据。通过合成、改性、加工，改善聚合物的性能，满足各种不同需要。高分子物理是一门专业基础课，与高分子材料的合成、改性、加工、应用都有非常密切的内在联系。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。在二十一世纪来临之际，高分子科学及其相关技术面临着新的机遇和挑战。面临机遇和挑战的一些领域：1.催化过程和新的聚合方法2.非线性结构聚合物3.超分子组装和高度自组织的大分子4.聚合物结晶和形态工程5.刺激-响应聚合物6.聚合物的循环利用和处理高分子材料的发展方向

1.高性能化

2.高功能化

3.复合化

4.精细化

5.智能化

6、高分子物理的重要性起步于上个世纪50年度初。唐敖庆先生于1951年在中国化学会志上发表了关于橡胶分子尺寸计算的我国首篇高分子科学论文，并在吉林大学开展了高分子统计理论的研究。中国科学院长春应用化学研究所于1950年开始了合成橡胶和纤维素化学的研究工作。王葆仁先生于1952年在中国科学院上海有机化学研究所建立了有机玻璃和尼龙6的研究小组(后来迁京成为中国科学院化学研究所的一部分)冯新德先生于50年代初在北京大学开设了高分子化学专业并开展了相关研究工作。7、我国高分子科学的发展历程何炳林先生于50年代中期在南开大学开展了离子交换树脂的研究工作。钱人元先生于1952年在中国科学院长春应用化学研究所、1953年在中国科学院上海有机化学研究所分别建立了高分子物理化学研究组，开展高分子溶液性质研究(1956年由上海迁京,成为中国科学院化学研究所的一部分)。钱保功先生于50年代初在中国科学院长春应用化学研究所开始了高聚物黏弹性能及高分子辐射化学的研究。徐僖先生于50年代初期在成都工学院(现四川大学)开设了塑料工程专业并开展了塑料加工成型研究。7、我国高分子科学的发展历程在他们的带领下，我国的高分子化学、高分子物理以及高分子工程等三个分支学科领域的研究，在跟踪国外发展、急起直追的情况下几乎同时起步。60年来，随着高分子科学研究在深度和广度上的发展，在老一辈高分子科学家的指导下以及广大第一线高分子科技人员的带领和培养下，我国高分子界已有一批年轻的研究群体破笋成竹，他们代表着我国高分子科学的未来。7、我国高分子科学的发展历程高分子国家重点实验室高分子物理与化学国家重点实验室---长春应用化学研究所,1989。高分子材料科学与工程国家重点实验室--四川大学，1991。聚合物分子工程国家重点实验室--复旦大学，2011。材料复合新技术国家重点实验室---武汉理工大学。纤维材料改性国家重点实验室---东华大学超分子结构与材料国家重点实验室---吉林大学工程塑料国家重点实验室---中科院化学所制浆造纸工程国家重点实验室---华南理工大学海洋涂料国家重点实验室---海洋化工研究院生物大分子国家重点实验室---中国科学院生物物理研究所发光材料与器件国家重点实验室--华南理工大学有机无机复合材料国家重点实验室---北京化工大学高分子教育部重点实验室高分子化学与物理教育部重点实验室---北京大学聚合物分子工程教育部重点实验室---复旦大学吸咐分离功能高分子材料教育部重点实验室--南开大学（被撤）聚合物成型加工工程教育部重点实验室---华南理工大学特种功能材料及其制备新技术教育部重点实验室---华南理工大学生物医用高分子材料教育部重点实验室---武汉大学生物活性材料教育部重点实验室---南开大学橡塑材料与工程教育部重点实验室---青岛科技大学生态环境相关高分子材料教育部重点实验室---西北师范大学聚合物复合材料及功能材料教育部重点实验室---中山大学皮革化学与工程教育部重点实验室---四川大学可控化学反应科学与技术基础教育部重点实验室---北京化工大学高分子国家工程中心工程塑料国家工程研究中心---中国科学院理化技术研究所橡塑新型材料合成国家工程研究中心---中石化北京燕山分公司造纸与污染控制国家工程研究中心---华南理工大学聚烯烃国家工程研究中心---中石化北京化工研究院国家生物医学材料工程技术研究中心---四川大学国家橡塑模具工程研究中心---郑州大学中国科学院高分子复合材料工程中心---应化所国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心--贵州省材料技术创新基地聚合物新型成型装备国家工程研究中心---华南理工大学高分子院士曹镛程镕时沈之荃沈家骢王佛松吴奇杨玉良周其凤卓仁禧张俐娜唐本忠张希江雷冯新德何炳林黄葆同黄志镗林尚安钱保功钱人元王葆仁徐

僖徐端夫还有一大批长江学者、杰出青年江明颜德岳蹇锡高瞿金平高分子科学在追踪、学习国外成就的过程中成长、壮大和提高；而高分子工业则基本上是采取了引进---消化---再引进的发展道路。高分子科学的形成、发展和我国高分子工业的形成及提高似乎各行其路。就整体而言，中国高分子科学的发展对中国高分子工业推动作用的潜力尚远未发挥出来。在研究工作中，高分子学术界如何与高分子工业密切联系，如何从工业实践中发现、提炼学术课题开展研究工作，是值得今后重视的。性质和用途塑料纤维橡胶涂料胶粘剂功能高分子以聚合物为基础，加入（或不加）各种助剂和填料，经加工形成的塑