高分子材料的發(fā)展概論課件

第六章高分子材料的發(fā)展6.1.橡膠的發(fā)展6.1.1歐洲人初識(shí)“樹(shù)之淚”-天然橡膠的發(fā)現(xiàn)橡膠的故鄉(xiāng)在炎熱的南美熱帶雨林。最早結(jié)識(shí)橡膠的是南美最古老的民族-印第安人第六章高分子材料的發(fā)展6.1.橡膠的發(fā)展他在1492年到1502年間四次橫渡大西洋，到達(dá)美洲大陸。航海家哥倫布把天然橡膠帶到了歐洲他在1492年到1502年間四次橫渡大西洋，到達(dá)美洲大陸。航1493年哥倫布在海地島發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)睾⒆釉谕嬉环N“魔球”?！翱跚蔀酢?493年哥倫布在海地島發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)睾⒆釉谕嬉环N“魔球”。樹(shù)的眼淚樹(shù)的眼淚白色的橡膠液在太陽(yáng)下曬干，再用椰子殼燃燒的煙熏烤，就會(huì)凝成黑色有彈性的固體，這就是最早的橡膠制品。南美人用這種橡膠液凃在鞋子上防水；把這種煙熏的生膠涂在盾牌上，以阻擋長(zhǎng)矛和箭矢。處理過(guò)程白色的橡膠液在太陽(yáng)下曬干，再用椰子殼燃燒的煙熏烤，就會(huì)凝成黑哥倫布把“魔球”帶回歐洲，大家只感覺(jué)很新鮮，但不知道它還會(huì)有什么其它用途，只好把它放到博物館。這一放就是200多年。直到1770年，英國(guó)化學(xué)家普利斯特勒發(fā)明了橡皮。這是第一種廣泛使用的橡膠制品。哥倫布把“魔球”帶回歐洲，大家只感覺(jué)很新鮮，但不知道它還會(huì)有1823年，蘇格蘭化學(xué)家查爾斯麥金斯托找到了能溶解橡膠的溶劑-從煤焦油中提取的揮發(fā)油。他把橡膠溶液涂在兩層布中間，把他們聯(lián)在一起，等溶劑揮發(fā)完以后，布料就不透水了，這就是最早的雨衣材料。用涂膠做成的雨衣即輕盈、漂亮，防水效果又好，一上市就受到顧客熱烈的歡迎，市場(chǎng)看好。從此，橡膠走出博物館的櫥窗，身價(jià)倍增。6.1.2橡膠真正走出博物館1823年，蘇格蘭化學(xué)家查爾斯麥金斯托找到了能溶解橡膠的溶劑1875年，英國(guó)商人亨利威凱姆從南美亞馬孫河上游采集了7萬(wàn)顆橡膠樹(shù)種子，帶回英國(guó)皇家植物園種植。但英國(guó)地處北方、氣候寒冷，并不適合橡膠樹(shù)的生長(zhǎng)，所以種植未獲得成功。后來(lái)威凱姆又把橡膠樹(shù)苗帶到東南亞，這個(gè)地區(qū)氣候溫暖、雨量充沛，非常適合橡膠樹(shù)的生長(zhǎng)。新加坡、馬來(lái)西亞、印度尼西亞等成為了世界上最主要的橡膠產(chǎn)地。橡膠樹(shù)走出南美1875年，英國(guó)商人亨利威凱姆從南美亞馬孫河上游采集了7萬(wàn)生膠的缺陷：強(qiáng)度低、布耐磨，冬天溫度低了就變得又硬又脆。夏天溫度高了就變得軟而粘。所以使用受到極大的限制。1839年美國(guó)人查爾斯固特意爾（CharlesGoodyear）發(fā)現(xiàn)天然橡膠與硫磺共熱后明顯地改變了性能，使它從硬度較低、遇熱發(fā)粘軟化、遇冷發(fā)脆斷裂的不實(shí)用的性質(zhì)，變?yōu)楦挥袕椥?、可塑性的材料?.1.3硫化橡膠的誕生生膠的缺陷：強(qiáng)度低、布耐磨，冬天溫度低了就變得又硬又脆。夏天第一次申請(qǐng)專利并商業(yè)化用硝酸處理生膠與人（魯克斯奧公司）合作制作郵袋，利潤(rùn)7:3.但是制作的郵袋強(qiáng)度很低，無(wú)法使用。查爾斯固特意爾第一次申請(qǐng)專利并商業(yè)化查爾斯固特意爾向生膠種加入各種添加物硫酸、鹽酸、石灰水、氧化鎂、各種金屬粉末、木炭粉等等。但是各種添加物的實(shí)驗(yàn)都搞失敗。固特意爾筋疲力盡。從1829年開(kāi)始，固特意爾白天外出打工、維持基本的生活，晚上做實(shí)驗(yàn)。1839年的一天晚上，固特意爾坐在爐前手里拿著一包硫磺粉，正在考慮是否把它放到生膠內(nèi)，不知不覺(jué)就睡著了。手里的硫磺粉掉入了坩堝。頓時(shí)濃煙滾滾，也把瞌睡種的固特意爾驚醒。他趕緊把大伙撲滅。受到合金鋼的啟示向生膠種加入各種添加物受到合金鋼的啟示硫磺粉撒進(jìn)了熱膠中硫磺粉撒進(jìn)了熱膠中第二天，固特意爾收拾殘局時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)煉膠的坩堝壁上粘著的橡膠與以往不同，它即有彈性，韌性液特別足，拉野拉不斷。固特意爾意識(shí)到機(jī)會(huì)來(lái)了。有了第一次失敗的教訓(xùn)，這次固特意爾沒(méi)有貿(mào)然行事。他又重新進(jìn)行了多次試驗(yàn)，掌握了硫磺粉的加入量、加入時(shí)間熔煉溫度等全套技術(shù)。但是他現(xiàn)在窮困的已經(jīng)沒(méi)有足夠的資金去申請(qǐng)專利了。他只好與人合作以兩人得名義申請(qǐng)了專利。這就是硫化橡膠的誕生。第二天，固特意爾收拾殘局時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)煉膠的坩堝壁上粘著的橡膠與由于橡膠使用與日俱增，天然橡膠已滿足不了社會(huì)的需求。1930年德國(guó)化學(xué)家施陶丁格（HermannStaudinger）用金屬鈉作為催化劑，用丁二烯合成出丁鈉橡膠和丁苯橡膠。6.1.4合成橡膠的誕生由于橡膠使用與日俱增，天然橡膠已滿足不了社會(huì)的需求。6.1.鐵鏈條激起了施陶丁格的聯(lián)想鐵鏈條激起了施陶丁格的聯(lián)想早在1922年，德國(guó)人HermannStaudinger就發(fā)表了“關(guān)于聚合反應(yīng)”的劃時(shí)代的論文，提出：高分子物質(zhì)是由具有相同化學(xué)結(jié)構(gòu)的單體經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)（聚合），通過(guò)化學(xué)鍵連接在一起的大分子化合物，高分子或聚合物一詞即源于此。早在1922年，德國(guó)人HermannStau1930年，Staudinger用酒精合成了廉價(jià)的丁二烯。此后，美國(guó)、德國(guó)等都在人工合成橡膠上投入了極大的人力、物力。先后研制出了丁苯橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠、乙丙橡膠、丁基橡膠、聚異丁烯橡膠等，還有一些特種橡膠。到1950年世界上的合成橡膠已達(dá)到54.3萬(wàn)噸，相當(dāng)于30萬(wàn)名農(nóng)業(yè)工人在900萬(wàn)畝橡膠園內(nèi)1年的的收獲，大大緩解了世界橡膠供應(yīng)緊張的狀況。1930年，Staudinger用酒精合成了廉價(jià)的丁二烯。

