高分子化学ppt课件-绪论.ppt

1,高分子化学,Polymer Chemistry,绪论,2/67,学习方法及考核方式,平时20%，作业30%，读书笔记30%，论文20%，,学习方法,考核方式,1.课堂讲授2.作业3.读书笔记4.撰写论文,绪论,3/67,教 学 参 考 书,上：高分子科学的渊源与成长;中：合成高分子材料的发展;下：中国古今高分子科技成就,绪论,4/67,施良和，胡汉杰主编,本书从高分子合成、高分子物理、高分子成型、功能高分子、天然高分子、高分子材料、计算机模拟技术等介绍国内外研究现状、学术热点及发展趋势。-,由国家自然科学基金委员会化学科学部组织活跃在高分子科学相关研究领域的几十位学者共同撰写而成。,1994年，化工出版社,绪论,5/67,金关泰 著,绪论,6/67,周其凤胡汉杰,绪论,7/67,绪 论（一）,绪论,8/67,1.高分子科学的历史和发展2.高分子的重要性和特点3.高分子化学在学科中的地位4.高分子化学的研究趋势5.高分子材料的应用和未来6.中国的高分子科学,9/67,绪论,何为高分子？,分子量大（10,000）由重复单元链接而成,长径比：103 105,Polyamideimide/聚酰胺酰亚胺的立体示意图,10/67,绪论,高分子/Polymer,单体/Monomer,合成高分子 由单体聚合而成,通过不同的聚合反应,11/67,绪论,n,带双官能团的化合物,逐步聚合,带双键的烯类化合物,连锁聚合,12,高 分 子 化 学,有机化学,物理化学,化学工程.,聚合反应工程,高 分 子 物 理,小分子化合物,高分子化合物,制品,聚合物成型加工,材料力学流体力学.,分 子 结 构,形 态 形 状,使用性能,无机化学,分析化学,物 理,循环利用,石油天燃气煤其它,高分子科学,高分子工程,高分子科学的知识框架,13/67,绪论,学科：高分子科学,高分子化合物,合成,结构,性能,高分子材料的应用,成型加工,基础性学科应用性学科,绪论,14/67,历史的划分,人类发展的历史证明，每一种重要材料的发现和利用，都会把人类支配和改造自然的能力提高到一个新的水平，给社会生产力和人类生活带来巨大的变化，把人类物质文明和精神文明向前推进一步,历史的划分,材料,人类文明,15/67,绪论,旧石器 数百万年前,新石器 数十万年前,青铜器 数千年前,铁器数千年前,16/67,绪论,高分子时代（20世纪下半叶）,三大合成材料：塑料、橡胶、纤维 其他合成材料：涂料、胶粘剂 复合材料 功能高分子材料,（200年不到）,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。在二十世纪初，可靠的聚合方法的发现，加上有关高分子理论，物理和工程的巨大进展，导致并推动了一场材料革命，这场材料革命至今仍在继续地进行着。,O.Vogl,G.D.Jaycox,“Trends in Polymer Scinece”,17/67,绪论,无处不在的高分子,服装、面料玩具、生活用品电气产品外壳、绝缘体包装、装饰材料涂料、粘合剂隐形眼镜,衣食住行，无处不在！,18/67,绪论,以塑代钢在一定程度上，工程塑料的强度已经超过了钢铁,可应用于各个领域,19/67,绪论,全世界高分子材料已超过2亿吨，虽然重量不及钢铁，但由于其比重仅为钢铁的1/71/8，因此，世界高分子材料总体积远远超过钢铁。发达国家钢铁的产量基本已经稳定了，但高分子材料的产量还在增长,高分子材料具备金属和陶瓷等材料的性能特点，在几乎所有的应用领域大量地取代它们，甚至综合性能更优良。高分子材料的发展和应用，是20世纪改变人类生活、生产的20项发明之一,20/67,绪论,每年全球生产超过2亿吨聚合物材料以满足全世界的60亿人的使用需要。在这一生产过程，只消耗了全球原油年产量的4%。比较而言，全球每年采伐的木材量所等效的石油消耗却要比聚合物大一个数量级。