,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第六章 高分子材料的发展,6.1.,橡胶的发展,6.1.1,欧洲人初识“树之泪”,-,天然橡胶的发现,橡胶的故乡在炎热的南美热带雨林。,最早结识橡胶的是南美最古老的民族,-,印第安人,第六章 高分子材料的发展6.1.橡胶的发展,他在,1492,年到,1502,年间四次横渡大西洋，到达美洲大陆。,航海家哥伦布把天然橡胶带到了欧洲,他在1492年到1502年间四次横渡大西洋，到达美洲大陆。航,1493,年哥伦布在海地岛发现当地孩子在玩一种“魔球”。,“卡乌巧乌”,1493年哥伦布在海地岛发现当地孩子在玩一种“魔球”。,树的眼泪,树的眼泪,白色的橡胶液在太阳下晒干，再用椰子壳燃烧的烟熏烤，就会凝成黑色有弹性的固体，这就是最早的橡胶制品。,南美人用这种橡胶液凃在鞋子上防水；,把这种烟熏的生胶涂在盾牌上，以阻挡长矛和箭矢。,处理过程,白色的橡胶液在太阳下晒干，再用椰子壳燃烧的烟熏烤，就会凝成黑,哥伦布把“魔球”带回欧洲，大家只感觉很新鲜，但不知道它还会有什么其它用途，只好把它放到博物馆。,这一放就是,200,多年。,直到,1770,年，英国化学家普利斯特勒发明了橡皮。,这是第一种广泛使用的橡胶制品。,哥伦布把“魔球”带回欧洲，大家只感觉很新鲜，但不知道它还会有,1823,年，苏格兰化学家查尔斯麦金斯托找到了能溶解橡胶的溶剂,-,从煤焦油中提取的挥发油。,他把橡胶溶液涂在两层布中间，把他们联在一起，等溶剂挥发完以后，布料就不透水了，这就是最早的雨衣材料。,用涂胶做成的雨衣即轻盈、漂亮，防水效果又好，一上市就受到顾客热烈的欢迎，市场看好。,从此，橡胶走出博物馆的橱窗，身价倍增。,6.1.2,橡胶真正走出博物馆,1823年，苏格兰化学家查尔斯麦金斯托找到了能溶解橡胶的溶剂,1875,年，英国商人亨利 威凯姆从南美亚马孙河上游采集了,7,万颗橡胶树种子，带回英国皇家植物园种植。,但英国地处北方、气候寒冷，并不适合橡胶树的生长，所以种植未获得成功。,后来威凯姆又把橡胶树苗带到东南亚，这个地区气候温暖、雨量充沛，非常适合橡胶树的生长。,新加坡、马来西亚、印度尼西亚等成为了世界上最主要的橡胶产地。,橡胶树走出南美,1875年，英国商人亨利 威凯姆从南美亚马孙河上游采集了7万,生胶的缺陷：强度低、布耐磨，冬天温度低了就变得又硬又脆。夏天温度高了就变得软而粘。,所以使用受到极大的限制。,1839,年 美国人查尔斯 固特意尔（,Charles Goodyear,）发现天然橡胶与硫磺共热后明显地改变了性能，使它从硬度较低、遇热发粘软化、遇冷发脆断裂的不实用的性质，变为富有弹性、可塑性的材料。,6.1.3,硫化橡胶的诞生,生胶的缺陷：强度低、布耐磨，冬天温度低了就变得又硬又脆。夏天,第一次申请专利并商业化,用硝酸处理生胶,与人（鲁克斯奥公司）合作制作邮袋，利润,7:3.,但是制作的邮袋强度很低，无法使用。,查尔斯 固特意尔,第一次申请专利并商业化查尔斯 固特意尔,向生胶种加入各种添加物,硫酸、盐酸、石灰水、氧化镁、各种金属粉末、木炭粉等等。但是各种添加物的实验都搞失败。,固特意尔筋疲力尽。,从,1829,年开始，固特意尔白天外出打工、维持基本的生活，晚上做实验。,1839,年的一天晚上，固特意尔坐在炉前手里拿着一包硫磺粉，正在考虑是否把它放到生胶内，不知不觉就睡着了。手里的硫磺粉掉入了坩埚。顿时浓烟滚滚，也把瞌睡种的固特意尔惊醒。他赶紧把大伙扑灭。,受到合金钢的启示,向生胶种加入各种添加物受到合金钢的启示,硫磺粉撒进了热胶中,硫磺粉撒进了热胶中,第二天，,固特意尔收拾残局时，却发现炼胶的坩埚壁上粘着的橡胶与以往不同，它即有弹性，韧性液特别足，拉野拉不断。