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高分子合成材料

今天的高分子材料,已经包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等许多种类,其中塑料、合成橡胶和合成纤维被称为现代三大高分子材料。它们质地轻巧、原料丰富、加工方便、性能良好、用途广泛,因而发展速度大大越过了传统的三大基本材料。

人类已经合成了成千上万种自然界从未有过的物质,有机高分子合成材料的生产已经成为20世纪以来发展最快的部门之一。高分子合成材料的发展已经超过钢铁、水泥和木材这传统的三大基本材料。

高分子合成材料是分子量很大的人工合成材料,塑料、合成橡胶、合成纤维是最主要的高分子合成材料。

1869年,美国化学家海厄特(John Wesley Hyatt,1837-1920)通过天然的纤维素加工获得了"赛璐珞",这是人类发明的第一种合成塑料。三年后,第一个生产赛璐珞的工厂在美国建成投产,标志着塑料工业的开始。1907年美国化学家贝克兰(Leo Hendrik Baekeland,1863-1944)完全由人工合成出了高分子酚醛树脂,拉开了人类应用合成高分子材料的序幕。

1915年,为了摆脱对天然橡胶的依赖,德国用二甲基丁二烯制造合成橡胶,在世界上首先实现了合成橡胶的工业化产生。

自1929年开始,美国科学家卡罗瑟斯(Wallace Hume Carothers,1896-1937)研究了一系列的缩合反应,验证并发展了大分子理论,促成了尼龙-66的问世。随后,聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、脲醛树脂、聚硫橡胶、氯丁橡胶……形形色色合成高分子材料相继问世,迎来了现代高分子化学的蓬勃发展。

1953年,德国化学家齐格勒(Karl Waldemar Ziegler,1898-1973)和意大利化学家纳塔(Giulio Natta,1903-1979)发明了适用于常压催化乙烯聚合的齐格勒-纳塔催化剂。这种催化剂不仅应用于塑料合成,而且在合成橡胶等其它有机合成中都有广泛用途。

更重要的是,它能使乙烯在常温常压下进行聚合,工艺简单、生产成本低,并带动了其它与不同金属配合的配伍聚合催化剂的开发,加速了高分子合成材料工业的发展。近年来,合成高分子化学向结构更精细、性能更高级的方向发展。如超高模量、超高强度、难燃性、耐高温性、耐油性等材料;生物医学材料;半导体或超导体材料;低温柔性材料以及具有多功能性的材料。

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