Department of Materials, College of Engineering

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1 Department of Materials, College of Engineering
Welcome to Polymer Chemistry 高 分 子 化 学 Department of Materials, College of Engineering 刘丽娜 Fall, 2011

2 高分子的重要性 “衣、食、住、行”—— 衣 2

3 高分子的重要性 “衣、食、住、行”—— 食

4 高分子的重要性 “衣、食、住、行”—— 住 4

5 高分子的重要性 “衣、食、住、行”—— 行 Hyundai QarmaQ Lexan®（PC） Xenoy iQ ®（PBT）
Noryl ®（PPO） Bayer All-plastic-car Makrolon（PC） Desmopan（TPU）

6 高分子科学的基本内涵 高分子化学 （Polymer Chemistry）
高分子的合成和化学反应：聚合反应理论，新的聚合方法及改性方法，高分子 的基团反应，高分子的降解、老化与交联等； 高分子物理 （Polymer Physics） 高分子的结构与性能：高分子链的构型与构象，高分子的聚集态及分子运动、 固态与液态聚合物的物性（热学、力学、电学、光学、磁学、流变学等性能）, 高分子溶液与分子量等； 高分子工程 （Polymer Engineering） 高分子成型加工与聚合反应工程：高分子成形加工的理论基础及方法，塑性、 弹性等力学性能，流变学理论；高分子化合物工业规模合成中的尺度效应及工 艺特点。

7 参考书及课程考核 高分子化学 参考书 潘才元，《高分子化学》 中国科学技术大学出版社，2005。
A. Ravve，《高分子化学原理》化学工业出版社，2007。 George Odian, “Principles of Polymerization”, 4th ed., John Wiley & Sons, Inc., New York, 2004. 考核 笔试（闭卷，80 ％）+ 平时成绩（作业及听课，20％）

8 教学大纲 共48课时，4学时/周 第一章：绪论 （4学时） 第二章：逐步聚合 （8学时） 第三章：自由基聚合 （10学时）
第一章：绪论 （4学时） 第二章：逐步聚合 （8学时） 第三章：自由基聚合 （10学时） 第四章：自由基共聚合 （4学时） 第五章：自由基聚合实施方法 （4学时） 第六章：离子聚合 （4学时） 第七章：配位聚合 （4学时） 第八章：开环聚合 （4学时） 第九章：高分子的化学反应 （4学时） 复习 （2学时）

9 第一章 绪论 内 容 1.1 高分子的基本概念 1.2 高分子的分类 1.3 高分子的命名 1.4 聚合物的结构 1.5 高分子的力学状态
第一章 绪论 内 容 1.1 高分子的基本概念 1.2 高分子的分类 1.3 高分子的命名 1.4 聚合物的结构 1.5 高分子的力学状态 1.6 高分子的力学性能 1.7 高分子的历史 1.8 高分子的发展趋势

10 1.1 高分子的基本概念 何为高分子？ 高分子  聚合物 Macromolecule  Polymer
1.1 高分子的基本概念 何为高分子？ 高分子  聚合物 Macromolecule  Polymer 聚乙烯(PE) 的立体示意图 Sample Polymer Macromolecule Polyethylene   DNA   Protein   高分子是结构单元通过化学键重复键接而成 的高分子量的化合物，分子量一般高达 104- 107)

11 Degree of polymerization
1.1 高分子的基本概念 烯类单体 结构单元Structure unit 聚合度 Degree of polymerization 单体Monomer C H n C H 聚合 Polymerization 高分子Polymer

12 1.1 高分子的基本概念 结构单元有时也称为单体单元 (Monomer unit)、 重复单元 (Repeating unit)、链节 (Chain element) 结构单元＝单体单元＝重复单元＝链节 n 表示重复单元数，也称为链节数， 在此等于聚合度 聚合度（Degree of polymerization）是衡量高分子大小的一个指标,有两种表示法： 以大分子链中的结构单元数目表示，记作 以大分子链中的重复单元数目表示，记作 Xn DP

13 1.1 高分子的基本概念 对于烯类单体的聚合，结构单元和重复单元一致，两种聚合度相等，都等于 n = n DP X
由聚合度可计算出高分子的分子量： M = Xn• M0 = DP • M0 高分子的平均分子量 结构单元的分子量