1932年Staudinger發(fā)表了專著《高分子有機(jī)化合物》，標(biāo)志著高分子科學(xué)的正式誕生。為表彰他對(duì)高分子科學(xué)作出的巨大貢獻(xiàn)，1953年獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?wù)绞谟枇怂?從而使他成為世界上獲此殊榮的第一位高分子學(xué)者。1932年Staudinger發(fā)表了專著《高分子盡管合成橡膠的產(chǎn)量不斷增加、品種液在不斷增多，但是其質(zhì)量比起天然橡膠還是有一定的差距。1953年取得突破，這就是德國(guó)人KarlZiegler與意大利人GiulioNatta分別用金屬絡(luò)合催化劑合成了聚乙烯與聚丙烯。1955年美國(guó)人利用齊格勒-納塔催化劑聚合異戊二烯，首次用人工方法合成了結(jié)構(gòu)與天然橡膠基本一樣的合成天然橡膠。6.1.5合成橡膠的突破盡管合成橡膠的產(chǎn)量不斷增加、品種液在不斷增多，6.1.5合齊格勒-納塔因發(fā)明催化劑爾獲1965年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)齊格勒-納塔因發(fā)明催化劑爾獲1965年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)6.2.1賽璐珞的誕生1869年美國(guó)人海厄特（JohnWesleyHyatt）把硝化纖維、樟腦和乙醇的混合物在高壓下共熱，制造出了第一種人工合成塑料“賽璐珞”（celluloid)。這是人類發(fā)明的第一種合成塑料。三年后，第一個(gè)生產(chǎn)賽璐珞的工廠在美國(guó)建成投產(chǎn)，標(biāo)志著塑料工業(yè)的開(kāi)始。6.2塑料的發(fā)展歷史6.2.1賽璐珞的誕生6.2塑料的發(fā)展歷史網(wǎng)球、乒乓球材料：橡膠、象牙、賽璐珞。Hyatt發(fā)明了賽璐珞(ccluloid）。一則廣告引出的發(fā)明網(wǎng)球、乒乓球一則廣告引出的發(fā)明1907年美籍比利時(shí)化學(xué)家列奧·亨德里克·貝克蘭（Baekeland