,与全球每年产生的约500亿吨生物物质相比，聚合物的产量是如此的微不足道。然而，聚合物材料的使用却对全球经济产生了巨大的影响，它对美国GDP的贡献达到4%。当全世界人口比现在翻一番时，聚合物的生产规模可能是现在的三倍甚至四倍。,能源消耗,量效比,21/67,绪论,木材棉麻丝毛漆橡胶皮革各种树脂,各种天然的高分子材料,皮革的鞣制棉麻的丝光处理,改性,日常生活和生产,创建前蒙昧期,(不知道其化学组成和结构),高分子科学的历史(时间短却发展迅猛),22/67,绪论,合成树脂：德国开发出酚醛树脂（1907年）作为绝缘材料：俗称电木,醋酸纤维和塑料、醇酸树脂、聚乙烯醇,学科创建：本阶段的末期，高分子科学作为一个独立的学科初步建成,天然高分子的改性：橡胶的硫化（1839年），使天然橡胶实用化 硝基纤维素发明推动塑料工业的发展（1868年）,火药(N%:13%)赛璐珞塑料(11%)涂料(12%)胶片(12%),第一阶段高分子科学的创建(19世纪30年代-1930年),23/67,绪论,高分子和聚合的概念得到普遍的接受,第二阶段重要发展阶段（1930-1960年）,1936年，以纤维素乙酰化前后分子量变化极小的实验事实再次证实“链式大分子”观点的正确性，终于得到化学界普遍认可,H.Staudinger(1881-1965)Germany,1926年，依据测定聚茚氢化前后分子量变化极小的实验事实，提出了“链式大分子”概念（茚：一种烃类液体 indene C9H8，很易聚合）,高分子的链式结构，最终被确立,Nobel Prize,1953,Staudinger十年间两次提出,1920年，发表了他划时代意义的文献论聚合,提出了大分子是由大量的小分子聚合起来的概念,24/67,绪论,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，认为高分于是由一些小的结晶分子所成，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派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。,25/67,绪论,争鸣讨论的气氛诞生了新发现,比如，胶体论者坚持认为，天然橡胶是通过部分价键缔合起来的，这种缔合归结于异戊二烯的不饱和状态。他们自信地预言：橡胶加氢将会破坏这种缔合，得到的产物将是一种低沸点的低分子烷烃，针列这一点，STAUDINGER研究了天然橡胶的加氢过程，结果得到的是加氢橡胶而不是低分子烷烃，而且加氢橡胶在性质上与天然橡胶几乎没有什么区别。结论增强了他关于天然橡胶是由长链大分子构成的信念。,讨论中的分歧引起人们的深入研究，在研究中一步步接近真理。,26/67,绪论,1953年获诺贝尔化学奖时72岁，已退休2年美国一家杂志报道的新闻标题：“来的迟了，总比没有要好”,施陶丁格：“我宁愿在我的实验室里安静地从事我的工作，或者在我的花园里照料花草，而不是去捍卫我的理论或者花时间来反对他人的错误工作。”,27/67,绪论,塑料和工程塑料：,尼龙-66的工业化生产（1938年）有机玻璃（合成聚甲基丙烯酸甲酯）聚苯乙烯的工业化 环氧树脂 ABS树脂,合成橡胶：,丁二烯及其共聚类(如聚丁二烯、丁氰、丁苯、丁基等)聚氨酯,在材料开发及其应用方面都得到了很大的发展,聚酯纤维 腈纶,合成纤维：,二次世界大战客观上刺激了科学技术和工业的发展，因此，高分子科学的全面发展不仅在基础研究方面，而且在应用方面,28/67,绪论,Wallace H.Carothers(18961937),USA1935年2月28日 聚酰胺66(polyamide66),1938年10月27日 Nylon66,du Pont,第一种合成纤维,聚氯乙烯聚苯乙烯聚醋酸乙烯酯聚甲基丙烯酸甲酯高压聚乙烯丁苯橡胶丁腈橡胶氯丁橡胶聚四氟乙烯 