高分子科学的发展历程

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高分子科学发展简史修订稿

高分子科学发展简史修订稿

高分子科学发展简史修订稿高分子科学是现代科学技术中的重要学科之一,涉及材料科学、化学、物理学等多个领域。

它的发展历程承载着人类对材料的探索和应用需求的不断推动,经历了多次的重大突破和进展,对推动人类社会的发展起到了重要作用。

早期的高分子科学起源于对天然高分子物质的研究。

19世纪初,法国科学家路易斯·巴斯德以植物胶为原料,首次制得了可塑可吹气的弹性材料。

这是高分子材料研究的开端。

随后,科学家们开始对天然高分子物质进行深入研究,并开展了大量的实验。

到了20世纪初,随着化学合成技术的进步,科学家们首次成功合成了人造高分子物质,酚醛树脂,开启了高分子科学的崭新时代。

20世纪20年代到40年代,高分子科学取得了重大的突破,开创了塑料工业的新篇章。

德国化学家赫尔曼·斯图特卡和赫尔曼·马库斯等人独立发现了聚合物的重要性质,高聚物,为聚合物科学的诞生奠定了基础。

此后,人类开始大规模地合成和应用各种聚合物材料,如聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺等。

这些材料在各个领域都得到了广泛应用,推动了工业的发展和现代文明的进步。

20世纪50年代到70年代,高分子科学进入了一个新的发展阶段。

在这一时期,科学家们开始探索聚合物的结构和性质之间的关系,并提出了一系列的理论模型,如高分子链转动模型和高分子熔融流动模型等。

这些理论模型的提出为聚合物加工和性能改进提供了重要的理论基础,也为后来的高分子材料设计和合成提供了指导。

20世纪80年代开始,高分子科学进入了一个新的繁荣时期。

在这一时期,高分子材料的种类不断增加,应用范围也不断扩大。

科学家们不仅合成出了具有特殊功能的高分子材料,如高分子电解质和电致变色材料等,还开展了纳米高分子材料和仿生高分子材料的研究。

这些研究不仅推动了传统高分子材料的发展,也为高新技术材料的研究和创新奠定了基础。

进入21世纪以来,高分子科学又面临了新的挑战和机遇。

随着人类对可持续发展的需求日益增加,绿色高分子材料的研究和开发成为了一个热点领域。

高分子材料的发展历程及未来发展趋势

高分子材料的发展历程及未来发展趋势

高分子材料的发展历程及未来发展趋势引言概述:高分子材料是一类重要的材料,具有广泛的应用领域。

本文将从高分子材料的起源开始,概述其发展历程,并探讨未来的发展趋势。

一、高分子材料的起源1.1 古代高分子材料的应用在古代,人们已经开始使用高分子材料。

例如,古埃及人使用胶质物质制作胶合剂,用于修补陶器和建筑物。

1.2 高分子材料的科学发现高分子材料的科学发现可以追溯到19世纪。

1833年,法国科学家布朗提出了“高聚物”这个概念,并成功合成了天然高分子材料,如橡胶和纤维素。

1.3 高分子材料的工业化应用随着科学技术的发展,高分子材料的工业化应用逐渐增多。

20世纪初,合成高分子材料的工业化生产取得了重大突破,如合成橡胶和塑料的工业化生产。

二、高分子材料的发展历程2.1 高分子材料的分类高分子材料可以分为塑料、橡胶和纤维三大类。

塑料主要用于制造各种制品,橡胶主要用于制造胶制品,纤维主要用于纺织和制造复合材料。

2.2 高分子材料的改性和功能化随着科学技术的不断进步,人们对高分子材料进行了改性和功能化处理,使其具备更多的优良性能,如增强材料的强度、改善材料的耐热性等。

2.3 高分子材料的应用领域扩展高分子材料的应用领域不断扩展,涵盖了汽车工业、电子工业、医疗器械、航空航天等多个领域。

高分子材料的应用推动了相关行业的发展。

三、高分子材料的未来发展趋势3.1 绿色环保的发展方向未来,高分子材料的发展将更加注重环保性能。

人们将致力于研发可降解的高分子材料,减少对环境的污染。

3.2 高性能材料的研究与应用随着科学技术的不断进步,人们对高分子材料的研究将更加深入,开发出更多的高性能材料,满足不同领域的需求。

3.3 多功能材料的发展未来,高分子材料将朝着多功能材料的方向发展。

人们将研发具有多种功能的高分子材料,以满足不同应用领域的需求。

四、结论高分子材料经历了漫长的发展历程,取得了巨大的成就。

未来,高分子材料将继续发展,并朝着绿色环保、高性能和多功能等方向不断进步。

高分子学科与应用发展

高分子学科与应用发展

一、高分子科学发展1.1953年施陶丁格诺贝尔化学奖确立了大分子假说,创建了高分子科学。

2.1963年齐格纳、纳塔诺贝尔化学奖发明了有机金属络合催化体系。

3.1974年弗洛里诺贝尔化学奖在逐步聚合分子量及其分布的统计、大分子构象统计、聚合物溶液理论等方面做出贡献。

4.1991年德热纳诺贝尔物理奖将研究简单体系中有序现象的方法推广到高分子、液晶等复杂领域。

5.2000年白川英树、黑格、马克迪尔米德诺贝尔化学奖发现和发展了导电高分子材料。

二、高分子材料发展1.1832年美国人Charles Goodyear发明硫磺橡胶。

2.1868年美国人John Wesley Hyatt造出第一种人工合成塑料“赛璐珞”。

3.1887年法国人Count Hilaire de Chardonnet制得第一种人造丝。

4.1909年美国人Leo Baekeland制造第一种完全人工合成的塑料—酚醛树酯。

5.1920年德国人Hermann Staudinger提出分子链设想。

6.1926年瑞典化学家斯维德贝格设计出一种超离心机,证明高分子的分子量的确是从几万到几百万。

