高分子材料简介.ppt

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1、高分子材料基础高分子材料基础 Foundations of Polymer Materials Foundations of Polymer Materials12024/7/8主讲教材主讲教材2教学参考书教学参考书-1顾宜主编顾宜主编面向面向2121世纪课程教材，世纪课程教材，20022002年由化学工业出版年由化学工业出版社出版社出版特点：从材料科学与工特点：从材料科学与工程的基本理论出发，较程的基本理论出发，较全面地介绍了各种材料全面地介绍了各种材料的共性规律及金属材料、的共性规律及金属材料、无机非金属材料和有机无机非金属材料和有机高分子材料的个性特点高分子材料的个性特点和多种组分复合体

2、系的和多种组分复合体系的基本基本特征。特征。3教学参考书教学参考书-2何天白、胡汉杰编何天白、胡汉杰编 19971997年，由中国国家自然科年，由中国国家自然科学基金委员会资助、化学工学基金委员会资助、化学工业出版社出版业出版社出版,2001,2001年再版。年再版。特点：该书由特点：该书由2020多位在国际多位在国际高分子学术界崭露头角的留高分子学术界崭露头角的留学海外的中国学者领衔撰写，学海外的中国学者领衔撰写，介绍了各人所从事研究领域介绍了各人所从事研究领域的最新成果。内容既包括高的最新成果。内容既包括高分子合成、高分子物理和高分子合成、高分子物理和高分子成型，又有研究方法和分子成型，又

3、有研究方法和新材料，在某种程度上反映新材料，在某种程度上反映了高分子科学的发展新趋势。了高分子科学的发展新趋势。4参考教材参考教材-1Your Subtopics Go Here凌绳、王秀芬、吴友平编著凌绳、王秀芬、吴友平编著20002000年由北京化工大学组织编年由北京化工大学组织编写，中国轻工业出版社出版写，中国轻工业出版社出版特点：本书根据高分子材料的特点：本书根据高分子材料的性能和用途分类编写，同时将性能和用途分类编写，同时将天然和生物高分子材料单独设天然和生物高分子材料单独设章，全面系统地介绍了各种高章，全面系统地介绍了各种高分子材料。分子材料。5参考教材参考教材-2张德庆、张东兴、

4、刘立柱主编张德庆、张东兴、刘立柱主编19991999年哈尔滨工业大学出版社年哈尔滨工业大学出版社出版出版 特点：以满足读者在短时间内特点：以满足读者在短时间内了解和掌握高分子材料科学基了解和掌握高分子材料科学基本知识的需要为宗旨，论述深本知识的需要为宗旨，论述深入浅出，取材新颖，理论联系入浅出，取材新颖，理论联系实际，注重实用。实际，注重实用。6参考教材参考教材-3王国全、王秀芬编著王国全、王秀芬编著20002000年由北京化工大学组织编年由北京化工大学组织编写，中国轻工业出版社出版写，中国轻工业出版社出版特点：本书以聚合物的共混改特点：本书以聚合物的共混改性为主，兼及其他改性方法的性为主，兼

5、及其他改性方法的介绍，并在注重介绍聚合物改介绍，并在注重介绍聚合物改性的基本概念、基本规律及主性的基本概念、基本规律及主要应用体系的基础上，适当介要应用体系的基础上，适当介绍了一些这一领域的新进展，绍了一些这一领域的新进展，如非弹性体增韧理论。如非弹性体增韧理论。7课外补充阅读课外补充阅读由国家自然科学基金委员会化学科由国家自然科学基金委员会化学科学部组织活跃在高分子科学相关研学部组织活跃在高分子科学相关研究领域的几十位学者共同撰写而成。究领域的几十位学者共同撰写而成。81 材料科学概述材料科学概述 Chapter 1 Introduction of Material science Chap

6、ter 1 Introduction of Material science92024/7/8ContentContent 1.1 材料与材料科学材料与材料科学 1.2 高分子材料概述高分子材料概述101.1 材料与材料科学材料与材料科学 Material and Material science Material and Material science112024/7/81.1.1 材料与材料化过程定义材料与材料化过程定义Definition 122024/7/8材料材料(Materials)具有满足指定工作条件下使用要求的形态和物理性状具有满足指定工作条件下使用要求的形态和物理性状的物质

