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高分子科學簡明教程 版權信息
- ISBN：9787030640116
- 條形碼：9787030640116 ; 978-7-03-064011-6
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
高分子科學簡明教程 內容簡介
《高分子科學簡明教程（第三版）》是普通高等教育“十一五”***規劃教材。 《高分子科學簡明教程（第三版）》是一本簡明的高分子科學基礎教材。 《高分子科學簡明教程（第三版）》共 9 章。第 1 章簡要介紹高分子科學概貌。第 2 章以人類*早利用和認識的天然高分子材料為切入點開始高分子科學的介紹。此后的 7 章涵蓋了高分子科學的四大方面，即高分子化學(第 3～5 章)、高分子物理(第 6、7 章)、高分子材料學(第 8章)和高分子成型加工(第 9 章)，其中高分子化學與高分子物理是重點。每章重要知識點有例題，章后附有精選的思考題與習題。《高分子科學簡明教程（第三版）》穿插了 60 多個“小知識”和“小故事”作為補充閱讀材料，集知識性和趣味性于一體，以期增加讀者的閱讀和學習興趣，以及引導創新思維的形成。
高分子科學簡明教程 目錄
目錄
第三版前言
第二版前言
**版前言
第1章 概論1
1.1 高分子科學的歷史和現狀1
1.2 高分子科學的重要性5
1.3 高分子的定義、基本概念、分類和命名6
1.3.1 定義6
1.3.2 基本概念6
1.3.3 分類10
1.3.4 命名14
1.4 相對分子質量和相對分子質量分布16
1.5 高分子結構的一般特點19
1.5.1 一級結構19
1.5.2 二級結構23
1.5.3 三級結構和四級結構23
1.6 高分子性質的一般特點24
1.6.1 力學性質24
1.6.2 熱性質24
1.6.3 溶解性24
思考題與習題26
第2章 天然高分子28
2.1 多糖類28
2.1.1 纖維素28
2.1.2 淀粉33
2.1.3 甲殼素、殼聚糖34
2.2 天然橡膠36
2.3 蛋白質38
2.4 核酸44
思考題與習題47
第3章 鏈式聚合反應48
3.1 概述48
3.1.1 一般性特征48
3.1.2 鏈式聚合反應的單體49
3.2 自由基鏈式聚合反應52
3.2.1 自由基聚合的基元反應53
3.2.2 鏈引發反應56
3.2.3 聚合速率63
3.2.4 相對分子質量和鏈轉移反應69
3.2.5 阻聚和緩聚75
3.2.6 相對分子質量分布78
3.2.7 聚合方法79
3.3 離子型聚合反應87
3.3.1 離子型聚合的單體88
3.3.2 離子型聚合的引發劑體系88
3.3.3 溶劑91
3.3.4 陰離子聚合反應機理92
3.3.5 陽離子聚合反應機理94
3.3.6 離子型聚合與自由基聚合的比較98
3.4 配位聚合反應99
3.4.1 引言99
3.4.2 配位聚合的單體和引發劑100
3.4.3 α-烯烴配位聚合的基元反應103
3.4.4 α-烯烴配位聚合的機理104
3.4.5 共軛雙烯的配位聚合107
3.5 鏈式活性聚合反應107
3.5.1 活性聚合的定義與一般特性107
3.5.2 活性聚合的實現109
3.5.3 活性聚合的應用114
3.6 鏈式共聚合反應118
3.6.1 引言118
3.6.2 共聚合方程與競聚率119
3.6.3 共聚行為類型及共聚物組成曲線121
3.6.4 共聚產物組成控制125
3.6.5 自由基共聚反應126
