高分子化學(xué)緒論

高分子化學(xué)緒論本章主要內(nèi)容：高分子的基本概念聚合物分類和命名聚合反應(yīng)分子量線型、支鏈和體型大分子大分子的微觀結(jié)構(gòu)聚合物的物理狀態(tài)和主要性能高分子材料和機(jī)械強(qiáng)度教學(xué)目的及要求：掌握：高分子化合物的基本概念、分類和命名、分子量及分布概念；理解：線型、支鏈和體型大分子以及高分子的微觀結(jié)構(gòu)；了解：聚合物的物理狀態(tài)和主要性能，高分子材料和機(jī)械強(qiáng)度以及高分子化學(xué)簡史。教學(xué)重點(diǎn)：分子量的計(jì)算和分類；高分子化合物的基本概念教學(xué)難點(diǎn)：結(jié)構(gòu)單元，重復(fù)單元和單體單元的區(qū)別教學(xué)方法及手段：課堂學(xué)習(xí)，課堂討論，課后提問，課下作業(yè)高分子化學(xué)：研究高分子化合物的合成和反應(yīng)間的關(guān)系高分子物理：研究高分子的結(jié)構(gòu)與性能間的關(guān)系高分子加工成型：研究高分子的性能與應(yīng)用間的關(guān)系高分子科學(xué)的研究內(nèi)容材料概況材料無機(jī)材料有機(jī)高分子材料非金屬材料金屬材料天然高分子材料合成高分子材料淀粉纖維素蛋白質(zhì)天然橡膠合成塑料合成橡膠合成纖維合成粘合劑合成涂料新型合成高分子材料……功能高分子材料復(fù)合高分子材料高分子化學(xué)的重要性我們的衣食住行都離不開高分子高分子化學(xué)是重要的基礎(chǔ)學(xué)科高分子化學(xué)的知識是我們認(rèn)識世界，改造世界的強(qiáng)有力武器高分子材料的應(yīng)用衣食行住用科技數(shù)學(xué)物理學(xué)工程學(xué)其它化學(xué)其它學(xué)科生命科學(xué)電子學(xué)高分子科學(xué)在科學(xué)的整體發(fā)展中：高分子科學(xué)處于多種學(xué)科的交匯點(diǎn)上，為其發(fā)展提供了良好的學(xué)科環(huán)境。

高分子具有許多優(yōu)良性能，高分子材料是當(dāng)今世界發(fā)展最迅速的產(chǎn)業(yè)之一，目前世界上合成高分子材料的年產(chǎn)量已經(jīng)超過1.4億噸。塑料、橡膠、纖維、涂料、粘膠劑…幾大類高分子材料己廣泛應(yīng)用到電子信息、生物醫(yī)藥、航天航空、汽車工業(yè)、包裝、建筑、紡織等各個(gè)領(lǐng)域。功能高分子材料：導(dǎo)電高分子、高分子半導(dǎo)體、光導(dǎo)電高分子、壓電及熱電高分子、磁性高分子、光功能高分子、液晶高分子和信息高分子材料等近年發(fā)展迅速，具有特殊功能。高分子材料的應(yīng)用據(jù)統(tǒng)計(jì)，若人們對材料的需求是100%，其中高分子材料占60%。我被高分子材料包圍了聚四氟乙烯聚氯乙烯蜜胺塑料聚丙烯聚丙烯聚乙烯PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯滌綸樹脂）EVA（熱熔膠）下面讓我們?nèi)タ纯闯Ｒ?guī)高分子塑料橡膠纖維常規(guī)高分子粘膠劑涂料高分子材料在國民經(jīng)濟(jì)中的地位高分子材料占飛機(jī)總重的65％。（即使采用最輕的鋁/鈦合金，其比重也大于2.7，而高分子材料的比重為1.5左右）粘合5平方厘米的鋼件，能吊起一個(gè)大鐵箱。超強(qiáng)粘合劑特種高分子材料6.2mm厚的聚碳酸酯板，受大錘砸而不斷裂，還能擋住38mm子彈從3.6m遠(yuǎn)處的射擊。室溫硫化硅橡膠板耐2000℃的高溫醫(yī)用高分子材料由硅橡膠制作的人工心臟，能成功地移植體內(nèi)。其他還有：隱形眼鏡、人工骨、人造皮膚，自吸收手術(shù)縫線，醫(yī)用膠合劑等。有機(jī)高分子材料的分類按產(chǎn)源分：按加熱時(shí)的性質(zhì)分熱塑性聚合物熱固性聚合物受熱時(shí)的特點(diǎn)受熱時(shí)軟化，冷卻后固化。此過程可以反復(fù)進(jìn)行。成型前分子量較低，經(jīng)加工后固化成型為制品，再受熱則制品破壞。此過程不可逆。性能差異密度、熔點(diǎn)較低；耐熱性較差；剛度小；但抗沖擊韌性較好。密度。熔點(diǎn)較高；耐熱性較好；剛度大；但質(zhì)地硬脆。天然有機(jī)高分子材料木材、天然橡膠、瀝青等合成有機(jī)高分子材料塑料、橡膠、化學(xué)纖維高分子材料的主要性能及指標(biāo)一、物理力學(xué)性能1.密度較小2.比強(qiáng)度高（為輕質(zhì)高強(qiáng)材料）3.導(dǎo)熱性?。ū馗魺嵝阅芎茫?.電絕緣性能好。二、物理、化學(xué)性能1具有可燃性，且在燃燒過程中會釋放有毒氣體.2.耐腐蝕性能較強(qiáng)3.會老化建筑塑料塑料的組成塑料的主要特點(diǎn)常用建筑塑料常用建筑塑料制品一、塑料的特點(diǎn)及應(yīng)用1.塑料簡介塑料為四大材料(金屬材料、無機(jī)非金屬材料、高分子材料、復(fù)合材料)之一，目前世界合成樹脂總產(chǎn)量超過2億噸，我國近2000萬噸，塑料機(jī)械10萬臺套，居世界第一。在三大合成材料中，塑料占80%。(1)塑料的定義