7.1926年美国化学家Waldo Semon合成了聚氯乙烯。

8.1930年聚苯乙烯(PS)发明。

9.1932年Hermann Staudinger出版了《高分子有机化合物》,成为高分子化学作为一门新兴学科建立的标志。

10.1935年杜邦公司有机化学部的Wallace H. Carothers合成出聚酰胺66(尼龙)。

11.1938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。

12.1940年英国人T. R. Whinfield合成出聚酯纤维(PET)。

13.1940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。

14.1948年Paul Flory 建立了高分子长链结构的数学理论。

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聚乙烯与聚丙烯。

高分子材料的发展历程及未来发展趋势

高分子材料的发展历程及未来发展趋势

高分子材料的发展历程及未来发展趋势引言概述:高分子材料是一种由大量重复单元组成的大分子化合物,具有独特的物理和化学性质,广泛应用于工业、医疗、电子等领域。

本文将探讨高分子材料的发展历程以及未来发展趋势。

一、发展历程1.1 早期发展在20世纪初,高分子材料的研究开始兴起,最早的合成高分子材料是由合成橡胶和塑料开始的。

这些材料在汽车、电器等领域得到广泛应用。

1.2 高分子化学的发展随着高分子化学的发展,人们开始研究高分子材料的结构与性质之间的关系,提出了聚合物的合成方法和理论基础。

这一时期标志着高分子材料的科学化和工程化发展。

1.3 高分子材料的应用拓展随着科学技术的不断进步,高分子材料的应用范围不断拓展,包括纳米材料、生物材料、功能性高分子等,为各行业带来了新的发展机遇。

二、未来发展趋势2.1 绿色环保未来高分子材料的发展趋势将更加注重环保和可持续性发展。

研究人员将致力于开发可降解高分子材料,减少对环境的污染。

2.2 高性能功能材料随着科技的不断进步,人们对高分子材料的性能要求也越来越高。

未来的高分子材料将更加注重高性能、多功能的特性,满足不同领域的需求。

2.3 智能化发展未来高分子材料将更加智能化,具有自修复、自感知等功能。

这将为人们的生活带来更多便利和安全保障。

三、应用领域拓展3.1 医疗领域高分子材料在医疗领域有着广泛的应用,包括医用高分子材料、药物传递系统等。

未来将继续探索高分子材料在医疗领域的应用潜力。

3.2 电子领域高分子材料在电子领域有着独特的应用优势,例如柔性显示器、电池等。

未来高分子材料将在电子领域发挥更大的作用。

3.3 新能源领域高分子材料在新能源领域有着广阔的应用前景,例如太阳能电池、燃料电池等。

未来将继续探索高分子材料在新能源领域的应用可能性。

四、技术创新驱动4.1 材料设计与合成未来高分子材料的发展将更加注重材料设计与合成技术的创新,以提高材料的性能和功能。

4.2 先进加工技术随着先进加工技术的不断发展,高分子材料的加工工艺将更加精密和高效,为材料的应用提供更多可能性。

高分子科学发展简史

高分子科学发展简史

高分子科学发展简史人类的进化和社会进步的历史,始终与人类对天然高分子材料的加工和利用的进步过程密不可分。

棉、麻、丝、毛的加工纺织,造纸,鞣革和生漆调制等分别是人类对天然高分子进行物理加工和化学加工的早期例证,虽然当时并未提出高分子的概念。

直到19世纪中后期,西方化学工作者才扩大了对天然高分子进行化学改性的范围,以下对高分子科学发展史中的重要事件作一简述:1839年,对天然橡胶进行硫化加工;1868年,赛璐璐(硝化纤维素)问世;1898年,粘胶纤维问世;1907年,酚醛树脂问世;1911年,丁钠橡胶问世。

酚醛树脂和丁钠橡胶分别是高分子科学建立以前人类合成的第一个缩聚物和第一个加聚物。

20世纪初期,虽然当时仍未正式提出高分子的概念,但是已经取得的一些化学研究成果开始酝酿着高分子科学的诞生。

例如当时人们终于研究明白,天然橡胶是由异戊二烯构成;淀粉和纤维素是由葡萄糖构成;蛋白南是由氨基酸构成等等。

这些研究成果对于高分子科学的建立起到了直接催化和促进作用。

20世纪20年代是高分子科学诞生的年代,1920年,德国人H.Staudinger 首次提出以共价键联结为核心的高分子概念,并获得1953年度诺贝尔化学奖,他被公认为高分子科学的始祖。

1925年,聚醋酸乙烯酯(PVAc)实现工作化;1928年,聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃,PMMA)和聚乙烯醇(PVA)问世;1931年,聚氯乙烯(PVC)、氯丁橡胶问世;1934年,美国人W.H.Carothers 成功地合成尼龙-66,并于1938年实现工业化。

稍后他的学生P.J.Flory 提出了聚合反应的等活性理论,并提出聚酯动力学和连锁聚合反应机理,从而获得1974 年度诺贝尔化学奖。

1939年,低密度聚乙烯(LDPE)即高压聚乙烯问世;1940年,丁苯橡胶(SBR)、丁基橡胶问世;1941年,聚对苯二甲酸乙二醇酯(涤纶,PET)问世;1943年,聚四氟乙烯(PTFE)问世;1948年,维尼纶问世;1950年,聚丙烯腈(腈纶,PAN)问世;1955年,顺丁橡胶问世;1953年,德国人K.Ziegler和意大利人G. Natta各自独立地采用络合催化剂成功地合成出高密度聚乙烯(HDPE)即低压聚乙烯以及聚丙烯(PP),并于1955年实现工业化。