，LeoHendrik）發(fā)明了真正的塑料-酚醛樹(shù)脂，俗稱膠木或電木。蟲膠一種天然樹(shù)脂，是從一種叫紫膠蟲的小甲殼蟲的分泌物。主要用來(lái)制作電器開(kāi)關(guān)、紐扣、唱片等物品。但價(jià)格昂貴。15萬(wàn)個(gè)紫膠蟲化6個(gè)月時(shí)間才能分泌出1磅蟲膠。6.2.2塑料鼻祖的問(wèn)世1907年美籍比利時(shí)化學(xué)家列奧·亨德里克·貝克蘭（Baeke通過(guò)查閱文獻(xiàn)，貝克蘭發(fā)現(xiàn)德國(guó)化學(xué)家拜爾，曾經(jīng)在l870年做過(guò)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，他把通常作消毒劑用的石炭酸(即苯酚)和防腐用的福爾馬林(甲醛)混合起來(lái)，結(jié)果生成了一種樹(shù)脂狀的物質(zhì)。這種物質(zhì)在加熱時(shí)發(fā)出惡臭，拜爾認(rèn)為，它沒(méi)有什么用處，就放棄了對(duì)它的進(jìn)一步研究。貝克蘭認(rèn)為，這可能是一種很有用的物質(zhì)。貝克蘭命名為“酚醛樹(shù)脂”。貝克蘭決定開(kāi)發(fā)蟲膠的替代品通過(guò)查閱文獻(xiàn)，貝克蘭發(fā)現(xiàn)德國(guó)化學(xué)家拜爾，曾經(jīng)在l870年做貝克蘭首先改進(jìn)了苯酚和甲醛發(fā)生反應(yīng)的條件。他設(shè)計(jì)了一個(gè)內(nèi)部有許多小反應(yīng)室的酚醛樹(shù)胎反應(yīng)機(jī)。為了使各反應(yīng)室溫度一致，他還在反應(yīng)室內(nèi)外裝—亡一些蛇形蒸汽管、這樣就能一次性制出比較多的酚醛樹(shù)脂了。貝克蘭的實(shí)驗(yàn)貝克蘭首先改進(jìn)了苯酚和甲醛發(fā)生反應(yīng)的條件。他設(shè)計(jì)了一個(gè)內(nèi)部有對(duì)于酚醛樹(shù)脂的成型轉(zhuǎn)變成酚醛塑料，貝克蘭也進(jìn)行了研究。他發(fā)明了一種先將樹(shù)脂磨成粉，再把它裝進(jìn)各種形狀的模具內(nèi)進(jìn)行加熱固化的方法．生產(chǎn)出一批能精確重現(xiàn)模具的輪廓，玉白色的酚醛塑料制品。

1909年，這些產(chǎn)品從貝克蘭創(chuàng)辦的世界第一家塑料廠走向市場(chǎng)時(shí)，不少商人爭(zhēng)相販賣，人們見(jiàn)到它，誤以為是象牙制品，商人也故意不說(shuō)穿，引得不少貪便宜者上當(dāng)受騙。對(duì)于酚醛樹(shù)脂的成型轉(zhuǎn)變成酚醛塑料，貝克蘭也進(jìn)行了研究。后來(lái)，貝克蘭發(fā)現(xiàn)，用純酚醛樹(shù)脂粉成本太高，影響到產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，就設(shè)法加以改進(jìn)。他在酚醛樹(shù)脂粉里加進(jìn)一定量的鋸木粉、石棉或陶土等廉價(jià)粉末．混合以后放進(jìn)模具中用高溫高壓定型，就聚合成酚醛塑料。酚醛塑料首先大量應(yīng)用的地方是電器行業(yè)，用它做成燈頭、開(kāi)關(guān)、插座等物品．因?yàn)槟痉墼诟邷叵绿炕?，所以它們都是黑色的。人們把這些叫做“膠木”或。電木’制品，直到今天還在不少地方便用著。后來(lái)，貝克蘭發(fā)現(xiàn)，用純酚醛樹(shù)脂粉成本太高，影響到產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)電木中加鋸木粉、陶土，其實(shí)除了降低成本外．還有提高制品強(qiáng)度和韌性的作用，這是貝克蘭事先沒(méi)有·想到的。貝克蘭發(fā)明了酚醛樹(shù)脂．又發(fā)明了它的成型方法，為世界塑料工業(yè)的建立和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，所以人們尊稱他為“塑料之父”，并把這件事列為20世紀(jì)對(duì)人類生活影響最大的十大科學(xué)發(fā)明之—。電木中加鋸木粉、陶土，其實(shí)除了降低成本外．還有提高制品強(qiáng)度和1912年，有一個(gè)叫FritzKlatte的德國(guó)化學(xué)家，為了利用乙炔氣，將乙炔與鹽酸反應(yīng)得到了氯乙烯。他把得到的氯乙烯放在實(shí)驗(yàn)室的架子上，過(guò)了一段時(shí)間，發(fā)現(xiàn)氯乙烯聚合了。聚氯乙烯就這樣被發(fā)明了。