3.6.6 離子型共聚反應128
思考題與習題129
第4章 逐步聚合反應133
4.1 概述133
4.1.1 一般特征133
4.1.2 逐步聚合類型134
4.1.3 縮聚反應的分類136
4.2 逐步聚合反應的單體137
4.2.1 逐步聚合反應常見的單體137
4.2.2 反應基團的數目與官能度138
4.3 線型縮聚反應的機理139
4.3.1 線型縮聚與成環傾向139
4.3.2 線型縮聚機理——逐步和平衡139
4.4 線型縮聚動力學141
4.4.1 縮聚反應速率及其測定141
4.4.2 官能團等活性概念142
4.4.3 線型縮聚動力學143
4.5 線型縮聚物的相對分子質量及其分布147
4.5.1 反應程度對聚合度的影響147
4.5.2 縮聚平衡對聚合度的影響148
4.5.3 線型縮聚物聚合度的控制149
4.5.4 線型縮聚物的相對分子質量分布151
4.6 線型逐步聚合反應152
4.6.1 一般特征152
4.6.2 凝膠化作用和凝膠點156
4.7 逐步聚合反應實施方法160
思考題與習題167
第5章 聚合物的化學反應171
5.1 概述171
5.2 聚合物化學反應的分類、特性及其影響因素171
5.2.1 聚合物化學反應的分類171
5.2.2 聚合物化學反應的特性172
5.2.3 聚合物化學反應的影響因素172
5.3 聚合物的相似轉變及其應用174
5.3.1 引入新基團174
5.3.2 基團的轉化175
5.4 聚合度變大的化學轉變及其應用176
5.4.1 交聯176
5.4.2 接枝179
5.4.3 嵌段共聚183
5.4.4 擴鏈反應184
5.5 聚合度變小的化學轉變——聚合物的降解185
5.5.1 熱降解186
5.5.2 氧化降解和穩定188
5.5.3 光降解和光氧化189
5.5.4 水解、化學降解和生化降解190
5.5.5 機械降解和超聲波降解191
5.5.6 聚合物的防老化191
5.5.7 綠色高分子概念192
思考題與習題196
第6章 聚合物的結構198
6.1 高分子鏈的二級結構198
6.1.1 高分子鏈的內旋轉構象198
6.1.2 高分子鏈的柔順性及其結構影響因素199
6.1.3 高分子鏈的構象統計202
6.2 高分子鏈的三級結構204
6.2.1 結晶結構204
6.2.2 非晶態結構模型220
6.2.3 取向結構222
6.2.4 液晶態結構224
6.2.5 多組分聚合物的織態結構229
思考題與習題232
第7章 聚合物的性質236
7.1 聚合物的溶液性質236
7.1.1 分子間相互作用和溶度參數236
7.1.2 溶劑的選擇238
7.1.3 高分子溶液的熱力學性質241
7.1.4 相對分子質量及其分布測定方法242
7.2 聚合物的熱性質253
7.2.1 形變-溫度曲線253
7.2.2 玻璃化轉變256
7.2.3 高彈態260
7.2.4 黏流溫度和黏流態260
7.3 聚合物的力學性質265
7.3.1 應力-應變曲線265
7.3.2 聚合物的力學松弛——黏彈性273
7.4 聚合物的電學性質282
7.4.1 聚合物的介電性283
7.4.2 聚合物的導電性284
7.4.3 聚合物的靜電現象286
思考題與習題288
第8章 合成材料293
8.1 塑料293
8.1.1 通用塑料293
8.1.2 工程塑料308
8.1.3 特種塑料322
8.2 合成橡膠323
8.2.1 橡膠的結構特征323
8.2.2 合成橡膠的品種323
8.3 合成纖維332
