物理绪论资料课件

《高分子物理》

《PolymerPhysics》苏州大学材料与化学化工学院CollegeofChemistry，ChemicalEngineering&MaterialsScience,SuzhouUniversityJian-JunWang2022/12/291《高分子物理》

《PolymerPhysics》苏州大

高分子物理是研究聚合物结构与性能之间关系的一门学科，其主要任务是使学生掌握有关聚合物的多层次结构、分子运动及主要物理、机械性能的基本概念、基本理论和基本研究方法，为从事高分子设计、改性、加工，应用奠定基础。

第一讲:Introduction2022/12/292高分子物理是研究聚合物结构与性能之间关系的一门学科，学习高分子物理，使同学掌握以下主要内容：1.聚合物结构：链结构、凝聚态结构、分子量与分布。2.松弛与转变：玻璃化转变、结晶转变、次级转变。3.热力学：高分子溶液、高分子合金、橡胶弹性。4.聚合物的性能：粘弹性、流变性。牢固掌握：结构、转变、性能的基本概念，结构与性能关系的基本原理；表征与测定方法的基本原理；能够建立自己的表达方式；描述结构、转变、性能的定理、公式及应用，性质、性能的影响因素。能够重复课堂、书本中的内容，灵活运用、适当做到举一反三。

2022/12/293学习高分子物理，使同学掌握以下主要内容：2022/12/29教材与资料选用教材：金日光

华幼卿主编．高分子物理．（第二版）．北京：化学工业出版社，2000年；参考教材：[1]L.H.Sperling.IntroductiontoPhysicalPolymerScience,NewYork:AWiley-IntersciencePublication,2000年；[2]何曼君等.高分子物理(修订版).上海:复旦大学出版社,2000年；[3]马德柱等.聚合物的结构与性能(第二版).北京:科学出版社,2000；[4]赵华山等.高分子物理学.纺织出版社;[5]钱人元等.聚合物的结构与性能.北京:科学出版社。复习资料：张丽华王香梅编著高分子物理学习笔记暨习题北京：国防工业出版社，2008年；2022/12/294教材与资料选用教材：金日光

