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L/O/G/O 材 料 化 学 高分子化学 主讲： 李 斌 组员： 曾庆露 陈光明 李 杰 专 业 概 述 重点研究方向——高分子 科 研 研 究 研 究 领 域 发 展 趋 势 目录 材料化学专业培养较系统地掌握材料科学的基本理论与技术，具备材料化学相关的基本知识和基本技能，能在材料科学与工程及与其相关的领域从事研究、教学、科技开发及相关管理工作的材料化学高级专门人才。 重点研究方向——高分子 高分子化学是研究高分子化合物的合成、化学反应、物理化学、物理、加工成型、应用等方面的一门综合性学科。 高分子的结构特点 分子内有非常多的原子，并以化学键相连接，因而分子量很大；高分子可分为人工合成的高分子和天然高分子。自然界中的动植物就是以高分子为主要成分而构成的，人类的主要食物如淀粉、蛋白质等，也都是高分子。 发展史 高分子化学作为化学的一个分支学科，是在20世纪30年代才建立起来的一个较年轻的学科。高分子物质支撑着人们的吃穿住各方面。在我国古代时，人们就已学会利用蚕丝来纺织丝绸；汉代，人们又利用天然高分子物质麻纤维和竹材纤维发明了对世界文明有巨大失去作用的造纸术。 1763年，黑立桑和马凯尔发现橡胶可溶于松节油和乙醚。 1872年，海得以梓脑作为增塑剂，用二硝酸纤维制成了柔韧的塑料。 1885年，法国人夏东奈得到了人造丝。 1903年，迈尔成功实现了对橡胶和纤维素的改性。 1909年，霍夫曼和库特尔首先提出了关于C5H8的热聚合专利。 1912年，美国纽约展出了用合成橡胶制成的轮胎。 1906年，费歇尔合成了分子量接近1000的多肽。 1922年，毕克斯将天然橡胶加氢，发现其“溶液”仍然具有胶体性质。 1932年，施丁格发表了一部关于高分子有机化合物的总结性论著，高分子化学建立了。 缩合聚合 一个缩聚反应生成高分子取决于单体的官能度，官能度至少要等于2，才能生成线性高分子，官能度大于2可能生成支链或交联的高分子。缩聚反应在反应过程中要缩去某些小分子，经常是水，如聚酯及聚酰胺就是这类反应的典型产物。缩聚物的分子量一般在2万，而下面要提及的加聚物的分子量一般在20万。实现缩聚的方法很多，如熔融聚合、溶液聚合、界面缩聚等。 加成聚合 在反应动力学上与缩合聚合完全不同，加聚反应不生成任何小分子副产物。加聚反应的单体一般是烯烃类的化合物，在引发剂的引发下发生聚合，一般的引发剂为自由基型、离子型及金属络合物等。加聚反应一般分为3个阶段：链引发、链增长、链终止阶段。 科研研究 苏联从20年代开展合成橡胶的研究，30年代初首先在世界上实现了丁钠橡胶的工业化生产。 60年代，苏联学者通过对缩聚反应机理的研究合成了芳香族聚酰胺和芳香族杂环聚合物等一系列耐热高分子聚合物，促进了宇宙飞行与航空事业发展。 在医用高分子聚合材料方面也取得了一定成果。 宇 航 服 研究领域 高分子化学：新的高分子化合物的分子设计与合成，新的聚合反应及方法是贯穿的两条总线，例如活性聚合、纳米粒子合成、超分子体系自组装等； 高分子物理：高分子链结构的研究、聚合物的聚集状态结构以及其结构与性能、功能之间的关系研究作为主线。 功能高分子以及新技术研究。 目前主要有光电磁功能高分子、高分子液晶显示技术、分子器件、高分子药物、控制药物释放材料、医疗诊断材料、人体组织修复材料和代用品、微小机械材料和各种敏感检测材料等 高分子化学的研究范围涉及天然高分子和合成高分子。 高分子化学的发展主要经历了天然高分子的利用与加工、天然高分子的改性、合成高分子的生产和高分子科学的建立四个时期。 发展趋势 发展趋势 高分子化学对各项工业的重要作用 20世纪中以来，高分子化学尤其是塑料，纤维，橡胶三大合成材料的发展速度惊人。40年代39万吨，50年代210万吨，60年代950万吨，70年代4100万吨，80年代超过了1亿吨。平均每10年增长5倍。三大合成材料之所以如此高速发展主要原因就是人们生活需要。由于天然资源的不足，人们不得不用合成材料来补足。 21世纪高分子化学的展望 21世纪人们将生命科学，环境保护，维护人体健康的医药摆在第一位；而高分子工业是材料科学的基石。高分子化学工业在新世纪里将致力于创新高分子聚合反应和方法，开发出多种的功能材料和智能材料。高分子化学通过分子的纳米合成实现材料的纳米化。它包括有高分子薄膜、纤维，和晶体等材料。此外高分子仿生合成和生物合成等都