遺憾的是，當(dāng)時(shí)他并不知道聚氯乙烯有什么用處，雖然他所在的公司(GreisheimElectron)將聚氯乙烯這種材料在德國(guó)申請(qǐng)了專利，但直到1925年專利過(guò)期，他們也沒(méi)有想出聚氯乙烯有什么用途。6.2.3聚氯乙烯的發(fā)明1912年，有一個(gè)叫FritzKlatte的德國(guó)化學(xué)家，為然而到1926年，美國(guó)化學(xué)家，WaldoSemon，又一次獨(dú)立地發(fā)明了聚氯乙烯，而且發(fā)現(xiàn)這種材料具有優(yōu)良隔水性能，非常適合做浴簾。

于是，Semon和他所在的B.F.Goodrich公司將聚氯乙烯在美國(guó)申請(qǐng)了專利。1927年，PVC開(kāi)始被大量生產(chǎn)應(yīng)用。

然而到1926年，美國(guó)化學(xué)家，WaldoSemon，又一次商品名稱為“特氟隆”的聚四氟乙烯，素有“塑料王”的美稱。聚四氟乙烯有一身過(guò)硬的本領(lǐng)：把聚四氟乙烯塑料與黃金同時(shí)放進(jìn)沸騰的“王水”中．過(guò)一段時(shí)間后，黃金已被腐蝕得‘尸骨無(wú)存”．聚四氟乙烯卻“毫發(fā)無(wú)損”；它在250℃的高溫下不熔化，在零下260℃的超低溫中不發(fā)脹，它光滑異常。連冰都比不過(guò)它；它電絕緣性能特別好，報(bào)紙那么厚的一層薄膜，便足以抵擋1500伏的高壓電，它不怕水、不怕油、不怕陽(yáng)光和紫外線，表面不粘任何其它物質(zhì)。6.2.4塑料王出現(xiàn)商品名稱為“特氟隆”的聚四氟乙烯，素有“塑料王”的美稱。6.在1886年，Moissan首次用電解氫氟酸生產(chǎn)出氟氣后，由于氟本身的毒性和反應(yīng)性，很長(zhǎng)時(shí)間化學(xué)家們不敢對(duì)氟化合物進(jìn)行研究。而1928年，學(xué)機(jī)械出身的Midgley開(kāi)始研究氟利昂制冷劑，以代替當(dāng)時(shí)廣泛應(yīng)用的有毒的二氧化硫和氨氣制冷劑，幸運(yùn)獲得了成功，從而使氟利昂制冷劑走上歷史舞臺(tái)。1932年，氟樹(shù)脂之父普魯凱特博士畢業(yè)后到杜邦公司開(kāi)始從事有機(jī)氟研究，1936年，他和助手雷博克開(kāi)始研究替代致冷劑。

在1886年，Moissan首次用電解氫氟酸生產(chǎn)出氟氣后，由他們收集了部分四氟乙烯儲(chǔ)存于鋼瓶中，準(zhǔn)備第二天進(jìn)行下一步的實(shí)驗(yàn)，可是當(dāng)?shù)诙齑蜷_(kāi)鋼瓶減壓閥后，卻并沒(méi)有氣體溢出，他們以為是發(fā)生了漏氣，可是當(dāng)將鋼瓶稱量時(shí)發(fā)現(xiàn)鋼瓶并沒(méi)有減重，他們鋸開(kāi)了鋼瓶，發(fā)現(xiàn)了大量的白色粉末，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)這是聚四氟乙烯。他們收集了部分四氟乙烯儲(chǔ)存于鋼瓶中，準(zhǔn)備第二天進(jìn)行下一步的實(shí)他們研究發(fā)現(xiàn)的聚四氟乙烯可以用于原子彈、炮彈等的防熔密封墊圈，因此美國(guó)軍方將該技術(shù)在二戰(zhàn)期間一直保密。直到二戰(zhàn)結(jié)束后，化學(xué)家才解密，并于1946年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。聚四氟乙烯的發(fā)明被人形象地稱為“天賜珍寶、偶然幸運(yùn)和天才閃光的完美結(jié)合”被稱為革命性的塑料。他們研究發(fā)現(xiàn)的聚四氟乙烯可以用于原子彈、炮彈等的防熔密封墊圈6.2.5塑料標(biāo)示1PET：礦泉水瓶碳酸飲料瓶等耐熱至70℃易變形，有對(duì)人體有害的物質(zhì)融出。1號(hào)塑料品用了10個(gè)月后，可能釋放出致癌物DEHP。不能放在汽車內(nèi)曬太陽(yáng)；不要裝酒、油等物質(zhì)

6.2.5塑料標(biāo)示1PET：礦泉水瓶2、HDPE高密度聚乙烯

常見(jiàn)白色藥瓶、清潔用品、沐浴產(chǎn)品。不要再用來(lái)做為水杯，或者用來(lái)做儲(chǔ)物容器裝其他物品。清潔不徹底，不要循環(huán)使用。3、ＰＶＣ聚氯乙烯