7、称为材料。的物质称为材料。材料化过程材料化过程(Material Process)由化学物质或原料转变成适于一定用场的材料，这一由化学物质或原料转变成适于一定用场的材料，这一转变过程称为材料化过程（材料工艺过程）。转变过程称为材料化过程（材料工艺过程）。1314材料发展历程材料发展历程History of Materials151.1.2 材料的分类材料的分类Material Classification162024/7/817为了便于阐述材料结构为了便于阐述材料结构性能性能用途之间的关系，用途之间的关系，材料分类通常按组成分为材料分类通常按组成分为金属材料金属材料化学组成化学组成无机材料无机

8、材料高分子材料高分子材料复合材料复合材料半导体材料半导体材料18按原材料对复合材料进行分类按原材料对复合材料进行分类191.1 材料与材料科学材料与材料科学 Material and Material science Material and Material science202024/7/81.1.3 材料科学的范畴与任务材料科学的范畴与任务 The Contents and Tasks of Materials Science212024/7/8材料科学与工程材料科学与工程 Materials Science and Engineering22材料科学的范畴材料科学的范畴 The Con

9、tents of Materials Science材料科学是一门以材料为研究材料科学是一门以材料为研究对象，介于基础科学与应用科对象，介于基础科学与应用科学之间的应用基础科学。材料学之间的应用基础科学。材料科学的内容：科学的内容：一是从化学的角度出发，研究一是从化学的角度出发，研究材料的化学组成、键性、结构材料的化学组成、键性、结构与性能的关系规律；与性能的关系规律；二是从物理学角度出发，阐述二是从物理学角度出发，阐述材料的组成原子、分子及其运材料的组成原子、分子及其运动状态与各种物性之间的关系。动状态与各种物性之间的关系。在此基础上为材料的合成、加在此基础上为材料的合成、加工工艺及应用提出

10、科学依据。工工艺及应用提出科学依据。因此材料科学是一门多学因此材料科学是一门多学科的综合性应用科学。科的综合性应用科学。作为材料还必须经过一系作为材料还必须经过一系列材料化过程（即材料加列材料化过程（即材料加工工艺过程），才能使之工工艺过程），才能使之满足一定条件下的使用要满足一定条件下的使用要求。所以材料科学的内容求。所以材料科学的内容不仅包含化学及物理学的不仅包含化学及物理学的科学问题，还包括材料制科学问题，还包括材料制备工艺、材料性能表征及备工艺、材料性能表征及材料应用等技术性问题。材料应用等技术性问题。23材料科学的任务材料科学的任务 The Tasks of Materials Sc

11、ience材料科学的主要任务就是以现代材料科学的主要任务就是以现代物理学、化学等基础学科理论为物理学、化学等基础学科理论为基础，从电子、原子、分子间结基础，从电子、原子、分子间结合力，晶体及非晶体结构，显微合力，晶体及非晶体结构，显微组织，结构缺陷等观点研究材料组织，结构缺陷等观点研究材料的各种性能以及材料在制造和应的各种性能以及材料在制造和应用过程中的行为，了解结构用过程中的行为，了解结构性性能能应用之间的规律关系，提高应用之间的规律关系，提高现有材料的性能、发挥材料的潜现有材料的性能、发挥材料的潜力并能动地探索和发展新型材料力并能动地探索和发展新型材料以满足工农业生产、国防建设和以满足工农

12、业生产、国防建设和现代技术发展对材料日益增长的现代技术发展对材料日益增长的需求。需求。24材料研究的四要素材料研究的四要素The Four Elements of Materials Research25材料发展趋势材料发展趋势Development Trend of Materials从发展看，到二十一世纪，金属材料、高分子材料、无机非从发展看，到二十一世纪，金属材料、高分子材料、无机非金属材料、复合材料将出现四大类工程材料平分秋色的局面。金属材料、复合材料将出现四大类工程材料平分秋色的局面。在先进材料、电子信息技术、生物技术三大未来高技术领域在先进材料、电子信息技术、生物技术三大未来高技术

13、领域中，先进材料中的先进陶瓷和高分子基质材料将于今后中，先进材料中的先进陶瓷和高分子基质材料将于今后25年年内在世界上发挥重大作用。内在世界上发挥重大作用。未来新一代材料主要表现在：未来新一代材料主要表现在：a.既是结构材料又具有多种功能的材料；既是结构材料又具有多种功能的材料；b.具有感知、自我调节和反馈等能力的智能型材料；具有感知、自我调节和反馈等能力的智能型材料；c.制作和废弃过程中尽可能减少污染的绿色材料；制作和废弃过程中尽可能减少污染的绿色材料；d.充分利用自然资源，能循环作用的可再生材料；充分利用自然资源，能循环作用的可再生材料；e.少维修或不维修的长寿命材料。少维修或不维修的长寿