华幼卿主编．高分子物理参考教材2022/12/295参考教材2022/12/295主要授课章节内容第一章

高分子链的结构第二章聚合物的聚集态结构

第三章高分子溶液

第四章聚合物的分子量和分子量分布

第五章聚合物的转变与松弛

第六章橡胶的弹性

第七章聚合物的粘弹性

第八章聚合物的屈服和断裂第九章

聚合物的流变性2022/12/296主要授课章节内容第一章高分子链的结构2022/12/296绪论人类的文明史=材料的发展史

材料包括：金属材料无机非金属材料（硅酸盐）有机高分子材料复合材料2022/12/297绪论人类的文明史=材料的发展史一、高分子材料的形成和高分子科学的发展什么是高分子？高分子科学的发展高分子科学与工程的三个基础性分支学科2022/12/298一、高分子材料的形成和高分子科学的发展什么是高分子？2022什么是高分子？高分子就是那些分子量特别大的物质。常见的分子,我们称它们为小分子,一般由几个或几十个原子组成，分子量也在几十到几百之间。如水分子的分子量为18、二氧化硫的分子量是44。高分子则不同，它的分子量至少要大于1万。高分子物质的分子一般由几千、几万甚至几十万个原子组成，它的分子量也就是几万、几十万、甚至以亿来计算。高分子的“高”就是指它的分子量高。2022/12/299什么是高分子？高分子就是那些分子量特别大的物质。常见的分子,高分子分为:天然高分子和人工合成高分子天然橡胶，棉花等都属于天然有机高分子；石墨、金刚石、石棉属于天然无机高分子。人工合成高分子主要包括：化学纤维、合成橡胶和合成树脂(塑料)，也称为三大合成材料。此外，大多数涂料和粘合剂的主要成分也是人工合成高分子。人工合成高分子指从结构和分子量已知的小分子出发聚合而成，又被称为聚合物(Polymer)。2022/12/2910高分子分为:天然高分子和人工合成高分子天然橡胶，棉花等都属于链节:高分子物质有个共同的结构特性，即都是由简单的结构单元(链节)以重复的方式连接而成的。链节间连接的方式不同，所形成的高分子物质也不同，其性质会有很大差别。拓扑形态:线型高分子、支链型/支化型（状）高分子、网形高分子。2022/12/2911链节:高分子物质有个共同的结构特性，即都是由简单的结构单元(线型高分子是由许多链节组成的长链，其连接方式就像许多铁圈一个接一个地套起来形成一条长链一样，如聚乙烯。线型高分子的分子链上长出了许多枝杈就形成支链型高分子。在线型高分子链上，有些能起反应的基因跟别的单体或物质起化学反应后，分子链间的化学链会把他们联接起来，形成的结构像渔网，被称为网状高分子。（又因其结构不只是一张网，网与网之间又相互交联，形成立体结构，所以又叫立体型高分子。）这种高分子性质奇特，它不溶于溶剂，而且一旦成型后，再受热不能再熔化。硫化橡胶就属于这一类高分子。2022/12/2912线型高分子是由许多链节组成的长链，其连接方式就像许多铁圈一个高分子科学的历史、现状和未来A人类直接利用天然高分子，可以追溯到远古时期，比如利用纤维素造纸，利用蛋白质炼丝和鞣革，利用生漆作涂料和利用动物胶作墨的粘合剂等等。虽然在十九世纪的中后期人们已经知道对天然高分子进行改性，典型例子是天然橡胶的硫化成功(1839年)和硝酸纤维素的发现(1846年)。人工合成高分子化合物则是二十世纪才开始的！然而真正从小分子出发合成高分子化合物是从酚醛树脂开始的(1907年)。接着1912年出现了丁钠橡胶。2022/12/2913高分子科学的历史、现状和未来A人类直接利用天然高分子，可以追高分子科学的历史、现状和未来B1920年德国人Standinger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。他预言了一些含有某些官能团的有机物可以通过官能团间的反应而聚合，比如聚苯乙烯、聚甲醛等，后来都得到了证实。但在1926年的“自然科学研究者”会议(德国)上大家都主张纤维素是低分子，只有Standinger孤军奋战。4年之后，在法兰克德(德国)召开的“有机化学与胶体化学”年会上“高分子”学说终于取得了胜利，坚持纤维素是低分子的只有一人。Standinger的学说在1932年法拉第学会上得到公认。Standinger是高分子科学的奠基人，为了表彰他的杰出贡献，1953年72岁的他登上了诺贝尔化学奖的领奖台。2022/12/2914高分子科学的历史、现状和未来B1920年德国人Standin高分子科学的历史、现状和未来C一旦高分子学说被确立起来，便有力地促进了高分子合成工业的发展。上世纪的二十年代末和三四十年代，大量重要的新聚合物被合成出来，比如醇酸树脂(1926)、聚氯乙烯(1928)、脲醛树脂(1929)、聚苯乙烯(1930)、聚甲基丙烯酸甲酯(1930)、高压聚乙烯(1935)、聚醋酸乙烯(1936)、丁基橡胶(1940)、涤纶纤维(1941)、聚氨酯(1943)、环氧树脂(1947)、ABS(1948)等。到了五十年代，德国的齐格勒(Ziegler)和意大利的纳塔(Natta)发明了新的催化剂，使乙烯低压聚合制备高密度聚乙烯(1953)和丙烯定向聚合制备全同聚丙烯(1955)实现工业化。这是高分子科学又一个里程碑，1963年齐格勒和纳塔分享了当年的诺贝尔化学奖。此后，新的高效催化剂的问世，使聚乙烯、聚丙烯的生产更大型化，价格更便宜。顺丁橡胶(1959)、异戊橡胶(1959)和乙丙橡胶(1960)等弹性体获大规模发展，同时聚甲醛(1956)聚碳酸酯(1957)、聚酰亚胺(1962)、聚砜(1965)、聚苯硫醚(1968)等工程塑料相继问世。各种新的高强度、耐高温等高分子材料层出不穷。所以从这一时期开始高分子全面走向了繁荣。2022/12/2915高分子科学的历史、现状和未来C一旦高分子学说被确立起来，便有高分子科学的历史、现状和未来D高分子合成工业的成就又反过来极大地促进了高分子科学理论的发展。美国化学家Flory从上世纪四十年代至七十年代在缩聚反应理论、高分子溶液的统计热力学和高分子链的构象统计等方面作出了一系列杰出的贡献，进一步完善了高分子学说。Flory因此获得了1974年的诺贝尔化学奖，成为高分子科学史上第三个里程碑。后来法国的德热纳(deGennes)把现代凝聚态物理学的新概念如软物质、标度律、复杂流体、分形、魔梯、图样动力学、临界动力学等嫁接到高分子科学的研究中来。他的这些概念丰富了高分子学说，德热纳获得了1991年度诺贝尔物理奖。日本的白川英树（Shirakawa）因导电高分子方面的特殊贡献获得了2000年的诺贝尔化学奖。2000年世界上合成材料的年总产量已达到2亿吨(其中塑料1.63亿吨、合成橡胶0.11亿吨、合成纤维0.28亿吨)。塑料的增长速度最快(图1-2)，因为塑料有原料多、生产易、成本低、加工快、比强度大、性能好等特点，可以代替部分金属、木材、皮革等传统材料，塑料现在的产量已超过了木材和水泥等结构材料的总产量。合成橡胶的产量也已超过了天然橡胶而合成纤维的年产量在上世纪80年代就已达到了棉花、羊毛等天然和人造纤维的2倍。我国高分子工业的发展也极为迅猛，目前，我国三大合成材料年产量在世界上的排名为：合成纤维第一位，塑料第二位，合成橡胶第四位。