ABS树脂,科学研究,链式自由基聚合反应理论,工业化,缩聚反应理论,聚酰胺聚酯,缩聚反应理论,链式自由基聚合反应理论,30到40年代,工业合成,29/67,绪论,可以实现分子链立体构象的控制制备出高密度线型PE和等规PP,Karl Ziegler(1898-1973)Germany烯烃聚合中的有机金属混合物催化剂高密度聚乙烯(High density Polyethylene,HDPE),Giulio Natta(1903-1979)Italy立构规整聚合物等规聚丙烯(Polypropylene,PP),Nobel Prize,1974,Ziegler-Natta催化剂及其配位聚合（1963）,活性阴离子聚合,可以实现分子链结构和形状的控制，开发了聚甲醛、聚氨酯等,30/67,绪论,50年代，美国化学家P.J.Flory提出了高分子溶液的格子模型，创建了高分子溶液的统计热力学和高分子构象的统计力学方面的基础理论，大大促进了高分子物理以至整个高分子科学的发展,Paul J.Flory(1910-1985),USAPrinciples of Polymer Chemistry高分子化学原理,1953;Statistical Mechanics of Chain Molecules 长链分子的统计力学,1979Nobel Prize,1974,高分子物理,Pierre-Gilles de Gennes(1932-),FranceScaling Concepts in Polymer Physics高分子物理学的标度概念,1985Nobel Prize,1991,31/67,绪论,有机化学,高分子化学,物理化学物理学数学电子学各种工程学生物学医药学其它化学化工机械,高分子科学,基础科学 技术科学,交叉渗透融合,高分子物理,高分子工程,链结构溶液性质聚集态结构性能,成型加工,合成、改性、分子设计,32/67,绪论,第三阶段全面发展阶段（20世纪60年代以后）,材料：新的材料不断涌现，无法列举，得到全面应用 科学研究：各种聚合理论趋于成熟，体系完善,高性能化,聚甲醛、聚碳酸酯、聚醚、聚酰亚胺等工程塑料大批量投向市场，各种耐高温的高强度聚合物材料层出不穷。各种通用高分子材料走向成熟、并不断涌现出新的高分子材料,光敏性高分子、高分子半导体和导体、光导体、高分子分离膜、高分子试剂和催化剂、高分子药物等方面的研究与应用都取得巨大进展。这是功能高分子和生物医用高分子理论和材料大发展时期,多功能化,33/67,绪论,结构,物性,合成与改性,分子设计,高分子科学的更高、更新阶段,高分子化学的重任,通过建立结构与性能、功能之间的关系，合成具有指定结构及性能与功能的聚合物，或者通过改性提高性能，通过修饰等手段赋予聚合物新的功能。实现聚合物的分子设计和材料设计的目标,应用需求,34/67,绪论,研究趋势和前沿,新型、有用的高分子化合物的分子设计新的聚合反应的研究新的聚合方法的研究,35/67,绪论,可控制反应物空间立构、聚合物相对分子质量及相对分子质量分布的所谓可控聚合活性聚合、酶催化聚合、微生物催化聚合新型功能高分子材料的设计及合成基于分子识别、分子有序组装的分子设计、组装化学和组装方法包括分子改性和表面改性在内的聚合物改性方法和原理,36/67,绪论,具有耐高温、高强度、高模量“三高”性能的聚合物分子设计及合成医用高分子和生物大分子的改性、结构及功能化研究纳米聚合物的合成及应用各种有机无机分子内杂化高分子材料的分子设计与合成环境问题,37/67,绪论,高分子的应用和未来,为满足航天航空、电子信息、汽车工业、家用电器等多方面技术领域的需要，在机械性能、耐热性、耐久性、耐腐蚀性等方面性能进一步提高,高性能化,合成新的高分子 改性 通过新聚合反应控制分子结构(如:阴离子活性聚合)通过聚合方法和聚合过程的控制、提高性能(如:齐格勒纳塔聚合),多功能化,除机械性能外，高分子还具特定功能：,光导性导电性光敏性光致变色性磁性生物活性液体性催化性高度选择能力的反应活性对特定金属离子的螯合性透过特定气体,38/67,绪论,精细化 电子技术变化日新月异，要求原材料向高纯化、超净化、精细化、功能化方向发展智能化 使材料本身带有生物所具有的高级功能，如预知预告性、自我诊断、自我修复、自我增殖、认识识别能力、刺激反应性、环境应答性等。