常見(jiàn)雨衣、建材、塑料膜、塑料盒等‘可塑性優(yōu)良，價(jià)錢便宜，故使用很普遍，只能耐熱81℃.高溫時(shí)容易有不好的物質(zhì)產(chǎn)生,很少被用于食品包裝。難清洗易殘留，不要循環(huán)使用。若裝飲品不要購(gòu)買。2、HDPE高密度聚乙烯

常見(jiàn)白色藥瓶、清潔用品、沐浴產(chǎn)品4、ＰＥ聚乙烯

常見(jiàn)保鮮膜、塑料膜等。高溫時(shí)有有害物質(zhì)產(chǎn)生，有毒物隨食物進(jìn)入人體后，可能引起乳腺癌、新生兒先天缺陷等疾病。保鮮膜別進(jìn)微波爐。

4、ＰＥ聚乙烯

常見(jiàn)保鮮膜、塑料膜等。5、ＰＰ聚丙烯

常見(jiàn)豆?jié){瓶、優(yōu)酪乳瓶、果汁飲料瓶、微波爐餐盒。熔點(diǎn)高達(dá)167℃，是唯一可以放進(jìn)微波爐的塑料盒，可在小心清潔后重復(fù)使用。需要注意，有些微波爐餐盒，盒體以5號(hào)PP制造，但盒蓋卻以1號(hào)PE制造，由于PE不能抵受高溫，故不能與盒體一并放進(jìn)微波爐。5、ＰＰ聚丙烯

常見(jiàn)豆?jié){瓶、優(yōu)酪乳瓶、果汁飲料瓶、微波爐6、ＰＳ聚苯乙烯

常見(jiàn)碗裝泡面盒、快餐盒。不能放進(jìn)微波爐中，以免因溫度過(guò)高而釋出化學(xué)物。裝酸（如柳橙汁）、堿性物質(zhì)后，會(huì)分解出致癌物質(zhì)。避免用快餐盒打包滾燙的食物。別用微波爐煮碗裝方便面。

6、ＰＳ聚苯乙烯

常見(jiàn)碗裝泡面盒、快餐盒。不能放進(jìn)微波7、

PC其它類

常見(jiàn)水壺、太空杯、奶瓶。很容易釋放出有毒的物質(zhì)雙酚A，對(duì)人體有害。使用時(shí)不要加熱，不要在陽(yáng)光下直曬。7、PC其它類

