19高分子化學(xué)發(fā)展簡史cs

1、1.9 高分子化學(xué)發(fā)展簡史主講：陳上巴西橡膠n 全部以小分子化合物為基本原料，通過聚合反應(yīng)來合成聚合物，是本世紀(jì)初才開始的n 1909年，第一個(gè)合成聚合物酚醛樹脂和塑料(電木)的工業(yè)化，滿足了當(dāng)時(shí)日益發(fā)展的電氣工業(yè)和機(jī)器制造業(yè)對絕緣材料的需求，n 二十年代，醇酸樹脂和脲醛樹脂也相繼投產(chǎn)不過，在這期間合成聚合物只憑經(jīng)驗(yàn)生產(chǎn)，很少有理論的指導(dǎo) n 高分子材料工業(yè)的萌發(fā)，迫切需要科學(xué)理論的指導(dǎo)經(jīng)過長期的學(xué)術(shù)爭論，n 1920s，德國化學(xué)家hstaudinger提出了“鏈?zhǔn)酱蠓肿印暗母拍?，從而進(jìn)入了建立高分子科學(xué)的階段 n 三十年代初，人們通過對烯類、雙烯類化合物聚合反應(yīng)的大量研究，從小分子自由基鏈?zhǔn)?/p>

2、反應(yīng)出發(fā)，建立了高分子的鏈?zhǔn)阶杂苫酆戏磻?yīng)理論另一方面，縮聚反應(yīng)理論也在同一時(shí)期，由美國化學(xué)家whcarothers等人在研究聚酰胺和聚酯的合成反應(yīng)基礎(chǔ)上建立起來此后，美國化學(xué)家pjflory在縮聚反應(yīng)理論、高分子溶液的統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)和高分子構(gòu)象的統(tǒng)計(jì)力學(xué)方面也作出了杰出的貢獻(xiàn)。在理論指導(dǎo)下，開發(fā)了大批的合成聚合物 n1950s,德國化學(xué)家kzieg1er和意大利化學(xué)家gnatta應(yīng)用新型配位催化劑，在較低壓力和溫度下，制得了高密度聚乙烯和具有立體規(guī)整結(jié)構(gòu)的聚丙烯n之后，美國化學(xué)家m，szwarc又開拓了活的高分子的新領(lǐng)域，使分子量的控制，嵌段和接枝共聚物的段長、枝長和序列的安排，以及星形、梳形和

3、遠(yuǎn)螯(telechelic)等高分子的合成均成為現(xiàn)實(shí)，n在縮聚反應(yīng)方面；建立了環(huán)化縮聚、脫氫縮聚等新的合成方法所有這些成就，表明聚合物合成有了新的突破，n因而進(jìn)入六十年代以后，在聚烯烴、合成橡膠、工程塑料、耐熱高分子等方面都有了全面的發(fā)展n七十年代起。不僅繼續(xù)研究以力學(xué)特性為中心的高分子材料，而且還大力開展了具有特殊功能的高分子材料的研究，并在諸如光敏性高分子，高分子半導(dǎo)體、導(dǎo)體、光導(dǎo)體，高分子試劑和催化劑，高分子藥物等方面取得了一定的進(jìn)展 n 八十年代，信息技術(shù)、能源技術(shù)和生命科學(xué)已構(gòu)成當(dāng)前科學(xué)技術(shù)發(fā)展的三大領(lǐng)域，一場與之相適應(yīng)的“新材料革命“已在蓬勃興起高分子科學(xué)在加速對各種高強(qiáng)度、高功能

4、的新材料開發(fā)方面也將起著極其重要的作用hermann staudinger （德國（德國人）人）: 把把“高分子高分子”這個(gè)概這個(gè)概念引進(jìn)科學(xué)領(lǐng)域，并確立了念引進(jìn)科學(xué)領(lǐng)域，并確立了高分子溶液的粘度與分子量高分子溶液的粘度與分子量之間的關(guān)系之間的關(guān)系1932年，施陶丁格總結(jié)了自己的大分子理論，出版了劃時(shí)代的巨著高分子有機(jī)化合物成為高分子科學(xué)誕生的標(biāo)志，19531953年諾貝爾獎(jiǎng)）年諾貝爾獎(jiǎng)）w.h.wallace hume carothers (18961937)供職美國杜邦公司，美國科學(xué)院院士建立縮聚反應(yīng)理論建立縮聚反應(yīng)理論1939年杜邦公司開始大量生產(chǎn)的聚己二酰己二胺（nylon 66）al