8.3.1 成纖聚合物332
8.3.2 合成纖維的主要品種333
8.4 功能高分子338
8.4.1 離子交換樹脂338
8.4.2 分離膜340
8.4.3 高分子絮凝劑341
8.4.4 超強吸水劑342
8.4.5 微膠囊343
8.4.6 高分子催化劑和固定化酶343
8.4.7 導電高分子344
8.4.8 感光高分子346
8.4.9 醫用高分子346
8.5 共混物和復合材料350
8.5.1 高分子共混物350
8.5.2 聚合物基復合材料353
思考題與習題354
第9章 聚合物的加工成型358
9.1 成型物料的配制358
9.1.1 配方的選定與原材料的準備358
9.1.2 混合359
9.1.3 塑煉359
9.1.4 粉碎和造粒360
9.2 塑料的成型加工361
9.2.1 擠出成型和擠出機361
9.2.2 薄膜擠出吹塑成型363
9.2.3 雙向拉伸薄膜和片材363
9.2.4 多層共擠出復合薄膜364
9.2.5 壓延成型364
9.2.6 擠出淋膜364
9.2.7 注射成型365
9.2.8 模壓成型366
9.2.9 中空吹塑成型366
9.2.10 旋轉成型367
9.2.11 其他成型方法367
9.3 橡膠的成型加工369
9.3.1 橡膠的成型工藝369
9.3.2 橡膠配合劑370
9.3.3 橡膠的基礎配方372
9.4 合成纖維的成型加工372
9.4.1 紡絲工藝372
9.4.2 非織造布374
9.5 3D打印376
9.5.1 3D打印發展歷程和優勢376
9.5.2 3D打印的原理和過程378
9.5.3 3D打印技術378
9.5.4 3D打印的發展與未來386
9.6 塑料添加劑386
9.6.1 增塑劑387
9.6.2 穩定劑390
9.6.3 抗氧劑392
9.6.4 光穩定劑395
9.6.5 阻燃劑396
9.6.6 填料399
思考題與習題400
部分思考題與習題參考答案402
參考文獻411
第三版前言
第二版前言
**版前言
第1章 概論1
1.1 高分子科學的歷史和現狀1
1.2 高分子科學的重要性5
1.3 高分子的定義、基本概念、分類和命名6
1.3.1 定義6
1.3.2 基本概念6
1.3.3 分類10
1.3.4 命名14
1.4 相對分子質量和相對分子質量分布16
1.5 高分子結構的一般特點19
1.5.1 一級結構19
1.5.2 二級結構23
1.5.3 三級結構和四級結構23
1.6 高分子性質的一般特點24
1.6.1 力學性質24
1.6.2 熱性質24
1.6.3 溶解性24
思考題與習題26
第2章 天然高分子28
2.1 多糖類28
2.1.1 纖維素28
2.1.2 淀粉33
2.1.3 甲殼素、殼聚糖34
2.2 天然橡膠36
2.3 蛋白質38
2.4 核酸44
思考題與習題47
第3章 鏈式聚合反應48
3.1 概述48
3.1.1 一般性特征48
3.1.2 鏈式聚合反應的單體49
3.2 自由基鏈式聚合反應52
3.2.1 自由基聚合的基元反應53
3.2.2 鏈引發反應56
3.2.3 聚合速率63
3.2.4 相對分子質量和鏈轉移反應69
3.2.5 阻聚和緩聚75
3.2.6 相對分子質量分布78
3.2.7 聚合方法79
3.3 離子型聚合反應87
3.3.1 離子型聚合的單體88
3.3.2 離子型聚合的引發劑體系88
3.3.3 溶劑91
3.3.4 陰離子聚合反應機理92
3.3.5 陽離子聚合反應機理94
3.3.6 離子型聚合與自由基聚合的比較98