常見(jiàn)水壺、太空杯、奶瓶。演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！第六章高分子材料的發(fā)展6.1.橡膠的發(fā)展6.1.1歐洲人初識(shí)“樹(shù)之淚”-天然橡膠的發(fā)現(xiàn)橡膠的故鄉(xiāng)在炎熱的南美熱帶雨林。最早結(jié)識(shí)橡膠的是南美最古老的民族-印第安人第六章高分子材料的發(fā)展6.1.橡膠的發(fā)展他在1492年到1502年間四次橫渡大西洋，到達(dá)美洲大陸。航海家哥倫布把天然橡膠帶到了歐洲他在1492年到1502年間四次橫渡大西洋，到達(dá)美洲大陸。航1493年哥倫布在海地島發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)睾⒆釉谕嬉环N“魔球”?！翱跚蔀酢?493年哥倫布在海地島發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)睾⒆釉谕嬉环N“魔球”。樹(shù)的眼淚樹(shù)的眼淚白色的橡膠液在太陽(yáng)下曬干，再用椰子殼燃燒的煙熏烤，就會(huì)凝成黑色有彈性的固體，這就是最早的橡膠制品。南美人用這種橡膠液凃在鞋子上防水；把這種煙熏的生膠涂在盾牌上，以阻擋長(zhǎng)矛和箭矢。處理過(guò)程白色的橡膠液在太陽(yáng)下曬干，再用椰子殼燃燒的煙熏烤，就會(huì)凝成黑哥倫布把“魔球”帶回歐洲，大家只感覺(jué)很新鮮，但不知道它還會(huì)有什么其它用途，只好把它放到博物館。這一放就是200多年。直到1770年，英國(guó)化學(xué)家普利斯特勒發(fā)明了橡皮。這是第一種廣泛使用的橡膠制品。哥倫布把“魔球”帶回歐洲，大家只感覺(jué)很新鮮，但不知道它還會(huì)有1823年，蘇格蘭化學(xué)家查爾斯麥金斯托找到了能溶解橡膠的溶劑-從煤焦油中提取的揮發(fā)油。他把橡膠溶液涂在兩層布中間，把他們聯(lián)在一起，等溶劑揮發(fā)完以后，布料就不透水了，這就是最早的雨衣材料。用涂膠做成的雨衣即輕盈、漂亮，防水效果又好，一上市就受到顧客熱烈的歡迎，市場(chǎng)看好。從此，橡膠走出博物館的櫥窗，身價(jià)倍增。6.1.2橡膠真正走出博物館1823年，蘇格蘭化學(xué)家查爾斯麥金斯托找到了能溶解橡膠的溶劑1875年，英國(guó)商人亨利威凱姆從南美亞馬孫河上游采集了7萬(wàn)顆橡膠樹(shù)種子，帶回英國(guó)皇家植物園種植。但英國(guó)地處北方、氣候寒冷，并不適合橡膠樹(shù)的生長(zhǎng)，所以種植未獲得成功。后來(lái)威凱姆又把橡膠樹(shù)苗帶到東南亞，這個(gè)地區(qū)氣候溫暖、雨量充沛，非常適合橡膠樹(shù)的生長(zhǎng)。新加坡、馬來(lái)西亞、印度尼西亞等成為了世界上最主要的橡膠產(chǎn)地。橡膠樹(shù)走出南美1875年，英國(guó)商人亨利威凱姆從南美亞馬孫河上游采集了7萬(wàn)生膠的缺陷：強(qiáng)度低、布耐磨，冬天溫度低了就變得又硬又脆。夏天溫度高了就變得軟而粘。所以使用受到極大的限制。1839年美國(guó)人查爾斯固特意爾（CharlesGoodyear）發(fā)現(xiàn)天然橡膠與硫磺共熱后明顯地改變了性能，使它從硬度較低、遇熱發(fā)粘軟化、遇冷發(fā)脆斷裂的不實(shí)用的性質(zhì)，變?yōu)楦挥袕椥?、可塑性的材料?.1.3硫化橡膠的誕生生膠的缺陷：強(qiáng)度低、布耐磨，冬天溫度低了就變得又硬又脆。夏天第一次申請(qǐng)專利并商業(yè)化用硝酸處理生膠與人（魯克斯奧公司）合作制作郵袋，利潤(rùn)7:3.但是制作的郵袋強(qiáng)度很低，無(wú)法使用。查爾斯固特意爾第一次申請(qǐng)專利并商業(yè)化查爾斯固特意爾向生膠種加入各種添加物硫酸、鹽酸、石灰水、氧化鎂、各種金屬粉末、木炭粉等等。但是各種添加物的實(shí)驗(yàn)都搞失敗。固特意爾筋疲力盡。從1829年開(kāi)始，固特意爾白天外出打工、維持基本的生活，晚上做實(shí)驗(yàn)。1839年的一天晚上，固特意爾坐在爐前手里拿著一包硫磺粉，正在考慮是否把它放到生膠內(nèi)，不知不覺(jué)就睡著了。手里的硫磺粉掉入了坩堝。頓時(shí)濃煙滾滾，也把瞌睡種的固特意爾驚醒。他趕緊把大伙撲滅。受到合金鋼的啟示向生膠種加入各種添加物受到合金鋼的啟示硫磺粉撒進(jìn)了熱膠中硫磺粉撒進(jìn)了熱膠中第二天，固特意爾收拾殘局時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)煉膠的坩堝壁上粘著的橡膠與以往不同，它即有彈性，韌性液特別足，拉野拉不斷。固特意爾意識(shí)到機(jī)會(huì)來(lái)了。有了第一次失敗的教訓(xùn)，這次固特意爾沒(méi)有貿(mào)然行事。他又重新進(jìn)行了多次試驗(yàn)，掌握了硫磺粉的加入量、加入時(shí)間熔煉溫度等全套技術(shù)。但是他現(xiàn)在窮困的已經(jīng)沒(méi)有足夠的資金去申請(qǐng)專利了。他只好與人合作以兩人得名義申請(qǐng)了專利。這就是硫化橡膠的誕生。第二天，固特意爾收拾殘局時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)煉膠的坩堝壁上粘著的橡膠與由于橡膠使用與日俱增，天然橡膠已滿足不了社會(huì)的需求。1930年德國(guó)化學(xué)家施陶丁格（HermannStaudinger）用金屬鈉作為催化劑，用丁二烯合成出丁鈉橡膠和丁苯橡膠。6.1.4合成橡膠的誕生由于橡膠使用與日俱增，天然橡膠已滿足不了社會(huì)的需求。6.1.鐵鏈條激起了施陶丁格的聯(lián)想鐵鏈條激起了施陶丁格的聯(lián)想早在1922年，德國(guó)人HermannStaudinger就發(fā)表了“關(guān)于聚合反應(yīng)”的劃時(shí)代的論文，提出：高分子物質(zhì)是由具有相同化學(xué)結(jié)構(gòu)的單體經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)（聚合），通過(guò)化學(xué)鍵連接在一起的大分子化合物，高分子或聚合物一詞即源于此。早在1922年，德國(guó)人HermannStau1930年，Staudinger用酒精合成了廉價(jià)的丁二烯。此后，美國(guó)、德國(guó)等都在人工合成橡膠上投入了極大的人力、物力。先后研制出了丁苯橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠、乙丙橡膠、丁基橡膠、聚異丁烯橡膠等，還有一些特種橡膠。到1950年世界上的合成橡膠已達(dá)到54.3萬(wàn)噸，相當(dāng)于30萬(wàn)名農(nóng)業(yè)工人在900萬(wàn)畝橡膠園內(nèi)1年的的收獲，大大緩解了世界橡膠供應(yīng)緊張的狀況。1930年，Staudinger用酒精合成了廉價(jià)的丁二烯。