14、命材料。261.2 高分子材料概论高分子材料概论 Introduction to Polymeric Materials272024/7/81.2.1 高分子的历史高分子的历史 History of Polymers282024/7/81、十九世纪之前：天然高分子的加工利用、十九世纪之前：天然高分子的加工利用高分子工业：高分子工业：-公元前，蛋白质、淀粉、棉、毛、丝、麻、造纸、油漆、虫胶等公元前，蛋白质、淀粉、棉、毛、丝、麻、造纸、油漆、虫胶等高分子科学：高分子科学：-1833年，年，Berzelius 提出提出“Polymer”一词，指以共价键、非共价一词，指以共价键、非共价 键联结的聚集体

15、。键联结的聚集体。2、十九世纪中叶：天然高分子的化学改性、十九世纪中叶：天然高分子的化学改性高分子工业：高分子工业：-1838 C.N.Goodyear 天然橡胶硫化天然橡胶硫化 -1845 C.F.Schobein 硝化纤维硝化纤维 -1868 J.W.Hyatt 硝化纤维塑料硝化纤维塑料 -1889 建成最早的人造丝工厂建成最早的人造丝工厂 -1900 英国建成年产英国建成年产1000t粘胶纤维工厂粘胶纤维工厂高分子科学：高分子科学：-1870 提出纤维素、淀粉、蛋白质是大的分子提出纤维素、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确定天然

16、橡胶干馏产物异戊二烯结构式293、二十世纪初叶：高分子工业和科学的、二十世纪初叶：高分子工业和科学的创立的准备时期创立的准备时期高分子工业：高分子工业：-1907 L.Backeland 酚醛树脂酚醛树脂 -1911 丁钠橡胶丁钠橡胶 -1914 醋酸纤维和塑料醋酸纤维和塑料 -1925 醋酸乙烯工业化醋酸乙烯工业化 -1928 聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯高分子科学：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 提出分子胶体概念提出分子胶体概念 -1920 H.Staudinger

17、 提出提出“共价键联结的大分子共价键联结的大分子”之现代高分子概念之现代高分子概念304、二十世纪、二十世纪3040年代：高分子工业和科学年代：高分子工业和科学的创立时期的创立时期高分子工业：高分子工业：-塑料：塑料：PVC(1931)、PS(1934)、LDPE(1939)、ABS(1948)-橡胶：氯丁胶橡胶：氯丁胶(1931)、丁基胶、丁基胶(1940)、丁苯胶、丁苯胶(1940)-纤维：纤维：PVC(1931)、尼龙、尼龙-66(1938)、PET(1941)、维纶（、维纶（1948）高分子科学：高分子科学：-1932 H.Staudinger 高分子有机化合物高分子有机化合物出版出版

18、 -192940 W.H.Carthorse,P.J.Flory缩聚反应理论缩聚反应理论 -193238 W.Kuhn,K.H.Mayer 橡胶弹性理论橡胶弹性理论 -193548 H.Mark,F.R.Mayo,et al 链式聚合反应和共聚合理论链式聚合反应和共聚合理论 -194249 P.J.Flory,M.L.Huggins,et al 高分子溶液理论高分子溶液理论 -40年代年代Harkin-Smith-Ewart 乳液聚合理论乳液聚合理论315、二十世纪、二十世纪50年代：现代高分子工业确立、年代：现代高分子工业确立、高分子合成化学大发展时期高分子合成化学大发展时期高分子工业：高分

19、子工业：-HDPE（195355）、）、PP（195557）、）、BR（1959）、）、PC（1957）-石油化工产品的石油化工产品的80%用于高分子工业用于高分子工业 -塑料以两倍于钢铁的速率增长（塑料以两倍于钢铁的速率增长（1215%/年）年）高分子科学：高分子科学：-195356 Ziegler-Natta 催化剂和配位阴离子聚合催化剂和配位阴离子聚合 -50年代年代Szwarc 阴离子活性聚合阴离子活性聚合 Kennedy 阳离子聚合阳离子聚合 -1957 A.Keller 获得聚乙烯单晶获得聚乙烯单晶326、二十世纪、二十世纪60年代：高分子物理大发展时期年代：高分子物理大发展时期高