14 1.1 高分子的基本概念 双官能团单体 NH2(CH2)6NH2 + HOOC(CH2)4COOH
H [ HN(CH2)6NH OC(CH2)4CO ]nOH + (2n-1)H2O 结构单元 结构单元 重复结构单元 两种由单体衍生而来的结构单元构成一个重复结构单元

15 1.1 高分子的基本概念 通常情况下由多于一种的单体聚合而成 形成高分子的过程中要失掉一些原子
结构单元  重复单元 = 链节  单体单元 此时，Xn 和 DP的意义并不一致 注意：Mo为两种结构单元的平均分子量

16 1.2 高分子的分类 1. 按化学特性与用途 塑料 产量最大，与国民经济、人民生活关系密切，故称为“三大合成材料” 橡胶 纤维 涂料 胶粘剂
1.2 高分子的分类 1. 按化学特性与用途 塑料 橡胶 纤维 涂料 胶粘剂 功能高分子 产量最大，与国民经济、人民生活关系密切，故称为“三大合成材料” 胶粘剂是指具有良好 的粘合性能，可将两种 相同或不相同的物体粘 接在一起的连接材料 功能高分子是指在高分子 主链和侧枝上带有反应性功 能基团，并具有可逆或不可 逆的物理功能或化学活性的 一类高分子 涂料是涂布于物体表面能结成坚韧保护膜的涂装材料

17 1.2 高分子的分类 2. 按化学结构 按主链结构可将高分子分为三大类： 碳链高分子--主链仅由C构成
1.2 高分子的分类 2. 按化学结构 按主链结构可将高分子分为三大类： 碳链高分子--主链仅由C构成 杂链高分子--主链有C和O（或N, S, P 等） 元素有机高分子--主链不含C，侧链有C

18 1.2 高分子的分类 （1）碳链高分子 通过 C==C 的加成反应或环烯烃的开环连接成聚合物 主要单体：
1.2 高分子的分类 （1）碳链高分子 通过 C==C 的加成反应或环烯烃的开环连接成聚合物 主要单体： 乙烯基类聚合物（vinyl polymers)---产量最大的一大类高分子： a. 聚烯烃类：产量最大。聚乙烯（PE），聚丙烯（PP）等，纯C、H化合物， 一般为全饱和结构； b. 聚苯乙烯类：PS及苯乙烯共聚物（ABS，SBS，SBR等）； c. 聚氯乙烯类：PVC及VC共聚物，聚偏氯乙烯等； d. 丙烯酸及衍生物类聚合物（acrylic polymers): PMMA,PAN等，品种多，用途广； e. 其它：聚醋酸乙烯酯、聚乙烯基醚等； 聚双烯烃类：主要用于合成橡胶。

19 1.2 高分子的分类 （2）杂链高分子 （3）元素有机高分子 有机硅为主 通过缩聚（逐步聚合）、开环聚合等方法合成 （表1-2）
1.2 高分子的分类 （2）杂链高分子 通过缩聚（逐步聚合）、开环聚合等方法合成 （表1-2） a. 聚醚： b. 聚酯 ： c. 聚酰胺（尼龙）： d. 聚氨酯： e. 聚脲： f. 聚砜： g. 其它：酚醛，脲醛等 （3）元素有机高分子 有机硅为主

20 1.2 高分子的命名 1.简单命名法 原则：参照单体名称来命名 加聚均聚物 ：聚(单体名) （聚合前后原子种类、数目未变）
1.2 高分子的命名 1.简单命名法 原则：参照单体名称来命名 加聚均聚物 ：聚(单体名) （聚合前后原子种类、数目未变） 聚苯乙烯 (polystyrene PS); 聚甲基丙烯酸甲酯 (poly(methyl methacrylate), PMMA) 加聚共聚物：（单体1）+（单体2）+ 共聚物 乙烯-丙烯共聚物 （乙丙共聚物） （poly(ethylene-co-propylene), EPR) 氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 （氯醋共聚物） 两种原料的缩聚物：聚(结构单元1)(结构单元2) 或：聚(重复单元名) 聚己二酰己二胺 聚对苯二甲酸乙二醇酯