1932年Staudinger發(fā)表了專著《高分子有機(jī)化合物》，標(biāo)志著高分子科學(xué)的正式誕生。為表彰他對(duì)高分子科學(xué)作出的巨大貢獻(xiàn)，1953年獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?wù)绞谟枇怂?從而使他成為世界上獲此殊榮的第一位高分子學(xué)者。1932年Staudinger發(fā)表了專著《高分子盡管合成橡膠的產(chǎn)量不斷增加、品種液在不斷增多，但是其質(zhì)量比起天然橡膠還是有一定的差距。1953年取得突破，這就是德國(guó)人KarlZiegler與意大利人GiulioNatta分別用金屬絡(luò)合催化劑合成了聚乙烯與聚丙烯。1955年美國(guó)人利用齊格勒-納塔催化劑聚合異戊二烯，首次用人工方法合成了結(jié)構(gòu)與天然橡膠基本一樣的合成天然橡膠。6.1.5合成橡膠的突破盡管合成橡膠的產(chǎn)量不斷增加、品種液在不斷增多，6.1.5合齊格勒-納塔因發(fā)明催化劑爾獲1965年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)齊格勒-納塔因發(fā)明催化劑爾獲1965年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)6.2.1賽璐珞的誕生1869年美國(guó)人海厄特（JohnWesleyHyatt）把硝化纖維、樟腦和乙醇的混合物在高壓下共熱，制造出了第一種人工合成塑料“賽璐珞”（celluloid)。這是人類發(fā)明的第一種合成塑料。三年后，第一個(gè)生產(chǎn)賽璐珞的工廠在美國(guó)建成投產(chǎn)，標(biāo)志著塑料工業(yè)的開(kāi)始。6.2塑料的發(fā)展歷史6.2.1賽璐珞的誕生6.2塑料的發(fā)展歷史網(wǎng)球、乒乓球材料：橡膠、象牙、賽璐珞。Hyatt發(fā)明了賽璐珞(ccluloid）。一則廣告引出的發(fā)明網(wǎng)球、乒乓球一則廣告引出的發(fā)明1907年美籍比利時(shí)化學(xué)家列奧·亨德里克·貝克蘭（Baekeland

，LeoHendrik）發(fā)明了真正的塑料-酚醛樹(shù)脂，俗稱膠木或電木。蟲膠一種天然樹(shù)脂，是從一種叫紫膠蟲的小甲殼蟲的分泌物。主要用來(lái)制作電器開(kāi)關(guān)、紐扣、唱片等物品。但價(jià)格昂貴。15萬(wàn)個(gè)紫膠蟲化6個(gè)月時(shí)間才能分泌出1磅蟲膠。6.2.2塑料鼻祖的問(wèn)世1907年美籍比利時(shí)化學(xué)家列奧·亨德里克·貝克蘭（Baeke通過(guò)查閱文獻(xiàn)，貝克蘭發(fā)現(xiàn)德國(guó)化學(xué)家拜爾，曾經(jīng)在l870年做過(guò)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，他把通常作消毒劑用的石炭酸(即苯酚)和防腐用的福爾馬林(甲醛)混合起來(lái)，結(jié)果生成了一種樹(shù)脂狀的物質(zhì)。這種物質(zhì)在加熱時(shí)發(fā)出惡臭，拜爾認(rèn)為，它沒(méi)有什么用處，就放棄了對(duì)它的進(jìn)一步研究。貝克蘭認(rèn)為，這可能是一種很有用的物質(zhì)。貝克蘭命名為“酚醛樹(shù)脂”。貝克蘭決定開(kāi)發(fā)蟲膠的替代品通過(guò)查閱文獻(xiàn)，貝克蘭發(fā)現(xiàn)德國(guó)化學(xué)家拜爾，曾經(jīng)在l870年做貝克蘭首先改進(jìn)了苯酚和甲醛發(fā)生反應(yīng)的條件。他設(shè)計(jì)了一個(gè)內(nèi)部有許多小反應(yīng)室的酚醛樹(shù)胎反應(yīng)機(jī)。為了使各反應(yīng)室溫度一致，他還在反應(yīng)室內(nèi)外裝—亡一些蛇形蒸汽管、這樣就能一次性制出比較多的酚醛樹(shù)脂了。貝克蘭的實(shí)驗(yàn)貝克蘭首先改進(jìn)了苯酚和甲醛發(fā)生反應(yīng)的條件。他設(shè)計(jì)了一個(gè)內(nèi)部有對(duì)于酚醛樹(shù)脂的成型轉(zhuǎn)變成酚醛塑料，貝克蘭也進(jìn)行了研究。他發(fā)明了一種先將樹(shù)脂磨成粉，再把它裝進(jìn)各種形狀的模具內(nèi)進(jìn)行加熱固化的方法．生產(chǎn)出一批能精確重現(xiàn)模具的輪廓，玉白色的酚醛塑料制品。

