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1、,高分子化学与物理,郭玲香,1.潘祖仁(浙江大学 教授),高分子化学，化学工业出版社，2003年第3版。2005年1月北京第12次印刷。特点：主要参考G.Odian 的Principles of Polymerization，对一些经典理论给予了系统的论述，对聚合方法和典型产品制备进行了介绍，适合工科学生使用。,教 学 参 考 书,焦书科，高分子化学习题及解答，化学工业出版社，2004年7月。,何曼君，陈维孝等主编，高分子物理，复旦大学出版社，2000年9月第7版。适合理科学生使用的书。高分子化学,复旦大学高分子科学系集体编写，1995年7月由复旦大学出版社出版。特点：对各种理论问题讲的较深，
2、且包含有许多近年发现的新理论，为一本适合理科学生使用的书。,教 学 参 考 书,一、基本概念 1、高分子科学 2、高分子化合物 二、高分子科学的发展历史及重大事件三、中国的高分子科学 1、理论研究 2、工业发展,前 言,1.1、高分子科学,高分子科学既是一门应用科学，又是一门基础科学。主要研究高分子化合物合成、改性，高分子及其聚集态的结构、性能，聚合物的成型加工等内容的一门综合性学科。包括高分子化学、高分子物理、高分子工程几个领域。,高分子化合物是指由许多结构相同的、简单的单体单元通过共价键重复连接而成的相对分子质量很大的一类化合物。也叫高分子。,高分子化合物、大分子化合物、高分子、大分子、高
3、聚物、聚合物，这些术语一般可以通用Macromolecules,High Polymer,Polymer,常用的高分子的分子量一般高达几万、几十万，甚至上百万，范围在104106。,2、高分子化合物,粘合剂、涂料,高分子工业：公元前，蛋白质、淀粉、棉、毛、丝、麻、造纸、油漆、虫胶等,高分子科学：-1833年，Berzelius 提出“Polymer”一词，指以共价键、非共价键联结的聚集体,1、十九世纪之前：天然高分子的加工利用,二、高分子科学的建立与发展,2、十九世纪中叶：天然高分子的化学改性,高分子工业：-1838 C.N.Goodyear 天然橡胶硫化-1845 C.F.Schobein
4、硝化纤维-1868 J.W.Hyatt 硝化纤维塑料-1889 建成最早的人造丝工厂-1900 英国建成年产1000t粘胶纤维工厂,高分子科学：-1870 提出纤维素、淀粉、蛋白质是大的分子1892 W.A.Tilden 确定天然橡胶干馏产物异戊二烯 结构式,高分子工业：-1907 L.Backeland 酚醛树脂-1911 丁钠橡胶-1914 醋酸纤维和塑料-1925 醋酸乙烯工业化-1928 聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯,高分子科学：-1902 提出蛋白质是由氨基酸残基组成的多肽结构-1907 W.Ostwold 提出分子胶体概念-1920 H.Staudinger 提出“共价键联结的大分子
5、”之现代高分子概念,3、二十世纪初叶：高分子工业和科学创立的准备时期,高分子工业：塑料：PVC(1931)、PS(1934)、LDPE(1939)、ABS（丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物）(1948)橡胶：氯丁胶(1931)、丁基胶(1940)、丁苯胶(1940)纤维：尼龙-66(1938)、PET(1941)、维尼纶（1948）,高分子科学：-1932 H.Staudinger 高分子有机化合物出版-192940 W.H.Carothers.P.J.Floury 缩聚反应理论-193238 W.Kuhn,K.H.Mayer 橡胶弹性理论 193548 H.Mark,F.R.Mayo,et
6、 al 链式聚合反应和共 聚合理论-194249 P.J.Flory,M.L.Huggins,et al 高分子溶液理论-40年代 Harkin-Smith-Ewart 乳液聚合理论,4、二十世纪3040年代：高分子工业和科学的创立时期,高分子工业：HDPE（195355）、聚丙烯PP（195557）、聚丁二烯PB（1959）、聚碳酸酯 PC（1957）-石油化工产品的80%用于高分子工业-塑料以两倍于钢铁的速率增长（1215%/年）,高分子科学：-195356 Ziegler-Natta 催化剂和配位阴离子聚合-50年代 Szwarc 阴离子活性聚合 Kennedy 阳离子聚合-1957 A