3.4 配位聚合反應99
3.4.1 引言99
3.4.2 配位聚合的單體和引發劑100
3.4.3 α-烯烴配位聚合的基元反應103
3.4.4 α-烯烴配位聚合的機理104
3.4.5 共軛雙烯的配位聚合107
3.5 鏈式活性聚合反應107
3.5.1 活性聚合的定義與一般特性107
3.5.2 活性聚合的實現109
3.5.3 活性聚合的應用114
3.6 鏈式共聚合反應118
3.6.1 引言118
3.6.2 共聚合方程與競聚率119
3.6.3 共聚行為類型及共聚物組成曲線121
3.6.4 共聚產物組成控制125
3.6.5 自由基共聚反應126
3.6.6 離子型共聚反應128
思考題與習題129
第4章 逐步聚合反應133
4.1 概述133
4.1.1 一般特征133
4.1.2 逐步聚合類型134
4.1.3 縮聚反應的分類136
4.2 逐步聚合反應的單體137
4.2.1 逐步聚合反應常見的單體137
4.2.2 反應基團的數目與官能度138
4.3 線型縮聚反應的機理139
4.3.1 線型縮聚與成環傾向139
4.3.2 線型縮聚機理——逐步和平衡139
4.4 線型縮聚動力學141
4.4.1 縮聚反應速率及其測定141
4.4.2 官能團等活性概念142
4.4.3 線型縮聚動力學143
4.5 線型縮聚物的相對分子質量及其分布147
4.5.1 反應程度對聚合度的影響147
4.5.2 縮聚平衡對聚合度的影響148
4.5.3 線型縮聚物聚合度的控制149
4.5.4 線型縮聚物的相對分子質量分布151
4.6 線型逐步聚合反應152
4.6.1 一般特征152
4.6.2 凝膠化作用和凝膠點156
4.7 逐步聚合反應實施方法160
思考題與習題167
第5章 聚合物的化學反應171
5.1 概述171
5.2 聚合物化學反應的分類、特性及其影響因素171
5.2.1 聚合物化學反應的分類171
5.2.2 聚合物化學反應的特性172
5.2.3 聚合物化學反應的影響因素172
5.3 聚合物的相似轉變及其應用174
5.3.1 引入新基團174
5.3.2 基團的轉化175
5.4 聚合度變大的化學轉變及其應用176
5.4.1 交聯176
5.4.2 接枝179
5.4.3 嵌段共聚183
5.4.4 擴鏈反應184
5.5 聚合度變小的化學轉變——聚合物的降解185
5.5.1 熱降解186
5.5.2 氧化降解和穩定188
5.5.3 光降解和光氧化189
5.5.4 水解、化學降解和生化降解190
5.5.5 機械降解和超聲波降解191
5.5.6 聚合物的防老化191
5.5.7 綠色高分子概念192
思考題與習題196
第6章 聚合物的結構198
6.1 高分子鏈的二級結構198
6.1.1 高分子鏈的內旋轉構象198
6.1.2 高分子鏈的柔順性及其結構影響因素199
6.1.3 高分子鏈的構象統計202
6.2 高分子鏈的三級結構204
6.2.1 結晶結構204
6.2.2 非晶態結構模型220
6.2.3 取向結構222
6.2.4 液晶態結構224
6.2.5 多組分聚合物的織態結構229
思考題與習題232
第7章 聚合物的性質236
7.1 聚合物的溶液性質236
7.1.1 分子間相互作用和溶度參數236
7.1.2 溶劑的選擇238
7.1.3 高分子溶液的熱力學性質241
7.1.4 相對分子質量及其分布測定方法242
7.2 聚合物的熱性質253
7.2.1 形變-溫度曲線253
7.2.2 玻璃化轉變256
7.2.3 高彈態260
