《高分子材料讲》PPT课件.ppt
高分子材料,2,目 录,基本概念高分子及高分子材料的分类高分子材料的发展历史,3,基本概念,高分子 高分子化学 高分子化合物 例如，聚氯乙烯的化学结构为：高分子材料,4,高分子的分类,根据高分子主链结构分类 碳链聚合物、杂链聚合物、元素有机聚合物和无机高分子根据高分子受热后的形态变化分类 热塑性高分子和热固性高分子根据高分子的用途分类 塑料、橡胶、化学纤维、涂料、粘合剂和功能高分子六大类,5,重要的碳链聚合物：,6,重要的杂链聚合物：,元素有机聚合物：,7,高分子材料的分类,按来源分类分类 天然、半合成（改性天然高分子材料）和合成高分子材料按特性分类 橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料按用途分类 普通高分子材料和功能高分子材料,8,9,10,15世纪 美洲玛雅人用天然橡胶做容器，雨具等生活用品。1839年 美国人Charles Goodyear发现天然橡胶与硫磺共热后明显地改变了性能，使它从硬度较低、遇热发粘软化、遇冷发脆断裂的不实用的性质，变为富有弹性、可塑性的材料。1869年 美国人John Wesley Hyatt把硝化纤维、樟脑和乙醇的混合物在高压下共热，制造出了第一种人工合成塑料“赛璐珞”。,高分子材料的历史纪事,高分子材料的发展历史,11,1887年 法国人Count Hilaire de Chardonnet用硝化纤维素的溶液进行纺丝，制得了第一种人造丝。1909年美国人Leo Baekeland用苯酚与甲醛反应制造出第一种完全人工合成的塑料酚醛树酯（PF）。1920年 德国人Hermann Staudinger发表了“关于聚合反应”的论文提出：高分子物质是由具有相同化学结构的单体经过化学反应（聚合），通过化学键连接在一起的大分子化合物，高分子或聚合物一词即源于此。1926年 美国化学家Waldo Semon合成了聚氯乙烯（PVC），并于1927年实现了工业化生产。,12,1926年 瑞典化学家斯维德贝格等人设计出一种超离心机，用它测量出蛋白质的分子量：证明高分子的分子量的确是从几万到几百万。1930年聚苯乙烯(PS)发明。1930年德国人用金属钠作为催化剂，用丁二烯合成出丁钠橡胶和丁苯橡胶（SBR）。1932年Hermann Staudinger总结了自己的大分子理论，出版了划时代的巨著高分子有机化合物，标志着作为一门新兴学科的高分子化学的诞生。,13,1935年杜邦公司基础化学研究所有机化学部的Wallace H.Carothers合成出聚酰胺66，即尼龙。尼龙在1938年实现工业化生产。30年代，许多烯烃类加聚物被开发出来，如：PMMA（19271931）,PVAc（1936）,LDPE（1939）。自由基聚合快速发展。高分子溶液理论在30年代建立，并成功测定了聚合物的分子量。Flory为此于1974年获得诺贝尔奖。,14,1940年英国人T.R.Whinfield合成出聚酯纤维（PET）。1940年代 Peter Debye 发明了通过光散射测定高分子物质分子量的方法。1948年 Paul Flory 建立了高分子长链结构的数学理论。30年代末到40年代期间，二次大战促进了高分子材料的发展，一大批重要的橡胶和塑料被合成出来。如：丁腈橡胶（1937）,丁基橡胶（1940）,有机氟材料（1943）,涤纶树脂（19401950）,ABS（1947）等。,15,1953年 德国人Karl Ziegler与意大利人Giulio Natta分别用金属络合催化剂合成了高密度聚乙烯与有规聚丙烯，低级烯烃得到利用。1955年美国人利用齐格勒-纳塔催化剂聚合异戊二烯，首次用人工方法合成了结构 与天然橡胶基本一样的合成天然橡胶。1956年 美国人Szwarc发明活性阴离子聚合，开创了高分子结构设计的先河。50年后期至60年代，大量高分子工程材料问世。如：聚甲醛（1956），聚碳酸酯（1957），聚砜（1965），聚苯醚（1964），聚酰亚胺（1962）等。,16,60年代以后，特种高分子和功能高分子得到发展。特种高分子：高强度、耐高温、耐辐射、高频绝缘、半导体等。功能高分子：分离材料（离子交换树脂、分离膜等）、导电高分子、感光高分子、高分子催化剂、高吸水性树脂、医用高分子、药用高分子、高分子液晶等。70年以后，高分子合成新技术不断涌现，高分子新材料层出不穷。,17,世界高分子诺贝尔奖得奖情况,1953施陶丁格 Hermann Staudinger(1881-1965)1963齐格勒 Karl Ziegler(1903-1979)和纳塔 Giulio Natta(1898-1973)1974弗洛里 Paul J.Flory(1910-1985)1991吉尼 Pierre-Gilles de Gennes(1933-2007)2000白川英树 Hideki Shirakawa、黑格 Alan J.Heeger、迪尔米德 Alan G.MacDiarmid,18,1920年 德国人 施陶丁格(Staudinger)发表了划时代的文献“论聚合”。他提出了“高分子”、“长链大分子”的概念，以大量先驱性工作为高分子化学奠定了基础，从而确立了高分子学说。,高分子科学的奠基人,19,德国人齐格勒(KarlZiegler)与意大利人纳塔(Giulio Natta)分别发明用三乙基铝和三氧化钛组成的金属络合催化剂合成低压聚乙烯与聚丙烯的方法。这种催化剂被统称为齐格勒纳塔型催化剂。1963年12月10日，他们共享nobel化学奖的崇高荣誉。,纳塔(Giulio Natta),齐格勒(KarlZiegler),20,美国高分子物理化学家弗洛里(Paul J.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nobel化学奖。,弗洛里(Paul J.Flory),21,法国科学家吉尼(Pierre-Gilles de Gennes)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nobel物理学奖。,吉尼(Pierre-Gilles de Gennes),22,2000年10月10日，日本筑波大学都得白川英树(Hideki Shirakawa)，美国加利福尼亚大学的黑格(Alan J.Hegger)和美国宾夕法尼亚大学的马克迪尔米德(Alan G.MacDiarmid)因对导电聚合物的发现和发展而获得2000年度nobel化学奖。,白川英树,黑格,马克迪尔米德,23,谢谢！,