高分子材料的发展历程及未来发展趋势

高分子材料的发展历程及未来发展趋势

高分子材料的发展历程及未来发展趋势引言概述:高分子材料是一种具有广泛应用前景的材料,它的发展历程经历了多个阶段,从最初的合成到如今的广泛应用。

本文将介绍高分子材料的发展历程,并展望未来的发展趋势。

一、合成方法的改进1.1 高分子合成方法的起源最早的高分子合成方法可以追溯到19世纪末的酚醛树脂合成,这是高分子材料合成的开端。

1.2 高分子合成方法的改进随着科学技术的进步,高分子合成方法得到了极大的改进。

例如,聚合反应的引入使得高分子合成过程更加高效、可控。

1.3 新型高分子合成方法的出现如今,研究人员正在开发新型高分子合成方法,例如原子转移自由基聚合、可控自由基聚合等,这些方法能够合成出具有更好性能的高分子材料。

二、高分子材料的应用领域2.1 塑料行业高分子材料在塑料行业中有着广泛的应用,如聚乙烯、聚丙烯等,这些塑料制品在包装、建筑、汽车等领域发挥着重要作用。

2.2 纤维行业高分子材料在纤维行业中也有着重要的应用,如聚酯纤维、尼龙纤维等,这些纤维材料在纺织、服装等领域得到了广泛应用。

2.3 电子行业高分子材料在电子行业中的应用也越来越广泛,如聚苯胺、聚合物电解质等,这些材料在电池、光电子器件等领域发挥着重要作用。

三、高分子材料的性能改进3.1 材料强度的提升研究人员通过改变高分子材料的结构和合成方法,提高了材料的强度,使其在应力环境下具有更好的耐久性。

3.2 材料的导电性改进高分子材料的导电性一直是一个研究热点,通过控制材料的结构和添加导电性填料,可以使高分子材料具有优异的导电性能。

3.3 材料的热稳定性改进高分子材料在高温环境下容易分解,研究人员通过添加稳定剂等方法,提高了高分子材料的热稳定性,使其能够在高温环境下长时间稳定运行。

四、高分子材料的环保性能4.1 可降解高分子材料的研究随着环保意识的提高,研究人员开始开发可降解的高分子材料,以减少对环境的污染。

4.2 循环利用高分子材料的研究研究人员致力于开发可循环利用的高分子材料,通过回收和再利用,减少了对资源的浪费。

高分子科学的发展

高分子科学的发展

绪言一、高分子科学的发展●高分子(Macromolecular,Polymer)概念的形成和高分子科学的出现始于20世纪20年代。

●1920年德国Staudinger提出高分子长链结构的概念。

●此前1839年美国人Goodyear发明了天然橡胶的硫化。

●1855年英国人Parks制得赛璐璐塑料(硝化纤维+樟脑)。

●1883年法国人de Chardonnet发明了人造丝。

从1920年提出高分子概念后,才开始了合成高分子科学的时代,相继合成了尼龙(聚酰胺)、氯丁橡胶、丁苯橡胶、PS、PVC、PMMA等高分子材料,形成了高分子化学研究领域。

随着大批新合成高分子的出现,解决对这些聚合物的性能表征,以及了解其结构对性能的影响等问题也随之变得必要了,从20世纪50年代,随时物理学家、化学家的投入,形成了高分子物理研究领域;同时高分子材料制品已向人们生活各个领域迅速扩展,高分子材料的成型加工原理,反应工程的研究日渐产生,形成了“高分子工程”研究领域。

●至今与高分子有关的诺贝尔奖获得者:配位聚合:Ziegler(德国)、Natta(意大利),flory(美),导电高分子Heeger,MacDiarmid(美),白川英树(日本),de Gennes(法国)。

●我国高分子研究起步于50年代初,唐敖庆于1951年,发表了首篇高分子科学论文(高分子统计理论):●长春应化所1950年开始合成橡胶工作(王佛松,沈之荃);●冯新德50年代在北大开设高分子化学专业。

●何炳林50年代中期在南开大学开展了离子交换树脂的研究。

●钱人元于1952年在应化所建立了高分子物理研究组,开展了高分子溶液性质研究。

●钱保功50年代初在应化所开始了高聚物粘弹性和辐射化学的研究。

●徐僖先生50年初成都工学院(四川大学)开创了塑料工程专业。

●王葆仁先生1952年上海有机所建立了PMMA、PA6研究组。

我国在高分子化合物高分子领域的研究不断发展壮大。

(我国与高分子领域的中科院院士:唐敖庆、钱人元、钱保功、徐僖、冯新德、何炳林、王佛松,沈之荃、王佛松、程溶时、黄葆同、白春礼、周其凤等)●高分子工业:采取引进-消化-再引进的道路。