7.2.4 黏流溫度和黏流態260
7.3 聚合物的力學性質265
7.3.1 應力-應變曲線265
7.3.2 聚合物的力學松弛——黏彈性273
7.4 聚合物的電學性質282
7.4.1 聚合物的介電性283
7.4.2 聚合物的導電性284
7.4.3 聚合物的靜電現象286
思考題與習題288
第8章 合成材料293
8.1 塑料293
8.1.1 通用塑料293
8.1.2 工程塑料308
8.1.3 特種塑料322
8.2 合成橡膠323
8.2.1 橡膠的結構特征323
8.2.2 合成橡膠的品種323
8.3 合成纖維332
8.3.1 成纖聚合物332
8.3.2 合成纖維的主要品種333
8.4 功能高分子338
8.4.1 離子交換樹脂338
8.4.2 分離膜340
8.4.3 高分子絮凝劑341
8.4.4 超強吸水劑342
8.4.5 微膠囊343
8.4.6 高分子催化劑和固定化酶343
8.4.7 導電高分子344
8.4.8 感光高分子346
8.4.9 醫用高分子346
8.5 共混物和復合材料350
8.5.1 高分子共混物350
8.5.2 聚合物基復合材料353
思考題與習題354
第9章 聚合物的加工成型358
9.1 成型物料的配制358
9.1.1 配方的選定與原材料的準備358
9.1.2 混合359
9.1.3 塑煉359
9.1.4 粉碎和造粒360
9.2 塑料的成型加工361
9.2.1 擠出成型和擠出機361
9.2.2 薄膜擠出吹塑成型363
9.2.3 雙向拉伸薄膜和片材363
9.2.4 多層共擠出復合薄膜364
9.2.5 壓延成型364
9.2.6 擠出淋膜364
9.2.7 注射成型365
9.2.8 模壓成型366
9.2.9 中空吹塑成型366
9.2.10 旋轉成型367
9.2.11 其他成型方法367
9.3 橡膠的成型加工369
9.3.1 橡膠的成型工藝369
9.3.2 橡膠配合劑370
9.3.3 橡膠的基礎配方372
9.4 合成纖維的成型加工372
9.4.1 紡絲工藝372
9.4.2 非織造布374
9.5 3D打印376
9.5.1 3D打印發展歷程和優勢376
9.5.2 3D打印的原理和過程378
9.5.3 3D打印技術378
9.5.4 3D打印的發展與未來386
9.6 塑料添加劑386
9.6.1 增塑劑387
9.6.2 穩定劑390
9.6.3 抗氧劑392
9.6.4 光穩定劑395
9.6.5 阻燃劑396
9.6.6 填料399
思考題與習題400
部分思考題與習題參考答案402
參考文獻411
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高分子科學簡明教程 節選
第1章 概 論 1.1 高分子科學的歷史和現狀 人類直接利用天然高分子的歷史可以追溯到遠古時期。例如，利用纖維素造紙，利用蛋白質練絲和鞣革，利用生漆做涂料和利用動物膠做墨的黏結劑(又稱膠黏劑、黏合劑)等。但人工合成高分子物質則是20世紀才開始的。雖然在19世紀的中后期人們已經知道對天然高分子進行改性，典型例子如天然橡膠的硫化成功(1839年)和硝酸纖維素的發現(1868年)，然而真正從小分子出發合成高分子化合物是從酚醛樹脂開始的(1907年)，接著在1912年出現了丁鈉橡膠。 德國化學家赫爾曼? ?施陶丁格(Hermann Staudinger)從1920年發表劃時代的文獻《論聚合》起，到1932年發表**部高分子專著《有機高分子化合物——橡膠和纖維素》，歷經10余年終于創立了高分子學說。