Полимерная наука - Polymer science

Полимерная наука
Полиацетилен

Полимерная наука или же макромолекулярная наука является подполем материаловедение обеспокоен полимеры, в первую очередь синтетические полимеры, такие как пластмассы и эластомеры. Область науки о полимерах включает исследователей в различных дисциплинах, включая: химия, физика, и инженерное дело.

Субдисциплины

Этот наука состоит из трех основных дисциплин:

История полимерной науки

Первый современный пример науки о полимерах: Анри Браконно работы в 1830-х гг. Анри вместе с Кристиан Шёнбейн и др., разработали производные природного полимера целлюлоза, производство новых полусинтетических материалов, таких как целлулоид и ацетат целлюлозы. Термин «полимер» был придуман в 1833 г. Йенс Якоб Берцелиус, хотя Берцелиус сделал немного, что можно было бы считать наукой о полимерах в современном понимании. В 1840-х гг. Фридрих Людерсдорф и Натаниэль Хейворд независимо обнаруженный что добавление серы к сырому натуральному резинка (полиизопрен ) помогли предотвратить липкость материала. В 1844 г. Чарльз Гудьир получил патент США на вулканизация натуральный каучук с сера и тепло. Томас Хэнкок годом ранее получил патент на тот же процесс в Великобритании. Этот процесс укрепил натуральный каучук и предотвратил его плавление при нагревании без потери гибкости. Это сделало возможными такие практичные изделия, как водонепроницаемые изделия. Это также облегчило практическое производство таких прорезиненных материалов. Вулканизированный каучук представляет собой первый коммерчески успешный продукт исследования полимеров. В 1884 г. Hilaire de Chardonnet запустил первый искусственный волокно растение на основе регенерированного целлюлоза, или же вискоза район, в качестве замены шелк, но он был очень легковоспламеняющимся.[1] В 1907 г. Лео Бэкеланд изобрел первый синтетический пластик, а термореактивный фенол –формальдегид смола называется Бакелит.[2]

Несмотря на значительные успехи в синтезе полимеров, молекулярная природа полимеров не была понята до тех пор, пока Герман Штаудингер в 1922 г.[3] До работы Штаудингера полимеры понимались с точки зрения теория ассоциации или совокупная теория, которая возникла с Томас Грэм в 1861 г. Грэм предположил, что целлюлоза и другие полимеры были коллоиды, агрегаты молекул с малой молекулярной массой, связанные неизвестной межмолекулярной силой. Герман Штаудингер был первым, кто предположил, что полимеры состоят из длинных цепей атомы держится вместе ковалентные связи. Потребовалось более десяти лет, чтобы работа Штаудингера получила широкое признание в научном сообществе, и за эту работу он был награжден премией. Нобелевская премия в 1953 г.

Эпоха Второй мировой войны ознаменовала появление сильной коммерческой полимерной промышленности. Ограниченные или ограниченные поставки натуральных материалов, таких как шелк и резинка потребовали увеличения производства синтетических заменителей, таких как нейлон[4] и синтетическая резина.[5] В последующие годы разработка современных полимеров, таких как Кевлар и Тефлон продолжают подпитывать сильную и растущую полимерную промышленность.

Рост промышленных приложений отражается созданием сильных академических программ и исследовательского института. В 1946 г. Герман Марк основал Институт исследования полимеров в Бруклинский политехнический институт, первый исследовательский центр в США, посвященный исследованиям полимеров. Марк также признан пионером в разработке учебных программ и педагогики в области науки о полимерах.[6] В 1950 году подразделение POLY Американское химическое общество была сформирована и с тех пор выросла во второе по величине подразделение в этой ассоциации, насчитывающее почти 8000 членов. Фред Биллмейер-младший, профессор аналитической химии, однажды сказал, что «хотя дефицит образования в области науки о полимерах постепенно уменьшается, но он все еще очевиден во многих областях. Самое досадное, что оно, похоже, существует, а не из-за неосведомленности, а скорее из-за отсутствия интереса ".[7]

Нобелевские премии в области науки о полимерах

2005 (Химия)Роберт Граббс, Ричард Шрок, Ив Шовен для метатезиса олефинов.[8]

2002 (Химия) Джон Беннетт Фенн, Коичи Танака, и Курт Вютрих за разработку методов идентификации и структурного анализа биологические макромолекулы.[9]

2000 (Химия) Алан Дж. МакДиармид, Алан Дж. Хигер, и Хидеки Сиракава для работы над проводящие полимеры, способствуя появлению молекулярная электроника.[10]

1991 (Физика) Пьер-Жиль де Жен за разработку обобщенной теории фазовых переходов с частными приложениями к описанию упорядочения и фазовых переходов в полимерах.[11]

1974 (Химия) Пол Дж. Флори за вклад в теоретическую химию полимеров.[12]

1963 (Химия) Джулио Натта и Карл Циглер за вклад в синтез полимеров. (Катализ Циглера-Натта ).[13]

1953 (Химия) Герман Штаудингер за вклад в понимание химии макромолекул.[14]

Рекомендации

  1. ^ «Типы полимеров». Историческое общество пластмасс. Архивировано из оригинал на 2009-04-02.
  2. ^ «Бакелит: первый в мире синтетический пластик». Национальные исторические химические достопримечательности. Американское химическое общество. Архивировано из оригинал 22 июля 2012 г.. Получено 25 июня, 2012.
  3. ^ "Герман Штаудингер: Фонд науки о полимерах". Национальные исторические химические достопримечательности. Американское химическое общество. Архивировано из оригинал 12 января 2013 г.. Получено 25 июня, 2012.
  4. ^ «Фонд науки о полимерах: Уоллес Карозерс и разработка нейлона». Национальные исторические химические достопримечательности. Американское химическое общество. Архивировано из оригинал 23 февраля 2013 г.. Получено 25 июня, 2012.
  5. ^ «Программа США по синтетическому каучуку». Национальные исторические химические достопримечательности. Американское химическое общество. Архивировано из оригинал 23 февраля 2013 г.. Получено 25 июня, 2012.
  6. ^ «Герман Марк и НИИ полимеров». Национальные исторические химические достопримечательности. Американское химическое общество. Архивировано из оригинал 12 января 2013 г.. Получено 25 июня, 2012.
  7. ^ Фред Биллмейер-младший, (1984), третье издание, Учебник науки о полимерах, публикация Wiley-Interscience. предисловие ко второму изданию
  8. ^ "Пресс-релиз, 5 октября 2005 г.". Нобелевская премия по химии 2005 г.. NobelPrize.org. Проверено 12 апреля +2016.
  9. ^ "Пресс-релиз: Нобелевская премия по химии 2002 г.". Нобелевский фонд. 9 октября 2002 г. Проверено 2 апреля 2011 г.
  10. ^ «Нобелевская премия по химии 2000 года: Алан Хигер, Алан Г. МакДиармид, Хидеки Сиракава».
  11. ^ "Пресс-релиз: Нобелевская премия по физике 1991 г.". Nobelprize.org. Nobel Media AB 2014. Интернет. 5 мая 2017 г.
  12. ^ "Пресс-релиз: Нобелевская премия по химии 1974 года". Nobelprize.org. Nobel Media AB 2014. Интернет. 5 мая 2017 г.
  13. ^ «Нобелевская премия по химии 1963 года». Nobelprize.org. Nobel Media AB 2014. Интернет. 5 мая 2017 г.
  14. ^ «Нобелевская премия по химии 1953 года». Nobelprize.org. Nobel Media AB 2014. Интернет. 5 мая 2017 г.

внешняя ссылка