高分子材料的发展历程及未来发展趋势

高分子材料的发展历程及未来发展趋势

高分子材料的发展历程及未来发展趋势高分子材料是一类具有高分子结构的材料,由长链分子组成。

它们具有轻质、高强度、耐腐蚀、绝缘性能好等特点,广泛应用于塑料、橡胶、纤维等领域。

本文将介绍高分子材料的发展历程以及未来的发展趋势。

一、高分子材料的发展历程1. 原始阶段(19世纪初-20世纪初)高分子材料的研究始于19世纪初,当时主要关注天然高分子材料,如橡胶和纤维素。

1855年,亚历山大·帕克斯顿发现了硝化纤维素,开创了合成高分子材料的先河。

此后,橡胶的合成、改性和加工技术也得到了较大的发展。

2. 合成高分子材料的崛起(20世纪20年代-40年代)20世纪20年代至40年代,合成高分子材料的研究进入了快速发展阶段。

1920年,赫尔曼·斯图尔克首次合成了聚合物聚丙烯。

随后,聚乙烯、聚苯乙烯等合成高分子材料相继问世。

这些材料具有良好的物理性能和加工性能,推动了塑料工业的发展。

3. 高分子材料的多样化(20世纪50年代-70年代)20世纪50年代至70年代,高分子材料的种类不断增加,应用领域也得到了扩展。

1950年,卡尔·佩特森发现了聚酰胺纤维(尼龙),开创了合成纤维的新时代。

此后,聚酯纤维、聚氨酯等合成纤维相继问世。

同时,高分子材料在电子、医药等领域的应用也逐渐增加。

4. 高性能高分子材料的兴起(20世纪80年代至今)20世纪80年代以来,高性能高分子材料成为研究的热点。

聚合物复合材料、聚合物涂料、聚合物电解质等高性能材料相继问世。

同时,纳米技术的发展也为高分子材料的改性和应用提供了新的途径。

二、高分子材料的未来发展趋势1. 绿色环保未来,高分子材料的发展将更加注重环保和可持续性。

研究人员将致力于开发可降解高分子材料,以减少对环境的影响。

此外,利用生物质资源合成高分子材料也是未来的发展方向。

2. 高性能材料随着科学技术的不断进步,高分子材料的性能将得到进一步提升。

研究人员将致力于开发更高强度、更高温度稳定性、更好导电性等性能优越的高分子材料。

《高分子科学的历史》课件

《高分子科学的历史》课件
高分子化学和高分子物理的建立与发展。
早期的科学家和他们的贡献
拜耳
德国化学家,提出了高分子概念,并研究了天然橡胶的化学改性 。
卡罗瑟斯
美国化学家,发明了聚合物合成方法,并合成了尼龙-66等聚合物 。
皮尔兹
德国化学家,研究了聚合物结构和性能的关系,提出了高分子链的 构象统计理论。
01
高分子科学的发展 历程
动态共价键聚合
动态共价键聚合是一种基于可逆共价键的聚合方法,通过可逆共价键的断裂和重组实现聚合物的合成和 降解。这种方法具有环境友好、可逆性强、结构可控等优点,为高分子材料的研究和应用提供了新的方 向。
高分子材料的性能优化
高性能聚合物
智能高分子材料
高分子复合材料
高性能聚合物是指具有优异力学性能 、耐高温、耐腐蚀等性能的聚合物材 料。近年来,通过分子设计、化学改 性等方法,不断开发出高性能聚合物 ,如聚酰亚胺、聚醚醚酮等,这些聚 合物在航空航天、电子信息等领域具 有广泛的应用前景。
20世纪初的发展
1906年,拜耳(A.Bayer)和哈克(C.W.Hackh)提出了高分子学说,标 志着高分子科学的诞生。
1920年,费歇尔(F.C.Fischer)和斯图姆普(R.M.Stumpf)首次合成了 聚合物,为高分子合成奠定了基础。
1927年,美国杜邦公司成功开发了尼龙-66,引发了合成纤维的革命。
对社会的影响
促进经济发展
高分子材料广泛应用于工 业、医疗、交通等领域, 为社会经济发展提供了重 要支撑。
提高生活质量
高分子材料在日常生活用 品、医疗器械、电子产品 等方面的应用,提高了人 们的生活质量。
推动科技进步
高分子科学的发展促进了 相关领域的科技进步,如 化学、物理、生物医学等 。

高分子材料的发展历程及未来发展趋势

高分子材料的发展历程及未来发展趋势

高分子材料的发展历程及未来发展趋势一、引言高分子材料是一类具有特殊结构和性质的材料,由于其独特的性能和广泛的应用领域,成为现代材料科学的重要研究方向之一。

本文将从高分子材料的发展历程和未来发展趋势两个方面进行探讨。

二、高分子材料的发展历程1. 起源和发展初期高分子材料的起源可以追溯到19世纪末,当时科学家开始研究天然高分子材料,如橡胶和丝绸。

20世纪初,合成高分子材料的研究逐渐兴起,其中最具代表性的就是合成橡胶和塑料。

20世纪30年代至50年代,高分子材料的研究进一步发展,出现了聚合物材料的合成和改性技术,使高分子材料的应用领域得到了拓展。

2. 高分子材料的应用领域扩展随着科技的进步和社会的发展,高分子材料的应用领域不断扩展。

在电子行业,高分子材料被广泛应用于电子元件的封装和绝缘材料;在汽车工业,高分子材料被用于制造轻量化零部件,提高汽车的燃油效率;在医疗领域,高分子材料被用于制造人工器官和药物传递系统等。

此外,高分子材料还在航空航天、建筑、纺织、包装等领域得到了广泛应用。

3. 高分子材料的研究进展近年来,高分子材料的研究进展主要集中在以下几个方面:(1) 新型高分子材料的合成:研究人员通过改变合成方法和反应条件,设计和合成了许多新型高分子材料,如聚合物纳米复合材料、共聚物、高分子水凝胶等。