5、an j. heeger 艾倫黑格alan g. macdiarmid 艾倫 馬克迪爾米德hideki shirakawa 白川英樹對導(dǎo)電聚合物的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展（對導(dǎo)電聚合物的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展（2000年諾貝爾獎(jiǎng)）。年諾貝爾獎(jiǎng)）。導(dǎo)電塑料已廣泛地用于許多工業(yè)領(lǐng)域，如抗電磁輻射的計(jì)算機(jī)視保屏、能過濾太陽光的“智能”玻璃窗等。除此之外，導(dǎo)電聚合物還在發(fā)光二極管、太陽能電池、移動(dòng)電話和微型電視顯示裝置等領(lǐng)域不斷找到新的用武之地。karl ziegler（齊格勒）齊格勒）, giulio natta （納塔納塔 ）k.齊格勒齊格勒(德國人德國人)，g.納塔納塔(意大利人意大利人)發(fā)現(xiàn)了利發(fā)現(xiàn)了利用新型催化劑進(jìn)行

6、乙烯、丙烯配位聚合的方法，用新型催化劑進(jìn)行乙烯、丙烯配位聚合的方法，并從事這方面的基礎(chǔ)研究并從事這方面的基礎(chǔ)研究(1963年諾貝爾獎(jiǎng)）年諾貝爾獎(jiǎng)）paul j. flory : 聚合反應(yīng)原理、高分子物理性質(zhì)與結(jié)聚合反應(yīng)原理、高分子物理性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系（構(gòu)的關(guān)系（ 美國人，美國人， 1974年諾貝爾獎(jiǎng)）年諾貝爾獎(jiǎng)）從事高分子化學(xué)的理論、實(shí)驗(yàn)兩方面的基礎(chǔ)研究n特種以及功能高分子簡介n 高分子材料可用于制造火箭、導(dǎo)彈、超音速飛機(jī)、原子能設(shè)備、大規(guī)模集成電路以及輕型軍事裝備等所需要的各種零部件。n 例1 高分子燒蝕材料n 宇宙飛船和人造衛(wèi)星在重返地球時(shí)，飛行速度極快，與空氣劇烈摩擦，其外殼溫度高達(dá)50

7、00度，在此溫度下任何金屬或合金都會(huì)熔化，怎么辦？n 科學(xué)家將碳纖維織成毯子，用酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂浸后固化，然后在1500度碳化，2000度進(jìn)行石墨化技術(shù)處理等，獲得特殊功能的燒蝕材料。高分子燒蝕材料覆蓋在飛行器的外殼上，一旦遇到高溫，它就能氣化而吸收大量熱能，從而有效地保護(hù)飛行器完好無損地返回地面，而每次的返回大約去掉1/3。 登月飛船外殼27-30層聚酰亞胺 超音速飛機(jī)涂聚酰亞胺在250-300工作2萬小時(shí)宇宙服、飛船電纜用聚酰亞胺聚酰亞胺（polyimide)n在美國每年約有23百萬件人工器件或修復(fù)材料植入病人體內(nèi)n人工心臟、心臟起博器、人工心臟瓣膜 （聚醚型聚氨酯預(yù)聚物和硅氧預(yù)聚物 ）

8、例2 高分子與人工器官 n人工喉、食道、膽道、尿道 （聚乙烯醇、硅橡膠）人工尿道括約肌人工血管n人工骨、肌肉腰、角膜 （聚四氟乙烯）n人工肺、腎、肝等 （聚丙烯）人工骨人工腎n人造皮膚（甲殼素）例3 高分子藥物 n高分子藥物從化學(xué)結(jié)構(gòu)上看可分為兩大類：n一類是以高分子作為藥物的載體，將具有藥理活性的低分子化合物以共價(jià)鍵或離子鍵的形式接到該載體上。 n另一類是高分子本身作為新型藥物；n制成高分子化的青霉素，持續(xù)藥效時(shí)間可延長3040倍 n降低毒性與副作用，提高藥理活性。n如具有較高抗癌活性的氟代尿嘧啶副作用大，若將它載于甲基丙烯酸環(huán)氧丙酯(i)上，既可保持其藥理活性，又可抑制副作用，降低毒性。n

