高分子时代的到来

1、高分子时代的到来第1页，共13页，2022年，5月20日，19点37分，星期四高分子的概念高分子(polymers)就是由简单的结构单元以重复的方式连接而成的分子量特别大的物质。 第2页，共13页，2022年，5月20日，19点37分，星期四1.历史上的应用 马雅文明是最早应用高分子的文明。 1839年，硫化技术被用来改良天然橡胶的性能。 1907年，最早的聚合体酚醛树脂被合成。 虽然人们以对高分子有了应用，但人们对高分子的概念和基础理论所知甚少。这与高分子的复杂性质有关，比如： 它们的分子量究竟是多少？ 它为什么难于透过半透膜而有点象胶体？ 它为什么没有固定的熔点和沸点，不易形成结晶？ 高分

2、子概念的提出过程第3页，共13页，2022年，5月20日，19点37分，星期四3.两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

3、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。第4页，共13页，2022年，5月20日，19点37分，星期四证据：实验1：1920年，瑞典化学家和物理学家斯韦伯发明了超离心机,超离心机的发明使人们有可能用测定物质沉降速度的方法，来定复杂大分子的分子量。如果把含有蛋白质的胶体溶液在不同温度和不同盐溶液中进行超离心分析，则可证明相应的蛋白质在各种情况下分子量保持一致。这种情况与缔合观点是不相容的，因为缔合物随盐溶液等各种不同会改变缔合度。 这成为支持大分子概念的直接证据。实验2：1937年，研究橡

4、胶的普梅雷（RPumerer）终于分离出了极微量的端基化合物，在实验上直接证明了橡胶是直链型大分子。 第5页，共13页，2022年，5月20日，19点37分，星期四1932年，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成为高分子科学诞生的标志。从此以后，高分子化学有了自己的理论基础和科学体系，逐渐地迈入了黄金时代，而这位因享有高分子科学奠基人盛名的科学家Staudinger，也因此而获得了1953年的诺贝尔化学奖。高分子化学之父-Staudinger“现在并没有发现大分子的结构里有什么神秘和不正常的地方，根据简单的有机化学理论，只要正常的有机化合物通过一系列

5、的化学反应，转变为足够大和复杂的大分子，就可以成为生命的源泉。” -Staudinger第6页，共13页，2022年，5月20日，19点37分，星期四高分子概念提出的意义：1.是对有机基础理论的重大补充，有机化学体系变得更加完善。2.高分子概念的提出和合成方法的研究，带来了有机合成工业的蓬勃发展，新材料，新物质大量被合成，生产，应用。第7页，共13页，2022年，5月20日，19点37分，星期四第8页，共13页，2022年，5月20日，19点37分，星期四Polymeric materials have a vast potential for exciting new application

6、s in the foreseeable future. Polymer uses are being developed in such diverse areas as: conduction and storage of electricity, heat and light, molecular based information storage and processing, molecular composites, unique separation membranes, revolutionary new forms of food processing and packagi

7、ng, health, housing, and transportation. Indeed, polymers will play an increasingly important role in all aspects of your life.In the year 2000,the Nobel Prize for chemistry was given to three scientists who studied polymeric materials that can conduct electricity. 第9页，共13页，2022年，5月20日，19点37分，星期四高分子

8、概念提出的重大意义3.高分子理论被应用于生物，医学，带来了生命领域的重大变革。导致了如分子生物学的一系列新学科的出现。酶polymerase核酸DNA&RNA蛋白质PROTEIN想想看，如果没有正确的高分子概念的提出，人类对于生命的认识将停留在一个什么样的水平？如果我们始终认为构成生命的大分子是靠物理作用连接的胶体，世界将会多么荒谬？第10页，共13页，2022年，5月20日，19点37分，星期四几点启示1.争鸣讨论的气氛有利于新发现的诞生。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

9、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，在研究过程中一步步接近真理。第11页，共13页，2022年，5月20日，19点37分，星期四2.实验是支持理论的强大依据，实验条件的改善往往导致新理论的发现成为可能。瑞典化学家斯韦德伯格（TSvedberg）发明转速可以高达每分钟6万转，能产生比地心引力还要强25万倍的离心力的超离心机，为高分子概念提供了证据。他也因此获诺贝尔奖。另外，化学上的进步离不

10、开其他学科的支持，只有善于利用其他学科的成果，理论，技术，才可能取得成功。这一点在多学科交叉趋势越来越明显的今天更是至关重要 。第12页，共13页，2022年，5月20日，19点37分，星期四高分子时代的到来Staudinger和高分子概念Just as nature has used biological polymers as the material of choice, mankind will chose polymeric materials as the choice material. Humans have progressed from the Stone Age, through the Bronze, Iron, and St