plastics，來源于希臘語“Plastikos”(whichmeanstoformortomold)。原意為可造型的物質(zhì)。塑料是高分子合成材料中凡是性能上具有可塑性變化的材料的總稱，是以合成樹脂為基本成份，再添加配合劑(填料、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、色料等)經(jīng)捏合、造粒塑制成一定形狀的材料(彈性體、涂料、黏合劑除外)。塑料：以樹脂為主要成分，在一定溫度和壓力下可以制成一定的形狀，并在常溫下保持現(xiàn)定形狀的材料。塑料回收標(biāo)志美國工業(yè)協(xié)會(SPI)在1988年發(fā)布了一套塑料標(biāo)識方案：將三角形的回收標(biāo)記附于塑料制品上，并用數(shù)字1到7和英文縮寫來指代塑料所使用的樹脂種類。這樣一來，塑料品種的識別就變得簡單而容易，回收成本得到了大幅度的削減?，F(xiàn)今世界上的許多國家都采用了這套SPI的標(biāo)識方案。中國在1996年制定了與之幾乎相同的標(biāo)識標(biāo)準(zhǔn)，即：組成塑料包裝制品回收標(biāo)志由圖形、塑料代碼與對應(yīng)的縮寫代號組成。其中圖形為帶三個(gè)箭頭的等邊三角形；0代表材質(zhì)類別為塑料，塑料代碼為0與阿拉伯?dāng)?shù)字順序號組合的號碼，位于圖形中央，分別代表不同的塑料；PlasticsTypes塑料縮寫代號位于圖形下方。塑料名稱、代碼與對應(yīng)的縮寫代號如下所示：聚酯——————01—PET

高密度聚乙烯——02—HDPE

聚氯乙烯————03—PVC

低密度聚乙烯——04—LDPE

聚丙烯—————05—PP

聚苯乙烯————06—PS

其他塑料代碼——07—Others(2)塑料的歷史①塑料的發(fā)展歷史塑料工業(yè)起源于1868年。英國AlxexanderPark發(fā)明了硝化纖維素CN，美國Huatt兄弟發(fā)明了硝化纖維素的加工方法，即與樟腦混合使用，改善了硝化纖維素的成型性。1872年，賽璐珞公司成立，專門生產(chǎn)硝化纖維素。所以，硝化纖維素又稱賽璐珞。直到二戰(zhàn)，CN一直占據(jù)塑料第一的寶座，1924年德國發(fā)明醋酸纖維素。然而真正的合成塑料工業(yè)開始于1907年，以酚醛樹脂PF的工業(yè)化生產(chǎn)為標(biāo)志，迄今剛剛百年的歷史。改造時(shí)期(1920~1950)在這一時(shí)期，大量塑料品種相繼出現(xiàn)，機(jī)械加工工業(yè)已能成為塑料制品部門提供多種專用設(shè)備，塑料成型加工理論的研究也已取得重大進(jìn)展。

1936年，將食品生產(chǎn)的機(jī)器改制成單螺桿擠出機(jī)；將金屬粉末冶金技術(shù)改造為四氯乙烯等難熔塑料的冷壓燒結(jié)成型技術(shù)。將金屬壓鑄技術(shù)，改造為適合熱固性塑料的“傳遞模塑”技術(shù)。將搪瓷制品的傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)改造為糊塑料的“搪塑成型”技術(shù)。創(chuàng)新時(shí)期(1950~

)這一時(shí)期，由于一大批高性能的工程塑料成型加工性能各具特點(diǎn)，加上工業(yè)發(fā)展對塑料制品精度、性能要求更高，這兩方面都要求塑料成型技術(shù)向更高階段發(fā)展。機(jī)械加工技術(shù)、計(jì)算機(jī)自動控制技術(shù)及成型加工理論研究三方面的進(jìn)一步發(fā)展，使塑料加工技術(shù)進(jìn)入創(chuàng)新時(shí)期成為可能：

