第1章 高分子分子量第章 高分子分子量.pptVIP

材料的物理性能是其微观结构和其分子在特定条件下如何运动的反应，因此，物质的分子结构是了解分子运动的基础。研究高分子的意义在于了解分子内和分子间相互作用的本质，即通过对分子运动的理解架起结构和性能联系内在联系的桥梁。掌握结构与性能的关系，就有可能合成具备指定性能的聚合物，以及对聚合物进行改性使其满足实际应用需要，并为聚合物的分子设计和材料设计打下基础。 高分子概念的形成和高分子科学的出现始于20世纪20年代。其实在19世纪中叶，虽然当时还没有形成高分子长链结构的概念，但高分子就已经得到了应用。那时主要是通过化学反应对天然高分子进行改性，所以现在称这类高分子为人造高分子。 还有一类：涂料 粘合剂 其中塑料，橡胶，纤维发现最早的代表为天然橡胶，赛璐咯和硝化纤维 人类的文明史=材料的发展史 硫化作用是美国发明家古德意尔Charles Goodyear（1800-1860）于1839年发现的。其实， Goodyears原来是五金销售商，但醉心于各种发明。当他发现天然橡胶后，就意识到这是一种非常重要的材料，于是他不顾一切的改进橡胶的性能。但失败了很多次，结果有一天他正在火炉边沉思，突然闻到一股奇怪的臭味，发现是放在火炉上的橡胶混进了硫磺后发出的，令人惊讶的是这样烤出来的橡胶不发粘了。于是他再重复实验，在天然橡胶中加入硫磺， 在150度加热，然后冷却，便可以得到不粘不脆而且弹性好的橡胶。 偶然发现天然橡胶与硫磺共热后明显地改变了性能，使橡胶从硬度较低、遇热发粘软化、遇冷发脆断裂的不实用的性质，变为富有弹性、可塑性的材料。这一发现的推广应用促进了天然橡胶工业的建立。天然橡胶这一处理方法，在化学上叫作高分子的化学改性，在工业上叫作天然橡胶的硫化处理。 在用火药棉collodion （guncotton）的过程中发现最上面余下的一层有强度而又柔软（tough and pliable ），似乎可以模塑成型，但是加热温度高时，火药棉会爆炸，于是他开始寻找可以在常温下软化火药棉成型的物质，最终发现樟脑和乙醇可以达到目的，他于1865年申请专利并称之为Parkesine.这其实是最早的塑料 其发明所在城市为Birmingham （英国），但他所使用的乙醇很贵，于是美国人Hyatt开始对之进行改进。 1869年31岁的印刷工人约翰?海阿特发明赛璐珞，在Alexander Parkes之后。 1868年美国有一个台球制造商在报纸上登出了这样一则广告：如果有谁能发明出可以替代象牙的材料，就可获得一万美圆的奖金。 原来那时的台球都是用象牙做的。此时美国31岁的印刷工人约翰?海阿特对此十分有兴趣 美国化学家Jhon W. Hyatt（1837-1920）于1869年做成了塑料 Celluloid，他把樟脑Camphor(主要从樟树中蒸馏提取的一种植物产品， C10H16O，有强烈气味，也用作杀虫剂，防蛀剂及医药等)作为增塑剂Plasticizer加入到硝基纤维素(guncotton)（硝石棉）中得到硝化纤维，即赛璐珞。blending camphor with a modified form of collodion, and avoiding the use of costly ethanol 。他所使用的是改性的硝基纤维素，而避免用到乙醇，而且在1870年也申请了专利，被美国Celluloid Manufacturing Company 用来生产Celluloid.于是，一场长达十年之久的专利大战爆发，最终的结果是——两家公司合并。 用Celluloid做成的台球完全可以与象牙球媲美，因此赛璐咯塑料制品也被称为假象牙。但Hyatt并没有去领一万美圆的报酬，而是在三年后自己开了家Celluloid工厂，开始生产Celluloid products.大部分为箱子，扣子，尺等物品的原料。 (因此樟脑为最早发现的增塑剂。常用的增塑剂有乙二醇的衍生物、磷酸三甲苯酯、邻苯二甲酸丁二酯、吹制蓖麻油等，其主要功能是增加可塑性利于机械加工 。) 1870年的专利证书 Patent certification to Hyatt 当然现在很多东西都不用celluloid赛璐咯做了如胶片等因为容易燃烧。但还有一样保留着：Ping-pang ball就是用Celluloid做成的。 这实际上是最早出现的塑料，那么什么是塑料？“可塑”之意 1855年瑞士人奥蒂玛斯把纤维素放在硝酸中得到硝化纤维素溶液，制得第一根人造纤维；1884年查唐纳脱把硝化纤维素放在酒精和乙醚中得到溶液，做小孔挤压，得到人造丝. 1883年法国人 d e Chardonnet发明了人造丝 rayon．进一步试验，化学家们将纤维素进行化学改性获得了第一种人造塑料——赛璐珞和人造丝。1889年法国建成了最早的人造