2022/12/2916高分子科学的历史、现状和未来D高分子合成工业的成就又反过来极高分子科学的历史、现状和未来E当今，高分子科学与高分子工业的研究和发展方向是：（1）通过新型高效催化剂的开发，重要的通用高分子品种向更大型工业化发展；（2）通过新型聚合方法、化学和物理改性以及复合，获得新性能、新品种、新用途的高聚物；（3）开发功能高分子如生物高分子、光敏高分子、导电高分子等等。2022/12/2917高分子科学的历史、现状和未来E当今，高分子科学与高分子工业的15世纪美洲玛雅人用天然橡胶做容器，雨具等生活用品。1839美国人古德伊尔(CharlesGoodyear)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美国的海厄特(JohnWesleyHyatt,1837-1920)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”(cellulose)。1887CountHilairedeChardonnet用硝化纤维素的溶液进行纺丝，制得了第一种人造丝。2022/12/291815世纪美洲玛雅人用天然橡胶做容器，雨具等生活用品。18391909美国人贝克兰(LeoBaekeland)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。1920HermannStaudinger发表了"关于聚合反应"(UberPolymerization)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。1926美国化学家WaldoSemon合成了聚氯乙烯，并于1927年实现了工业化生产。2022/12/29191909美国人贝克兰(LeoBaekeland)用苯酚与甲1930聚苯乙烯(PS)发明。1930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。1932HermannStaudinger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》成为高分子化学作为一门新兴学科建立的标志。1935杜邦公司基础化学研究所有机化学部的卡罗瑟斯(WallaceH.Carothers，1896-1937)合成出聚酰胺66，即尼龙。尼龙在1938年实现工业化生产。1940英国人温费尔德(T.R.Whinfield,1901-1966)合成出聚酯纤维(PET)。2022/12/29201930聚苯乙烯(PS)发明。1930德国人用金属钠作为催化1940sPeterDebye发明了通过光散射测定高分子物质分子量的方法。1948PaulFlory建立了高分子长链结构的数学理论。1950s德国人齐格勒(KarlZiegler)与意大利人纳塔(GiulioNatta)分别用金属络合催化剂合成了聚乙烯与聚丙烯。1955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。1971S.LWolek发明可耐300oC高温的Kevlar。2022/12/29211940sPeterDebye发明了通过光散射测定高分子高分子科学与工程的三个基础性分支学科高分子化学高分子物理（结构与性能关系研究）高分子工程（聚合反应工程和高分子成型）2022/12/2922高分子科学与工程的三个基础性分支学科高分子化学2022/122022/12/29232022/12/2923二、高分子物理学的研究对象及内容