20、分子工业：高分子工业：-通用塑料：通用塑料：PE、PP、PVC、PS、PF、UF、PU -工程塑料：工程塑料：ABS、PA、PC、PPO、POM、PBT -合成橡胶：丁苯胶、顺丁胶、乙丙胶、异戊胶、丁基胶、合成橡胶：丁苯胶、顺丁胶、乙丙胶、异戊胶、丁基胶、-合成纤维：合成纤维：PET、PAN、PP、PVA、nylon高分子科学：高分子科学：-各种热谱、力谱、电镜、各种热谱、力谱、电镜、IR手段的应用：手段的应用：-1960 高分辨率高分辨率NMR、-1964 GPC的使用的使用 -结晶高分子、高分子粘弹性、流变学理论研究的深入结晶高分子、高分子粘弹性、流变学理论研究的深入337、二十世纪、二十

21、世纪70年代：高分子工程科学大发展年代：高分子工程科学大发展时期时期高分子工业：高分子工业：-生产的高效化、自动化、大型化：生产的高效化、自动化、大型化：塑料塑料6000万万t、橡胶、橡胶700万万t、化纤、化纤6000万万t、-高分子合金，如高分子合金，如HIPS -高分子复合材料，如碳纤维增强复合材料高分子复合材料，如碳纤维增强复合材料高分子科学：高分子科学：-197178 白川英树等导电高分子白川英树等导电高分子 -1973 Kevlar 纤维纤维348、二十世纪末期：高分子科学的扩展与深化、二十世纪末期：高分子科学的扩展与深化高分子工业：高分子工业：-80年代初，三大合成材料产量超过年

22、代初，三大合成材料产量超过10亿亿t，其中塑料其中塑料8500万万t，以体积计超过钢铁的产量，以体积计超过钢铁的产量 -精细高分子、功能高分子、生物医学高分子精细高分子、功能高分子、生物医学高分子高分子科学：高分子科学：-提出分子设计概念提出分子设计概念 -1983 O.W.Webster 基团转移聚合基团转移聚合 -1994 王锦山原子（基团）转移自由基聚合王锦山原子（基团）转移自由基聚合351.2.2 高分子前辈高人高分子前辈高人Famous Polymer Scientist362024/7/8T.Svedberg（1884-1971）瑞典人，物理化学家。瑞典人，物理化学家。研究胶体分子

23、的提纯和分研究胶体分子的提纯和分离技术，特别是对蛋白质离技术，特别是对蛋白质的研究。的研究。1924年发明了超年发明了超速离心机，用于蛋白质分速离心机，用于蛋白质分子测定，并从沉降常数和子测定，并从沉降常数和扩散系数获得血红蛋白的扩散系数获得血红蛋白的分子量。分子量。Svedberg 的工作为高分的工作为高分子化学的建立创造了实验子化学的建立创造了实验条件。条件。19261926年因发明高速离心机并用年因发明高速离心机并用于高分散胶体化学研究获奖于高分散胶体化学研究获奖37H.Staudinger（18811965）德国人，德国人，1903年在年在Halla大大学完成博士论文。学完成博士论文。

24、毕业后在多所大学任教。毕业后在多所大学任教。早期研究有机化学，后转早期研究有机化学，后转向对天然有机物的结构研向对天然有机物的结构研究。究。1920年，在年，在德国化德国化学会志学会志上发表划时代的上发表划时代的文章文章论聚合论聚合,首次提出首次提出高分子的概念。高分子的概念。1932年，年，发表专著发表专著高分子有机化高分子有机化合物合物，标志着高分子化，标志着高分子化学的诞生。学的诞生。19531953年因年因“链状大分子物质链状大分子物质的发现的发现”获诺贝尔化学奖获诺贝尔化学奖38Wallace H.Carothers18961937）尼龙的发明人尼龙的发明人上世纪上世纪30年代缩聚反

25、应的系年代缩聚反应的系统研究统研究二元醇与二元羧酸的反应二元醇与二元羧酸的反应二元胺与二元羧酸的缩聚反应二元胺与二元羧酸的缩聚反应1935年合成出聚酰胺年合成出聚酰胺66（尼（尼龙龙66）1938年世界上第一种合成纤年世界上第一种合成纤维正式诞生维正式诞生39K.Ziegler（18981973）德国人，德国人，22岁获博士学位。岁获博士学位。毕业后在多所大学任教，毕业后在多所大学任教，1946年起任前联邦德国化学年起任前联邦德国化学会会长。主要从事有机金属化会会长。主要从事有机金属化合物合成研究，合物合成研究，1953年发现年发现了可使乙烯在室温低压下迅速了可使乙烯在室温低压下迅速聚合成为高