1956年，螺桿式注射機(jī)問世，雙螺桿擠出機(jī)問世，使注射和擠出成型技術(shù)進(jìn)入新的時(shí)期。滾塑成型使生產(chǎn)特大型中空容器成為可能。反應(yīng)注塑使生產(chǎn)大型注塑制品成為現(xiàn)實(shí)。組合式成型技術(shù)成為發(fā)展趨勢，如注射—拉伸—吹塑，擠出—模壓—熱成型。

二、何謂成型加工汽車防塵罩汽車密封條空氣軟管高壓阻尼線擋泥板車燈橡膠件定義：將聚合物(有時(shí)加入各種添加劑、助劑或改性材料)轉(zhuǎn)變?yōu)橹破坊驅(qū)嵱貌牧系囊环N工程技術(shù)。標(biāo)號部件材料錦湖日麗牌號特性1保險(xiǎn)杠PBT/ABSHAB8740B超高沖擊，耐低溫、優(yōu)良成型性、尺寸穩(wěn)定、耐化學(xué)品、易于涂裝

PC/ABSHAC8265、HAC8250、HAC8240BPC/PBTHCB9230M、HCB9240PP/EPDM+Talc/2散熱格柵電鍍級、噴涂級ABSABS710、ABS711、ABS765超高耐候、耐熱、高沖擊、高流動、良好的電鍍及噴涂性能、良好的尺寸穩(wěn)定性

電鍍級PC/ABSHAC8244、HAC8245PC/PBTHCB9230M、HCB9240ASA、AESASA801、ASA811、ASA7045、AESHW600G、AESHW610HT3牌照支架

PC/ABSHAC8244、HAC8245、HAC8250

耐熱、高沖擊、高流動、良好的電鍍及噴涂性能、良好的尺寸穩(wěn)定性ABSABS710、ABS711、ABS760、ABS765ASA、AESASA801、ASA811、ASA7045、AESHW600G、AESHW610HTPC/PBTHCB9230M、HCB92404銘牌電鍍級ABSABS710、ABS711良好的電鍍性能、耐熱、高沖擊、耐化學(xué)品性能電鍍級PC/ABSHAC8244、HAC8245標(biāo)號部件材料錦湖日麗牌號特性1除霧格柵耐熱ABSHU650高耐熱，高沖擊，低光澤PC/ABSHAC8265、HAC8260PP+Talc/2儀表板耐熱ABSHU650高耐熱，高沖擊，低光澤，尺寸穩(wěn)定PC/ABSHAC8265、HAC8260PP+Talc/3儀表盤耐熱ABSHU650、HU600高耐熱，高沖擊，低光澤PC/ABSHAC8265、HAC8260PP+EPDM+Talc/4控制面板耐熱ABSHU650、HU600耐熱，高沖擊，易于涂裝PC/ABSHAC8265、HAC82505出風(fēng)格柵耐熱ABSHU650、HU4500高耐熱，尺寸穩(wěn)定PC/ABSHAC8265、HAC8260PET/PBT+GFPET/PBT+20%GFPP+Talc

/6雜物箱耐熱ABSHU650、HU600耐熱，高沖擊，低光澤PC/ABSHAC8265、HAC8250PP+Talc/標(biāo)號部件材料錦湖日麗牌號特性1托架PC/ABSHAC8265、HAC8260高耐熱，高沖擊、尺寸穩(wěn)定PC/PBTHCB9230M、HCB9240PBT+GFPBT+20%GF2尾燈燈體耐熱ABSH2938、HU600、HU650耐熱、高流動、易于涂裝、真空鍍鋁PC/ABSHAC8265、HAC8250、HAC8245PP+Talc/3透明面罩PC/高透明，UV穩(wěn)定PMMA/標(biāo)號部件材料錦湖日麗牌號特性1擾流板吹塑級ABSBM510、BM530良好的噴涂性能、良好的加工性能、耐熱、耐化學(xué)品性能吹塑級PC/ABSHAC8240B增強(qiáng)PA66/PBT/ABSHAB8740B2門拉手ABSABS710、ABS711、ABS760、ABS765良好的耐低溫能力、高沖擊、良好的電鍍噴涂性能、良好的尺寸穩(wěn)定性、耐疲勞性及耐化學(xué)品性能電鍍級PC/ABSHAC8244、HAC8245耐候PP/PC/PBTHCB9230M、HCB92403后視鏡ASA、AESASA801、ASA811、ASA7045、AESHW600G、AESHW610HT

