聚合物科学

维基百科，自由的百科全书

聚合物科学（英语：polymer science），或称高分子科学（macromolecular science）、高分子材料学、聚合物材料学，是专门研究聚合物的材料科学分支。主要应用于塑胶及弹性体（橡胶）等聚合物的合成上。高分子科学是一门交叉学科，研究者来自化学、物理及工程学等各种不同的领域。

学科的分支[编辑]

这门学科包含三个分支:

  • 聚合物化学，又称高分子化学，涉及聚合物的合成以及其特性。
  • 聚合物物理，涉及高分子材料的物理性质以及其工程应用。
  • 聚合物表征（polymer characterization），涉及对聚合物化学结构与形态的分析，判断不同组成和结构对其物理性质的影响。

聚合物科学的历史[编辑]

亨利·布拉科诺（英语：Henri Braconnot）在 1830 年间进行了现代首例对聚合物的研究。 布拉科诺、克里斯提安·弗里德里希·尚班等人以天然聚合物——纤维素——为基础，制造出赛璐珞、醋酸纤维素等的半合成材料。 “聚合物”（Polymer）这个词由永斯·贝采利乌斯在1833年所提出。

在 1840 年间，Friedrich Ludersdorf 和 纳撒尼尔·海沃德（英语：Nathaniel Hayward） 分别独立发现将硫加入天然橡胶（聚异戊二烯）中可以阻止该材料变的具有黏性。查尔斯·古德伊尔在1844年于美国获得了通过加热橡胶以及向其中添加硫使其硫化的专利，而汤玛士·汉考克（英语：Thomas Hancock（inventor)）早在一年前就于英国得到了橡胶硫化的专利。天然橡胶经过这样的处理以后可以做到在保留弹性的同时提高耐热性；使一些防水物件的制作成为可能，并且促进了橡胶材料的生产。硫化橡胶是第一个成功商品化的聚合物研究产物。

希莱尔·德·夏敦内（英语：Hilaire de Chardonnet） 于1884 年开办了第一家以再生纤维素和嫘萦为原材料的人造纤维工厂。这种纤维被用作丝绸的替代品，但是它非常易燃。[1]1907 年，利奥·贝克兰 发明了第一种化学合成的聚合物，热固性酚醛树脂，一种被称作电木（Bakelite）的合成塑料。[2]

尽管说聚合物的合成进步的相当迅速，直到赫尔曼·施陶丁格在1922年的研究过后才被了解。[3]在Staudinger 的研究成果出来之前,聚合物被视为一种 关联理论（英语：association theory） 或是一种聚合的理论，源自于1861年 托马斯·格雷姆。Graham 假设这些纤维和其他的聚合物都是胶体，由一些分子与小分子之间未知的分子内的力量聚合而成。赫尔曼·施陶丁格 是第一个去假设这些东西是由一些原子借由共价键形成一些长链状的聚合物。 这花了Staudinger数十年的努力，让他在科学界广泛的被接受，并且让他在1953年获得了诺贝尔奖。

第二次世界大战是商业化的聚合物工业的时代。它的限制让一些像是丝绸或是橡胶等天然材料的需求量大增，进促进尼龙[4]和 合成橡胶[5]的产量大增。随后的几年，一些优良的聚合物如克维拉（一种芳纶）和聚四氟乙烯（Teflon）在聚合物产业里持续的被发明以及生产。

由于工业的应用需求扩大，进而促使一些学术机构以及研究机构的成立。1946年，赫尔曼·弗朗西斯·马克 在布鲁克林理工学院（今纽约大学坦登工程学院）成立了聚合物研究，此为美国第一个专门研究聚合物的研究中心，Mark 也被认为是在聚合物科学中的课程与教学之父[6]。在1950年，美国化学学会 的聚合化学分会已经成立，并且成为拥有近八千名成员的第二大部门。Fred W.Billmeyer Jr. 教授在他的分析化学这本聚合物科学的教科书上曾说过：“虽然说在聚合物科学教育上的缺乏正逐渐降低，这个现象在各个领域是很明显的。但不幸的是，它似乎逐渐的消失，原因不是大众对它缺发认识，而是因为大家对它没有兴趣。”[7]

聚合物科学相关的诺贝尔得奖者[编辑]

参见：诺贝尔物理学奖和诺贝尔化学奖

参考文献[编辑]

  1. ^ plastiquarian. [2013-01-25]. （原始内容存档于2009-04-02）. 
  2. ^ Bakelite: The World's First Synthetic Plastic. National Historic Chemical Landmarks. American Chemical Society. [June 25, 2012]. （原始内容存档于2012-07-22）. 
  3. ^ Hermann Staudinger: Foundation of Polymer Science. National Historic Chemical Landmarks. American Chemical Society. [June 25, 2012]. （原始内容存档于2013年1月12日）. 
  4. ^ Foundation of Polymer Science: Wallace Carothers and the Development of Nylon. National Historic Chemical Landmarks. American Chemical Society. [June 25, 2012]. （原始内容存档于2013-02-23）. 
  5. ^ U.S. Synthetic Rubber Program. National Historic Chemical Landmarks. American Chemical Society. [June 25, 2012]. （原始内容存档于2013-02-23）. 
  6. ^ Herman Mark and the Polymer Research Institute. National Historic Chemical Landmarks. American Chemical Society. [June 25, 2012]. （原始内容存档于2013-01-12）. 
  7. ^ Fred W.Billmeyer, JR,（1984), Third Edition, Textbook of Polymer Science, A Wiley-Interscience Publication. preface to the second edition

外部链接[编辑]

取自“https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=聚合物科學&oldid=78991586”