26、分子量聚乙烯的聚合成为高分子量聚乙烯的Ziegler催化剂。催化剂。G.Natta（19031979）意大利人，意大利人，21岁获博士学位。岁获博士学位。毕业后在多所大学任教，同时毕业后在多所大学任教，同时兼任兼任Montecatini公司顾问。公司顾问。主要从事有机合成和高分子结主要从事有机合成和高分子结构研究。构研究。1954年，在用改进的年，在用改进的Ziegler催化剂进行聚丙烯合成催化剂进行聚丙烯合成时发现对聚合物立体结构有重时发现对聚合物立体结构有重大影响。大影响。19631963年因年因“在高分子合成和工艺领域中的重大发现在高分子合成和工艺领域中的重大发现”共同获奖共同获奖40P

27、aul J.Flory（1910-1985）美国人，美国人，1934年获博士学位年获博士学位后，作为物理化学家进入杜邦后，作为物理化学家进入杜邦公司，在公司，在Carothers手下工作。手下工作。Carothers鼓励他从事将数学鼓励他从事将数学方法用于高分子领域的研究。方法用于高分子领域的研究。按照这一思路，按照这一思路，Flory的研究的研究在许多重要的理论方面多有建在许多重要的理论方面多有建树：高分子分子量分布、等活树：高分子分子量分布、等活性反应原理、高分子溶液的热性反应原理、高分子溶液的热力学研究等。力学研究等。19741974年因在长链分子物理化学性质方面的研究获奖年因在长链分子

28、物理化学性质方面的研究获奖41P.G.de Geenes（1932）法国人，理论物理学家法国人，理论物理学家6070年代，把研究简单年代，把研究简单系统中有序现象的方法推系统中有序现象的方法推广到比较复杂的物质形式，广到比较复杂的物质形式，特别是推广到液晶和聚合特别是推广到液晶和聚合物的研究中，为物理学研物的研究中，为物理学研究开拓了新的领域。究开拓了新的领域。19911991年因把研究简单系统中有序现象的方法推广到比较复杂年因把研究简单系统中有序现象的方法推广到比较复杂的物质形式，特别是推广到液晶和聚合物的研究中获奖的物质形式，特别是推广到液晶和聚合物的研究中获奖42Hideki Shira

29、kawa(1936)Alan G.MacDiarmid(1927)Alan J.Heeger(1936)日本人，现任筑日本人，现任筑波大学材料科学波大学材料科学研究所化学教授研究所化学教授美国人，现任宾美国人，现任宾夕法尼亚大学化夕法尼亚大学化学教授学教授美国人，现任加利美国人，现任加利福尼亚大学巴巴拉福尼亚大学巴巴拉分校聚合物和有机分校聚合物和有机固体研究所所长固体研究所所长20002000年因在导电聚合物领域的开创性工作共同获奖年因在导电聚合物领域的开创性工作共同获奖43库尔特库尔特.维特里希维特里希(1938)约翰约翰.芬恩芬恩(1917)田中耕一（田中耕一（1959）瑞士人，现任瑞士瑞

30、士人，现任瑞士苏黎世联邦高等理苏黎世联邦高等理工学校的分子生物工学校的分子生物物理学教授物理学教授美国人，现任弗吉美国人，现任弗吉尼亚联邦大学教授尼亚联邦大学教授日本人，现任岛津制日本人，现任岛津制作所分析测量事业部作所分析测量事业部生命科学商务中心、生命科学商务中心、生命科学研究所主任生命科学研究所主任20022002年因在生物大分子研究领域的贡献而获奖年因在生物大分子研究领域的贡献而获奖44冯新德（冯新德（19152005）1915年年10月月12日生于江苏省吴江县。日生于江苏省吴江县。1937年毕业于清华大学化学系。年毕业于清华大学化学系。1945年考取公费留美，入圣母大学研究院，年考取

31、公费留美，入圣母大学研究院，1948年获该校博士学位后回国。年获该校博士学位后回国。19481952年，任清华大学化学系教授。年，任清华大学化学系教授。后任北京大学化学系教授兼高分子教研室后任北京大学化学系教授兼高分子教研室主任，并先后兼任中国科学院化学研究所主任，并先后兼任中国科学院化学研究所和感光化学研究所研究员、中国化学会理和感光化学研究所研究员、中国化学会理事和高分子专业委员会副主任、中国生物事和高分子专业委员会副主任、中国生物医学工程学会理事和医学工程学会理事和高分子通讯高分子通讯副主副主编。编。1981年当选为中国科学院化学部学部年当选为中国科学院化学部学部委员。委员。1984年受