耐熱、良好的耐低溫能力、高沖擊、高流動、良好的噴涂性能、良好的尺寸穩(wěn)定性ABS

ABS710、ABS711、ABS760、ABS765耐候PP/PC/PBTHCB9230M、HCB9240結(jié)構(gòu)材料：電視機(jī)殼體、冰箱殼體、軸承、機(jī)械零件絕緣材料：電纜、絕緣版、電器零件建筑材料：貼面板、地貼、塑料門窗、上下水管包裝材料：塑料袋、薄膜、泡沫塑料日常用品：衣架、椅子、盆類、書架、玩具、文具、辦公用品、家具交通運(yùn)輸：道路交通設(shè)施、車輛部件廣泛的用途塑料的基本組成組成含量主要作用合成樹脂30～60％起膠粘劑作用填料40～70％可提高塑料的強(qiáng)度、硬度、耐熱性、耐老化性、抗沖擊性等增塑劑提高塑料加工時(shí)的可塑性、流動性，以及塑料制品的彈性和柔軟性固化劑用于熱固性樹脂中著色劑染料、顏料使塑料制品具有鮮艷的色彩和光澤其他助劑改善和調(diào)節(jié)塑料的其他性能優(yōu)點(diǎn)：輕質(zhì)高強(qiáng)加工性能好導(dǎo)熱系數(shù)小，絕熱性好裝飾性優(yōu)異多功能經(jīng)濟(jì)缺點(diǎn)耐熱性差、易燃易老化熱膨脹性大剛度小常用建筑塑料名稱代號主要特性主要用途聚乙烯PE若軟性好，耐低溫性能好，加工性能好；剛度差，耐熱性能差，耐老化性能差。防水材料、給排水管、絕緣材料聚氯乙稀PVC耐化學(xué)腐蝕和電絕緣性能優(yōu)良，難燃；但耐熱性能較差，高溫時(shí)易降解是建筑中應(yīng)用最多的塑料聚苯乙烯PS電絕緣性能好，耐輻射，加工性好；但脆性大，耐沖擊和耐熱性能差。主要以泡沫塑料的形式作為隔熱材料聚丙烯PP通常為半透明無色固體，無臭無毒。耐熱,密度0.90g/cm3,是最輕的通用塑料。耐腐蝕,抗張強(qiáng)度30MPa，強(qiáng)度、剛性和透明性都比聚乙烯好。耐低溫沖擊性差，較易老化管材、衛(wèi)生潔具、模板等ABS塑料ABS抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學(xué)藥品性及電氣性能優(yōu)良，還具有易加工、制品尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好等特點(diǎn)，容易涂裝、著色建筑五金、各種管材、模板、異型管、機(jī)械、汽車、電子電器、儀器儀表、紡織等工業(yè)領(lǐng)域酚醛樹脂PF電絕緣性能和力學(xué)性能良好。堅(jiān)固耐用、尺寸穩(wěn)定、不易變形生產(chǎn)各種層壓板、玻璃鋼制品、涂料常用建筑塑料制品玻璃鋼（GRP）：以玻璃纖維為增強(qiáng)材料，以合成樹脂為基體，經(jīng)成型、固化而成的固體材料。玻璃鋼制品具有良好透光性和裝飾性，且強(qiáng)度高，重量輕，具有良好耐化學(xué)腐蝕性能和電絕緣性能，加之成型工藝簡單靈活，在建筑衛(wèi)生潔具上被廣泛使用。水暖工程材料給排水管、各種管件；衛(wèi)生潔具防水工程材料防水卷材、防水涂料、密封材料、止水帶隔熱材料泡沫塑料、現(xiàn)場發(fā)泡的泡沫塑料裝飾材料塑料地板、地毯、壁紙、建筑涂料、塑料門窗、塑料吊頂、塑料隔斷等建筑塑料制品實(shí)例建筑涂料涂料的組成涂料的功能涂料的分類有機(jī)建筑涂料無機(jī)建筑涂料涂料的組成主要成膜物質(zhì)將涂料中的其他組分粘結(jié)成為一體。具有獨(dú)立成膜能力，決定涂料的使用和所形成涂膜的主要技術(shù)性能。分為樹脂和油料兩類。次要成膜物質(zhì)是涂料中的各種顏料。使得涂膜著色，并賦予涂膜良好的遮蓋力，增加涂膜質(zhì)感，改善涂膜性能，降低涂料成本。溶劑（稀釋劑）有機(jī)溶劑助劑改善涂料性能，提高涂膜質(zhì)量的輔助材料建筑涂料的功能裝飾保護(hù)其他功能溶劑型建筑涂料組成以合成樹脂或油脂為主要成膜物質(zhì)，以有機(jī)溶劑為稀釋劑，再加入適量的顏料、填料及助劑，經(jīng)研磨而成的涂料。優(yōu)點(diǎn)涂膜細(xì)膩、光潔、堅(jiān)韌，有較好的硬度、光澤，耐水性、耐候性、耐酸堿性能及氣密性較好。缺點(diǎn)易燃，溶劑揮發(fā)時(shí)對人體有害，施工時(shí)要求基層干燥，涂膜透氣性差，價(jià)格較貴。水溶型建筑涂料優(yōu)點(diǎn)用水作為稀釋劑，無毒，環(huán)保。成本較低缺點(diǎn)涂膜耐水性差，耐候性不強(qiáng)，耐洗刷性差，一般只能作為內(nèi)墻涂料。乳液型建筑涂料（乳膠漆）組成由合成樹脂借助乳化劑的作用，以0.1～0.5μm的極細(xì)微粒分散于水中構(gòu)成的乳液，并以乳液作為主要成膜物質(zhì)，再加入適量顏料、填料等助劑，經(jīng)研磨而成的涂料。特點(diǎn)以水稀釋劑，價(jià)格便宜，無毒、不燃，對人體無害，涂膜具有一定透氣性，涂布時(shí)布需要基層很干燥，涂膜耐水性和耐擦洗的性能較好。應(yīng)用：室內(nèi)、室外