21 1.2 高分子的命名 2.习惯命名法 按原料来源命名 （往往是粗略的描述）
1.2 高分子的命名 2.习惯命名法 按原料来源命名 （往往是粗略的描述） 树脂（塑料原料）：酚醛树脂（苯酚+甲醛）(phenol-aldehyde resin) 环氧树脂（双酚A+环氧氯丙烷）(epoxy resin) 醇酸树脂（丙三醇+邻苯二甲酸酐） 橡胶：乙丙橡胶（EPR）； 丁苯橡胶（SBR）； 丁基橡胶（聚异丁烯）(butyl rubber) 按结构特征确定的类名：聚酯，聚醚， 等 （见表1-1） 商品名： （历史习惯形成） 常见如：涤纶（聚酯）；尼龙（尼龙-6，尼龙-66 等） 腈纶 （聚丙烯腈）

22 1.2 高分子的命名 3. IUPAC命名法 几个步骤： 取重复单元（仍参考单体来源）
1.2 高分子的命名 3. IUPAC命名法 几个步骤： 取重复单元（仍参考单体来源） 重复单元的排序（O、S、N等杂原子在前，有取代基的C在前，双 键、三键在前，等） 重复单元看作两侧有游离键的基团 -R- ，对其命名，在最前面加 上“聚” (poly) 特点：严谨但繁琐，不用单体名称。 CA的化学物质索引采用IUPAC命名。用简单名表达不够清楚时可用 系统名描述。 （环氧乙烷开环聚合产物常用系统名：聚氧化乙烯 [poly(oxyethylene)] 而不用“聚环氧乙烷”）

23 1.3 聚合反应 1. 加聚与缩聚 (传统的分类，Carothers分类法）
1.3 聚合反应 1. 加聚与缩聚 (传统的分类，Carothers分类法） 加聚（addition polymerization）：单体通过双键加成反应来完成聚合 特点：反应前后仅发生由C==C 至 —C—C— 的变化（多数体系）， 不产生小分子副产物 导致：产物分子量是单体的整数倍（不考虑引发、终止带入的端基）； 生成碳链高分子； 缩聚（condensation polymerization）： 通过单体上不同官能团间的反 应形成高分子链 特点：有小分子副产物生成； 导致：聚合物分子量 < 单体质量的倍数； 主链上有官能团反应形成的特征结构（-NHCO-，-OCO-） 其它聚合类型： 开环，氢转移，成环，开环易位，消去聚合， 等等

24 1.3 聚合反应 2. 连锁聚合与逐步聚合 （按聚合机理分类，Flory分类法，概括性更强）
1.3 聚合反应 2. 连锁聚合与逐步聚合 （按聚合机理分类，Flory分类法，概括性更强） 连锁聚合 （Chain polymerization） 由引发--快速增长--终止 等几步基元反应连锁进行 特点： 有聚合的活性中心（C*）。只有带活性中心的链才能增长。 （一般只有少部分链带活性中心，不能增长的 “死” 链占多数） 有引发（形成 C*）、增长（大量单体迅速加到 C*上）、终止、转移 （终止与引发的结合）等基元反应； 每条链均在短时间内生成（ <1秒至数秒），而全部单体在聚合的各个 时段渐次加入到链中； 按连锁聚合机理进行的聚合有： 绝大多数双键加成聚合；开环聚合；开环易位聚合；基团转移聚合； 氢转移聚合等 （不是所有基于双键加成反应的聚合都是连锁机理）。

25 1.3 聚合反应 逐步聚合 （Step polymerization）
1.3 聚合反应 逐步聚合 （Step polymerization） 经过小分子单体 低聚物 中等分子量的聚合物 高分子量聚 合物等各阶段逐步生成高分子 特点： 每个单体都有官能团，故反应开始阶段即可达到高转化率，形成低聚 体； 各种长度的链两端都带有官能团，故理论上聚合可一直进行下去（无 终止）； 聚合度的增长在开始阶段十分缓慢，在高转化率时才较快地提高。较 难得到分子量很高的聚合物。 A-R-A + B-R‘-B A-RR’-B A-RR‘-B + A-R-A A-RR’R-A …… A-R-B + A-R-B A-RR-B A-RR-B + A-R-B A-RRR-B …...