,固特意尔意识到机会来了。,有了第一次失败的教训，这次固特意尔没有贸然行事。,他又重新进行了多次试验，掌握了硫磺粉的加入量、加入时间熔炼温度等全套技术。,但是他现在穷困的已经没有足够的资金去申请专利了。,他只好与人合作以两人得名义申请了专利。,这就是硫化橡胶的诞生。,第二天，固特意尔收拾残局时，却发现炼胶的坩埚壁上粘着的橡胶与,由于橡胶使用与日俱增，天然橡胶已满足不了社会的需求。,1930,年 德国化学家施陶丁格（,Hermann Staudinger,）用金属钠作为催化剂，用丁二烯合成出丁钠橡胶和丁苯橡胶。,6.1.4,合成橡胶的诞生,由于橡胶使用与日俱增，天然橡胶已满足不了社会的需求。6.1.,铁链条激起了施陶丁格的联想,铁链条激起了施陶丁格的联想,早在,1922,年，德国人,Hermann Staudinger,就发表了“关于聚合反应”的划时代的论文，提出：高分子物质是由具有相同化学结构的单体经过化学反应（聚合），通过化学键连接在一起的大分子化合物，高分子或聚合物一词即源于此。,早在1922年，德国人Hermann Stau,1930,年，,Staudinger,用酒精合成了廉价的丁二烯。,此后，美国、德国等都在人工合成橡胶上投入了极大的人力、物力。先后研制出了丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶、丁基橡胶、聚异丁烯橡胶等，还有一些特种橡胶。,到,1950,年世界上的合成橡胶已达到,54.3,万吨，相当于,30,万名农业工人在,900,万亩橡胶园内,1,年的的收获，大大缓解了世界橡胶供应紧张的状况。,1930年，Staudinger用酒精合成了廉价的丁二烯。,1932,年,Staudinger,发表了专著,高分子有机化合物,，标志着高分子科学的正式诞生。为表彰他对高分子科学作出的巨大贡献，,1953,年获得诺贝尔化学奖,正式授予了他,从而使他成为世界上获此殊荣的第一位高分子学者。,1932年Staudinger发表了专著高分子,尽管合成橡胶的产量不断增加、品种液在不断增多，,但是其质量比起天然橡胶还是有一定的差距。,1953,年取得突破，这就是,德国人,Karl Ziegler,与意大利人,Giulio Natta,分别用金属络合催化剂合成了聚乙烯与聚丙烯。,1955,年美国人利用齐格勒,-,纳塔催化剂聚合异戊二烯，首次用人工方法合成了结构与天然橡胶基本一样的合成天然橡胶。,6.1.5,合成橡胶的突破,尽管合成橡胶的产量不断增加、品种液在不断增多，6.1.5 合,齐格勒,-,纳塔因发明催化剂尔获,1965,年诺贝尔化学奖,齐格勒-纳塔因发明催化剂尔获1965年诺贝尔化学奖,6.2.1,赛璐珞的诞生,1869,年 美国人海厄特（,John Wesley Hyatt,）把硝化纤维、樟脑和乙醇的混合物在高压下共热，制造出了第一种人工合成塑料“赛璐珞”（,celluloid),。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。,6.2,塑料的发展历史,6.2.1赛璐珞的诞生6.2 塑料的发展历史,网球、乒乓球,材料：橡胶、象牙、赛璐珞。,Hyatt,发明了赛璐珞,(ccluloid,）。,一则广告引出的发明,网球、乒乓球一则广告引出的发明,1907,年美籍比利时化学家列奥,亨德里克,贝克兰,（,Baekeland,，,Leo Hendrik,）,发明了真正的塑料,-,酚醛树脂，俗称胶木或电木。,虫胶一种天然树脂，是从一种叫紫胶虫的小甲壳虫的分泌物。主要用来制作电器开关、纽扣、唱片等物品。但价格昂贵。,15,万个紫胶虫化,6,个月时间才能分泌出,1,磅虫胶。