施陶丁格成為高分子科學的奠基人，1953年72歲的他登上了諾貝爾化學獎的領獎臺。 高分子學說一經創立，便有力地促進了高分子合成工業的發展。20世紀20年代末和30～40年代，大量重要的新聚合物被合成出來，如醇酸樹脂(1927年)、聚氯乙烯(1929年)、脲醛樹脂(1929年)、聚苯乙烯(1933年)、聚甲基丙烯酸甲酯(1936年)、尼龍-6(1938年)、高壓聚乙烯(1939年)、聚偏氯乙烯(1939年)、丁基橡膠(1940年)、滌綸(1941年)、不飽和聚酯(1942年)、聚氨酯(1943年)、環氧樹脂(1947年)、聚丙烯腈(1948年)、ABS(1948年)等。 20世紀50年代，德國的齊格勒(Ziegler)和意大利的納塔(Natta)發明了新的催化劑，使乙烯低壓聚合制備高密度聚乙烯(1954年)和丙烯定向聚合制備全同聚丙烯(1957年)實現工業化。這是高分子科學的又一個里程碑，齊格勒和納塔分享了1963年諾貝爾化學獎。此后，隨著新的高效催化劑的問世，聚乙烯、聚丙烯的生產更大型化，價格也更便宜。順丁橡膠(1958年)、異戊橡膠(1959年)和乙丙橡膠(1960年)等彈性體獲得大規模發展，同時聚甲醛(1956年)、聚碳酸酯(1958年)、聚酰亞胺(1963年)、聚砜(1965年)、聚苯硫醚(1968年)等工程塑料相繼出現。各種新的高強度、耐高溫等高分子材料層出不窮。從這一時期開始，高分子全面走向繁榮。 2000年，世界上合成材料的年總產量已達到2億噸(其中塑料1.63億噸、合成橡膠0.11億噸、合成纖維0.28億噸)。到2017年，全世界僅塑料的年總產量已近3.5億噸。塑料產量增長速度*快(圖1-1)，因為塑料有原料多、生產易、成本低、加工快、比強度大、性能好等特點，可以代替部分金屬、木材、皮革等傳統材料。塑料現在的產量已超過了木材和水泥等結構材料的總產量。合成橡膠的產量也早已超過了天然橡膠，而合成纖維的年產量在20世紀80年代就已達到了棉花、羊毛等天然和人造纖維的2倍。我國高分子工業的發展也極為迅猛。早在2010年，我國合成纖維和合成橡膠的產量均已位居世界**；2012年，我國合成樹脂(塑料原料)產量也躍居世界**；截至2017年，塑料產量達1.02億噸，占全球總產量的29%。由此可見，我們正處于高分子材料的極盛時期。 圖1-1 近年來全世界和中國塑料年產量變化比較 (數據來源：2011～2020年《塑料工業》每卷第三期首篇論文) 當今，高分子科學與高分子工業的研究和發展方向是：①通過新型高效催化劑的開發，重要的通用高分子品種向更大型工業化發展；②通過新型聚合方法、化學和物理改性以及復合，獲得新性能、新品種、新用途的聚合物；③開發功能高分子，如生物高分子、光敏高分子、導電高分子等。 高分子科學的創始人施陶丁格的故事 早在1861年，膠體化學的奠基人英國化學家格雷厄姆將高分子與膠體進行比較，并從高分子溶液具有丁鐸爾效應等膠體性質出發，提出了高分子是膠體的理論。膠體論者用膠體化學的理論解釋高分子物質，認為纖維素是葡萄糖的締合體(小分子的物理集合)。該理論在一定程度上解釋了某些高分子的性質，得到許多化學家的支持。當時只有德國有機化學家施陶丁格不同意膠體論者的上述看法。1920年，施陶丁格發表了《論聚合》的論文，標志著高分子化學的誕生。他從研究甲醛和丙二烯的聚合反應出發，認為聚合不同于締合，分子靠正常的化學鍵結合起來。這篇論文的發表，就像在一潭平靜的湖水中扔進一塊石頭，引起了一場激烈而又嚴肅的學術論戰。 1922年，施陶丁格進一步提出了小單元構成長鏈大分子的觀點，動搖了傳統的膠體理論的基礎。