材料的智能化是一项带有挑战性的未来的重大课题,复合化 高性能的结构复合材料是新材料革命的一个重要方向。如，以玻璃纤维增强材料为主的复合材料不仅在当前已进入大规模生产和应用阶段，而且在将来仍会有所发展。,39/67,绪论,支柱,生物技术,先进材料,信息技术,能源环境结构材料军事航空、航天,三大材料,金属 陶瓷 高分子,材料是人类进化史的里程碑，现代文明的重要支柱，发展高新技术的基础和先导。高分子材料扮演着极为重要的角色,基础,先导,应用前景,40/67,绪论,防热材料,有机硅聚合物处理的陶瓷纤维隔热层覆盖在神舟五号返回舱表面：有机硅聚合物良好的耐高低温性能使之在高空低温和大气层再入时的高温环境中得以延长器件的寿命,外表面温度超过1000C,内部温度约30C,高比强、高比模结构材料 超低温，超高温防护材料 吸收电磁波、声波的隐身材料 减震、降噪的阻尼材料,航天器用高分子材料,41/67,绪论,高比强、高比模结构材料,火箭整流罩、卫星接口支架、液氢/液氧发动机共底、固体火箭发动机壳体等：碳纤维/环氧树脂复合材料,42/67,绪论,F-22的材料组成,钛合金：41%；铝合金：15%；钢：5%树脂基复合材料:24%环氧树脂、聚双马来酰亚胺。用于雷达罩、进气道、机翼(含整体油箱等)、襟翼、副翼、垂尾、平尾、减速板及机身蒙皮等。,43/67,绪论,F-22的动力：F-119发动机,F119发动机正在执行用树脂基复合材料取代钛合金制造风扇送气机区的计划，可节省结构重量6.7公斤，并正在考虑用树脂基复合材料风扇叶片取代现在的钛合金空心风扇叶片，以期减轻结构重量30。,44/67,绪论,防弹玻璃,由数层玻璃和聚乙烯醇缩丁醛(PVB)胶片粘结而成的特种夹层玻璃。56式7.62mm冲锋枪，56式7.62mm普通弹(钢芯)，15米距离射击三发，弹速约750m/s，弹着点10010mm呈正三角形，防弹玻璃背部没有飞溅物，背部玻璃表面光滑，弹伤深度5mm。,玻璃和高分子的复合材料,45/67,绪论,带有特异功能,特种合成纤维,调温纤维能够调节自身环境温度。环境温度上升时，有储热作用；温度下降时，放出热量保温纤维能隔绝外界雨、雪、风、霜侵入到人体皮肤，同时也能将皮肤上的汗水排放到大气中去，具备天然纤维（棉、麻、丝等）的功能呼吸纤维具有防水透气性，能透过人体汗液蒸发的水蒸气，但却透不过雨水，即具有两种相逆的功能防暑纤维具有亲水性，可防出汗、防闷热，穿着舒适记忆纤维可永远保持形状不变弹性纤维弹性纤维适宜动作和身体伸展。使用的聚氨酯纤维，其弹性可接近橡胶,46/67,绪论,高强纤维的代表:Kevlar,抗拉强度3.4GPa模量（59190）GPa断裂伸长5%,蜘蛛丝,强度优于Kevlar断裂伸长达30%,复合材料生物医学降落伞绳索头盔、防弹背心,芳纶，全芳香族聚酰胺,47/67,绪论,和体育结缘,最初的台球是用象牙制成，量稀而贵，有人悬赏1万美元征求制造台球的替代材料。1869年，美国人海厄特把硝化纤维、樟脑和乙醇的混合物在高压下共热，然后在常压下硬化成型制出了廉价台球，赢得了这笔奖金。这种由纤维素制得的材料就是赛璐珞,48/67,绪论,撑竿跳 器械的胜利,材质：木、竹、合金、玻纤复合材料、碳纤复合材料,49/67,绪论,不论是遗传现象，或是酶的活动，都与高分子物质有密切的关系。在人体中，最重要的高分子物质莫如蛋白质和核酸。高分子科学家已经开始探索如何去合成或模拟天然的高分子也就是具有生物活性的高分子，因为天然的动、植物本身就是由高分子所组成的。