32、日本京都大学邀请为医用年受日本京都大学邀请为医用高分子与生物材料研究中心客座教授。高分子与生物材料研究中心客座教授。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。45王葆仁（王葆仁（19071986）江苏扬州人。江苏扬州人。1927年毕业于东南大学化年毕业于东南大学化学系。学系。1935年获英国伦敦大学帝国学院博士学年获英国伦敦大学帝国学院博士学位。位。中国科学院化学研究所研究员、副所长。中国科学院化学研究所研究员、副所长。19401951年曾任浙江大学化学系教授、年曾任浙江大学化学系教授、系主任。系主任。1959年在中国科技大学创建高年在中国科技大

33、学创建高分子化学与物理系。中国最早从事高分分子化学与物理系。中国最早从事高分子科学研究的化学家之一。子科学研究的化学家之一。50年代开始年代开始研究聚甲基丙烯酸甲酯、聚已内酰胺。研究聚甲基丙烯酸甲酯、聚已内酰胺。对有机硅高分子、特别是硅碳硅氧链高对有机硅高分子、特别是硅碳硅氧链高分子的合成做了深入研究。对耐高温杂分子的合成做了深入研究。对耐高温杂环高分子的合成及性能进行了较广泛研环高分子的合成及性能进行了较广泛研究，并在应用方面作了许多开拓工作。究，并在应用方面作了许多开拓工作。70年代提出加强高分子大品种如聚丙烯年代提出加强高分子大品种如聚丙烯等的研究。在烃类化学方面也做过许多等的研究。在烃

34、类化学方面也做过许多46钱人元（钱人元（1917 2003）江苏省常熟县人，江苏省常熟县人，1939年毕年毕业于浙江大学化学系。业于浙江大学化学系。194043年，在西南联合大年，在西南联合大学任教。学任教。1944年赴美留学，年赴美留学，在威斯康星大学从事喇曼光谱在威斯康星大学从事喇曼光谱和电偶矩测定方面的研究。和电偶矩测定方面的研究。1948年回国，曾经担任厦门年回国，曾经担任厦门大学和浙江大学化学系副教授，大学和浙江大学化学系副教授，并先后在中科院物理化学研究并先后在中科院物理化学研究所、长春应用化学研究所和上所、长春应用化学研究所和上海有机化学研究所任研究员。海有机化学研究所任研究员。

35、1981年当选为中国科学院化年当选为中国科学院化学部学部委员。学部学部委员。主要研究领域有：高分子结构与性能、高分子溶液性质、高聚物分子间主要研究领域有：高分子结构与性能、高分子溶液性质、高聚物分子间激基缔合物荧光、有机光导体和有机导体的探索等。激基缔合物荧光、有机光导体和有机导体的探索等。47何炳林（何炳林（1918 2007）广东省番禺县人。广东省番禺县人。1942年毕业于西南联合大学化学系。年毕业于西南联合大学化学系。1947年赴美留学，年赴美留学，52年获印第安纳大年获印第安纳大学化学系博士学位，后到芝加哥纳尔学化学系博士学位，后到芝加哥纳尔科化学公司任有机化学高级研究员。科化学公司任

36、有机化学高级研究员。1956年回国，历任南开大学化学系教年回国，历任南开大学化学系教授、系主任、分子生物研究所副所长、授、系主任、分子生物研究所副所长、高分子研究所所长高分子研究所所长,中国化学会理事中国化学会理事,中中国生物材料与人工器官学会副理事长，国生物材料与人工器官学会副理事长，中国生物医学工程学会理事，中国生物医学工程学会理事，中国中国科学科学、科学通报科学通报、高等学校高等学校化学学报化学学报、高分子通讯高分子通讯等刊编等刊编委。委。1981年当选为中国科学院化学部年当选为中国科学院化学部学部委员。学部委员。开拓了我国离子交换与吸附树脂的研究领域，并在将基础研开拓了我国离子交换与吸

37、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。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。48钱保功（钱保功（1916 1992）江苏省江阴县人。江苏省江阴县人。1940年在武汉大学化学系毕业。年在武汉大学化学系毕业。1947年赴美留学，在纽约布鲁克林工学院年赴美留学，在纽约布鲁克林工学院高分子研究院学习和工作，高分子研究院学习和工作，1949年获化学年获化学硕士学位。同年回国，先后在上海化工厂、硕士学位。同年回国，先后在上海化工厂、沈阳化工局任工程师。沈阳化工局任工程师。1951年后历任中国年后历任中国科学院长春应用化学研究所研究员、室主科学院

