高分子材料发展史

湖北汽车工业学院材料工程教研室李建[e-mail]2教材及参考资料黄丽.高分子材料,北京:化工出版社,2006韩冬冰.高分子材料概论,北京:中国石化出版社,2006何曼君,陈维孝,董西侠.高分子物理(第3版），上海:复旦大学出版社,2008潘祖仁.高分子化学（第5版）,北京:化工出版社,20113课程内容讲课内容（44个学时）绪论通用塑料工程塑料橡胶实验内容（4个学时）拉伸标准样条的快速成型高分子材料的鉴别4了解高分子科学发展历史以及我国高分子科学发展状况；了解塑料、橡胶的类型和特性，掌握其主要品种结构及其特性；教学内容5上课不迟到课堂中不允许随便说话，可以做任何不影响其它人听课的事情认真独立完成作业及课堂中布置的任务积极思考，回应课堂中的提问答疑时间：上课期间的课间时间每次上课结束后的时间课程要求6考核成绩构成结业考核成绩70％平时成绩30％平时成绩包括作业成绩15％考勤成绩15％结业考核方式闭卷考试课程考核8高分子科学高分子化学研究聚合反应和高分子化学反应原理，选择原料、确定路线、寻找催化剂、制订合成工艺等。研究聚合物的结构与性能的关系，建立微观结构→宏观性能之间的联系，为设计合成预定性能的聚合物提供理论指导，是沟通合成与应用的桥梁。高分子物理高分子加工研究聚合物加工成型的原理与工艺。高分子科学主要研究内容9合成结构性能应用高分子化学高分子物理成型加工高分子科学高分子科学各主干学科之间的关系高分子分子设计10高分子材料科学发展历程高分子材料科学发展现状高分子材料科学发展趋势高分子材料科学发展简史11天然高分子的直接利用天然高分子的化学改性天然橡胶的硫化，硝化纤维的合成等皮毛、甲壳素、棉麻丝、竹、木等酚醛树脂、聚甲醛、聚氨酯、聚酰胺等高分子合成高分子时代功能高分子、高分子复合材料（合金）、高分子的分子设计高分子材料科学发展简史12头发指甲羊毛蛋白质天然高分子高分子材料科学发展简史131900年硬橡胶电话机1880年硬橡胶手镯汽车轮胎橡胶树种割胶刀高分子材料科学发展简史141924年化装盒1920年添加矿物油的电木时钟1920年电木扬声器1920年轮胎压力表酚醛树脂、橡胶制备1924年玩具火车头高分子材料科学发展简史151930年热水瓶高分子材料科学发展简史1940年笔架1940年电话1950年变压器1938年飞利蒲收音机16HermannStaudinger(1881-1965)1932年在法拉第学会上得到公认1953年获NobelPrize高分子材料科学发展简史1920年代提出“大分子线链型结构”概念17“大分子线链型结构”概念：无论天然或合成高聚物其形态和特征都可以由具有共价键连接的链型高分子结构解释。从化学结构上阐明了高分子物质的共同特征，在化学界引起激烈争论。这一学说到1932年在法拉第学会上得到公认，1953年获得NobelPrize，H.Staudinger成为现代高分子理论的创始人和奠基者。随H.Staudinger大分子概念的提出，高分子科学基础理论的研究得以快速发展，合成聚合物产品进入发展时期。高分子材料科学发展简史181950年ABS&PVC变焦眼镜1950年PVC电扇1950年PVC衣服刷高分子材料科学发展简史191960年PS安全眼镜1950年PS衣服架1940年PS及赛璐珞音乐时钟1950年PS&PVC收音机1950年手动搅拌器高分子材料科学发展简史2030年代缩聚反应的系统研究二元胺与二元羧酸的缩聚反应1935年合成出聚酰胺66(尼龙66)1938年世界上第一种合成纤维正式诞生WallaceH.Carothers（1896～1937）尼龙的发明人高分子材料科学发展简史211970年，发明了耐温聚合物—Ekonol，为后续的液晶聚合物的研究奠定了基础。Ekonol主要用在电子行业及航天器等领域。1971年，耐高温、高强度的Kevlar研制成功，耐温高达300℃，可织成防弹衣、消防服、赛车服等。1976年，聚合物/塑料体积产量超过钢。从而使得高分子材料与历史悠久的金属材料、陶瓷材料构成现代材料领域的三大类。20年代，“大分子链结构”概念的提出，开创了高分子材料发展序幕。