一、定義：指具有良好的粘結(jié)性能，能在兩個(gè)物體

表面間形成薄膜并把他們牢固地粘結(jié)在

一起的材料。

二、組成：

1、粘結(jié)物質(zhì)

2、固化劑

3、增韌劑

三、分類（自學(xué)）四、選擇膠粘結(jié)材料的基本原則（自學(xué)）建筑膠粘劑

我們使用的以上這些產(chǎn)品，大都來自于這樣高塔林立的石油化工企業(yè)功能高分子自然界里還有多種多樣的天然高分子與數(shù)量龐大的天然高分子相比，人工合成高分子只是冰山一角哦！冰山全貌圖----全世界唯一的天然高分子多糖類,多肽類,核酸DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)deoxyribonucleicacid

兩股DNA長鏈像轉(zhuǎn)圈的樓梯扶手架，圍繞一個(gè)中心軸盤旋，走向相反，外側(cè)為磷酸基團(tuán)，內(nèi)側(cè)為四種堿基，通過堿基對(30億)的氫鍵形成雙螺旋結(jié)構(gòu)。HOC、N：在堿基中C：在磷酸酯鍵中PDNAandRNAH|H2N—C—COOH|RCOOH|H-NH—C—H|R+HCOOH||H2N—C—CONH—C—H||RR肽鍵

C，H，O，N，S

蛋白質(zhì)Protein蛋白質(zhì)Protein結(jié)晶牛胰島素的晶體結(jié)構(gòu)

含51個(gè)氨基酸殘基的蛋白質(zhì)核糖核酸酶A(ribonucleaseA)

124個(gè)氨基酸殘基高分子也叫高分子化合物，是指分子量很高并由多個(gè)重復(fù)單元以共價(jià)鍵連接的一類化合物，并且這些重復(fù)單元實(shí)際上或概念上是由相應(yīng)的小分子衍生而來高分子化合物、大分子化合物、高分子、大分子、高聚物、聚合物

、聚合物分子這些術(shù)語一般可以通用Macromolecules,Polymer常用的高分子的分子量一般高達(dá)幾萬、幾十萬，甚至上百萬，范圍在104～106什么是高分子？

高分子基本概念常用的聚合物的分子量（萬）塑料分子量纖維分子量橡膠分子量聚乙烯6～30滌綸1.8～2.3天然橡膠20～40聚氯乙烯5～15尼龍-661.2～1.8丁苯橡膠15～20聚苯乙烯10～30維尼綸6～7.5順丁烯膠25～30聚合物的分子量及其分布高分子化合物的基本特征之一

——分子量具有多分散性什么是分子量的多分散（Polydispersity）？

聚合物是由一系列分子量（或聚合度）不等的同系物高分子組成，這些同系物高分子之間的分子量差為重復(fù)結(jié)構(gòu)單元分子量的倍數(shù)，這種同種聚合物分子長短不一的特征稱為聚合物分子量的多分散性聚合物的基本特征