26 连锁聚合与逐步聚合对比 连锁聚合（Chain Polymerization） 逐步聚合（Step Polymerization）

27 连锁聚合与逐步聚合对比 转化率和分子量的变化对比 Conversion (%) Step polymerization
time Conversion (%) time Step polymerization Chain polymerization Mn Step polymerization Chain polymerization 转化率和分子量的变化对比

28 1.4 聚合物的分子量及其分布 分子量足够大，聚合物性能不再变化 低分子或小分子，无强度 低聚物或齐聚物，过渡区，聚合物初显性能

29 1.4 聚合物的分子量及其分布 Mz>Mw>Mη>Mn 对于高分子而言，分子量是平均值。 从分子量角度看，高分子是混合物。
1.4 聚合物的分子量及其分布 分子量（molecular weight）：聚合物中所有原子的原子量的总和，包括结构单元和端基。 对于高分子而言，分子量是平均值。 从分子量角度看，高分子是混合物。 数均分子量 Z 均分子量 Average Mη 聚合分散度 重均分子量 黏均分子量 Mz>Mw>Mη>Mn

30 1.4 聚合物的分子量及其分布 分子量多分散性的表示 分子量分布（molecular weight distribution）曲线
1.4 聚合物的分子量及其分布 Wi、Ni和Mi分别为i-聚体的质量、数目和分子量，Ni和Wi为i-聚体的数量分数和质量分数； [h]为聚合物溶液的特性粘数，K, a是与聚合物和溶剂有关的常数， a值在0.5～0.9之间。 分子量多分散性的表示 分子量分布（molecular weight distribution）曲线 多分散指数（polydispersity index，PDI） Mw > Mv > Mn 低分子量部分对Mn影响较大 高分子量部分对Mw影响较大 用Mw来表征聚合物比Mn更适当 PDI : 至 2--50

31 1.4 聚合物的结构 结构 聚合物结构 高分子的化学反应 聚合方法 聚合反应 链结构 聚集态结构 构造 近程结构 构型 远程结构 大小 构象
1.4 聚合物的结构 聚合物结构 原子的种类和排列 取代基和端基的种类 单体单元的排列 支链的类型和长度 交联       高分子的化学反应 聚合方法 构造 构型 聚合反应 近程结构 (化学结构) 远程结构 链结构 取代基的空间排列 结构 大小 构象 柔顺性 分子运动规律 高强度 高弹性 高粘度 力学状态的多重性 结构的多样性       聚集态结构 非晶态结构 晶态结构 取向态结构 液晶态结构 织态结构（高分子合金）

32 1.4 聚合物的结构 可将高分子的结构按微观--宏观的顺序分为三个层次：
1.4 聚合物的结构 可将高分子的结构按微观--宏观的顺序分为三个层次： 1. 一级结构（也称链结构 chain structure, microstructure ） 近程结构 结构单元（基本化学结构） 结构单元的连接顺序（序列分布） 头-尾 -AABBBABABBABB 头-头或尾-尾 -AAAAABBBBBBBB- 结构单元的空间排列、立体异构（立体构型） 顺式 链的支化、体型结构、大环结构等 反式

33 1.4 聚合物的结构 高分子链的形状 线形 支化 交联 双螺旋 梯形 Single chain Graft Crosslink
1.4 聚合物的结构 高分子链的形状 热塑性聚合物：加热时可融化，冷却时则 固化成型，可反复加工成型，可溶可熔 热固性聚合物：成型时，经加热，再使其 中潜在的官能团继续反应成交联结构而固 化，不可重复加工成型，不溶不熔。 线形 Single chain 支化 Graft 交联 Crosslink 双螺旋 Double helix 梯形 Ladder chain DNA

34 1.4 聚合物的结构 2. 二级结构（高分子的构象 conformation） 远程结构 产生高分子构象的原因：主链上单键的内旋转
1.4 聚合物的结构 2. 二级结构（高分子的构象 conformation） 远程结构 产生高分子构象的原因：主链上单键的内旋转 一些高分子的构象举例： 平面锯齿链构象 无规线团构象 螺旅链构象（示意） 尼龙-6的构象

