材料学PPT解析.ppt

高分子材料发展史 “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（Polymers are long chains of smaller units that repeat themselves hundreds or thousands of times.） 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Nobel Prize， 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。 高分子材料发展史 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。 高分子材料发展史 德国著名的化学家，1947年，编辑出版了《高分子化学》(Die makromolekulare Chemie)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。 Hermann Staudinger (1881-1965) 1953年诺贝尔化学奖 高分子材料发展史 Karl Ziegler Giulio Natta （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(Karl Ziegler)与意大利科学家(Giulio Natta)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。 高分子材料的发展史 Paul J. 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(Paul J. 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。 * 2000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 * 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，39th 2002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 分类 天然高分子材料 合成高分子材料 按照材料来源分类 分类 橡胶、、、、 高分子胶黏剂 按照应用分类 塑料 纤维 高分子涂料和高分子基复合材料 特征 一是分子量大（一般在10000以上），二是分子量分布具有多分散性。即高分子化合物与小分子不同，它在聚合过程后变成了不同分子量大小的许多高聚物的物混合物。我们所说的某一高分子的分子量其实都是它的一种平均的分子量，当然计算平均分子量也以不同的权重方式分为了数均分子量、粘均分子量、重均分子量等。而小分子的分子量固定，都由确定分子量大小的分子组成。这是高聚物与小分子一个特征区别。 用途 塑料 塑料是指以聚合物为主要成分，在一定条件（温度、压力等）下可塑成一定形状并且在常温下保持其形状不变的材料。 塑料根据加热后的情况又可分为热塑性塑料和热固性塑料。 加热后软化，形成高分子熔体的塑料成为热塑性塑料。主要的热塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等。加热后固化，形成交联的不熔结构的塑料称为热固性塑料。常见的有环氧树脂, 酚醛塑料， 聚酰亚胺，三聚氰氨甲醛树脂等。塑料的加工方法包括注射，挤出，膜压，热压，吹塑等等。 用途 橡胶 橡胶又可以分为天然橡胶和合成橡胶。天然橡胶的主要成分是聚异戊二