高分子材料科学发展简史22德国著名的化学家，1947年，编辑出版了《高分子化学》(DiemakromolekulareChemie)杂志，形象地描绘了高分子(Macromolecules)存在的形式。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，创立了确定分子量的粘度的理论(后来被称为施陶丁格尔定律)。其科研成就对当时的塑料、合成橡胶、合成纤维等工业的蓬勃发展起了积极作用。由于他对高分子科学的杰出贡献，1953年,他以72岁高龄，走上了诺贝尔奖金的领奖台。HermannStaudinger(1881-1965)1953年诺贝尔化学奖高分子材料科学发展简史23KarlZieglerGiulioNatta（1898-1973）(1903-1979)Ziegler—Natta催化剂配位聚合乙烯、丙烯实现乙烯、丙烯工业化生产1963年诺贝尔化学奖德国科学家(KarlZiegler)与意大利科学家(GiulioNatta)分别发明用三乙基铝和三氧化钛组成的金属络合催化剂合成低压聚乙烯与聚丙烯的方法。高分子材料科学发展简史24PaulJ.Flory(1910-1985)高分子科学理论的主要开拓者和奠基人之一。《高分子化学原理》《长链分子的统计力学》1974年诺贝尔化学奖美国高分子物理化学家弗洛里(PaulJ.Flory),由于他在高分子科学领域，如聚合反应原理，尤其在高分子物理与结构的研究方面取得巨大成就。高分子材料科学发展简史25Pierre-GillesdeGennes(1932-2007)因其在对液晶、聚合物及其界面等科学的研究中获得重大突破，并提出了高分子标度理论，而荣获1991年诺贝尔物理学奖，被瑞典皇家科学院誉为“当今的牛顿”。1991年诺贝尔物理学奖高分子材料科学发展简史262000年诺贝尔化学奖研究领域：导电聚合物日本筑波大学白川英树美国加利福尼亚大学艾伦-J-黑格美国宾夕法尼亚大学艾伦-G-马克迪尔米德高分子材料科学发展简史271946年Mark在纽约成立第一所高分子专业研究所国际会议：1947年在比利时利日市召开第一届国际高分子学术报告会。现在每两年举行一次，39th2002年在北京举行国内会议：1987年以来，每两年召开一次全国高分子学术论文报告年会。高分子材料科学发展简史28高分子材料科学发展简史高分子材料科学发展现状高分子材料科学发展趋势高分子科学发展历程29高分子材料科学发展现状30通常运动鞋，鞋面是由皮革和尼龙拼接而成的，鞋底是用一种叫SBS的橡胶制成的。鞋垫使用的则是一种叫做聚氨酯的高分子材料。高分子材料科学发展现状31汽车中聚丙烯材料零部件高分子材料科学发展现状32聚四氟乙烯(PTFE)高分子材料科学发展现状33ABS树脂高分子材料科学发展现状34可吸收医用胶水-可吸收缝合线生物医用高分子材料高分子材料科学发展现状35F-22隐形战斗机防弹衣高分子材料科学发展现状36液晶高分子材料2001年日本索尼公司研制的液晶显示器偏光显微镜下的高分子液晶高分子材料科学发展现状37TEMPhotographsLatexparticlesforsingleCaCO3particlecoveredbycopoly(St-BA)a.120,000X,b.80,000XSingleinorganicnanoparticlecoveredbypolymer纳米高分子复合材料高分子材料科学发展现状38高分子材料科学发展简史高分子材料科学发展现状高分子材料科学发展趋势高分子科学发展历程39生物医学中的人工组织支架、缓释药物胶囊光电信息高分子材料自组装、芯片封装材料等燃料电池与锂离子电池、导电高分子材料环境协调与友好性高分子材料：生物可降解高分子材料、绿色建筑涂料、健康环保装饰材料现代高分子膜分离技术等等高分子材料科学发展趋势40高性能化:耐磨、耐高温、耐老化、耐腐蚀等高功能化:电磁、光学、生物等功能高分子材料、高分子分离膜、催化剂等复合化:纤维增强材料，高性能的结构复合材料精细化:向高纯化、超净化、精细化、功能化等智能化:预知预告性、自我诊断、自我修复、自我增殖、认识识别能力等高分子材料科学发展趋势