(2) 高分子材料的功能化改性:通过添加特定的功能单体或化合物,可以赋予高分子材料特殊的性能,如导电性、光学性能、生物相容性等。

(3) 高分子材料的可持续发展:随着环境保护意识的增强,研究人员开始关注高分子材料的可持续发展,提出了许多可降解高分子材料和可回收利用的研究方向。

三、高分子材料的未来发展趋势1. 功能化高分子材料的发展随着科学技术的进步,人们对高分子材料的功能性要求越来越高。

未来,高分子材料将朝着多功能、智能化的方向发展,例如具有自修复能力、自感应能力和自适应能力的高分子材料将会得到更广泛的应用。

2. 绿色高分子材料的研究环境保护和可持续发展已成为全球研究的热点。

高分子材料的发展历程及未来发展趋势

高分子材料的发展历程及未来发展趋势

高分子材料的发展历程及未来发展趋势一、引言高分子材料是一类具有特殊结构和性能的材料,由于其独特的物理、化学和力学性质,被广泛应用于各个领域。

本文将介绍高分子材料的发展历程以及未来的发展趋势。

二、发展历程1. 早期阶段高分子材料的起源可以追溯到19世纪末的天然高分子材料,如橡胶和纤维素。

这些材料具有良好的弹性和韧性,但其性能受到天然资源的限制。

2. 合成高分子材料的发展20世纪初,合成高分子材料的研究取得了重大突破。

1907年,著名科学家巴赫曼首次合成了具有高分子结构的聚合物。

此后,聚合物的合成方法得到了不断改进,如自由基聚合、阴离子聚合和阳离子聚合等。

这些方法的发展为合成高分子材料提供了广阔的空间。

3. 高分子材料的应用拓展随着合成方法的不断改进,高分子材料的应用领域也得到了拓展。

20世纪中叶,聚合物材料在塑料、橡胶、纤维和涂料等领域得到了广泛应用。

此外,高分子材料还被应用于电子、医药、航空航天和能源等领域,推动了科学技术的发展。

4. 高分子材料的改性与功能化为了满足不同领域对高分子材料性能的需求,人们开始对高分子材料进行改性和功能化。

通过添加填料、控制聚合反应条件和引入功能基团等方法,可以改善高分子材料的力学性能、热稳定性、导电性等特性。

三、未来发展趋势1. 绿色环保未来,高分子材料的发展将趋向绿色环保。

人们将更加注重材料的可持续性和循环利用性,减少对环境的负面影响。

例如,研发可降解高分子材料,提高材料的可回收性和可再利用性。

2. 高性能材料随着科学技术的进步,人们对高分子材料的性能要求也越来越高。

未来,高分子材料将朝着高性能方向发展,如高强度、高导电性和高热稳定性等。

这将推动高分子材料在电子、能源和航空航天等领域的应用。

3. 智能材料随着人工智能和物联网技术的发展,智能材料将成为高分子材料的新方向。

智能材料可以根据外界环境的变化自主调节其性能,具有广泛的应用前景。

例如,温敏性高分子材料可以根据温度变化实现形状记忆效应,用于生物医学和机械领域。

高分子科学历史

高分子科学历史

高分子科学历史1. 高分子学说创立以前高分子的发展1.1 天然橡胶及其硫化工艺英国人把原产于巴西的橡胶树引种到了东南亚,使橡胶树得以推广。

当时的橡胶主要用于制造防雨布、防雨鞋等,但是无法克服夏天发粘、冬天变脆的问题,难于真正推广应用。

1839年美国人Goodyear受当时钢铁工业发展的启示,开始尝试用各种化学品对橡胶进行改性,但是始终不太成功,包括用硫磺。

后来一次偶然性的事故给他带来了成功,他在研究保存橡胶的方法时,不小心把橡胶和硫磺的混合物洒在了热火炉上,他把它刮起来、冷却后发现这东西再没有了粘性、而且还具有弹性、不再溶解,他沿着这条路线走下去,终于发明了橡胶的硫化技术。

但是他本人并没有获得好处,为了获得专利权他打了好几年的官司,身背20多万美元的债务,穷困交加,死于1860年。

他死后,官司胜诉,1898年美国建立了第一家汽车轮胎公司,为了纪念Goodyear该公司就以其名字作为商标,至今仍然是世界上最大的轮胎生产企业,中文一般翻译为“固特异”轮胎。

也正是由于他的贡献,所有橡胶的交联技术统称为“硫化”不管用不用硫磺。

1.2 赛璐珞和赛璐玢瑞士科学家舍拜恩是一个实验迷,他除了在实验室进行实验以外,*还把实验室搬到了自己的厨房。

一次实验时,他不小心将盛有浓硝酸和浓硫酸混酸的烧瓶打破,酸液流到了地上,他顺手拿起夫人的围裙擦掉了酸液,并用水冲洗后,开始在火炉上烘烤,结果围裙在没有很干的情况下突然着了火,这令舍拜恩非常震惊。

他开始设计实验让纤维素和硝酸/硫酸反应,发现是硝酸与纤维素发生了反应,而硫酸只是催化剂,因此他发明了硝酸纤维素。

它极易燃烧,剧烈燃烧可以发生爆炸,而且基本没有烟,逐渐代替了黑火药成为炸药,当时的欧洲很多国家建立了被称为火棉炸药的生产企业,但是硝酸纤维素太容易燃烧了,造成了很多爆炸事故,损失惨重,诺贝尔发明了TNT炸药后,它作为炸药方面的应用被遗弃。