38、长春应用化学研究所研究员、室主任、副所长。任、副所长。1981年起，任中国科学院武年起，任中国科学院武汉分院副院长、院长，湖北化学研究所所汉分院副院长、院长，湖北化学研究所所长，武汉大学教授。历任长，武汉大学教授。历任中国科学中国科学、高分子通讯高分子通讯和美国和美国高分子应用科学高分子应用科学等杂志编委。等杂志编委。1981年当选为中国科学院年当选为中国科学院化学部学部委员。化学部学部委员。其长期从事高分子科学研究工作，在国内开创合成橡胶、高分子辐射化学、高分子固态反应和高聚物流变学等方面的研究。49唐敖庆唐敖庆（1915 2008）江苏省宜兴县人。江苏省宜兴县人。1940年毕业于西南联合大

39、学。年毕业于西南联合大学。1946年赴美留学，年赴美留学，1949年获哥伦比亚大年获哥伦比亚大学博士学位。学博士学位。1950年回国后任北京大学化学系教授。年回国后任北京大学化学系教授。1952年后，先后任吉林大学教授、校长、年后，先后任吉林大学教授、校长、名誉校长兼理论化学研究所所长、名誉所名誉校长兼理论化学研究所所长、名誉所长，原国家自然科学基金委员会主任、中长，原国家自然科学基金委员会主任、中国化学会理事长、中国高教学会副会长、国化学会理事长、中国高教学会副会长、高等学校化学学报高等学校化学学报主编、主编、中国科学中国科学和和科学通报科学通报编委、编委、化学学报化学学报常常务编委和务编委

40、和国际量子化学国际量子化学顾问编委。顾问编委。专长于物理化学和高分子物理化学，特别是量子化学。开展了高分子统计专长于物理化学和高分子物理化学，特别是量子化学。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。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。50徐僖（徐僖（1921 ）江苏省南京市人。江苏省南京市人。1944年在浙江大学化工系毕业，年在浙江大学化工系毕业，1948年获美国里海大学科学硕士学位。年获美国里海大学科学硕士学位。1949年，徐僖回国，受聘于重庆大学年，徐僖回国，受聘于重庆大学化学系，任副教授。化学系，任副教授。1951年

41、，他受命年，他受命在重庆大学任教的同时筹建重庆塑料在重庆大学任教的同时筹建重庆塑料厂，任副厂长兼总工程师。后历任成厂，任副厂长兼总工程师。后历任成都科技大学副校长、高分子材料系主都科技大学副校长、高分子材料系主任、高分子研究所所长以及中国化学任、高分子研究所所长以及中国化学会理事、中国石油化工学会副理事长、会理事、中国石油化工学会副理事长、高分子材料科学与工程高分子材料科学与工程和和油田油田化学化学期刊主编期刊主编长期从事高分子化学、高分子材料成型基础理论、高分子力化学、辐射化学等领域的研究。511.2.3 高分子的现状高分子的现状 Polymer Present522024/7/8一、一、总

42、体状况总体状况Macromolecular Scientists and Engineers develop the newest polymeric materials,which are changing the face of our society.Polymers are the key components of plastics and fibers,packaging materials,coatings,adhesives,and sealants.New generations of functional polymers are enabling revolutionar

43、y advances in electronic and photonic sensors and devices,fuel cells and batteries,and bioprosthetic and drug delivery devices.高分子科学的发展极大地高分子科学的发展极大地改变了我们的生活，在我改变了我们的生活，在我们的生活中高分子几乎无们的生活中高分子几乎无处不在。那些我们现在看处不在。那些我们现在看来司空见惯的材料仅仅是来司空见惯的材料仅仅是60年前还根本不存在。随年前还根本不存在。随着人们对高分子研究的不着人们对高分子研究的不断深入，高分子将在未来断深入，高分子将

44、在未来发挥更大的作用。发挥更大的作用。5354二、跨学科的高分子科学与工程二、跨学科的高分子科学与工程 各学科间的大分子科学与工程（各学科间的大分子科学与工程（MMSE）中的一些令人振奋的新的领域不断的出现。中的一些令人振奋的新的领域不断的出现。这些新的领域处于材料学、工程学、化学、这些新的领域处于材料学、工程学、化学、物理学和生物学的交叉部分。它们的健康物理学和生物学的交叉部分。它们的健康发展对世界经济和人民生活都有很大的促发展对世界经济和人民生活都有很大的促进作用。进作用。55例例1：生物材料和高分子生物学：生物材料和高分子生物学 生物材料学、高分子科学和生生物材料学、高分子科学和生物学之