三W？what研究对象----聚合物

？how

研究方法----研究聚合物结构与性能的关系？why研究目的---发展高分子材料2022/12/2924二、高分子物理学的研究对象及内容三W2022/12/29研究对象

•塑料•橡胶•纤维•涂料粘合剂热塑性塑料(PE,PP,PVC,PS,PMMA,尼龙)

热固性塑料(酚醛、脲醛)

天然橡胶(聚异戊二烯)

合成橡胶(顺丁,丁苯,丁腈,丁基橡胶)腈纶(PAN),丙纶(PP),聚酯纤维(PET),尼龙

高分子[聚合物]2022/12/2925研•塑料•橡胶•纤维•涂料粘合剂热塑性塑料(PE,PP,研究对象之一—塑料的发展1869年31岁的印刷工人约翰•海阿特发明赛璐珞2022/12/2926研究对象之一—塑料的发展1869年31岁的印刷工人约翰•海阿1909年贝克兰发明酚醛树脂2022/12/29271909年贝克兰发明酚醛树脂2022/12/2927酚醛塑料制作的门把手2022/12/2928酚醛塑料制作的门把手2022/12/2928聚合产生的奇迹2022/12/2929聚合产生的奇迹2022/12/29291953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。2022/12/29301953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研究对象之二—橡胶的发展橡树之泪2022/12/2931研究对象之二—橡胶的发展橡树之泪2022/12/29312022/12/29322022/12/2932丑却受宠的合成橡胶2022/12/2933丑却受宠的合成橡胶2022/12/29331855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；研究对象之三—纤维的发展2022/12/29341855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2022/12/29352022/12/29352022/12/29362022/12/2936聚合物结构与性能的关系HOW？研究方法结构：长链、柔性、缠结、链段运动性能：质轻、易着色、韧性、耐腐蚀、易加工、减震、生物兼容、易剪裁2022/12/2937聚合物结构与性能的关系HOW？研究方法结构：长链、柔性、缠高分子物理内容•高分子的链结构•高分子的凝聚态结构•高分子溶液•分子量及分子量分布•聚合物的转变与松弛•橡胶弹性•聚合物的粘弹性•聚合物的屈服与断裂•聚合物的流变性能•聚合物的其它性能2022/12/2938高分子物理内容•高分子的链结构•高分子的凝聚态结构•高分子溶WHY？研究的目的•指导大分子设计•指导加工发展高分子材料:如：高分子分离膜可以用来制备高效家庭净水器、人工肾、碳纤维复合材料制备高性能的飞机。但是高分子材料的发展严重地影响着地球的环境卫生，许多废弃的塑料、橡胶、人造纤维制品亟需处理。未来发展方向：生物降解材料、化学降解材料、光降解材料。2022/12/2939WHY？研究的目的•指导大分子设计发展高分子材料:如：高分子本讲作业中国对发展高分子的贡献新中国成立以来，中国科学院院士贡献人？至少5个在世新中国成立以来，中国工程院院士贡献人？至少5个在世苏州大学有哪些有关高分子的院士？（客座）2022/12/2940本讲作业中国对发展高分子的贡献新中国成立以来，中国科学院院士《高分子物理》

《PolymerPhysics》苏州大学材料与化学化工学院CollegeofChemistry，ChemicalEngineering&MaterialsScience,SuzhouUniversityJian-JunWang2022/12/2941《高分子物理》

《PolymerPhysics》苏州大

高分子物理是研究聚合物结构与性能之间关系的一门学科，其主要任务是使学生掌握有关聚合物的多层次结构、分子运动及主要物理、机械性能的基本概念、基本理论和基本研究方法，为从事高分子设计、改性、加工，应用奠定基础。