当时美国的贵族们流行打台球,台球最初由象牙制造,价格昂贵,同时来源受到极大限制,有一家公司出资1万美元悬赏寻找制造台球的原料。

高分子材料的发展历程及未来发展趋势

高分子材料的发展历程及未来发展趋势

高分子材料的发展历程及未来发展趋势一、引言高分子材料是一类以高分子化合物为基础制备的材料,具有广泛的应用领域和巨大的市场潜力。

本文将介绍高分子材料的发展历程,包括其起源、发展阶段和主要应用领域,并展望未来高分子材料的发展趋势。

二、高分子材料的起源高分子材料的起源可以追溯到20世纪初,当时人们开始研究和应用天然高分子材料,如橡胶和纤维素。

随着科学技术的进步,人们开始研究合成高分子材料,首次成功合成高分子材料的里程碑是由赛门·诺瓦克于1907年合成的硅橡胶。

三、高分子材料的发展阶段1. 早期阶段(1907年-1945年):在这个阶段,人们主要关注天然高分子材料的研究和应用,如橡胶、纤维素和天然胶等。

同时,也开始尝试合成高分子材料,如合成橡胶和合成纤维。

2. 发展阶段(1945年-1980年):在二战后的这个阶段,高分子材料的研究和应用得到了极大的推动。

人们成功合成了许多新型高分子材料,如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。

这些材料具有良好的物理性能和化学稳定性,广泛应用于塑料制品、纺织品、电子产品等领域。

3. 现代阶段(1980年至今):在这个阶段,高分子材料的研究重点逐渐转向功能性高分子材料的开发。

人们开始研究和合成具有特殊功能的高分子材料,如高温耐磨材料、导电高分子材料、生物可降解材料等。

这些材料在航空航天、电子信息、医疗健康等领域有着广泛的应用前景。

四、高分子材料的主要应用领域1. 塑料制品:高分子材料是塑料制品的主要原料,广泛应用于日常生活中的各个方面,如食品包装、家居用品、汽车零部件等。

2. 纤维材料:高分子材料在纺织行业中有着重要的地位,用于制造各种纤维材料,如聚酯纤维、尼龙纤维等。

3. 电子产品:高分子材料在电子产品中的应用越来越广泛,如导电高分子材料用于制造柔性显示屏、电子纸等。

4. 医疗健康:高分子材料在医疗健康领域有着重要的应用,如生物可降解材料用于制造医用缝线、植入器械等。

五、高分子材料的未来发展趋势1. 功能性高分子材料的发展:随着科学技术的不断进步,人们对高分子材料的功能要求也越来越高。

高分子材料的发展历程及未来发展趋势

高分子材料的发展历程及未来发展趋势

高分子材料的发展历程及未来发展趋势高分子材料是一类以聚合物为基础的材料,具有重要的应用价值和广泛的应用领域。

本文将详细介绍高分子材料的发展历程以及未来的发展趋势。

一、发展历程1. 早期发展阶段(20世纪初-20世纪30年代)在20世纪初,人们开始研究可塑性高分子材料,如塑料。

1907年,白朗宁发明了世界上第一个合成塑料——尼龙。

随后,人们开始研究其他合成塑料材料,如聚乙烯、聚丙烯等。

这一时期的高分子材料主要应用于日常生活用品和包装材料。

2. 高分子材料的快速发展(20世纪40年代-20世纪80年代)在第二次世界大战期间,高分子材料得到了快速发展。

人们开始研究高分子材料的结构和性能,并开发了更多种类的高分子材料,如聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯等。

