高分子物理
(polymer physics)
化学化工学院朱 子 康
2008年 9月 ——2009年 1月绪论
(Introduction)
高分子材料的重要性高分子科学的发展简史
“高分子物理”的研究对象及目的一 高分子材料的重要性
significance of polymers
1）材料 ——“时代,的代表石器时代 ——青铜器时代 ——铁器时代
1979年,塑料：合成世纪的形成”作者提出 ——塑料时代高分子材料的重要性
2）应用与发展与国民经济各个部门都有关机电；交通运输；轻工；国防军工；
建筑；航空航天；纺织；农业等包装 ——28% 建材 ——20% 电子电器 ——10%
汽车 ——10% 农用 ——8% 日用 ——6%
机械部件 ——5% 家具 ——5%
发展迅速世界塑料工业
2006年 塑料产量美国 4991万吨 （ -4.5%）
中国 2142万吨（ 19.6%）
德国 1800万吨（ 2.9%）
日本 1415万吨（ 0.4%）
PE ~34%
PP ~19%
PVC ~17%
塑 料 消 费我国塑料消费量
– 2000年 2200万吨
– 2002年 2530万吨
– 2003年 2680万吨
– 2006年 4000万吨
– 2008年 预计 6000万吨
2006年进口
~2000万吨 (占 ~50%)
占世界贸易量的 ~30%
人均塑料消费量
2002年
– 美国 171 kg
– 比利时 169 kg
– 德国 155 kg
– 韩国 111 kg
– 加拿大 110 kg
– 中国 ～ 20 kg
高分子材料高分子材料包括：合成树脂、橡胶和纤维
(synthetic resin,rubber,fibre )
其消费量约为 —— 65:30:5
塑料（制品）：由合成树脂 +各种助剂、添加剂、填充料等组成发达国家：七十年代塑料产量体积 > 全部金属体积九十年代,合成橡胶 > 天然橡胶合成纤维 > 天然纤维高分子材料的重要性
3）与人类的生活密切有关衣 ——棉麻丝绸羊毛尼龙涤沦等食 ——蛋白质脂肪淀粉纤维素等住 ——建材结构件涂料等行 ——交通运输器具飞机汽车舰船小轿车,120 kg / 辆最近有报载：波音公司计划建造“塑料飞机”
2015年波音 737飞机将采用非金属材料制造。即将推出的波音
787大型客机按现有技术条件至少一半部件可用非金属材料制造高分子材料的重要性
4） 高分子物质是自然界生命现象必备的一种载体人体机体的 20%是高分子物质遗传因子 DNA是共聚高分子物 (copolymer)
(4 种不同的苷酸单体的共聚物 )
蛋白质是 20 种氨基酸的共聚物二 高分子科学的发展
development of polymer science
1）早期（梦昧时期）
人类大量接触应用天然高分子材料但对其组成、结构等一无所知高分子科学的发展简史
2）十九世纪末～卄世纪卄年代
（萌芽时期）
科学家开始研究天然高分子材料的组成结构与形态对天然橡胶结构 ——引起争论
H.Staudinger（ 德） 另一方提出 提出高分子的概念 胶体缔合分子
CHCH 2 CH 2
CH 3
C
CH 2 C CH 2CH
CH 3
[ ]
n
高分子科学的发展简史
3）卄世纪卅年代～六十年代
（大发展时期）
H.Staudinger提出的高分子概念被确认高分子科学进入 大发展 时期大发展时期
1,新的高分子材料层出不穷
1930 / PS聚苯乙烯
1934 / PMMA有机玻璃,PVC聚氯乙烯
1939 / PE聚乙烯,PA聚酰胺
1943 / PTFE聚四氟乙烯,PUR聚氨酯
1946 / UP聚酯
1947 / EP环氧树酯
1953 / PET聚酯,ABS工程塑料,HDPE聚乙烯
1957 / PP聚丙烯
1959 / PC聚碳酸酯
1960 / PI 聚酰亚胺大发展时期
2,高分子材料 ——天然材料合成纤维 synthetic fibre——天然纤维 natural fibre
合成橡胶 synthetic rubber——天然橡胶 caoutchouc
人造皮革 leatherette——天然皮革 natural leather
塑料制品 plastic——木材陶瓷 timber ; chinaware
合成涂料 synthetic dope——天然虫胶 natural shell-lac
合成薄膜 synthetic film——天然纸箔 natural paper
粘合剂 bond——骨胶 bone glue
人工脏器 synthetic viscera——
大发展时期
3,理论工作取得成功
H.Mark等,统计力学用于高分子链的构象统计；
建立了橡胶高弹性理论
P.J.Flory等：利用似晶格理论得到高分子溶液的热力学参数
P.E.Rouse等：对高分子聚集态的研究取得重要成果高分子科学的发展简史
4）卄世纪七十年代～ （进入新的时期）
新时期的 两个特点
1,高分子的分子设计
2,对高分子提出更高的要求新时期 ——高分子的分子设计
molecule design of polymers
传统的研究方法
1 高分子材料的合成
2 性能与结构研究