高分子材料發(fā)展史及其發(fā)展趨勢

高分子材料的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)期，即：天然高分子的利用與加工，天然高分子的改性和合成，高分子科學(xué)的建立與高分子的工業(yè)生產(chǎn)。天然高分子很多，如動物體細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)、毛、角、革、膠，植物細(xì)胞壁的纖維素、淀粉，橡膠植物中的橡膠，凝結(jié)的桐油等。人類很早就開始利用這些天然高分子了。高分子材料發(fā)展史由于工業(yè)的發(fā)展，天然高分子已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要，19世紀(jì)中葉以后，人們發(fā)明了加工和改性天然高分子的方法。1839年，有個(gè)名叫古德意爾的美國人，偶然發(fā)現(xiàn)天然橡膠與硫黃共熱后明顯地改變了性能，使它從硬度較低、遇熱發(fā)黏軟化、遇冷發(fā)脆斷裂的不實(shí)用的性質(zhì)，變?yōu)楦挥袕椥?、可塑性的材料。高分子材料發(fā)展史化學(xué)家們將纖維素進(jìn)行化學(xué)改性獲得了第一種人造塑料—賽璐珞和人造絲。1889年法國建成了最早的人造絲工廠。1900年英國建成了以木漿為原料的粘膠纖維工廠。這些以天然高分子為基礎(chǔ)的塑料在19世紀(jì)末，已經(jīng)具有一定的工業(yè)價(jià)值。20世紀(jì)初，又開始了醋酯纖維的生產(chǎn)。后來，合成纖維工業(yè)就在天然纖維改性的基礎(chǔ)上建立和發(fā)展起來了。高分子材料發(fā)展史高分子合成工業(yè)是在20世紀(jì)建立起來的。1907年，美國化學(xué)家在研究苯酚和甲醛的反應(yīng)中制得了最早的合成塑料—酚醛樹脂。1909年，德國化學(xué)家以熱引發(fā)聚合異戊二烯獲得成功。德國化學(xué)家采用與異戊二烯結(jié)構(gòu)相近的二甲基丁二烯為原料，在金屬鈉的催化下，合成了甲基橡膠，開創(chuàng)了合成橡膠的工業(yè)生產(chǎn)。20世紀(jì)30年代開始進(jìn)入合成高分子時(shí)期。第一種熱塑性高分子—聚氯乙烯及繼而出現(xiàn)的聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(有機(jī)玻璃)等，都是在這個(gè)時(shí)期相繼開始進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)的。20世紀(jì)30年代到40年代，合成橡膠工業(yè)與合成纖維工業(yè)也發(fā)展起來了。20世紀(jì)50年代到60年代高分子工業(yè)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，所有被稱為大品種的高分子(包括有機(jī)硅等)都陸續(xù)投入了生產(chǎn)。高分子材料發(fā)展史見表1-1。高分子材料發(fā)展史

時(shí)間事件15世紀(jì)美洲瑪雅人用天然橡膠做容器，雨具等生活用品。1839年美國人古德伊爾(CharlesGoodyear)發(fā)現(xiàn)天然橡膠與硫磺共熱后明顯地改變了性能，使它從硬度較低、遇熱發(fā)黏軟化、遇冷發(fā)脆斷裂的不實(shí)用的性質(zhì)，變?yōu)楦挥袕椥?、可塑性的材料?869年美國的海厄特(JohnWesleyHyatt,1837-1920)把硝化纖維、樟腦和乙醇的混合物在高壓下共熱，制造出了第一種人工合成塑料“賽璐珞”(cellulose)。1887年CountHilairedeChardonnet用硝化纖維素的溶液進(jìn)行紡絲，制得了第一種人造絲。高分子材料發(fā)展史

1909年美國人貝克蘭(LeoBaekeland)用苯酚與甲醛反應(yīng)制造出第一種完全人工合成的塑料--酚醛樹酯。1920年施陶丁格(HermannStaudinger)發(fā)表了"關(guān)于聚合反應(yīng)"(UberPolymerization)的論文提出：高分子物質(zhì)是由具有相同化學(xué)結(jié)構(gòu)的單體經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)(聚合)，通過化學(xué)鍵連接在一起的大分子化合物，高分子或聚合物一詞即源于此。1926年瑞典化學(xué)家斯維德貝格等人設(shè)計(jì)出一種超離心機(jī)，用它測量出蛋白質(zhì)的分子量：證明高分子的分子量的確是從幾萬到幾百萬。1926年美國化學(xué)家WaldoSemon合成了聚氯乙烯，并于1927年實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。高分子材料發(fā)展史

1930年聚苯乙烯(PS)發(fā)明。1932年施陶丁格(HermannStaudinger)總結(jié)了自己的大分子理論，出版了劃時(shí)代的巨著《高分子有機(jī)化合物》成為高分子化學(xué)作為一門新興學(xué)科建立的標(biāo)志。1935年杜邦公司基礎(chǔ)化學(xué)研究所有機(jī)化學(xué)部的卡羅瑟斯(WallaceH.Carothers，1896-1937)合成出聚酰胺66，即尼龍。尼龍?jiān)?938年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。1930年德國人用金屬鈉作為催化劑，用丁二烯合成出丁鈉橡膠和丁苯橡膠。1940年英國人溫費(fèi)爾德(T.R.Whinfield,1901-1966)合成出聚酯纖維(PET)。高分子材料發(fā)展史

1940年P(guān)eterDebye發(fā)明了通過光散射測定高分子物質(zhì)分子量的方法。1948年P(guān)aulFlory建立了高分子長鏈結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)理論。1950年德國人齊格勒(KarlZiegler)與意大利人納塔(GiulioNatta)分別用金屬絡(luò)合催化劑合成了聚乙烯與聚丙烯。1955年美國人利用齊格勒-納塔催化劑聚合異戊二烯，首次用人工方法合成了結(jié)構(gòu)與天然橡膠基本一樣的合成天然橡膠。1971年S.LWolek發(fā)明可耐300℃高溫的Kevlar。

