高分子化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史課件

1.9高分子化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史主講：陳上1.9高分子化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史巴西橡膠1.9高分子化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史

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．

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(duì)絕緣材料的需求，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)．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(zhǎng)期的學(xué)術(shù)爭(zhēng)論，

1920S，德國化學(xué)家H．Staudinger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．1.9高分子化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史

三十年代初，人們通過對(duì)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)椒磻?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W．H．Carothers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P．J．Flory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

1.9高分子化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史1.9高分子化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史1950S,德國化學(xué)家K．Zieg1er和意大利化學(xué)家G．Natta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．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(zhǎng)、枝長(zhǎng)和序列的安排，以及星形、梳形和遠(yuǎn)螯(telechelic)等高分子的合成均成為現(xiàn)實(shí)，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，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．1.9高分子化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史七十年代起。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．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(chǎng)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(duì)各種高強(qiáng)度、高功能的新材料開發(fā)方面也將起著極其重要的作用．1.9高分子化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史HermannStaudinger

（德國人）:

把“高分子”這個(gè)概念引進(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，1953年諾貝爾獎(jiǎng)）高分子領(lǐng)域的著名化學(xué)家1.9高分子化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史W.H.WallaceHumeCarothers(1896～1937)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1939年杜邦公司開始大量生產(chǎn)的聚己二酰己二胺（nylon66）高分子領(lǐng)域的著名化學(xué)家1.9高分子化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史AlanJ.Heeger

艾倫·黑格AlanG.MacDiarmid

艾倫·

馬克迪爾米德HidekiShirakawa

白川英樹對(duì)導(dǎo)電聚合物的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展（2000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。高分子領(lǐng)域的著名化學(xué)家1.9高分子化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史KarlZiegler（齊格勒）,GiulioNatta

（納塔）K.齊格勒(德國人)，G.納塔(意大利人)發(fā)現(xiàn)了利用新型催化劑進(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(1963年諾貝爾獎(jiǎng)）高分子領(lǐng)域的著名化學(xué)家1.9高分子化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史PaulJ.Flory:聚合反應(yīng)原理、高分子物理性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系（美國人，1974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)研究高分子領(lǐng)域的著名化學(xué)家1.9高分子化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史特種以及功能高分子簡(jiǎn)介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。

例1高分子燒蝕材料

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)5000度，在此溫度下任何金屬或合金都會(huì)熔化，怎么辦？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。1.9高分子化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史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1.9高分子化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史聚酰亞胺（polyimide)1.9高分子化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史在美國每年約有2—3百萬件人工器件或修復(fù)材料植入病人體內(nèi)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）例2高分子與人工器官1.9高分子化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史人工喉、食道、膽道、尿道（聚乙烯醇、硅橡膠）人工尿道括約肌人工血管1.9高分子化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史人工骨、肌肉腰、角膜（聚四氟乙烯）人工肺、腎、肝等（聚丙烯）人工骨人工腎1.9高分子化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史用高分子材料制備以上這些生物醫(yī)用材料是其它無機(jī)材料、金屬材料所望塵莫及的．人們十分重視人工臟器的研究，目前主要的問題是如何解決植人材料的抗凝血、排異的問題．人造皮膚（甲殼素）1.9高分子化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史例3高分子藥物高分子藥物從化學(xué)結(jié)構(gòu)上看可分為兩大類：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。另一類是高分子本身作為新型藥物；制成高分子化的青霉素，持續(xù)藥效時(shí)間可延長(zhǎng)30—40倍．

1.9高分子化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史降低毒性與副作用，提高藥理活性。如具有較高抗癌活性的氟代尿嘧啶副作用大，若將它載于α—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。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。1.9高分子化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史高分子控制釋放材料PLA1.9高分子化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史

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(duì)全身特別是肝、腎的毒副作用。

特點(diǎn)：

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

1.9高分子化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史例4高分子膜反滲透ReveerseOsmosis(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，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．1.9高分子化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史RO組件及其裝置1.9高分子化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史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(duì)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(chǎng)的作用下，利用陰離子交換膜（簡(jiǎn)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(jiǎn)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?！窈Ｋ?、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?。号浜项A(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?！皴仩t用軟化水、去離子水的制取：與離子交換相比，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(duì)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1.9高分子化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史1.9高分子化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史小型電滲析設(shè)備1.9高分子化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史制約因素解決途徑（1）延長(zhǎng)使用壽命：減少廢棄（2）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：高分子制品廢棄后