35 1.4 聚合物的结构 3. 三级结构 （聚集态结构） 亚微观结构 许多高分子链聚集在一起的状态为聚集态结构 主要类型有：
1.4 聚合物的结构 3. 三级结构 （聚集态结构） 亚微观结构 许多高分子链聚集在一起的状态为聚集态结构 主要类型有： 无定形 （线团微胞结构，穿插交缠结构等） 结晶态、半结晶态 （缨状微束结构，折叠链结晶，球晶，串晶结构，等）

36 1.4 聚合物的结构 液晶态 取向态 多相结构

37 1.5 聚合物的力学状态 形变σ 温度T 玻璃态 高弹态 粘流态 Tg Tf 非晶高分子（三种力学状态、两个力学转变） 高弹性 虎克弹性
1.5 聚合物的力学状态 非晶高分子（三种力学状态、两个力学转变） 玻璃化温度：塑料使用的上限温度，橡胶使用的下限温度。 整个分子链可以运动。分子链相互间滑移，宏观表现为沿外力作用方向发生粘性流动，为不可逆形变。 形变σ 玻璃态 高弹态 高弹性 虎克弹性 （普弹性） 粘流态 固态：分子链及链段 液态：链段 固态：分子链 液态：分子链 黏流温度：高分子材料加工的下限温度。 温度T Tg Tf 键角、侧基、支链和小链节的运动 分子链可以通过单键内旋转和链段构象的改变来适应外力作用。高分子链就从蜷曲状变为伸展状，

38 1.5 聚合物的力学状态 结晶高分子 熔融温度（Tm）：结晶态向无定形态的转变温度。 结晶度高于40%的聚合物

39 1.6 聚合物的力学性能 橡胶：高弹性，大形变（500%~1000%），低强度，第模量，外力除去，能 立刻恢复原状。
1.6 聚合物的力学性能 聚合物的应力-应变曲线 弹性模量：代表材料的刚性或抵抗外力变形的能力 抗张强度：表示试样破坏时的应力。 断裂伸长率：材料韧性的一种量度 橡胶：高弹性，大形变（500%~1000%），低强度，第模量，外力除去，能 立刻恢复原状。 纤维：高强度，高模量，形变小（10%~50%），有较高的结晶能力。 塑料：力学性能介于橡胶与纤维之间，有软塑料和硬塑料之分。

40 1.7 高分子的历史 Polymer age Steel age Iron age Bronze age Stone age
1.7 高分子的历史 A.D. 1900~ Now Polymer age Steel age A.D. 1800~ A.D. 1900 B.C. 1000~ A.D. 1800 Iron age B.C. 4000~ B.C. 1000 Bronze age Stone age B.C. 8000~ B.C. 4000

41 1.7 高分子的历史 前期：天然高分子阶段 早在人类社会发展的最初阶段，人类已经开始利用各种天然高分子。
1.7 高分子的历史 前期：天然高分子阶段 早在人类社会发展的最初阶段，人类已经开始利用各种天然高分子。 来源于植物：淀粉、纤维素（谷物、草木、果壳、胶漆） 来源于动物：蛋白质、壳聚糖（皮毛、角质、丝、虫壳）

42 1907：第一种热固性塑料-Bakelite (酚醛树脂)
1.7 高分子的历史 第一阶段：第一世界大战爆发前，人工合成聚合物的出现 1830：第一种硫化橡胶 1907：第一种热固性塑料-Bakelite (酚醛树脂) C. Goodyear L. Baekeland 1846：第一种人造纤维-硝化纤维素 1868：第一种热塑性塑料-赛璐珞 J.W. Hyatt C. Shönbein