膠體論者堅持認為，天然橡膠是通過部分價鍵締合起來的，這種締合歸結于異戊二烯的不飽和狀態。他們自信地預言：橡膠加氫將會破壞這種締合，得到的產物將是一種低沸點的小分子烷烴。針對這一點，施陶丁格研究了天然橡膠的加氫過程，結果得到的是加氫橡膠而非小分子烷烴，而且加氫橡膠在性質上與天然橡膠幾乎沒有區別。這個結論增強了他關于天然橡膠是由長鏈大分子構成的信念。隨后他又將研究成果推廣到聚甲醛和聚苯乙烯，指出它們的結構同樣是由共價鍵結合形成的長鏈大分子。 施陶丁格的觀點繼續遭到膠體論者的激烈反對，有的學者曾勸告說：“離開大分子這個概念吧！根本不可能有大分子那樣的東西！钡鞘┨斩「駴]有退卻，他對有關課題進行了深入研究，堅信自己的理論是正確的。為此他先后在1924、1926年召開的德國博物學及醫學會議、1925年召開的德國化學會等會議上詳細地介紹了自己的大分子理論，與膠體論者展開了面對面的辯論。辯論主要圍繞兩個問題：其一，施陶丁格認為測定高分子溶液的黏度可以換算出其相對分子質量，而相對分子質量的高低就可以確定它是大分子還是小分子；膠體論者則認為黏度和相對分子質量沒有直接聯系。由于當時缺乏必要的實驗證明，施陶丁格顯得比較被動，處于劣勢。但施陶丁格并沒有放棄，而是通過反復的研究，終于在黏度和相對分子質量之間建立了定量關系式(著名的施陶丁格方程)。其二是高分子結構中晶胞與其分子的關系；雙方都使用X射線衍射法觀測纖維素，都發現單體與晶胞大小很接近，對此雙方的看法截然不同：膠體論者認為一個晶胞就是一個分子，晶胞通過晶格力相互締合形成高分子；施陶丁格認為晶胞大小與高分子本身大小無關，一個高分子可以穿過許多晶胞。 在這個關鍵的問題上，1926年瑞典化學家斯維德伯格用超高速離心機成功地測量了血紅蛋白的平衡沉降，由此證明高分子的相對分子質量確實是從幾萬到幾百萬。而在美國的卡羅瑟斯(Carothers)通過縮合反應得到了相對分子質量在20 000以上的聚合物，支持了大分子的概念。事實上，參加這場論戰的科學家都是嚴肅認真和熱烈友好的，他們為了追求科學的真理，都進行了縝密的實驗研究，都尊重客觀的實驗事實。當許多實驗逐漸證明施陶丁格的理論更符合事實時，支持施陶丁格的隊伍也隨之壯大。在1926年的德國化學會上除一人持保留態度外，大分子的概念已得到與會者的一致公認。在大分子理論被接受的過程中，*令人感動的是原先大分子理論的兩位主要反對者——晶胞學說權威馬克和邁耶在1928年公開地承認了自己的錯誤，同時高度評價了施陶丁格的出色工作和堅韌不拔的精神，并且還具體地幫助施陶丁格完善和發展了大分子理論。這就是真正的科學精神！ 1932年，施陶丁格總結了自己的大分子理論，出版了《有機高分子化合物——橡膠和纖維素》，成為高分子科學正式建立的標志。 施陶丁格還是分子生物學的先驅。他在高分子科學研究取得成功之后，順理成章地將大分子的概念引入生物化學中。要證明大分子同樣存在于動植物等生物體內，*好能找到除黏度法外的其他方法來證明大分子的存在和存在的形式。經過兩年多的努力，利用了電子顯微鏡等現代實驗觀測手段，施陶丁格終于用事實證明了生物體內存在大分子。他還提出生命可以由小分子合成的理論。當時，這個理論在科學家中引起了很大的爭論，有的科學家對這一理論提出異議：“如果施陶丁格是正確的話，那么就有可能在試管中產生生命！ 施陶丁格力排眾議，他提出：“現在并沒有發現大分子的結構中有什么神秘和不正常的地方。根據簡單的有機化學理論，只要正常的有機化合物通過一系列的化學反應，轉變為足夠大和復雜的大分子，就可以成為生命的源泉！焙髞，科學的發展確實證明了施陶丁格的論點是正確的。