第一讲:Introduction2022/12/2942高分子物理是研究聚合物结构与性能之间关系的一门学科，学习高分子物理，使同学掌握以下主要内容：1.聚合物结构：链结构、凝聚态结构、分子量与分布。2.松弛与转变：玻璃化转变、结晶转变、次级转变。3.热力学：高分子溶液、高分子合金、橡胶弹性。4.聚合物的性能：粘弹性、流变性。牢固掌握：结构、转变、性能的基本概念，结构与性能关系的基本原理；表征与测定方法的基本原理；能够建立自己的表达方式；描述结构、转变、性能的定理、公式及应用，性质、性能的影响因素。能够重复课堂、书本中的内容，灵活运用、适当做到举一反三。

2022/12/2943学习高分子物理，使同学掌握以下主要内容：2022/12/29教材与资料选用教材：金日光

华幼卿主编．高分子物理．（第二版）．北京：化学工业出版社，2000年；参考教材：[1]L.H.Sperling.IntroductiontoPhysicalPolymerScience,NewYork:AWiley-IntersciencePublication,2000年；[2]何曼君等.高分子物理(修订版).上海:复旦大学出版社,2000年；[3]马德柱等.聚合物的结构与性能(第二版).北京:科学出版社,2000；[4]赵华山等.高分子物理学.纺织出版社;[5]钱人元等.聚合物的结构与性能.北京:科学出版社。复习资料：张丽华王香梅编著高分子物理学习笔记暨习题北京：国防工业出版社，2008年；2022/12/2944教材与资料选用教材：金日光