高分子材料發(fā)展趨勢材料是人類賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是現(xiàn)代工業(yè)和高科技發(fā)展的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。作為材料領(lǐng)域的后起之秀高分子材料在21世紀(jì)的發(fā)展將表現(xiàn)在以下方面：（1）通用高分子材料向高性能、多功能、低污染、低成本方向發(fā)展。通用高分子材料主要是指塑料、橡膠、纖維三大類合成高分子材料及涂料、黏合劑等精細(xì)高分子材料。高性能、多功能、低成本、低污染（環(huán)境友好）是通用合成高分子材料顯著的發(fā)展趨勢。高性能工程塑料的研究方向主要集中在研究開發(fā)高性能與加工性兼?zhèn)涞牟牧稀?/p>

高分子材料發(fā)展趨勢通過分子設(shè)計(jì)和材料設(shè)計(jì)，研究芳香雜環(huán)聚合物材料制備中的基本化學(xué)和物理問題，研究其多層次結(jié)構(gòu)及控制技術(shù)，認(rèn)識結(jié)構(gòu)與性能之間的本質(zhì)聯(lián)系，尋求在加工性能和高性能兩方面都適合的材料。合成橡膠方面，如通過研究合成方法、化學(xué)改性技術(shù)、共混改性技術(shù)等來實(shí)現(xiàn)橡膠的高性能化。在合成纖維方面，特種高性能纖維、功能性、差別化、感性化纖維的研究開發(fā)仍然是重要的方向。同時(shí)生物纖維、納米纖維、新聚合物纖維德研究和開發(fā)也是纖維研究的重要領(lǐng)域。在涂料和黏合劑方面，環(huán)境友好及特殊條件下使用的高性能涂料和黏合劑是發(fā)展的兩個(gè)主要方向。

高分子材料發(fā)展趨勢（2）功能高分子材料發(fā)展迅速，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，產(chǎn)業(yè)化前景廣闊。在有機(jī)/高分子光電信息功能材料領(lǐng)域，光、電、磁等功能高分子材料作為新一代信息技術(shù)的重要載體，在21世紀(jì)整個(gè)信息技術(shù)的發(fā)展中將占有極其重要的地位。非常值得關(guān)注并可能取得突破的重要方向是：有機(jī)/高分子顯示材料特別是電致發(fā)光材料、超高密度高分子存儲材料、高分子生物傳感材料等。此外，還有新型功能高分子材料的設(shè)計(jì)、模擬與計(jì)算、合成與組裝以及分子納米結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑。高分子的組裝、自組裝以及在分子電子器件上的應(yīng)用研究等。

高分子材料發(fā)展趨勢在生物醫(yī)用材料領(lǐng)域，總的發(fā)展趨勢是：從簡單的植入發(fā)展到再生和重建有生命的組織和器官；從大面積的手術(shù)損傷發(fā)展到微創(chuàng)傷手術(shù)治療；從暫時(shí)性的組織和器官修復(fù)發(fā)展到永久性的修復(fù)和替換；從藥物緩釋發(fā)展到控釋、靶向釋放。生物醫(yī)用材料研究的重點(diǎn)是：基于生物學(xué)原理，賦予材料和植入體生物結(jié)構(gòu)和生物功能的設(shè)計(jì)；可靠地試驗(yàn)材料生物安全性和預(yù)測材料長期壽命的科學(xué)基礎(chǔ)；先進(jìn)的工藝制造方法學(xué)。

高分子材料發(fā)展趨勢在吸附分離材料領(lǐng)域，分離膜的發(fā)展重點(diǎn)是在研究聚合物分離膜制備、成膜機(jī)理及其與聚合物結(jié)構(gòu)關(guān)系基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)膜結(jié)構(gòu)與膜分離性能的預(yù)測、調(diào)控與優(yōu)化；通過分離膜與生化技術(shù)的集成，實(shí)現(xiàn)合成高分子膜材料的強(qiáng)度與可加工性能以及天然生物膜的特殊選擇性與生物活性的有機(jī)組合。對于吸附分離樹脂，不直接利用生物配體，而是通過模擬親和作用及超分子化學(xué)的多重作用（分子識別）來設(shè)計(jì)合成具有分子識別特征的高選擇性吸附樹脂材料。

高分子材料發(fā)展趨勢（3）高分子材料科學(xué)與資源、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展越來越受到重視。基于石油資源的合成高分子材料已得到了大規(guī)模的應(yīng)用，在帶給我們方便的同時(shí)也帶來了環(huán)境污染的問題，而且50年后將面臨石油資源逐漸枯竭的威脅。因此基于可再生的動物、植物和微生物資源的天然高分子將有可能成為未來高分子材料的主要化工原料。其中最豐富的資源有纖維素、木質(zhì)素、甲殼素、淀粉、各種動植物蛋白質(zhì)以及多糖等。

高分子材料發(fā)展趨勢為解決環(huán)境污染問題，一方面生物降解高分子材料的研究已成為研究熱點(diǎn)。另一方面廢棄高分子材料的回收利用也成為重要研究方向。生物降解高分子材料在20世紀(jì)末和21世紀(jì)初得到迅速的發(fā)展，特別是一些發(fā)達(dá)國家的政府和企業(yè)投入巨資開展生物可降解高分子材料的研究與開發(fā)，已取得可喜的進(jìn)展。生物降解高分子材料要求具有好的成型加工性及使用性能，在完成其使用功能后容易降解，同時(shí)還應(yīng)具有可接受的成本。