例如，人工合成牛胰島素無疑就是向合成蛋白質邁出了可喜的一步。1947年，施陶丁格出版了著作《大分子化學及生物學》，為分子生物學這一前沿學科的建立和發展奠定了基礎。為了配合高分子科學的發展，1947年起施陶丁格主持編輯《高分子化學》(Die Makromolekulare Chemie)這一國際專業雜志。因為在大分子化學方面的開創性貢獻，施陶丁格于1953年榮獲諾貝爾化學獎(參見鏈接小知識“諾貝爾化學獎獎章”)，是**位獲得諾貝爾獎的高分子人。 為紀念高分子學說的誕生，我國高分子科學領域重要刊物《高分子學報》于2020年1月出版？都o念施陶丁格高分子百年專輯》。 高分子科學史的里程碑和我國高分子學科創建 不知是出于巧合還是具有規律性，1953年以來高分子科學界幾乎每十年就出現一次諾貝爾獎，成為高分子科學歷史的一個又一個里程碑。圖1-2是高分子科學相關的諾貝爾獎獲得者。 (1) 1953年施陶丁格(1881—1965)獲諾貝爾化學獎，主要貢獻是創建高分子學說。 (2) 1963年齊格勒(1903—1979)和納塔(1898—1973)獲諾貝爾化學獎，主要貢獻是發明了金屬絡合催化劑。他們的貢獻使得低壓聚乙烯、全同聚丙烯和順丁橡膠的合成成為可能。 (3) 1974年弗洛里(Flory，1910—1985)獲諾貝爾化學獎，主要貢獻是縮聚和加聚機理的系統化、高分子溶液的格子理論和高分子溶液的排除體積效應等一系列高分子理論。 (4) 1983年梅里菲爾德(Merrifield，1921—2006)獲諾貝爾化學獎，主要貢獻是固相法合成多肽。 (5) 1991年德熱納(de Gennes，1932—2007)獲諾貝爾物理學獎，主要貢獻是成功地將研究簡單體系中有序現象的方法推廣到高分子、液晶等復雜體系。 (6) 2000年黑格爾(Heeger，1936—)、馬克迪爾米德(MacDiarmid，1927—2007)和白川英樹(Hideki Shirakawa，1936—)獲諾貝爾化學獎，主要貢獻是合成導電高分子。 (7) 2010年蓋姆(Geim，1958—)和諾沃肖諾夫(Novoselov，1974—)獲諾貝爾物理學獎，主要貢獻是對二維材料石墨烯的開拓性研究。 圖1-2 高分子科學史上的諾貝爾獎獲得者 以上高分子方面的諾貝爾獎都是高分子科學理論和材料領域的發明，近年來則集中于生命科學領域。2015年諾貝爾化學獎授予瑞典人林道爾(Lindahl)、美國人莫德里奇(Modrich)和？(Sancar)，以表彰他們在DNA修復機制方面的研究。2020年諾貝爾化學獎授予法國女科學家卡彭蒂耶(Charpentier)和美國女科學家杜德納(Doudna)，以表彰她們開發了一種基因編輯技術，通俗地說發明了一種“DNA剪刀”。 1949年以前，我國的現代高分子科學幾乎為空白。新中國成立后，經多位學成歸國的愛國科學家的不懈努力，終于創建了我國的高分子學科。1950年，馮新德院士在清華大學開始講授高分子化學(聚合反應課程)，隨后在北京大學化學系創辦高分子化學專門化，并于1958年成立高分子教研室。1952年，錢人元院士等先后在中國科學院長春應用化學研究所、上海有機化學研究所開展高分子相對分子質量測定、高分子溶液、高分子黏彈性和高分子結晶的研究工作，這是我國高分子物理研究的開始。從此，高分子科學在我國逐漸蓬勃發展起來(參見鏈接小知識“我國早期的高分子史”)。 1.2 高分子科學的重要性 高分子科學已經發展成為一
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