一旦能够合成生物高分子，就可以合成部分生物组织或器官，在解救人的生命的旅程中又可大大地向前迈一步了,高分子生命活动的基本物质,生命活动是各式各样的：新陈代谢、肌肉收缩、神经传导以至于传种接代(遗传现象)等等。不论哪种活动，都需要有生物酶的参与。遗传现象则更是十分神秘而复杂的生命活动现象,50/67,绪论,生物医用高分子材料生命科学和材料科学的交叉,生物材料是指与体液接触的异体材料，除少数金属、陶瓷和碳素外，绝大部分是橡胶、纤维、模制塑料等合成高分子材料。全世界在医学上应用的高分子材料就有90多个品种、1800余种制品。西方国家在医学上消耗的高分子材料每年以10%-20%的速度增长,人体替代和修复材料 医疗器械、医护用品药用高分子,智能型 复合型 功能型,51/67,绪论,生物相容性好，不引起刺激、炎症、致癌和过敏等反应生物活性优异生物降解性好化学稳定性和化学惰性无毒无副作用容易制备、纯化、加工和消毒有所需的物理性能(尺寸、强度、弹性、渗透性等)，并能在使用期间保持其不变，抗老化、耐疲劳,随着现代科学技术的发展，尤其是生物技术的重大突破，生物材料的研究不断取得进展，其应用空间也更为广泛。人工脏器具有部分或全部代替人体某一器官功能的器件，有的只需在体内短期使用，如插入器件(导液管等)，有的则需在体内停留较长时间，甚至整个生命期。因此对这类材料有严格的要求,对生物医用高分子材料的要求,52/67,绪论,CHEMTECH,1983,13,542-55Silicone medical devices and the Body,人造胰脏,形同钮扣，2.5x0.5cm,在两层高分子膜之间夹装从猪胰脏中取出的可分泌胰岛素的细胞。外部用硅包封装，减轻排异反应,人工器官,人工心脏：聚酯、聚氨酯、环氧树脂 人工肺：硅橡胶半透膜 关节(肩、髋、膝):聚四氟乙烯 人工肾：透析膜 人工血管、人造血液 人工皮肤,目前，从天灵盖到脚趾骨，从人体的内脏到皮肤，从血液到五官，除了脑以及大多数内分泌器官外，大都有了代用的人工器官,53/67,绪论,人造心脏,54/67,绪论,人工骨,聚酯类人工骨生物相容性可选择的强度、降解吸收时间无需二次手术取出,纳米复合生物活性材料将纳米类骨晶体与聚酰胺复合，该材料在生物活性、柔韧性和强度方面均与人体组织接近，可用于颅骨、关节及喉管支架、穿皮器件与修复领域,Resomer Resorbable Polyester：Polylactide,Polyglycolide or the copolymers Boehringer Ingelheim KG,55/67,绪论,如：以乳酸为主要成分的可降解聚合物和促进骨骼生长的磷酸三钙制成薄片，敷贴在骨骼受损伤的部位，周围的骨骼细胞不久就会再生出新骨。而薄片中的可降解物质可自然分解，乳酸和磷酸三钙则在体内进行新陈代谢,乳酸是乳酸杆菌产生的一种碳水化合物，是生物体中常见的天然化合物。通过乳酸环化二聚物的化学聚合或乳酸的直接聚合可以得到高分子量的聚乳酸。,聚乳酸(PLA),性能：制品具有良好的生物相容性和生物可吸收性，以及很好的生物降解性，并且在可降解热塑性高分子材料中PLA具有最好的抗热性原料：可从谷物中取得，其制品废弃后在土壤或海水中经微生物作用可分解为二氧化碳和水，燃烧时不会散发毒气，不会造成污染,56/67,绪论,再生骨,所用的高分子材料具有良好的力学性能而作为承力替代物，同时具有良好的生物相容性和骨传导性，新生骨组织在其上以爬行方式生长，一定程度上可使骨缺损尺寸降低到可自身修复的程度。,依据缺损骨头的形状，用高分子材料作成支架，在上面“种”上成骨细胞，再植入体内。