,6.2.2,塑料鼻祖的问世,1907年美籍比利时化学家列奥亨德里克贝克兰（Baeke,通过查阅文献，贝克兰发现德国化学家拜尔，曾经在,l 870,年做过一个实验，他把通常作消毒剂用的石炭酸,(,即苯酚,),和防腐用的福尔马林,(,甲醛,),混合起来，结果生成了一种树脂状的物质。这种物质在加热时发出恶臭，拜尔认为，它没有什么用处，就放弃了对它的进一步研究。,贝克兰认为，这可能是一种很有用的物质。,贝克兰命名为“酚醛树脂”。,贝克兰决定开发虫胶的替代品,通过查阅文献，贝克兰发现德国化学家拜尔，曾经在l 870年做,贝克兰首先改进了苯酚和甲醛发生反应的条件。他设计了一个内部有许多小反应室的酚醛树胎反应机。为了使各反应室温度一致，他还在反应室内外装,亡一些蛇形蒸汽管、这样就能一次性制出比较多的酚醛树脂了。,贝克兰的实验,贝克兰首先改进了苯酚和甲醛发生反应的条件。他设计了一个内部有,对于酚醛树脂的成型转变成酚醛塑料，贝克兰也进行了研究。,他发明了一种先将树脂磨成粉，再把它装进各种形状的模具内进行加热固化的方法生产出一批能精确重现模具的轮廓，玉白色的酚醛塑料制品。,1909,年，这些产品从贝克兰创办的世界第一家塑料厂走向市场时，不少商人争相贩卖，人们见到它，误以为是象牙制品，商人也故意不说穿，引得不少贪便宜者上当受骗。,对于酚醛树脂的成型转变成酚醛塑料，贝克兰也进行了研究。,后来，贝克兰发现，用纯酚醛树脂粉成本太高，影响到产品的市场竞争力，就设法加以改进。他在酚醛树脂粉里加进一定量的锯木粉、石棉或陶土等廉价粉末混合以后放进模具中用高温高压定型，就聚合成酚醛塑料。酚醛塑料首先大量应用的地方是电器行业，用它做成灯头、开关、插座等物品因为木粉在高温下炭化了，所以它们都是黑色的。人们把这些叫做“胶木”或。电木制品，直到今天还在不少地方便用着。,后来，贝克兰发现，用纯酚醛树脂粉成本太高，影响到产品的市场竞,电木中加锯木粉、陶土，其实除了降低成本外还有提高制品强度和韧性的作用，这是贝克兰事先没有,想到的。,贝克兰发明了酚醛树脂又发明了它的成型方法，为世界塑料工业的建立和发展奠定了基础，所以人们尊称他为“塑料之父”，并把这件事列为,20,世纪对人类生活影响最大的十大科学发明之,。,电木中加锯木粉、陶土，其实除了降低成本外还有提高制品强度和,1912,年，有一个叫,Fritz Klatte,的德国化学家，为了利用乙炔气，将乙炔与盐酸反应得到了氯乙烯。他把得到的氯乙烯放在实验室的架子上，过了一段时间，发现氯乙烯聚合了。,聚氯乙烯就这样被发明了。遗憾的是，当时他并不知道聚氯乙烯有什么用处，虽然他所在的公司,(Greisheim Electron),将聚氯乙烯这种材料在德国申请了专利，但直到,1925,年专利过期，他们也没有想出聚氯乙烯有什么用途。,6.2.3,聚氯乙烯的发明,1912年，有一个叫Fritz Klatte的德国化学家，为,然而到,1926,年，美国化学家，,Waldo Semon,，又一次独立地发明了聚氯乙烯，而且发现这种材料具有优良隔水性能，非常适合做浴帘。,于是，,Semon,和他所在的,B.F.Goodrich,公司将聚氯乙烯在美国申请了专利。,1927,年，,PVC,开始被大量生产应用。,然而到1926年，美国化学家，Waldo Semon，又一次,商品名称为“特氟隆”的聚四氟乙烯，素有“塑料王”的美称。,聚四氟乙烯有一身过硬的本领：,把聚四氟乙烯塑料与黄金同时放进沸腾的“王水”中过一段时间后，黄金已被腐蚀得尸骨无存”聚四氟乙烯却“毫发无损”；它在,250,的高温下不熔化，在零下,260,的超低温中不发胀，它光滑异常。连冰都比不过它；它电绝缘性能特别好，报纸那么厚的一,层薄膜，