45、间有着紧密的联系。一物学之间有着紧密的联系。一些非常高级精密的高分子物质，些非常高级精密的高分子物质，可以植入人体并和人体组织和可以植入人体并和人体组织和谐共存。利用这个技术来修补谐共存。利用这个技术来修补人类的一些生理缺陷是近期的人类的一些生理缺陷是近期的一个重要目标。通过一些合成一个重要目标。通过一些合成高分子和生物体建立特殊联系，高分子和生物体建立特殊联系，使计算机等硬件和细胞之间能使计算机等硬件和细胞之间能更融洽的联系，从而使一些医更融洽的联系，从而使一些医学上的新的诊断和治疗技术得学上的新的诊断和治疗技术得到应用。这方面的发现主要依到应用。这方面的发现主要依靠仿生材料合成和高分子物质

46、靠仿生材料合成和高分子物质的仿生化。的仿生化。56例例2：新型高分子结构：新型高分子结构 在新型催化剂的促进下，在新型催化剂的促进下，一些新型的聚合物合成出一些新型的聚合物合成出来，它们具有特殊的结构来，它们具有特殊的结构和性质。例如，一种催化和性质。例如，一种催化剂可以将普通的聚乙烯的剂可以将普通的聚乙烯的衣服变为防弹衣。显然，衣服变为防弹衣。显然，在这个转化过程中聚合物在这个转化过程中聚合物的结构发生了变化。新型的结构发生了变化。新型高分子结构方面的研究主高分子结构方面的研究主要是基于有机化学的研究，要是基于有机化学的研究，但除了有机合成外，建立但除了有机合成外，建立模型和理论，用仪器检测

47、模型和理论，用仪器检测结构特征也是必不可少的。结构特征也是必不可少的。57例例3：发光高分子：发光高分子10年前年前,没有人相信聚合物可以用没有人相信聚合物可以用作发光二级管（作发光二级管（LED）的发光涂）的发光涂层。层。1990年，剑桥研究小组在一个由年，剑桥研究小组在一个由聚合物聚合物poly（1，4-phenylenevinylene）组成的薄）组成的薄片上加电压，聚合物会发光。但片上加电压，聚合物会发光。但这个光非常微弱，效率为这个光非常微弱，效率为0.005%，且只能持续几分钟。，且只能持续几分钟。现在，聚合物的发光二极管的效现在，聚合物的发光二极管的效率可以达到百分之几的数量级且

48、率可以达到百分之几的数量级且持续时间可以达到持续时间可以达到10000个小时。个小时。其显示的颜色范围较大，其最大其显示的颜色范围较大，其最大的光亮度可以比显示器的光亮度的光亮度可以比显示器的光亮度都大都大1000多倍。多倍。58例例4：高分子与环境：高分子与环境高分子与环境关系密切。高分子与环境关系密切。现在的一个重要发展方向现在的一个重要发展方向就是绿色化学产品。如：就是绿色化学产品。如：植物质的高分子、细菌合植物质的高分子、细菌合成高分子和用于高分子合成高分子和用于高分子合成和聚合的生物催化剂。成和聚合的生物催化剂。最近出现一个技术可以将最近出现一个技术可以将植物制成重要的高分子材植物制

49、成重要的高分子材料。还有，高分子的生物料。还有，高分子的生物降解和再利用的研究，使降解和再利用的研究，使其在使用后不污染环境。其在使用后不污染环境。绿色建筑材料，环保健康绿色建筑材料，环保健康装饰材料等。装饰材料等。59例例5：智能凝胶：智能凝胶MIT的教授的教授ToyoichiTanaka和和他的同事从他的同事从1975年以来，主要年以来，主要从事凝胶和能在水中溶胀的交从事凝胶和能在水中溶胀的交联聚合物网络的研究。他们发联聚合物网络的研究。他们发现通过冷却透明的现通过冷却透明的polyacrylamide凝胶物质，会凝胶物质，会变混浊而部分分相。而加热它变混浊而部分分相。而加热它后，它还会恢

50、复透明。通过研后，它还会恢复透明。通过研究这种现象，究这种现象，Tanaka教授开辟教授开辟了一个新的研究领域。本质上了一个新的研究领域。本质上讲，教授发现了交联聚合物的讲，教授发现了交联聚合物的一个特征一个特征一个温度上或浓度一个温度上或浓度上的微小的变化可以使凝胶物上的微小的变化可以使凝胶物质体积比原来膨胀许多倍或收质体积比原来膨胀许多倍或收缩而变成更致密的物质。缩而变成更致密的物质。Tanaka60例例6：全新纤维防弹衣：全新纤维防弹衣最新发明的一种绒毛纤维，最新发明的一种绒毛纤维，可用于防弹背心阻止高速旋可用于防弹背心阻止高速旋转的子弹射入，这种新的纤转的子弹射入，这种新的纤维是由维是