华幼卿主编．高分子物理参考教材2022/12/2945参考教材2022/12/295主要授课章节内容第一章

高分子链的结构第二章聚合物的聚集态结构

第三章高分子溶液

第四章聚合物的分子量和分子量分布

第五章聚合物的转变与松弛

第六章橡胶的弹性

第七章聚合物的粘弹性

第八章聚合物的屈服和断裂第九章

聚合物的流变性2022/12/2946主要授课章节内容第一章高分子链的结构2022/12/296绪论人类的文明史=材料的发展史

材料包括：金属材料无机非金属材料（硅酸盐）有机高分子材料复合材料2022/12/2947绪论人类的文明史=材料的发展史一、高分子材料的形成和高分子科学的发展什么是高分子？高分子科学的发展高分子科学与工程的三个基础性分支学科2022/12/2948一、高分子材料的形成和高分子科学的发展什么是高分子？2022什么是高分子？高分子就是那些分子量特别大的物质。常见的分子,我们称它们为小分子,一般由几个或几十个原子组成，分子量也在几十到几百之间。如水分子的分子量为18、二氧化硫的分子量是44。高分子则不同，它的分子量至少要大于1万。高分子物质的分子一般由几千、几万甚至几十万个原子组成，它的分子量也就是几万、几十万、甚至以亿来计算。高分子的“高”就是指它的分子量高。2022/12/2949什么是高分子？高分子就是那些分子量特别大的物质。常见的分子,高分子分为:天然高分子和人工合成高分子天然橡胶，棉花等都属于天然有机高分子；石墨、金刚石、石棉属于天然无机高分子。人工合成高分子主要包括：化学纤维、合成橡胶和合成树脂(塑料)，也称为三大合成材料。此外，大多数涂料和粘合剂的主要成分也是人工合成高分子。人工合成高分子指从结构和分子量已知的小分子出发聚合而成，又被称为聚合物(Polymer)。2022/12/2950高分子分为:天然高分子和人工合成高分子天然橡胶，棉花等都属于链节:高分子物质有个共同的结构特性，即都是由简单的结构单元(链节)以重复的方式连接而成的。链节间连接的方式不同，所形成的高分子物质也不同，其性质会有很大差别。拓扑形态:线型高分子、支链型/支化型（状）高分子、网形高分子。2022/12/2951链节:高分子物质有个共同的结构特性，即都是由简单的结构单元(线型高分子是由许多链节组成的长链，其连接方式就像许多铁圈一个接一个地套起来形成一条长链一样，如聚乙烯。线型高分子的分子链上长出了许多枝杈就形成支链型高分子。在线型高分子链上，有些能起反应的基因跟别的单体或物质起化学反应后，分子链间的化学链会把他们联接起来，形成的结构像渔网，被称为网状高分子。（又因其结构不只是一张网，网与网之间又相互交联，形成立体结构，所以又叫立体型高分子。）这种高分子性质奇特，它不溶于溶剂，而且一旦成型后，再受热不能再熔化。硫化橡胶就属于这一类高分子。2022/12/2952线型高分子是由许多链节组成的长链，其连接方式就像许多铁圈一个高分子科学的历史、现状和未来A人类直接利用天然高分子，可以追溯到远古时期，比如利用纤维素造纸，利用蛋白质炼丝和鞣革，利用生漆作涂料和利用动物胶作墨的粘合剂等等。虽然在十九世纪的中后期人们已经知道对天然高分子进行改性，典型例子是天然橡胶的硫化成功(1839年)和硝酸纤维素的发现(1846年)。人工合成高分子化合物则是二十世纪才开始的！然而真正从小分子出发合成高分子化合物是从酚醛树脂开始的(1907年)。接着1912年出现了丁钠橡胶。2022/12/2953高分子科学的历史、现状和未来A人类直接利用天然高分子，可以追高分子科学的历史、现状和未来B1920年德国人Standinger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。他预言了一些含有某些官能团的有机物可以通过官能团间的反应而聚合，比如聚苯乙烯、聚甲醛等，后来都得到了证实。但在1926年的“自然科学研究者”会议(德国)上大家都主张纤维素是低分子，只有Standinger孤军奋战。4年之后，在法兰克德(德国)召开的“有机化学与胶体化学”年会上“高分子”学说终于取得了胜利，坚持纤维素是低分子的只有一人。Standinger的学说在1932年法拉第学会上得到公认。Standinger是高分子科学的奠基人，为了表彰他的杰出贡献，1953年72岁的他登上了诺贝尔化学奖的领奖台。2022/12/2954高分子科学的历史、现状和未来B1920年德国人Standin高分子科学的历史、现状和未来C一旦高分子学说被确立起来，便有力地促进了高分子合成工业的发展。上世纪的二十年代末和三四十年代，大量重要的新聚合物被合成出来，比如醇酸树脂(1926)、聚氯乙烯(1928)、脲醛树脂(1929)、聚苯乙烯(1930)、聚甲基丙烯酸甲酯(1930)、高压聚乙烯(1935)、聚醋酸乙烯(1936)、丁基橡胶(1940)、涤纶纤维(1941)、聚氨酯(1943)、环氧树脂(1947)、ABS(1948)等。到了五十年代，德国的齐格勒(Ziegler)和意大利的纳塔(Natta)发明了新的催化剂，使乙烯低压聚合制备高密度聚乙烯(1953)和丙烯定向聚合制备全同聚丙烯(1955)实现工业化。这是高分子科学又一个里程碑，1963年齐格勒和纳塔分享了当年的诺贝尔化学奖。此后，新的高效催化剂的问世，使聚乙烯、聚丙烯的生产更大型化，价格更便宜。顺丁橡胶(1959)、异戊橡胶(1959)和乙丙橡胶(1960)等弹性体获大规模发展，同时聚甲醛(1956)聚碳酸酯(1957)、聚酰亚胺(1962)、聚砜(1965)、聚苯硫醚(1968)等工程塑料相继问世。各种新的高强度、耐高温等高分子材料层出不穷。所以从这一时期开始高分子全面走向了繁荣。2022/12/2955高分子科学的历史、现状和未来C一旦高分子学说被确立起来，便有高分子科学的历史、现状和未来D高分子合成工业的成就又反过来极大地促进了高分子科学理论的发展。美国化学家Flory从上世纪四十年代至七十年代在缩聚反应理论、高分子溶液的统计热力学和高分子链的构象统计等方面作出了一系列杰出的贡献，进一步完善了高分子学说。Flory因此获得了1974年的诺贝尔化学奖，成为高分子科学史上第三个里程碑。后来法国的德热纳(deGennes)把现代凝聚态物理学的新概念如软物质、标度律、复杂流体、分形、魔梯、图样动力学、临界动力学等嫁接到高分子科学的研究中来。他的这些概念丰富了高分子学说，德热纳获得了1991年度诺贝尔物理奖。日本的白川英树（Shirakawa）因导电高分子方面的特殊贡献获得了2000年的诺贝尔化学奖。2000年世界上合成材料的年总产量已达到2亿吨(其中塑料1.63亿吨、合成橡胶0.11亿吨、合成纤维0.28亿吨)。塑料的增长速度最快(图1-2)，因为塑料有原料多、生产易、成本低、加工快、比强度大、性能好等特点，可以代替部分金属、木材、皮革等传统材料，塑料现在的产量已超过了木材和水泥等结构材料的总产量。合成橡胶的产量也已超过了天然橡胶而合成纤维的年产量在上世纪80年代就已达到了棉花、羊毛等天然和人造纤维的2倍。我国高分子工业的发展也极为迅猛，目前，我国三大合成材料年产量在世界上的排名为：合成纤维第一位，塑料第二位，合成橡胶第四位。