材料为细胞提供养份，当骨头渐渐长成后，支撑材料随之降解、吸收而消失,57/67,绪论,药用高分子(药物的控制释放),控制释放速度 在需要的时间范围内以一定的速度在体内缓慢释放 控制释放地点 靶向控制释放体系，使药物在预定的部位按设计的剂量富集于病灶处,缓释胶囊,体系不仅能提高药效，简化给药方式，大大降低了药物的毒副作用,58/67,绪论,硅橡胶医疗制品,用硅橡胶制造的医疗器械Dow Corning,医用硅橡胶是最早也是最成功的商品化医用高分子材料之一,59/67,绪论,物理掺混型：将各种导电性的无机材料如炭黑、金属粉末、金属丝和碳纤维等物理掺混进各种聚合物中,结构型：在电场作用下产生电流载流子(电子、离子等)，如：大共轭结构的高分子,酚醛树脂第一个合成高分子,从苯酚和甲醛聚合而成，最初的主要应用就是制备电器和仪表的绝缘件,导电高分子,60/67,绪论,最高达103(cm)-1（上升了12个数量级）,聚乙炔(室温电导率),10-9（顺式）10-5(cm)-1（反式）,日本的白川,1970年代初,MacDiarmid,1977年,Nobel Prize,2000,碘掺杂,Alan J.Heeger,61/67,绪论,导电高分子,聚乙炔的四种结构式,聚乙炔(PA,1977,Shirakawa)聚苯胺(PAn,1983,MacDiarmid)聚吡咯(PPy)聚噻吩(PTh)聚对苯(PPP)聚苯亚乙烯(PPV),特点：长程共轭、无机掺杂,62/67,绪论,导电高分子除具有导电性外，还具备高分子的特性,低比重可挠性成膜性透明性粘着性,（金属材料不具备）,便于加工成型,制成各种所需形状,广泛应用导电涂料粘合剂导电薄膜电气部件,导电高分子可以作为结构材料，进一步改变已有的一些产品的制造方式,63/67,绪论,硅是重要的半导体材料，在电子产品领域一直以来扮演着几乎不可替代的角色,替代硅,塑料芯片,成 本 比硅芯片更加便宜 加工性 具有可溶解的特性而更易于加工处理,随着高分子在发光、导电性能方面的研究不断取得进步，塑料在电子产品领域的应用范围将越来越广,芯片的制造微电子技术的关键,64/67,绪论,柔性显示器,采用有机发光二极管(Organic light-emitting diode,OLED)又称有机电激发光显示技术(Organic Electro Luminescence,OEL),高分子发光二极管(PLED)是有机发光二极管(OLED)中的一种在基板上P型和N型半导体材料为有机物和高分子材料,65,中国的高分子科学,66,1、理论研究,中国的高分子研究起步于二十世纪50年代，作出杰出贡献的有：,王葆仁先生：在我国高分子科学的形成、发展中进行了重要的组织工作，培 养了一大批学科骨干。,冯新德先生：在自由基聚合、氧化还原引发体系等领域开展了系统的基础研 究，并开创了国内医用高分子研究领域。,钱人元先生：对我国高分子物理的发展起了奠基作用，开拓了我国高分子溶 液、高分子凝聚态、有机金属导体等一些重要的研究领域。,何炳林先生：开拓了我国离子交换与吸附树脂的研究领域，并在将基础研究 和应用研究相结合推动产业发展方面做出富有成果的尝试。,钱保功先生：在组织高分子化学、高分子物理进行学科联合，共同开发我国 新品种橡胶研究方面做出了重要贡献。,唐敖庆先生：开展了高分子统计理论研究，在高分子化学、高分子物理理论 研究方面开创了一个重要领域。,徐 僖先生：长期开展的塑料成型研究为我国高分子成型科学基础研究的发 展起了重要奠基的推动作用。,于同隐先生：开发了不等活性缩聚动力学这一新领域，以及高分子光化学反应、粘弹性理论、高分子结晶形态等的研究,67,王葆仁院士,钱人元院士,徐 僖院士,于同隐教授,冯新德院士,唐敖庆院士,潘祖仁教授,沈之荃院士,浙江大学,四川 大学,北京 大学,吉林 大学,复旦 大学,中国科学院,何炳林教授,南开 大学,钱保功教授,长春应化所,68,冯新德,王葆仁,钱人元,唐敖庆,徐 