1.1-高分子科学的历史.ppt

～高分子科学的历史 第一章 高分子材料概论 第一节 高分子科学的历史 远古时期 1、纤维素的利用～～造纸 东汉时期（公元约105年），蔡伦造纸术 1987年2月初， 在美国印刷工业100周年的纪念大会上当时的美国总统布什说“那个伟大国家在造纸、印刷和排字方面所做的贡献， 确实可以说改变了历史的进程。” 造纸是我国古代科学技术的四大发明之一; (1) 纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖。不溶于水及一般 有机溶剂。是植物细胞壁的主要成分。 (2) 纤维素是世界上最丰富的天然有机物，占植物界碳含量的50%以上。棉花的纤维素含量接近100%，为天然的最纯纤维素来源。一般木材中，纤维素占40～50%，还有10～30%的半纤维素和20～30%的木质素。此外，麻、麦秆、稻草、甘蔗渣等，都是纤维素的丰富来源。 纤维素分子式 （3）纤维素是重要的造纸原料。此外，以纤维素为原料的产品也广泛用于塑料、炸药、电工及科研器材等方面。食物中的纤维素（即膳食纤维）对人体的健康也有着重要的作用。 （4）纤维素是世界上蕴藏量最大的可再生资源，据估计自然界每年产1000亿吨。 2、蛋白质的利用～～练丝、鞣革 豆腐： 西汉淮南王刘安发明了豆腐,实质是用Ca,Mg等电解离子使大豆球蛋白的水溶液沉淀。 练丝： 一根蚕丝由两根丝纤合并组成，外围包着丝胶，所谓“练”就是用浓碱去掉丝胶，才成为可染色的熟丝。 据记载：古时练丝是把蚕丝放进含楝木灰、蜃灰（蛤壳烧的灰）或乌梅汁的水中浸泡。汉以前用温水，东汉以来用沸水。然后在日光下曝晒。晒干后再浸再洗。这样，一面利用灰水中的碱性物质和日光的紫外线起漂白作用，提高丝的白洁度；一面利用水温和灰水或乌梅中的碱性物质或酸性物质继续脱掉丝上残存的丝胶，使蚕丝更加柔软，容易染色。 鞣革： 鞣革是利用化学物质把动物皮转变成革。动物皮干时坚硬，遇水容易腐烂，一些化学物质能与动物皮中的蛋白质结合而成为柔韧、经久耐用的革。 兽皮的主要成分是动物蛋白质纤维。鞣革剂与蛋白质中的氨基交联反应。最原始的方法是烟薰法，烟中的醛为鞣革剂。 生漆，又称“土漆”，又称“国漆“或“大漆” 它是从膝树上采割的乳白色胶状液休，一旦接触空气后转为褐色，数小时后表面于涸硬化而生成漆皮。生漆的经济价值很碌，具有耐腐、耐磨、耐酸、耐溶剂、耐热、隔水和绝缘性好、富有光泽等待性。 主成分是具有双键侧链的漆酚，经氧化后聚合成高分子链。 3、最早的涂料～～生漆（国漆、大漆、土漆） 漆树主要分布在亚洲的东中部地区，越南、朝鲜、日本、缅甸等国均有漆树，但产量、质量都不如中国。中国的漆树生长于甘肃南部至山东一线的南方地区，这些地区温度和湿度环境非常适于漆树的成长。 烟灰用松木烧成的松烟最好，碳颗粒极细。 4、最早的黏合剂～～ 中国墨 中国墨较完备制造工艺的发明人是韦诞（公元179－253） 墨＝烟灰+明胶（粘合剂） 明胶由动物的皮、骨骼和甲壳等熬制而成。 历史上以徽州人最擅长制墨，所以有“徽墨”之称。 徽墨制墨工艺：包括去杂、配料、舂（发音：chong）捣、合墨等工序。 其中： 去杂－是筛去制墨原料“烟灰”中的杂物，使其成匀细粉末状； 配料－是把筛过的烟灰与胶、朱砂、麝香等辅料，按配方要求匹配混合； 舂捣－是把配好的料置于铁臼中进行舂捣，舂捣次数不能少于3万次； 合墨－即将舂捣过的墨泥，按要求制成成品墨。 制墨时间要求在每年的二月和九月，此时天气不冷不热，是合墨的最佳时机，因为天热了墨容易变质发臭，天冷了墨块不易干燥。 近代时期 1、纤维素（Cellulose）的改性 1864年的一天，瑞士巴塞尔大学的化学教授舍恩拜因在自家的厨房里做实验，一不小心把正在蒸馏硝酸和硫酸的烧瓶打破在地板上。因为找不到抹布，他顺手用他妻子的布围裙把地擦干，然后把洗过的布围裙挂在火炉旁烘干。就在围裙快要烘干时，突然出现一道闪光，整个围裙消失了。为了揭开布围裙自燃的秘密，舍恩拜因找来了一些棉花把它们浸泡在硝酸和硫酸的混合液中，然后用水洗净，很小心地烘干，最后得到一种淡黄色的棉花。现在人们知道，这就是硝酸纤维素，它很易燃烧，甚至爆炸。被称为火棉，可用于制造炸药。这是人类制备的第一种高分子合成物。 舍恩拜因深知这个发现的重要商业价值，他在杂志上只发表了新炸药的化学式，却没有公布反应式，而把反应式卖给了奥地利政府和一个英国商人泰勒。但由于生产太不安全，到1862年奥地利的最后两家火棉厂被炸毁后就停止了生产。 可是化学家们对硝酸纤维素的研究并没有中止。法国学者梅纳尔和美国医科大学学生梅纳德所分别独立发现硝酸纤维素能溶解在乙醚和酒精中，这种溶液在空气中蒸发了溶剂可得到一种角质状的物质～胶