2022/12/2956高分子科学的历史、现状和未来D高分子合成工业的成就又反过来极高分子科学的历史、现状和未来E当今，高分子科学与高分子工业的研究和发展方向是：（1）通过新型高效催化剂的开发，重要的通用高分子品种向更大型工业化发展；（2）通过新型聚合方法、化学和物理改性以及复合，获得新性能、新品种、新用途的高聚物；（3）开发功能高分子如生物高分子、光敏高分子、导电高分子等等。2022/12/2957高分子科学的历史、现状和未来E当今，高分子科学与高分子工业的15世纪美洲玛雅人用天然橡胶做容器，雨具等生活用品。1839美国人古德伊尔(CharlesGoodyear)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美国的海厄特(JohnWesleyHyatt,1837-1920)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”(cellulose)。1887CountHilairedeChardonnet用硝化纤维素的溶液进行纺丝，制得了第一种人造丝。2022/12/295815世纪美洲玛雅人用天然橡胶做容器，雨具等生活用品。18391909美国人贝克兰(LeoBaekeland)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。1920HermannStaudinger发表了"关于聚合反应"(UberPolymerization)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。1926美国化学家WaldoSemon合成了聚氯乙烯，并于1927年实现了工业化生产。2022/12/29591909美国人贝克兰(LeoBaekeland)用苯酚与甲1930聚苯乙烯(PS)发明。1930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。1932HermannStaudinger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》成为高分子化学作为一门新兴学科建立的标志。1935杜邦公司基础化学研究所有机化学部的卡罗瑟斯(WallaceH.Carothers，1896-1937)合成出聚酰胺66，即尼龙。尼龙在1938年实现工业化生产。1940英国人温费尔德(T.R.Whinfield,1901-1966)合成出聚酯纤维(PET)。2022/12/29601930聚苯乙烯(PS)发明。1930德国人用金属钠作为催化1940sPeterDebye发明了通过光散射测定高分子物质分子量的方法。1948PaulFlory建立了高分子长链结构的数学理论。1950s德国人齐格勒(KarlZiegler)与意大利人纳塔(GiulioNatta)分别用金属络合催化剂合成了聚乙烯与聚丙烯。1955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。1971S.LWolek发明可耐300oC高温的Kevlar。2022/12/29611940sPeterDebye发明了通过光散射测定高分子高分子科学与工程的三个基础性分支学科高分子化学高分子物理（结构与性能关系研究）高分子工程（聚合反应工程和高分子成型）2022/12/2962高分子科学与工程的三个基础性分支学科高分子化学2022/122022/12/29632022/12/2923二、高分子物理学的研究对象及内容

三W？what研究对象----聚合物

？how

研究方法----研究聚合物结构与性能的关系？why