43 1.7 高分子的历史

44 1.7 高分子的历史

45 1.7 高分子的历史

46 1.7 高分子的历史

47 1.7 高分子的历史 第二阶段：1914-1942 高分子科学的经典阶段 第三阶段：1942-1960 经典高分子科学达到充分成熟的阶段
1.7 高分子的历史 第二阶段： 高分子科学的经典阶段 主要代表人物：Staudinger, Mark, Meyer, Carothers, Schultz, Kuhn, Flory等 产生了存在长链分子的概念；结晶学为某些大分子提供了详细的结构信息；聚合的机理和动力学被阐明；在试 图分析长链分子结构的物理序列结果的同时，提出了柔性“分子线团”概念。 第三阶段： 经典高分子科学达到充分成熟的阶段 Flory和Huggins似晶格模型导出高分子溶液热力学性质; Debeye和Zimm发展光散射法研究高分子溶液性质； Flory和Fox把热力学和流体力学联系起来，使高分子溶液的粘度、扩散、沉降等宏观性质与分子的微观结构有了联系； Williams, Landel, Ferry, Tobolsky, Rouse, Bueche, Zimm等在高分子聚集态的粘弹性质的研究取得了重要的成果； Watson和 Crick用X射线衍射法研究高分子晶态结构，于1953年确定了DNA的双螺旋结构。

48 The Nobel Prize in Chemistry 1953
1.7 高分子的历史 The Nobel Prize in Chemistry 1953 "for his discoveries in the field of macromolecular chemistry" 20世纪20年代首次提出“高分子”的概念，建立了高分子学说。 高分子科学的奠基人。 Hermann Staudinger University of Freiburg; Staatliches Institut für makromolekulare Chemie (State Research Institute for Macromolecular Chemistry), Freiburg Breisgau, Federal Republic of Germany ~1965

49 1.7 高分子的历史 早在1861年，胶体化学的奠基人，英国化学家格雷阿姆并从高分子溶液 具有胶体性质着眼，提出了高分子的胶体理论。这一理论在一定程度上解释 了某些高分子的特性，得到许多化学家的支持。 20世纪初，人们已经通过分解产物确认了一些天然聚合物的分子式，如 淀粉和天然橡胶，但并不清楚其分子结构如何连接，因此套用胶体理论认为 这些分子是小分子单体的缔合胶体。 Staudinger并不认同胶体理论，经过多年研究发表了具有划时代意义的论文“Über Polymerisation”（论聚合），认为聚合不同于缔合，它是分子靠正常的化学键结合起来。天然橡胶、聚苯乙烯等聚合物应该具有线性链式的价键结构式。

50 1.7 高分子的历史 Staudinger的观点一提出就遭到胶体论者的激烈反对，争论持续了10年，但 这一新观点一开始并不为主流所认同。诺贝尔奖化学奖获得者Heinrich Wieland 曾劝告Staudinger说： Dear colleague, leave the concept of large molecules well alone: organic molecules with a molecular weight above 5000 do not exist. Purify your products, such as rubber, then they will crystallize and prove to be lower molecular substances.” 1926年瑞典化学家T. Svedberg等人设计 并用超离心机测定出蛋白质的分子量。 1928年K. H. Meyer 和H. F. Mark用 X射 线技术测定纤维素和天然橡胶中大分子 的晶区尺寸。 1935年 W. H. Carothers在 Staudinger的 理论基础上合成出了尼龙。

51 1.7 高分子的历史 Nylon 6,6 Wallace H. Carothers
1.7 高分子的历史 Wallace H. Carothers Develop the first commercial synthetic elastomer (polychloroprene), and one of the greatest families of plastics (Nylon and Polyesters) at DuPont , He was the pioneer of condensation polymerization; His work led to nylon fibers and modern melt spinning technology. 1896～1937 Nylon 6,6 n 6 Amide Group

52 Post WWII stocking sale, NYC.
1.7 高分子的历史 Post WWII stocking sale, NYC. May “Nylon Day” . Four Million pairs go on sale throughout the U.S. Supply exhausted in 4 days. She couldn’t wait!