1909年，這些產(chǎn)品從貝克蘭創(chuàng)辦的世界第一家塑料廠走向市場(chǎng)時(shí)，不少商人爭(zhēng)相販賣，人們見(jiàn)到它，誤以為是象牙制品，商人也故意不說(shuō)穿，引得不少貪便宜者上當(dāng)受騙。對(duì)于酚醛樹(shù)脂的成型轉(zhuǎn)變成酚醛塑料，貝克蘭也進(jìn)行了研究。后來(lái)，貝克蘭發(fā)現(xiàn)，用純酚醛樹(shù)脂粉成本太高，影響到產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，就設(shè)法加以改進(jìn)。他在酚醛樹(shù)脂粉里加進(jìn)一定量的鋸木粉、石棉或陶土等廉價(jià)粉末．混合以后放進(jìn)模具中用高溫高壓定型，就聚合成酚醛塑料。酚醛塑料首先大量應(yīng)用的地方是電器行業(yè)，用它做成燈頭、開(kāi)關(guān)、插座等物品．因?yàn)槟痉墼诟邷叵绿炕?，所以它們都是黑色的。人們把這些叫做“膠木”或。電木’制品，直到今天還在不少地方便用著。后來(lái)，貝克蘭發(fā)現(xiàn)，用純酚醛樹(shù)脂粉成本太高，影響到產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)電木中加鋸木粉、陶土，其實(shí)除了降低成本外．還有提高制品強(qiáng)度和韌性的作用，這是貝克蘭事先沒(méi)有·想到的。貝克蘭發(fā)明了酚醛樹(shù)脂．又發(fā)明了它的成型方法，為世界塑料工業(yè)的建立和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，所以人們尊稱他為“塑料之父”，并把這件事列為20世紀(jì)對(duì)人類生活影響最大的十大科學(xué)發(fā)明之—。電木中加鋸木粉、陶土，其實(shí)除了降低成本外．還有提高制品強(qiáng)度和1912年，有一個(gè)叫FritzKlatte的德國(guó)化學(xué)家，為了利用乙炔氣，將乙炔與鹽酸反應(yīng)得到了氯乙烯。他把得到的氯乙烯放在實(shí)驗(yàn)室的架子上，過(guò)了一段時(shí)間，發(fā)現(xiàn)氯乙烯聚合了。聚氯乙烯就這樣被發(fā)明了。

遺憾的是，當(dāng)時(shí)他并不知道聚氯乙烯有什么用處，雖然他所在的公司(GreisheimElectron)將聚氯乙烯這種材料在德國(guó)申請(qǐng)了專利，但直到1925年專利過(guò)期，他們也沒(méi)有想出聚氯乙烯有什么用途。6.2.3聚氯乙烯的發(fā)明1912年，有一個(gè)叫FritzKlatte的德國(guó)化學(xué)家，為然而到1926年，美國(guó)化學(xué)家，WaldoSemon，又一次獨(dú)立地發(fā)明了聚氯乙烯，而且發(fā)現(xiàn)這種材料具有優(yōu)良隔水性能，非常適合做浴簾。

于是，Semon和他所在的B.F.Goodrich公司將聚氯乙烯在美國(guó)申請(qǐng)了專利。1927年，PVC開(kāi)始被大量生產(chǎn)應(yīng)用。

然而到1926年，美國(guó)化學(xué)家，WaldoSemon，又一次商品名稱為“特氟隆”的聚四氟乙烯，素有“塑料王”的美稱。聚四氟乙烯有一身過(guò)硬的本領(lǐng)：把聚四氟乙烯塑料與黃金同時(shí)放進(jìn)沸騰的“王水”中．過(guò)一段時(shí)間后，黃金已被腐蝕得‘尸骨無(wú)存”．聚四氟乙烯卻“毫發(fā)無(wú)損”；它在250℃的高溫下不熔化，在零下260℃的超低溫中不發(fā)脹，它光滑異常。連冰都比不過(guò)它；它電絕緣性能特別好，報(bào)紙那么厚的一層薄膜，便足以抵擋1500伏的高壓電，它不怕水、不怕油、不怕陽(yáng)光和紫外線，表面不粘任何其它物質(zhì)。6.2.4塑料王出現(xiàn)商品名稱為“特氟隆”的聚四氟乙烯，素有“塑料王”的美稱。6.在1886年，Moissan首次用電解氫氟酸生產(chǎn)出氟氣后，由于氟本身的毒性和反應(yīng)性，很長(zhǎng)時(shí)間化學(xué)家們不敢對(duì)氟化合物進(jìn)行研究。而1928年，學(xué)機(jī)械出身的Midgley開(kāi)始研究氟利昂制冷劑，以代替當(dāng)時(shí)廣泛應(yīng)用的有毒的二氧化硫和氨氣制冷劑，幸運(yùn)獲得了成功，從而使氟利昂制冷劑走上歷史舞臺(tái)。1932年，氟樹(shù)脂之父普魯凱特博士畢業(yè)后到杜邦公司開(kāi)始從事有機(jī)氟研究，1936年，他和助手雷