聚合物科學

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聚合物科學 或者說 高分子科學聚合物分別是材料科學的其中一個分支, 主要是合成像是塑膠這些聚合物. 聚合物科學包含有許多各種不同的領域, 像是 化學, 物理, 和 工程

學科的分支[编辑]

這種 科學 包含了三種子科學:

聚合物科學的歷史[编辑]

聚合物科學的第一個現代的例子是亨利·布拉科諾在1830年的研究。 布拉科諾隨著尚班 以及其他人, 創造出一種天然聚合物的衍生物纖維素,製造出一種新的半成品的材料,如賽璐珞醋酸纖維素。"聚合物"這個術語 是在1833年由Jöns Jakob Berzelius創造出來的,雖說只是如此小事,不過在現代科學上則具有重大的意義。

在1840年間,Friedrich LudersdorfNathaniel Hayward 自己發現把硫加入天然 橡膠 (聚異戊二烯) 用來避免該材料變的具有黏性。在1844年 Charles Goodyear 得到了美國 硫化的專利,即用天然橡膠和 加熱的過程。湯瑪士·漢考克 在該年之前就於英國得到了該過程的專利。這個過程能夠將天然橡膠強化,並且讓他不會因為加熱而失去他的彈性。這些特性能夠製造出一些具防水功能的物品。這同樣促進了橡膠材料的生產。這些硫化的橡膠代表著聚合物研究裡第一個成功商品化的產物。

在1844年同時 Hilaire de Chardonnet 開始他第一個人造 纖維 以植物為基礎將纖維素,或 黏膠 人造纖維再生,用來當作 絲綢的替代品,但是這些人造纖維相當易燃。[1]在1907年 Leo Baekeland 發明了第一種化學合成的聚合物,一種 熱固性酚醛樹脂,被称作電木(en:Bakelite)。[2]

儘管說聚合物的合成進步的相當迅速,直到Hermann Staudinger在1922年的研究過後才被了解。[3]在Staudinger 的研究成果出來之前,聚合物被視為一種 關聯理論 或是一種聚合的理論,源自於1861年 Thomas Graham。Graham 假設這些纖維和其他的聚合物都是膠體,由一些分子與小分子之間未知的分子內的力量聚合而成。Hermann Staudinger 是第一個去假設這些東西是由一些原子藉由共價鍵形成一些長鏈狀的聚合物。 這花了Staudinger數十年的努力,讓他在科學界廣泛的被接受,並且讓他在1953年獲得了諾貝爾獎

第二次世界大戰是商業化的聚合物工業的時代。它的限制讓一些像是絲綢或是橡膠等天然材料的需求量大增,進促進尼龍[4]合成橡膠[5]的產量大增。隨後的幾年,一些優良的聚合物如克維拉(一种芳纶)和聚四氟乙烯(Teflon)在聚合物產業裡持續的被發明以及生產。

由於工業的應用需求擴大,進而促使一些學術機構以及研究機構的成立。1946年,Herman Mark布魯克林理工學院成立了聚合物研究,此為美國第一個專門研究聚合物的研究中心,Mark 也被認為是在聚合物科學中的課程與教學之父[6]。在1950年,美國化學學會 的聚合化学分會已經成立,並且成為擁有近八千名成員的第二大部門。Fred W.Billmeyer Jr. 教授在他的分析化學這本聚合物科學的教科書上曾說過 "雖然說在聚合物科學教育上的缺乏正逐漸降低,這個現象在各個領域是很明顯的。但不幸的是,它似乎逐漸的消失,原因不是大眾對它缺發認識,而是因為大家對它沒有興趣。" [7]

聚合物科學相關的諾貝爾得獎者[编辑]

2005 (化學) Robert Grubbs, Richard Schrock, Yves Chauvin 烯烴置換。

2002 (化學) John Bennett Fenn, Koichi Tanaka, and Kurt Wüthrich 發展出分辨和分析生物聚合物結構的方法。

2000 (化學) Alan G. MacDiarmid, Alan J. Heeger, and Hideki Shirakawa導電聚合物上的研究,對於 分子電子學的發現有很大的貢獻。

1991 (物裡) Pierre-Gilles de Gennes 發展出描述聚合物中有著特殊應用的相變以及相變的廣義理論

1974 (化學) Paul J. Flory 在聚合物科學理論的貢獻。

1963 (化學) Giulio NattaKarl Ziegler 聚合物合成的貢獻(齐格勒-纳塔催化剂)。

1953 (化學) Hermann Staudinger 大分子化學的了解的貢獻。

參考文獻[编辑]

  1. ^ plastiquarian
  2. ^ Bakelite: The World's First Synthetic Plastic. National Historic Chemical Landmarks. American Chemical Society. [June 25, 2012]. 
  3. ^ Hermann Staudinger: Foundation of Polymer Science. National Historic Chemical Landmarks. American Chemical Society. [June 25, 2012]. 
  4. ^ Foundation of Polymer Science: Wallace Carothers and the Development of Nylon. National Historic Chemical Landmarks. American Chemical Society. [June 25, 2012]. 
  5. ^ U.S. Synthetic Rubber Program. National Historic Chemical Landmarks. American Chemical Society. [June 25, 2012]. 
  6. ^ Herman Mark and the Polymer Research Institute. National Historic Chemical Landmarks. American Chemical Society. [June 25, 2012]. 
  7. ^ Fred W.Billmeyer, JR, (1984), Third Edition, Textbook of Polymer Science, A Wiley-Interscience Publication. preface to the second edition