【正文】 量 (萬(wàn)噸 ) 進(jìn)入 21世紀(jì)，材料科學(xué)的高速發(fā)展與高新技術(shù)的廣泛采用使高分子材料合成工業(yè)進(jìn)人一個(gè)嶄新的時(shí)期。 50年代以后 ， ZieglerNatta 發(fā)現(xiàn)了由有機(jī)金屬化合物和過(guò)渡金屬化合物組成的催化劑體系 ， 可以容易地使烯烴 、 二烯烴聚合為性能優(yōu)良的高聚物 ， 同時(shí)由于石油化學(xué)工業(yè)的建立與發(fā)展 ，高分子合成材料的產(chǎn)量激增 。 反過(guò)來(lái) ， 它又有力地促進(jìn)高分子化合物的工業(yè)生產(chǎn) 。 Flory也系統(tǒng)研究了高分子鏈行為和高分子溶液理論 。 1920年 ， H. Staudinger提出了 “ 高分子化合物的概念 ， 建立了大分子鏈的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)并系統(tǒng)研究了加聚反應(yīng) 。 1874年，苯酚 +甲醛合成樹(shù)脂狀的物質(zhì) 1883年，法國(guó)人發(fā)明了用乙酸酐與纖維素制人造絲 (粘膠纖維 )。 80年代末期用蛋白質(zhì) 乳酪素為原料獲得了乳酪素塑料。 1839年，美國(guó)人發(fā)明了天然橡膠的硫化。 早期，我國(guó)勞動(dòng)人民利用天然桐油，經(jīng)適當(dāng)處理制成油漆。 例 2. 一個(gè)年產(chǎn) 10萬(wàn) t合成纖維工廠相當(dāng)于 200多萬(wàn)畝棉田的產(chǎn)量，也相當(dāng)于 2023萬(wàn)多頭綿羊的年產(chǎn)毛量，我國(guó)如能年產(chǎn) 100萬(wàn) t合成纖維，可節(jié)約 2023多萬(wàn)畝土地，可養(yǎng)活 30004000萬(wàn)人口?，F(xiàn)代化的合成橡膠生產(chǎn)裝置一條生產(chǎn)線年產(chǎn)量可高達(dá) 58萬(wàn) t。 例 1. 生產(chǎn) 1 kt天然橡膠，要 300萬(wàn)株橡膠樹(shù)，占地約 3萬(wàn)畝，而且需 50006000人。 塑料可以代替大量鋼材、有色金屬、木材、塑料薄膜等； 合成纖維比天然纖維 (棉花、羊毛、蠶絲等 )更為牢固耐久。 第一章 緒 論 第一節(jié) 高分子合成工業(yè)概述 1. 高分子合成材料 天然有機(jī)材料 蠶絲、羊毛、皮革、棉花、木材及天然橡膠等。 4. 李克友等編， 《 高分子合成原理及工藝學(xué) 》 ，科學(xué)出版社，2023。高聚物合成工藝學(xué) 主講：材料化學(xué)教研室 于 智 主要參考書(shū)目： 1. 趙德仁等編， 《 高聚物合成工藝學(xué) 》 ，化學(xué)工業(yè)出版社， 第 1版， 1981。 2. 王久芬， 《 高聚物合成工藝 》 ，國(guó)防工業(yè)出版社 ， 1995 3. 潘祖仁編， 《 高分子化學(xué) 》 ，化學(xué)工業(yè)出版社， 1986。 教材： 《 高聚物合成工藝學(xué) 》 ，趙德仁，張慰盛編，北京，化學(xué)工業(yè)出版社， 1997年 6月，第 2版。 高分子合成材科 塑料、合成纖維、合成橡膠、涂料、粘合劑、離子交換樹(shù)脂等材料。 合成橡膠不僅是工業(yè)用和生活用原料，而且是戰(zhàn)略物質(zhì)。而生產(chǎn) 1 kt合成橡膠，廠房占地僅 l0畝左右，僅需幾十人。年產(chǎn) 100萬(wàn) t天然橡膠可節(jié)約 1000萬(wàn)畝土地，節(jié)約種植勞動(dòng)力 500萬(wàn)人。 2. 高分子合成材料發(fā)展簡(jiǎn)史 人類社會(huì)早期就開(kāi)始了對(duì)天然高分子材料的利用，包括蠶絲、羊毛、皮革、棉花、木材及天然橡膠等。 19世紀(jì)中期，開(kāi)始通過(guò)化學(xué)反應(yīng)對(duì)天然高分子材料進(jìn)行改性。 1855年，英國(guó)人由硝酸處理纖維素制得塑料 (賽璐珞 )，以后又相繼制成人造纖維。它們又叫做半合成材料。 