这些材料具有优异的物理和化学性能,被广泛应用于汽车、电子、建筑等领域。

3. 高分子材料的功能化发展(20世纪90年代至今)随着科学技术的进步,人们开始对高分子材料进行功能化改性,使其具有更多的特殊性能和应用功能。

例如,人们通过添加纳米材料、改变分子结构等方法,使高分子材料具有优异的导电性、热稳定性、抗菌性等特殊功能。

此外,人们还研究了生物可降解高分子材料,以应对环境问题和可持续发展的需求。

二、未来发展趋势1. 绿色环保未来,高分子材料的发展趋势将更加注重绿色环保。

人们将致力于研究生物可降解高分子材料,以替代传统的塑料材料。

这些生物可降解材料可以在自然环境中迅速分解,减少对环境的污染。

此外,人们还将研究可回收利用的高分子材料,以实现资源的循环利用。

2. 高性能未来,高分子材料的发展将趋向于高性能化。

人们将继续研究功能化改性的方法,使高分子材料具有更多的特殊性能,如高强度、高导电性、高热稳定性等。

这将推动高分子材料在电子、航空航天、能源等领域的应用。

3. 多功能化未来,高分子材料将趋向于多功能化的发展。

人们将研究制备具有多种特殊功能的高分子材料,以满足不同领域的需求。

高分子材料的发展历程及未来发展趋势

高分子材料的发展历程及未来发展趋势

高分子材料的发展历程及未来发展趋势一、引言高分子材料是一类重要的材料,具有广泛的应用领域,如塑料、橡胶、纤维等。

本文将介绍高分子材料的发展历程以及未来的发展趋势。

二、发展历程1. 早期发展高分子材料的研究和应用可以追溯到19世纪末。

当时,人们开始研究天然高分子材料,如橡胶和蛋白质。

然而,由于对高分子结构和性质的认识有限,发展进展缓慢。

2. 高分子合成20世纪初,人们开始尝试合成人工高分子材料。

1907年,化学家Leo Baekeland成功合成了第一个合成塑料——酚醛树脂。

随后,聚合物的合成方法不断发展,如聚乙烯、聚丙烯等。

这些合成高分子材料具有良好的物理和化学性质,推动了高分子材料的发展。

3. 高分子材料的广泛应用随着高分子材料的不断发展,它们的应用范围也不断扩大。

塑料制品成为人们生活中不可或缺的一部分,如塑料包装、塑料容器等。

橡胶材料广泛应用于轮胎、密封件等领域。

纤维材料则用于纺织、服装等行业。

三、未来发展趋势1. 绿色环保未来,高分子材料的发展将更加注重环境友好型。

研究人员将致力于开发可降解的高分子材料,以减少对环境的负面影响。

同时,将推动高分子材料的回收利用,实现资源的循环利用。

2. 功能化材料随着科技的进步,高分子材料的功能化将成为未来的发展趋势。

通过对高分子材料的结构和性质的调控,可以赋予其特定的功能,如导电性、光学性能等。

这将推动高分子材料在电子、光电子等领域的应用。

3. 新型高分子材料的开发未来,研究人员将继续探索新型高分子材料的合成和应用。

例如,研发具有超高强度和超高韧性的高分子材料,以满足航空航天等领域对材料性能的要求。

此外,研究人员还将关注生物医学领域的高分子材料,如生物可降解材料、药物传递系统等。

4. 多功能复合材料未来,高分子材料的发展将趋向于多功能复合材料的研究和应用。

通过将高分子材料与其他材料相结合,可以实现多种性能的综合优化。

例如,高分子复合材料在汽车制造中的应用可以提高车身的强度和减轻重量。

高分子材料的发展历程及未来发展趋势

高分子材料的发展历程及未来发展趋势

高分子材料的发展历程及未来发展趋势引言:高分子材料是一类由大量重复单元组成的大分子化合物,具有广泛的应用领域。

本文将介绍高分子材料的发展历程,并展望其未来的发展趋势。

一、发展历程1. 早期发展阶段高分子材料的研究起源于19世纪末20世纪初,当时主要研究天然高分子材料,如橡胶和纤维素。

这些材料具有良好的柔韧性和可塑性,但缺乏稳定性和耐久性。

2. 合成高分子材料的突破1920年代至1930年代,德国化学家赫尔曼·斯托德尔成功合成了世界上第一个合成高分子材料——聚合物。

这一突破开启了合成高分子材料的新时代。

随后,聚合物的合成方法不断改进,推动了高分子材料的快速发展。

3. 高分子材料的广泛应用20世纪50年代至70年代,高分子材料的应用领域不断扩大。

聚合物被广泛用于塑料制品、纤维材料、涂料、胶粘剂等领域。

同时,高分子材料的性能也得到了极大的提升,如力学性能、耐热性、耐腐蚀性等。

二、未来发展趋势1. 绿色环保未来高分子材料的发展将更加注重环境友好性。

研究人员将致力于开发可降解的高分子材料,以减少对环境的污染。

同时,节能减排和资源循环利用也将成为高分子材料研究的重点。

2. 功能性材料随着科技的进步,高分子材料将朝着功能性方向发展。

例如,研究人员正在开发具有特殊功能的高分子材料,如自修复材料、智能材料和生物医用材料。

这些材料将在医疗、电子、能源等领域发挥重要作用。

3. 纳米技术的应用纳米技术的发展将为高分子材料带来新的突破。

通过纳米级的改变,高分子材料的性能可以得到进一步提升。

例如,纳米复合材料具有优异的力学性能和导电性能,将成为未来高分子材料的重要研究方向。

4. 多功能复合材料未来高分子材料的发展将趋向多功能化。

研究人员将探索不同材料的复合,以获得更好的性能和应用。

例如,高分子基复合材料可以结合金属、陶瓷等材料的优点,具有更高的强度和耐用性。

5. 智能化和自适应性未来高分子材料将朝着智能化和自适应性方向发展。

高分子材料的发展历程及未来发展趋势

高分子材料的发展历程及未来发展趋势

高分子材料的发展历程及未来发展趋势引言概述:高分子材料是一类由大量重复单元组成的大分子化合物,具有较高的分子量和多样的物理、化学性质。

自20世纪初以来,高分子材料在各个领域中得到广泛应用,并在科学技术的推动下不断发展。

本文将介绍高分子材料的发展历程以及未来发展的趋势。

一、早期发展阶段1.1 天然高分子材料的发现- 人们早在古代就开始使用天然高分子材料,如皮革、天然橡胶等。

- 1839年,美国化学家查尔斯·戴克斯特尔发现了天然橡胶的弹性,并将其命名为“弹性体”。

1.2 合成高分子材料的诞生- 1907年,美国化学家莱昂纳德·巴斯德成功合成了世界上第一个合成高分子材料——酚醛树脂。

- 1920年代,德国化学家赫尔曼·斯托德尔合成了聚氯乙烯(PVC)。

1.3 高分子材料的应用拓展- 1930年代,高分子材料开始应用于塑料制品、橡胶制品等领域。

- 1940年代,高分子材料在航空、航天等高科技领域得到广泛应用。

二、中期发展阶段2.1 高分子材料的改性与合金化- 1950年代,人们开始将高分子材料进行改性,以改善其性能。

- 1960年代,高分子材料与其他材料进行合金化,形成了高分子合金材料。

2.2 高分子材料的新型结构与功能- 1970年代,人们开始研究高分子材料的新型结构,如共聚物、交联聚合物等。

- 1980年代,高分子材料开始展现出多种新的功能,如导电、光学、生物相容性等。

2.3 高分子材料的环保与可持续发展- 1990年代,人们开始关注高分子材料的环境影响,并提出了环保的研究方向。

- 21世纪初,高分子材料的可持续发展成为研究的热点,如生物可降解材料的研究与应用。

三、近期发展阶段3.1 高分子材料的纳米化与智能化- 近年来,人们将高分子材料进行纳米化处理,以获得更好的性能。

- 同时,高分子材料的智能化也成为研究的重点,如自修复材料、自感应材料等。

3.2 高分子材料的多功能与多场耦合- 近期,高分子材料的多功能化与多场耦合成为研究的热点,如光电、磁电、压电等多种功能的结合。

11-高分子科学的历史

11-高分子科学的历史
生漆,又称“土漆”,又称“国漆“或“大漆” 它是从膝树上采割的乳白色胶状液休,一旦接触空气后转 为褐色,数小时后表面于涸硬化而生成漆皮。生漆的经济价值 很碌,具有耐腐、耐磨、耐酸、耐溶剂、耐热、隔水和绝缘性 好、富有光泽等待性。 主成分是具有双键侧链的漆酚,经氧化后聚合成高分子链。 漆树主要分布在亚洲的东中部地区,越南、朝鲜、日本、 缅甸等国均有漆树,但产量、质量都不如中国。中国的漆树生 长于甘肃南部至山东一线的南方地区,这些地区温度和湿度环 境非常适于漆树的成长。