僖,何炳林,于同隐,69,科学院院士12人、工程院院士4人、高级研究人员约2000人、总人数约1.5万人,研究队伍（2000年）,70,知名学者王佛松（应化所）周其凤（吉林大学）沈家璁（吉林大学、浙江大学双聘）张希（清华大学）徐僖（四川大学）沈之荃（浙江大学）程镕时（南京大学）杨玉良（复旦大学）江明（复旦大学）严德岳（上海交大）卓仁禧（武汉大学）曹墉（华南理工）林尚安（中山大学）吴奇（香港科技大学）唐本忠（香港科技大学）,目前国内高分子界的著名科学家,高分子领域973首席科学家：曹墉（华南理工）杨玉良（复旦大学）顾忠伟（四川大学）韩志超（北化所）,高分子领域著名期刊美国化学会Macromolecules的顾问编委江明（复旦大学）韩志超（北化所）潘才元（中科大）,71,2、工业发展,72,中国顺丁橡胶的开发,实例,实验室工作阶段：60年代，长春应化所、北京化工研究院、兰州化工研究院对丁烯氧化脱氢、聚合催化体系及工艺流程进行大规模研究。,第一次会战攻关阶段：1964年，在锦州石油六厂建500吨级的丁烯氧化脱氢制丁二烯及30吨的聚合中试装置。全国多家单位及高校参加会战。,二次现场攻关阶段：1969年，在北京石化总厂建万吨级装置，为解决生产中出现的工艺障碍、提高产品质量，组织多家科研单位及高等院校进行联合攻关，到1975年5月，完成任务。,随后在全国陆续建立五套装置，年产量超过十万吨，基本满足国家需要，并有出口。,73,SEE YOU NEXT TIME,高分子化学,74/67,绪论,绪 论(二),高分子的基本概念高分子化合物的基本特征高分子化合物的命名和分类聚合反应,本章内容,75/67,绪论,1.1 高分子的基本概念,高分子也叫高分子化合物，是指分子量很高并由共价键连接的一类化合物,高分子化合物、大分子化合物、高分子、大分子、高聚物、聚合物 这些术语一般可以通用Macromolecules,High Polymer,Polymer,高常用的高分子的分子量一般高达几万、几十万，甚至上百万，范围在104106,什么是高分子？,76/67,绪论,合成聚合物的起始原料称为单体（Monomer）在大分子链中出现的以单体结构为基础的原子团称为结构单元（Structure unit）,一个大分子往往是由许多相同的、简单的结构单元通过共价键重复连接而成。例如：聚苯乙烯,1.由一种结构单元组成的高分子,缩写成,聚合,77/67,绪论,n 表示重复单元数，也称为链节数,在此等于聚合度聚合度（Degree of polymerization）聚合度是衡量高分子大小的一个指标。有两种表示法：以大分子链中的结构单元数目表示，记作以大分子链中的重复单元数目表示，记作,结构单元单体单元重复单元链节,结构单元有时也称为单体单元（Monomer unit）重复单元(Repeating unit）,链节(Chain element）,78/67,绪论,在这里,两种聚合度相等，都等于 n,另一种情况：,式中:M 是高分子的分子量 M0 是结构单元的分子量,由聚合度可计算出高分子的分子量：,结构单元重复单元链节 单体单元,79/67,绪论,此时，两种结构单元构成一个重复结构单元,结构单元 结构单元,重复结构单元,2.由两种结构单元组成的高分子,合成尼龙-66则具有另一特征：,80/67,绪论,3.由无规排列的结构单元组成的高分子 由一种单体聚合而成的高分子称为均聚物,结构单元 重复单元 单体单元,单体在形成高分子的过程中要失掉一些原子,但,重复单元链节,注意：Mo两种结构单元的平均分子量,81/67,绪论,82/67,绪论,83/67,绪论,84/67,绪论,85/67,绪论,86/67,绪论,87/67,绪论,88/67,绪论,89/67,绪论,90/67,绪论,91/67,绪论,92/67,绪论,93/67,绪论,94/67,绪论,95/67,绪论,96/67,绪论,97/67,绪论,98/67,绪论,99/67,绪论,100/67,绪论,101/67,绪论,102/67,绪论,103/67,绪论,104/67,绪论,105/67,绪论,106/67,绪论,107/67,绪论,108/67,绪论,