高分子物理-0-绪论-高分子化学与物理

高分子化学与物理

PolymerChemistryandPhysics

河北工业大学高分子科学与工程系Tel：绪论一、高分子科学的开展概况1、高分子合成材料人类很早就开始利用天然高分子材料可追述到原始社会！20世纪20年代：高分子概念形成和高分子科学出现高分子材料是近几十年开展最快的材料20世纪90年代：塑料的体积产量超过金属材料酚醛树脂：第一个高分子合成材料，参加填料增强的酚醛树脂叫电木，广泛用于制作电器零件等方面1909年：德国人Baekeland取得专利1910年：德国、美国开始工业化生产1911年：英国的马修斯合成出聚苯乙烯1912年：合成出聚氯乙烯1927年：合成出聚甲基丙烯酸甲酯1933年：高压聚乙烯问世1938年：四氟乙烯聚合1953年：合成出低压聚乙烯…我国高分子材料产量居世界第4位河北省在全国居于第8位(20世纪90年代)高分子合成材料迅速开展的主要原因原料：石油工业、天然气、煤炭以及一些农产品等尼龙1010的原料即为蓖麻油生产效率：生产1万吨合成纤维，相当于25万亩高产棉田〔或6万只绵羊〕的纤维产量。①原料广泛、生产效率高②加工成型简便、效率高高分子材料的成型加工方法有很多，将在成型工艺学课程中作详细介绍。

③品种多、性能好、应用广泛包括塑料、橡胶、纤维、粘合剂、涂料等，据报道，世界范围内仅橡胶制品大于40000种。比重轻、比强度大、耐腐蚀、绝缘性好、透明品种多：性能好：高分子材料广泛应用于生活和生产的各个方面还可用来制备一些特殊材料应用广泛：耐高温、耐烧蚀导弹和宇宙飞船等飞行器返回地面

11000~16700℃美国B-2隐形轰炸机外表为具有良好吸波性能的碳纤维复合材料

强度还不太高耐高温性不好容易老化阻燃性差高分子材料的主要缺点：2、高分子科学高分子科学的开展历史高分子科学是一门新兴学科它是在有机化学、物理化学、物理学、材料力学、流体力学等根底上开展起来的一门学科，在许多方面还不够成熟，有些概念还在不断更新，有的还只限于定性讨论。我国1965年用人工合成的方法制成结晶牛胰岛素，这是世界上出现的第一个人工合成的蛋白质

向生命现象靠拢更加精密化高分子科学有两个新的动向：HermannStaudinger

施陶丁格

1881～1965

联邦德国

有机化学家和高分子化学家1953年

“forhisdiscoveriesinthefieldofmacromolecularchemistry”

美国一家杂志社：来得迟了，总比没有要好！高分子科学Nobel奖获得者简介1920年，发表了划时代的论文“聚合反响”〔德国化学会通讯〕突破有机化学的传统观念，首先提出了高分子概念“大分子链型结构”撇弃了当时认为一些天然高分子〔橡胶、纤维素、蛋白质等〕是胶体的错误观念以大量先驱性工作为高分子化学奠基开拓了高分子溶液的研究，提出施陶丁格粘度公式1930年，高分子学说逐渐被接受，建立了高分子学说的开端KarlZiegler齐格勒1898～1973联邦德国有机化学家GiulioNatta纳塔1903~1979意大利化学家1963年

“fortheirdiscoveriesinthefieldofthechemistryandtechnologyinhighpolymers”1953年创造了Ziegler催化剂及低压聚乙烯合成方法1954~1956年纳塔改进了Ziegler催化剂，使其能适用于聚丙烯的生产，从而建立了有规立构聚丙烯的合成方法PaulJohn,Flory

弗洛里

1910～1985

美国化学家1974年

“forhisfundamentalachievements,boththeoreticalandexperimental,inthephysicalchemistryofthemacromolecules”Polymerthermodynamic,kineticsMolecularweightdistributionSolutiontheory1934年获得博士学位进入杜邦公司在卡罗瑟斯小组从事聚合物的合成工作提出并用动力学实验证明等活性假设：分子的反响性与大小无关产物分子量分布：最可几分布1936年发表第1篇文章：“尼龙缩聚物缩合反响的统计研究”化学家第一次用统计方法研究聚合反响：对高分子化学的重要奉献提出链转移概念凝胶理论

Flory-Huggins格子模型理论“Huggins十分大度地鼓励我与他同时发表工作，这是我们长期友谊的产物，不因优先权的竞争而受到伤害”对高分子物理化学的重要奉献

排斥体积理论和θ温度1948年应邀主持康奈尔大学贝克讲座同年成为该校教授讲座期间提出排斥体积理论和θ温度概念将贝克讲座内容扩充为

《PrincipleofPolymerChemistry》Ithaca:CornellUniversity,1953--BibleinPolymerScienceNo6cites2232(2013.10)No18cites>1000(2013.10)No21cites1227(2013.10)FloryPJ,RehnerJ.JChemPhys,1943,11(11):512-520No40cites828(2013.10)DeGennes

1932-2007.5.18

法国物理学家

1991年Nobel物理奖

“fordiscoveringthatmethodsdevelopedforstudyingorderphenomenainsimplesystemscanbegeneralizedtomorecomplexformsofmatter,inparticulartoliquidcrystalsandpolymers”《Scalingconceptsinpolymerphysics》Ithaca:CornellUniversity,1979AlanHeeger黑格1936-美国物理学家AlanMacDiarmid麦克迪尔米德1929-2007美国高分子化学家HidekiShirakawa白川英树1936-日本有机化学家2000年Nobel化学奖:

“塑料本身是不导电的绝缘体，他们合成了具有共轭链的聚乙炔，用掺杂的方式使塑料出现与金属一样的导电性……”高分子科学与工程

的三个根底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〔聚合反响工程和高分子成型〕二、高分子物理学1、高分子物理的根本内容

高分子的结构高分子材料的性能分子运动的统计力学和热转变

以分子运动的观点研究聚合物的结构、性能及其相互关系。2、研究意义尼龙〔聚酰胺〕氢键——结晶性：良好的力学性能——工程塑料、纤维，如降落伞等。有吸水基团——吸水性大——尺寸稳定性差。透明性PMMA、PC等，耐热性有显著差异。①高分子材料的应用中指导正确选材、合理使用，消除盲目性②指导高分子的合成对合成出的产品，要研究其性能和结构，进行推广和应用还可为改性和设计高分子提出方案。根据结构-性能关系，选择合理的加工方式和条件参数，将有助于提高〔发挥〕高分子材料的性能，有时还可以利用加工过程进行改性，如共混等。③对成型加工也有指导意义

勤于思考勇于实践理论与实验相结合3、学习方法1.

何曼