53 20世纪50年代发现和发展了Ziegler-Natta催化剂
1.7 高分子的历史 The Nobel Prize in Chemistry 1963                                 “For their discoveries in the field of the chemistry and technology of high polymers" HDPE I PP 20世纪50年代发现和发展了Ziegler-Natta催化剂 Karl Ziegler Max-Planck-Institute for Carbon Research, Mülheim/Ruhr, Federal Republic of Germany ~1973 Giulio Natta Institute of Technology Milan, Italy 1903 ~1979

54 1.7 高分子的历史 The Nobel Prize in Chemistry 1974
1.7 高分子的历史 The Nobel Prize in Chemistry 1974                                 “For his fundamental achievements, both theoretical and experimental, in the physical chemistry of the macromolecules" Flory 在大分子物理化学 实验和理论两方面做出了 根本性贡献。 Paul J. Flory USA, Stanford University, Stanford, CA, USA 1910 ~ 1985

55 Robert Bruce Merrifield
1.7 高分子的历史 The Nobel Prize in Chemistry 1984                                                                 "for his development of methodology for chemical synthesis on a solid matrix" 1974年将功能化的聚苯乙烯用于多肽和蛋白质的合成，大大提高了涉及生命物质合成的效率并缩短了合成时间。 Robert Bruce Merrifield Rockefeller University , New York, NY, USA 1921~ 2006

56 The Nobel Prize in Physics 1991 Pierre-Gilles de Gennes，
1.7 高分子的历史 The Nobel Prize in Physics 1991 "for discovering that methods developed for studying order phenomena in simple systems can be generalized to more complex forms of matter, in particular to liquid crystals and polymers" 提出“软物质”的概念，建立高分子物理的现代理论，如蛇行理论等 Pierre-Gilles de Gennes， France , Collège de France, Paris, France 1932 ~2007 编著：Scaling Concepts in Polymer Physics 《高分子物理学的标度概念》, 1985

57 1.7 高分子的历史 The Nobel Prize in Chemistry 2000
1.7 高分子的历史 The Nobel Prize in Chemistry 2000 “for the discovery and development of conductive polymers” 20世纪70年代发现掺杂聚乙炔导电高分子材料 Alan J. Heeger University of California Santa Barbara, CA, USA 1936~ Alan G. MacDiarmid USA and New Zealand University of Pennsylvania, USA 1927 ~2007 Hideki Shirakawa University of Tsukuba Tokyo, Japan 1936~

58 1.7 高分子的历史 The Nobel Prize in Chemistry 2002
1.7 高分子的历史 The Nobel Prize in Chemistry 2002 “for the development of methods for identification and structure analyses of biological macromolecules” 表彰他们对生物大分子进行识别和结构分析的方法。前两者用质谱分析的“软解吸附作用电离法”识别生物大分子，后者用核磁共振技术确定溶液中生物大分子的三维结构。 Kurt Wüthrich John B. Fenn Koichi Tanaka Virginia Commonwealth University, USA Shimadzu Corp. Kyoto, Japan Eidgenossische Technische Hochschule Zürich, Switzerland 1917 ~2010 1942 ~ 1938 ~

59 1.7 高分子的历史 我国对高分子科学发展做出贡献的科学家 科学院院士 工程院院士 未免之王 钱人元 冯新德 黄葆同 王葆仁
1.7 高分子的历史 我国对高分子科学发展做出贡献的科学家 科学院院士 钱人元 冯新德 黄葆同 王葆仁 钱保功 唐敖庆 林尚安 何炳林 程镕时 黄志镗 沈之荃 徐   僖 卓仁禧 沈家骢 王佛松 曹   镛 周其凤 吴　奇 杨玉良 江 明 颜德岳 张 希 工程院院士 徐端夫 毛炳权 袁晴棠 未免之王 于同隐 杨士林 潘祖仁

60 1.8 高分子的发展趋势 发现新类型的聚合反应的机会在逐渐减少，但对已有聚合方法的改进 和发展仍十分活跃。
1.8 高分子的发展趋势 发现新类型的聚合反应的机会在逐渐减少，但对已有聚合方法的改进 和发展仍十分活跃。 目标：（1）提高反应效率，降低生产成本，减少对环境的有害影响； （2）更精确地控制聚合物的链结构，为设计与合成结构更复 杂精细的高分子创造条件。 进一步发展功能高分子材料，解决实用化的瓶颈问题，开拓更多新的 功能。 关键：（1）利用高分子合成的成果来设计和制备具有各种复杂和精 细结构的高分子，实现功能的强化和优化； （2）借鉴材料、物理、生物、信息等学科的理论和技术，进 行多学科交叉，建立功能高分子的基础理论。 与生命科学相互交叉和渗透，发展仿生高分子，解决环境问题和可持 续发展问题。

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