~高分子科学的历史
(3)纤维素是重要的造纸原料。此外,以纤维素为原料的产 品也广泛用于塑料、炸药、电工及科研器材等方面。食物中的 纤维素(即膳食纤维)对人体的健康也有着重要的作用。 (4)纤维素是世界上蕴藏量最大的可再生资源,据估计自然 界每年产1000亿吨。
~高分子科学的历史
2、蛋白质的利用~~练丝、鞣革
素,它很易燃烧,甚至爆炸。被称为火棉,可用于制造炸药。这是 人类制备的第一种高分子合成物。
舍恩拜因深知这个发现的重要商业价值,他在杂志上只发表了新 炸药的化学式,却没有公布反应式,而把反应式卖给了奥地利政府和 一个英国商人泰勒。但由于生产太不安全,到1862年奥地利的最后两 家火棉厂被炸毁后就停止了生产。
近代时期
~高分子科学的历史
1、纤维素(Cellulose)的改性
1864年的一天,瑞士巴塞尔大学的化学教授舍恩拜因在自家的厨 房里做实验,一不小心把正在蒸馏硝酸和硫酸的烧瓶打破在地板上。 因为找不到抹布,他顺手用他妻子的布围裙把地擦干,然后把洗过的 布围裙挂在火炉旁烘干。就在围裙快要烘干时,突然出现一道闪光, 整个围裙消失了。为了揭开布围裙自燃的秘密,舍恩拜因找来了一些 棉花把它们浸泡在硝酸和硫酸的混合液中,然后用水洗净,很小心地 烘干,最后得到一种淡黄色的棉花。现在人们知道,这就是硝酸纤维
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1948年美国Paul Flory 建立了高分子长链结构的数 学理论,1974年荣获诺贝尔化学奖
主要贡献:
利用等活性假设及直接的统计方法,他计算了高分子 分子量分布,即最可几分布,并利用动力学实验证实 了等活性假设; 引入链转移概念,将聚合物统计理论用于非线性分子, 产生了凝胶理论; Flory-Huggins格子理论; 1948年作出了最重要的贡献,即提出“排除体积” 理论和θ温度概念; 他的著作“Principles of polymer chemistry” (1953)是高分子学科中的Bible。
Heeger、 MacDiarmid(美)、 白川英树(日) 2000 化学奖 导电高分子研究,聚乙炔掺杂后,电导率从 3.2x10-6Ω-1cm-1增加到38Ω-1cm-1,提高了1000万倍(接近铝、铜) 提出孤子概念
Alan J. Heeger
1936
Alan G. MacDiarmid
b. 1927
Hideki Shirakawa
b. 1936
白川英树(Shirakawa)从事聚乙炔聚合机理研究
韩国研修生出现幸运的失误,使白川得到膜状聚乙炔
偶然的机遇,麦克迪尔米德(MacDiarmid)首先注意 到白川的聚乙炔膜。
Hale Waihona Puke 三人在美国合作研究。 黑格(Heeger)为了说明聚乙炔的导电性,提出孤子的
高分子科学 发展历程
由碳纤维和铝合 金制成的赛车底 盘
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。
橡胶园
丑却受宠的合成橡胶
1869年 美国人海厄特(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” (celluloid )。这是人类发明的第一种合成塑料。三 年后,第一个生产赛璐珞的工厂在美国建成投产, 标志着塑料工业的开始。 赛璐珞现在主要用于制造乒乓球、眼镜架、玩 具、钢笔杆、装潢品等。
1935年 杜邦公司基础化学研究所有机化学部的Carothers合成出 聚酰胺66,即尼龙(耐纶 锦纶)。尼龙在1938年实现工业化生产,是 最早实现工业化的合成纤维品种 。 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。 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。
De Gennes(法)

1991
物理奖
对液晶和高分子物质有序现象提出了标度理论 从临界现象认识分子,在物理-化学之间架设了 桥梁 提出“软物质”概念
世界性人才、当代之牛顿
De Gennes “for discovering that methods developed for studying order phenomena in simple systems can be generalized to more complex forms of matter, in particular to liquid crystals and polymers ”
Thank you
for
your attention
保温材料之王——酚醛泡沫
1922年, 德国人Hermann Staudinger发表了 “关于聚合反应”的划时代的论文,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。
1932年他发表了专著《高分子有机化合物》, 标志着高分子科学的正式诞生。为表彰他对高分子 科学作出的巨大贡献,1953 年获得诺贝尔化学奖 正式授予了他 , 从而使他成为世界上获此殊荣的第 一位高分子学者。
纤维的发展
•1855年瑞士人奥蒂玛 斯把纤维素放在硝酸 中得到硝化纤维素溶 液,制得第一根人造 纤维; •1884年查唐纳脱把硝 化纤维素放在酒精和 乙醚中得到溶液,得 到人造丝;
1909年美国人贝克兰(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。拉开了人类 应用合成高分子材料的序幕。
1956年Szwarc提出活性聚合概念, 高分子进入分子设计时代。1956年发现 了在负离子聚合反应过程中可使链终止反 应停止进行,从而得到活的高分子负离子。 用这个方法可制得多种嵌段共聚物(见嵌 段共聚合)、其他“分子设计”成的高分 子,以及单分散高分子等。 1971年S. L Wolek 发明可耐300℃高 温的Kevlar。
梅里菲尔德在20世纪50和60年代发展的革新方法,是基于构想多肽 合成的关键在于将第一个氨基酸固定在不溶性固体上,其他氨基酸随后 便可一个接一个地连于固定端,顺序完成后所形成的链即可轻易地与固 体分离。这一过程可利用机器操作,经证明效率很高。在激素和酶等物 质的研究上,以及在胰岛素等药物和干扰素等物质的工业生产上有重大 意义。梅里菲尔德因发展出这种依预定顺序合成氨酸链或多肽的简单而 巧妙的方法,而获得1984年诺贝尔化学奖。
Paul J. Flory
“For his fundamental achievements, both theoretical and experimental, in the physical chemistry of the macromolecules”
1953年齐格勒在 低压条件下合成 出聚乙烯,随后 纳塔合成出聚丙 烯,1963齐格勒、 纳塔获得诺贝尔 化学奖。
概念,才有了薄膜显示材料的诞生。
“For the discovery and development of conductive polymers”
至今高分子科学诺贝尔奖获得者
H. Staudinger (德国) : 把“高分子”这个概念引进科学 领域,并确立了高分子溶液的粘度与分子量之间的关系(1953 年诺贝尔奖) K.Ziegler (德国), G.Natta (意大利) : 乙烯、丙烯配 位聚合 (1963年诺贝尔奖) P. J. Flory (美国): 聚合反应原理、高分子物理性质与结 构的关系(1974年诺贝尔奖)。 R· B· Merriffield将功能化的聚苯乙烯用于多肽和蛋白质的合成 (1984的诺贝尔奖)。 H. Shirakawa白川英树(日本), Alan G. MacDiarmid (美国), Alan J. Heeger (美国) :对导电聚合物的发现和发展(2000 年诺贝尔奖)。
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