天然高聚物的主要用途 1910年 ， 美國(guó)正式工業(yè)化生產(chǎn)酚醛樹(shù)脂 ， 隨后相繼合成出丁苯橡膠 、 丁腈橡膠 、 氯丁橡膠 、 尼龍 6 聚酯纖維 、 高壓聚乙烯和聚氯乙烯 ， 產(chǎn)量和品種在世界大戰(zhàn)中得到快速發(fā)展 。 1931年 ， W. H. Carothers提出高聚物溶解與合成的理論 ， 同時(shí)廣泛研究了縮聚反應(yīng) 。 19251935年 ， 逐漸明確了有關(guān)高分子化合物的基本概念 ， 誕生了 “ 高分子化學(xué) ” 這一新興學(xué)科 。 20世紀(jì)是高分子材料合成工業(yè)不斷發(fā)展壯大的時(shí)期 20世紀(jì) 40年代初 ， 由于第二次世界大戰(zhàn)所需橡膠數(shù)量巨大 ， 大力發(fā)展合成橡膠 ， 奠定了石油化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ) 。 1994年 ， 全世界三大合成材料的產(chǎn)量超過(guò) 104萬(wàn)噸 ， 按體積計(jì)算超過(guò)鋼鐵 。 21世紀(jì)展望 我們古代祖先早已經(jīng)使用各種天然高分子材料，創(chuàng)造了燦爛的華夏文明。 1949年，我國(guó)主要合成樹(shù)脂產(chǎn)量約 200t，合成橡膠也約 200t。 3. 我國(guó)高分子材料合成工業(yè)現(xiàn)狀 新中國(guó)成立后，我國(guó)的高分子材料合成工業(yè)從無(wú)到有、從小到大，發(fā)展至今已形成一個(gè)完整的工業(yè)體系。相繼建成若干大型石油化工基地如燕山、蘭州、吉林、大慶、齊魯、金山、儀征、高橋、遼陽(yáng)等。 生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)置檔次低，且成本高，規(guī)模小，缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。 工業(yè)生產(chǎn)主體裝置的大部分工藝技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備是成套引進(jìn)的，但是還沒(méi)有很好的消化吸收，繼續(xù)創(chuàng)新能力不足。 目前我國(guó)進(jìn)口的主要高分子材料幾乎與國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總量相當(dāng)。 例如 ， 乙烯裝置的經(jīng)濟(jì)規(guī)模已從 l萬(wàn)噸 /年 ， 持續(xù)增長(zhǎng)為 30萬(wàn) t/年 、 60萬(wàn) t/年 。 國(guó)內(nèi)目前正在積極向大型化發(fā)展 ， 多家企業(yè)正在將乙烯產(chǎn)能擴(kuò)大到 60萬(wàn) 70萬(wàn) t/年 ， 在建的聚烯烴裝置的規(guī)模大都在 20萬(wàn) 40萬(wàn) t/年的水平 。 (3) 加強(qiáng)高分子材料科學(xué)與工藝學(xué)的理論基礎(chǔ)研究 催化劑的研究改進(jìn)方向主要是提高催化效率以增加生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率并降低成本，追求更高的催化效率仍然是合成材料技術(shù)進(jìn)步的重要目標(biāo)。 5. 高分子合成工業(yè) (1) 基本原料 ： 石油 、 天然氣 、 煤炭等為原材料 。 (3) 高分子合成工業(yè)的任務(wù) ： 將基本有機(jī)合成工業(yè)生產(chǎn)的單體 ，經(jīng)過(guò)聚合反應(yīng)合成高分子化合物 ， 從而為高分子合成材料成型工業(yè)提供基本原料 。 （ 1）高分子合成工業(yè)的基本原料 最基本的原料：石油 天然氣 煤炭 當(dāng)前最重要的原料來(lái)源路線是： 煤 煤氣、煤焦油、焦炭 苯 煤焦油 甲苯 二甲苯 焦炭 + 生石灰 電石 乙炔 合成一系列乙烯基單體或其他有機(jī)化工原料 干 餾 精制 分離 乙烯 丙烯 石油裂解 丁烯 丁二烯 苯、甲苯、二甲苯等 從石油路線看高分子的合成過(guò)程 —— 1).原油的開(kāi)采與煉制