高分子材料發(fā)展趨勢（4）高分子材料加工領(lǐng)域的研究不斷拓展并深化。高分子材料的最終使用性能在很大程度上依賴于經(jīng)過加工成型后所形成的材料的形態(tài)。聚合物形態(tài)主要包括結(jié)晶、取向等，多相聚合物還包括相形態(tài)（如球、片、棒、纖維等）。聚合物制品形態(tài)主要是在加工過程中復(fù)雜的溫度場與外力場作用下形成的。

高分子材料發(fā)展趨勢因此，研究高分子材料在加工過程中外場作用下形態(tài)形成、演化、調(diào)控及最終“定構(gòu)”，發(fā)展高分子材料加工與成型的新方法，對高分子材料的基礎(chǔ)理論研究和開發(fā)高性能化、復(fù)合化、多功能化、低成本化及清潔化高分子材料有重要意義。目前這一學(xué)科前沿研究領(lǐng)域的主攻方向是：研究在加工成型過程中材料結(jié)構(gòu)的形成與演變規(guī)律，實(shí)現(xiàn)對材料形態(tài)的調(diào)控；探索新型加工原理和開發(fā)新加工方法。另外，對于功能高分子材料和自組裝超分子結(jié)構(gòu)材料的加工正成為新興的研究領(lǐng)域。

高分子材料發(fā)展趨勢（5）高分子材料科學(xué)與其他學(xué)科的交叉不斷加強(qiáng)。高分子材料科學(xué)與生物科學(xué)、生物工程、化學(xué)、物理、信息科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等的交叉既促進(jìn)了高分子材料科學(xué)本身的發(fā)展，同時(shí)又使高分子材料擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍。例如，仿效生物體的結(jié)構(gòu)或其特定功能的仿生高分子材料，是發(fā)展生物材料的重要途徑。可持續(xù)發(fā)展

高分子材料再利用

天然高分子的利用發(fā)展新的高分子合成方法功能、智能高分子超分子高分子及納米結(jié)構(gòu)軟物質(zhì)與軟物理

可持續(xù)發(fā)展高分子材料再利用聚合物的再利用

例如,聚烯烴－柴油輪胎－瀝青

可降解聚合物的循環(huán)利用

例如，滌綸、有機(jī)玻璃降解為單體。天然高分子的利用利用天然高分子生產(chǎn)塑料

淀粉生成塑料。乳酸生產(chǎn)聚乳酸。

纖維素、甲殼素的利用

功能化，可加工化。天然高分子－生物質(zhì)能源氣化、液化作為生物質(zhì)油；利用玉米生成乙醇汽油燃料等。聚乳酸發(fā)展新的高分子合成方法利用生物方法

如，通過微生物或酶催化合成聚合物。合成具有生物功能的高分子

如多糖，蛋白質(zhì)，核糖核酸等。人工仿生方法

在環(huán)境友好條件下生成聚合物。精確控制組成與結(jié)構(gòu)，如多肽等

功能、智能高分子電致發(fā)光高分子

聚合物發(fā)光二極管（Polymerlightemittingdiodes,

PLED)

可折疊彩色顯示屏。40inchfullcolourdisplayprototypePLEDscanbeusedtoprovidelightofalmostanyvisiblehueandbeyond功能、智能高分子智能高分子（對環(huán)境有相應(yīng)特性）

高分子凝膠－人工肌肉

形狀記憶高分子－免熨襯衣、高分子繃帶。隱身高分子醫(yī)用高分子：

靶向藥物、藥物緩釋

生物活性高分子生物組織工程，人造器官等。光能轉(zhuǎn)換高分子

太陽能電池超分子高分子及納米結(jié)構(gòu)超分子化學(xué)（SupramolecularChemistry)

利用非共價(jià)鍵(氫鍵、離子建、配位鍵)構(gòu)建高分子材料。高分子自組裝(PolymerSelf-assembly)

聚合物空心球（Hollowpolymersphere)

聚合物管（Polymertube)

分子導(dǎo)線（Molecularwire)等。

分子器件（Moleculardevice)納米結(jié)構(gòu)(NanoStructure)

超疏水材料（荷葉的疏水原理）荷葉托珠高分子科學(xué)與諾貝爾獎

1953

施陶丁格(HermannStaudinger)1963齊格勒(KarlZiegler)和納塔(GiulioNatta)1974弗洛里(PaulJ.Flory)1991:德讓納(Pierre-GillesdeGennes)2000:黑格(AlanJ.Hegger)、馬克迪爾米德(AlanG.MacDiarmid)和白川英樹(HidekiShirakawa)高分子科學(xué)Nobel獎獲得者

突破有機(jī)化學(xué)的傳統(tǒng)觀念，首先提出了高分子的概念，以大量先驅(qū)性工作為高分子化學(xué)奠基開創(chuàng)了高分子