7、.Keller 获得聚乙烯单晶,5、二十世纪50年代后：现代高分子工业确立、高分子 合成化学大发展时期,高分子工业：通用塑料：聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC、聚苯乙烯PS(80%)工程塑料：丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物 ABS、聚酰胺PA、聚碳酸酯PC、聚苯醚PPO、聚甲醛POM、聚对苯二甲酸酯类PBT(PET)合成橡胶：丁苯胶、顺丁胶、乙丙胶、异戊胶、丁基胶、丁腈胶-合成纤维：聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚丙烯腈PAN、聚乙烯醇PVA、nylon,高分子科学：-各种热谱、电镜、IR手段的应用：1960 高分辨率NMR、1964 GPC的使用-结晶高分子、高分子粘弹性、流变学理论
8、研究的深入,6、二十世纪60年代：高分子物理大发展时期,高分子工业：-生产的高效化、自动化、大型化：塑料6000万t、橡胶700万t、化纤6000万t、-高分子合金，如HIPS-高分子复合材料，如碳纤维增强复合材料,高分子科学：-197178 白川英树等 导电高分子-1973 Kevlar 纤维,7、二十世纪70年代：高分子工程科学大发展时期,高分子工业：80年代初，三大合成材料产量超过10亿t，其中塑料 8500万t，以体积计超过钢铁的产量-精细高分子、功能高分子、生物医学高分子,高分子科学：-提出分子设计概念-1983 O.W.Webster 基团转移聚合-1994 王锦山 原子（基团）转
9、移自由基聚合,8、二十世纪末期：高分子科学的进一步扩展与深化,Hermann Staudinger: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）。Carothers:建立缩聚反应理论。Karl Ziegler,Giulio Natta:乙烯、丙烯配位聚合（1963年诺贝尔奖）Paul J.Flory: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）。Hideki Shirakawa,Alan G.MacDiarmid,Alan J.Heeger：对导电聚合物的发现和发展（2000年诺贝尔奖）。,高分子化学科学理论的建立与发展,
10、1、理论研究,中国的高分子研究起步于二十世纪50年代，作出杰出贡献的有：,王葆仁先生：在我国高分子科学的形成、发展中进行了重要的组织工作，培 养了一大批学科骨干。,冯德新先生：在自由基聚合、氧化还原引发体系等领域开展了系统的基础研 究，并开创了国内医用高分子研究领域。,钱人元先生：对我国高分子物理的发展起了奠基作用，开拓了我国高分子溶 液、高分子凝聚态、有机金属导体等一些重要的研究领域。,何炳林先生：开拓了我国离子交换与吸附树脂的研究领域，并在将基础研究 和应用研究相结合推动产业发展方面做出富有成果的尝试。,钱保功先生：在组织高分子化学、高分子物理进行学科联合，共同开发我国 新品种橡胶研究方面
11、做出了重要贡献。,唐敖庆先生：开展了高分子统计理论研究，在高分子化学、高分子物理理论 研究方面开创了一个重要领域。,徐 僖先生：长期开展的塑料成型研究为我国高分子成型科学基础研究的发 展起了重要奠基的推动作用。,三、中国的高分子科学,2、工业发展,中国顺丁橡胶的开发,实例,实验室工作阶段：60年代，长春应化所、北京化工研究院、兰州化工研究院对丁烯氧化脱氢、聚合催化体系及工艺流程进行大规模研究。,第一次会战攻关阶段：1964年，在锦州石油六厂建500吨级的丁烯氧化脱氢制丁二烯30吨的聚合中试装置。全国多家单位及高校参加会战。北京化工大学的焦书科教授带领化工大学师生始终奋斗在会战现场。,第二次现场攻关阶段：1969年，在北京石化总厂建万吨级装置，为解决生产中出现的工艺障碍、提高产品质量，组织多家科研单位及高等院校进行联合攻关，到1975年5月，完成任务。北京化工大学参加会战，并把小试搬到现场。,随后在全国陆续建立五套装置，年产量超过十万吨，基本满足国家需要，并有出口。,