9、聚2-甲基丙烯酸芳庚酚酮酯(1i)具有抗病毒和抗癌作用，藥理活性也大大提高。高分子控制釋放材料pla由丙交酯（la）及與其它單體，如乙交酯（ga）在催化劑的作用下聚合而成的高分子共聚物。由于其良好的生物降解性和生物相容性，可廣泛應(yīng)用與生物醫(yī)學(xué)組織工程，如藥物控制釋放體系、生物體吸收縫合材料、骨科固定及組織修復(fù)材料等。該材料已被美國fda批準(zhǔn)可用于緩釋藥物載體和其他人體植入的裝置。我公司研制開發(fā)的plga，主要應(yīng)用于多肽、蛋白質(zhì)藥物的控制釋放體系。多肽、蛋白質(zhì)類藥物經(jīng)plga包埋，制成緩釋微球注射劑，可有效拓寬給藥途徑，提高藥物的生物利用率，減少給藥次數(shù)和藥量，減輕患者的痛苦，最大限度減少藥物對

10、全身特別是肝、腎的毒副作用。1良好的生物相容性。與生物體有非常好的生物相容性，在體內(nèi)不會(huì)引起任何排斥反應(yīng)。2良好的生物降解性。在生物體內(nèi)可以降解成乳酸、水和二氧化碳，參與體內(nèi)的新陳代謝。3可控性。不同的多肽、蛋白質(zhì)藥物需要不同的釋放速度，在體內(nèi)的降解時(shí)間可以根據(jù)la和ga的比例來調(diào)節(jié)，從而調(diào)節(jié)藥物的釋放速度。4無毒。是一種無毒的合成高分子材料，在體內(nèi)不會(huì)引起任何毒性反應(yīng)。丙交酯及共聚物例4 高分子膜反滲透反滲透reveerse osmosis(ro)system反滲透技術(shù)是一種利用高分子膜進(jìn)行物質(zhì)分離的過程，反滲透設(shè)備以反滲透膜組件為主體，輔以多級(jí)離心泵，高壓管路控制閥，壓力保護(hù)裝置等組裝而成

11、，可有效地截留水中的溶解鹽，小分子物質(zhì)，膠體和微生物。用反滲透膜脫鹽比一般離子交換和蒸餾法具有更高的效率和經(jīng)濟(jì)性，可應(yīng)用于電廠鍋爐補(bǔ)給水凈化處理，海水淡化及其他濃縮分離過程ro組件及其裝置電滲析電滲析是一種膜分離設(shè)備，是利用膜的選擇透過性對水中的物質(zhì)進(jìn)行分離而達(dá)到除鹽等預(yù)期目的的一種水處理設(shè)備。電滲析是在外加直流電場的作用下，利用陰離子交換膜（簡稱陰膜，它只允許陰離子通過而阻擋陽離子）和陽離子交換膜（簡稱陽膜，它只允許陽離子交換膜通過而阻擋陰離子）的選擇透過性，使一部分離子透過離子交換膜遷移到另一部分水中去，從而使一部分水淡化而另一部分水濃縮。 海水淡化、苦咸水淡化、飲用水降氟：苦限水經(jīng)過電滲析處理后可達(dá)到飲用水的標(biāo)準(zhǔn)。 飲用純凈水的制取：配合預(yù)處理過濾、脫色設(shè)備及反滲透、超濾、消毒設(shè)備制取飲用純凈水。 鍋爐用軟化水、去離子水的制?。号c離子交換相比，軟化程度高、效果好，經(jīng)電滲析處理后的水的硬度可低于進(jìn)水的5%。對環(huán)境危害小。 食品、制藥用水的制取 電子工業(yè)用超純水的制取 液體分離、濃縮、提純、貴重物質(zhì)的回收 廢水處理：造紙、電鍍等工藝廢水的處理小型電滲析設(shè)備制制 約約 因因 素素解解 決決 途途 徑徑（1）延長使用壽命：減少廢棄）延長使用壽命：減少廢棄（2）回收利用：低性能應(yīng)用；降解）回收利用：低性能應(yīng)用；降解（3）自然降解：自然分解回歸自然）自然降解：自然分解回歸自