高分子合成材料

人類已經合成了成千上萬種自然界從未有過的物質，有機高分子合成材料的生產已經成為20世紀以來發 展最快的部門之一。高分子合成材料的發展已經超過鋼鐵、水泥和木材這傳統的三大基本材料。

目前，主要的工程塑料製品已有10多種，其中聚酸胺、聚甲醛、聚磷酸酯、改性聚苯酸和熱塑性聚酯被稱為五大工程塑料．它們的產量較大．價格一般為傳統通用塑料的2—6倍．而聚摧硫酸等特種工程塑料的價格為通用塑料的5一10倍。以塑料代替鋼鐵、木材、水泥三大傳統基本材料，可以節省大量能源、人力和物力。

由於生產合成橡膠的原料豐富，其良好的性能又可以滿足當代科技發展對材料提出的某些特殊要求，所以合成橡膠出現幾十年來，品種已很豐富，一般可將其分為通用合成橡膠和特種合成橡膠兩類。通用合成橡膠性能與天然橡膠相似，用於製造一般的橡膠製品，如各種輪胎、傳動帶、膠管等工業用品和雨衣、膠鞋等生活用品。特種合成橡膠具有耐高溫、耐低溫耐酸鹼等優點，多用於特殊環境和高科技領域，如航空、航天、軍事等方面。

合成纖維的品種有幾十種，但最常見的是六大種：聚酸胺纖維(商品名尼龍)、聚酯纖維(商品名滌綸)、聚乙烯纖維(商品名腈綸)、聚丙烯纖維(商品名丙綸)、聚乙烯酸纖維(商品名維綸)、聚氯乙烯纖維(商品名氨綸)。

高分子合成材料具有質量小、絕緣性能好等特點，所以發展很快，但又都有先天不足，即它們都在不同程度上對氧、熱和光有敏感性。但是，隨著高技術的迅速發展，高分子合成材料的大軍必將在經濟生活中扮演舉足輕重的角色。

高分子合成材料是分子量很大的人工合成材料，塑料、合成橡膠、合成纖維是最主要的高分子合成材料。

1869年，美國化學家海厄特（John Wesley Hyatt，1837－1920）通過天然的纖維素加工獲得了“賽璐珞”，這是人類發明的第一種合成塑料。三年後，第一個生產賽璐珞的工廠在美國建成投產，標誌著塑料工業的開始。1907年美國化學家貝克蘭（Leo Hendrik Baekeland，1863－1944）完全由人工合成出了高分子酚醛樹脂，拉開了人類應用合成高分子材料的序幕。

1915年，為了擺脫對天然橡膠的依賴，德國用二甲基丁二烯製造合成橡膠，在世界上首先實現了合成橡膠的工業化產生。

自1929年開始，美國科學家卡羅瑟斯（Wallace Hume Carothers，1896－1937）研究了一系列的縮合反應，驗證並發展了大分子理論，促成了尼龍-66的問世。隨後，聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、脲醛樹脂、聚硫橡膠、氯丁橡膠……形形色色合成高分子材料相繼問世，迎來了現代高分子化學的蓬勃發展。

1953年，德國化學家齊格勒（Karl Waldemar Ziegler，1898－1973）和義大利化學家納塔（Giulio Natta，1903－1979）發明了適用於常壓催化乙烯聚合的齊格勒-納塔催化劑。這種催化劑不僅應用於塑料合成，而且在合成橡膠等其它有機合成中都有廣泛用途。

更重要的是，它能使乙烯在常溫常壓下進行聚合，工藝簡單、生產成本低，並帶動了其它與不同金屬配合的配伍聚合催化劑的開發，加速了高分子合成材料工業的發展。近年來，合成高分子化學向結構更精細、性能更高級的方向發展。如超高模量、超高強度、難燃性、耐高溫性、耐油性等材料；生物醫學材料；半導體或超導體材料；低溫柔性材料以及具有多功能性的材料。