高分子学科重要人物

高分子学科重要人物

创立高分子化学的施陶丁格(Hermann Staudinger 1881-1965)棉、麻、丝、木材、淀粉等都是天然高分子化合物，从某种意义上来说，甚至连人本身也是一个复杂的高分子体系。在过去漫长的岁月中，人们虽然天天与天然高分子物质打交道，对它们的本性却一无所知。现在我们已认识什么是高分子，并建立了颇具规模的高分子合成工业，生产出五光十色的塑料、美观耐用的合成纤维、性能优异的合成橡胶，致使高分子合成材料与金属材料、无机非金属材料并列构成材料世界的三大支柱。面对这一辉煌成就，我们不能不缅怀高分子科学的奠基人、德国化学家赫尔曼·施陶丁格。

1881年3月23日，海尔曼·施陶丁格出生在德国的弗尔姆斯。他父亲是新康德派的哲学家，所以他从小就受到各种新的哲学思想的熏陶，对新事物比较敏锐，在科学推理、思维中，能够不受传统观念的束缚，善于从复杂的事物中，理出头绪，发现关键之处。提出新的观点。在中学时，他曾对植物学发生浓厚的兴趣，所以中学毕业后，他考入哈勒大学学习植物学。这时有一位对科学发展颇有见地的朋友向他父母进言，最好先让施陶了格打下雄厚的化学基础后，再让他进入植物学的领域。这一中肯的建议被采纳了，借他父亲转到达姆一所大学任教的机会，施陶丁格也来到该城的工业大学改读化学。从此施陶丁格与化学给下不解之缘。1903年，他完成了关于不饱和化合物丙二酸酯的毕业论文，从大学毕业。接着又来到施特拉斯堡，拜著名的有机化学家梯尔为师继续深造。1907年，以他在实验中发现的高活性烯酮为题完成了博士论文，获得了博士学位。同年他被聘为卡尔斯鲁厄工业大学的副教授。5年后他被楚利希联邦工业大学聘任为化学教授。在这里他执教了14年，这期间的教学和研究使他熟悉了化学，特别是有机化学的各个领域和一些新的理论，为他顺利开展科学研究奠定

了扎实的基础。也在这期间，他投入了上述关于高分子组成、结构的学术论战。1926年，他为了有更充裕的时间，进行更多的实验来验证他的大分子理论，他应聘来到布莱斯高的符来堡专心从事科学研究。在符来堡他度过了他的后半生，许多重要的科研成果都是在这里完成的。

1932年，施陶丁格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》成为高分子科学诞生的标志。认清了高分子的面目，合成高分子的研究就有了明确的方向，从此新的高分子被大量合成，高分子合成工业获得了迅速的发展。为了表彰施陶丁格在建立高分子科学上的伟大贡献，1953年他被授予诺贝尔化学奖。

华莱士·H·卡罗瑟斯（Wallace H. Carothers,1896～1937）

卡罗瑟斯1896年4月27出生于美国洛瓦的伯灵顿。他开始受教育的是在得梅因公立学校，1914年从北方中学毕业。卡罗瑟斯的父亲在得梅因商学院任教，后来担任过该院的副院长。受他父亲的影响卡罗瑟斯18岁时进入该院学习会计，他对这一专业并不感兴趣，倒是很喜欢化学等自然科学，因此，一年以后转入一所规模较小的学院学习化学。1920年获理学学士学位。1921年在伊利诺伊大学取得硕士学位，后来在南达柯他大学任教，讲授分析化学和物理化学。1923年又回到伊利诺伊大学攻读有机化学专业的博士学位。在导师罗杰·亚当斯(Roger Adams,1889－1971）教授的指导下,完成了关于铂黑催化氢化的论文，初步显露了他的才华，获得博士学位后随即留校工作。1926年到哈佛大学教授有机化学。

1928年杜邦公司在特拉华州威尔明顿的总部所在地成立了基础化学研究所，年仅32岁的卡罗瑟斯（Wallace H. Carothers,1896-1937)博士受聘担任该所有机化学部的负责人。卡罗瑟斯来到杜邦公司的时候，正值国际上对德国有机化学家施陶丁格(Hermann Staudinger,1881－1965) 提出的高分子理论展开了激烈的争论，卡罗瑟斯赞扬并支持施陶丁格的观点，决心通过实验来证实这一理论的正确性，因此他把对高分子的探索作为有机化学部的主要研究方向。一开始卡罗瑟斯选

择了二元醇与二元羧酸的反应，想通过这一被人熟知的反应来了解有机分子的结构及其性质间的关系。在进行缩聚反应的实验中，得到了分子量约为5000的聚酯分子。为了进一步提高聚合度，卡罗瑟斯改进了高真空蒸馏器并严格控制反应的配比，使反应进行得很完全，在不到两年的时间里使聚合物的分子量达到10000-20000。

1930年卡罗瑟斯用乙二醇和癸二酸缩合制取聚酯，在实验中卡罗瑟斯的同事希尔在从反应器中取出熔融的聚酯时发现了一种有趣的现象：这种熔融的聚合物能像棉花糖那样抽出丝来，而且这种纤维状的细丝即使冷却后还能继续拉伸，拉伸长度可以达到原来的几倍，经过冷拉伸后纤维的强度和弹性大大增加。这种从未有过的现象使他们预感到这种特性可能具有重大的应用价值，有可能用熔融的聚合物来纺制纤维。他们随后又对一系列的聚酯化合物进行了深入的研究。由于当时所研究的聚酯都是脂肪酸和脂肪醇的聚合物，具有易水解、熔点低（<100℃）、易溶解在有机溶剂中等缺点，卡罗瑟斯因此得出了聚酯不具备制取合成纤维的错误结论，最终放弃了对聚酯的研究。顺便指出，就在卡罗瑟斯放弃了这一研究以后，英国的温费尔德

(T.R.Whinfield,1901-1966)在汲取这些研究成果的基础上，改用芳香族羧酸(对苯二甲酸)与二元醇进行缩聚反应，1940年合成了聚酯纤维——涤纶，这对卡罗瑟斯不能不说是一件很遗憾的事情。

为了合成出高熔点和高性能的聚合物，卡罗瑟斯和他的同事们将注意力转到二元胺与二元羧酸的缩聚反应上，几年的时间里卡罗瑟斯和他的同事们从二元胺和二元酸的不同聚合反应中制备出了多种聚酰胺，然而这此物质的性能并不太理想。1935年初卡罗瑟斯决定用戊二胺和癸二酸合成聚酰胺（即聚酰胺510），实验结果表明，这种聚酰胺拉制的纤维其强度和弹性超过了蚕丝，而且不易吸水，很难溶，不足之处是熔点较低，所用原料价格很高，还不适宜于商品生产。紧接着卡罗瑟斯又选择了己二胺和己二酸进行缩聚反应，终于在1935年2月28日合成出聚酰胺66。这种聚合物不溶于普通溶剂，具有263℃的高熔点，由于在结构和性质上更接近天然丝，拉制的纤维具有丝的