3 加工方法和技术开发
4 寻找应用场合高分子分子设计
1 确定使用场合
2 要求的使用性能
3 分子结构的设计
4 合成条件与方法研究
5 高分子材料的合成高分子分子设计的基础理论化学、理论物理、近代高分子化学、
近代高分子物理等学科的发展现代分析仪器及技术的发展计算机技术和高分子科学数据库的发展新时期 ——对高分子提出更高的要求能耐受更严酷条件的高分子材料
（耐超高温、超低温、超高电场等）
具有特定功能性的高分子材料
（导电功能、超导性能、分离功能、隐身功能、生物医用功能以及各种能量转换功能等）
生物高分子领域的应用与研究
（生物高分子结构的研究及其人工合成、效仿自然界天然高分子物质的形成过程等）
功能性高分子材料
(functional polymers)
光 (photo-)功能高分子材料
– 光学塑料与光纤、有机非线性材料、光敏高分子材料、光致变色高分子电磁 (electromagnetism)功能高分子材料
– 导电高分子材料、电致发光聚合物、光电导高分子、
高分子压电材料、高分子磁性材料分离 (separation)功能高分子材料
– 离子交换树脂、高分子分离膜、高吸水性树脂、高分子絮凝剂生物医学 (biomedicine)高分子材料
– 人工脏器、整型与修复材料、医用药用高分子
<1> 光敏高分子材料
photosensitive polymers
感光树脂（光刻胶）
集成电路 (IC)和微电子（ micro-electronics)
领域的一项关键材料工作原理：
– 高分子分子结构中引入具有光敏性的基团在受到光
（紫外光）照射时，这些基团会发生化学反应（聚合或交联；分解）
– 选用特定的溶剂使聚合或交联的部分留下未照射的部分溶解去除（或使分解的部分去除，未照射的部分留下）
光刻胶的成形过程（负性）
光刻胶的化学反应（负性）
肉桂酸酯类
CH 2 CH( )
n
O
C O
CH
CH
O C
O
n
)( CHCH 2
CH
2
hv
CH 2 CH
O
HC CH
HC
C
O
( )
n
<2> 光致变色高分子
photochromic polymers
光致变色现象含有光色基团的高分子在某些波长的光照射下,其颜色会发生可逆的变化光致变色包括二个过程
– 在特定波长的光的作用下显色或改变颜色（显色过程 ）
– 在热或另一特定波长作用下恢复原色（消色过程 ）
应用
– 光色玻璃 自动控制建筑物及汽车内的光线、镜片
– 光盘记录材料 信息量大、成本低、制造容易
– 光机算机记忆元件等光致变色高分子基本原理：光照后光色基团结构发生改变聚丙烯酸类高分子侧链引入硫代缩胺基金属汞基团光照时的结构变化（氢转移异构化）
CO
H N
Hg
N N
R
S C N NH
R
hv
CO
NH
Hg
N
R
N H
S C N
N R
光致变色高分子取代基 R 对吸收峰的影响取代基 R 吸收峰（ nm）
光照前 光照后
— Ar 475 583
— C6H4— Br 480 610
— C6H4— Cl 480 620
— C6H4— CH3 480 610
— C6H4— CF3 430 560
— C6H4— OCH3 500 630
<3> 导电性高分子材料
conducting polymers
结构组成分二大类
– 结构型导电材料
– 复合型导电材料结构型导电材料高分子材料一般是不导电的，为绝缘体。
七十年代发现高分子材料的导电性能代表性的导电高分子 ——聚乙炔
CH CH CH CH CH CH
导电性高分子材料复合型导电高分子材料 (导电塑料 )
塑料 +导电填充料 (导电碳黑、金属微粒等）
自控温加热电缆（ PE+导电碳黑）
自控温加热电缆的工作原理利用导电塑料的电阻率具有正温度系数 (positive
temperature coefficient PTC)
的特点；
开始加热时电缆温度较低，
导电塑料的导电性较好通过的电流较大，发热量较大，
电缆温度升高；
随着电缆温度的升高，导电塑料导电性能不断降低，通过的电流逐渐减小，发热也减小，温度升高变缓；
当导电塑料的发热量与其散热量相等时，达到恒温；
不同配方的恒温温度不同。
<4> 高分子气体分离膜
gas membrane separation
基本原理,利用不同气体透过复合薄膜时具有不同的透过速率这一性质气体在复合膜中的渗透行为是非常复杂的复合膜,分离膜 +提供强度的多孔性膜构成
＊ 起分离作用的膜其厚度必需非常小,一般 ＜ 100 nm
因此通常以复合膜的形式应用
＊ 分离膜的厚度、孔隙大小、孔隙率和分离膜的化学结构、高分子链的聚集态结构等因素均影响气体透过率和选择性应用：富氧（富氮）分离器。在一定压力下透过分离器的,空气,其含氧量可达 30%以上分离膜分子结构对气体分离性能的影响
<5> 生物医学高分子材料
biomedicine polymers
生物医用材料基本的性能要求化学稳定性组织相容性血液相容性力学稳定性不会致癌易消毒处理优良的加工成型性生物医用高分子材料应用概况功能 材料 高分子材料
1.血液循环系统瓣膜功能 人工瓣膜 PUR,PTFE,PE
导血功能 人工血管 PET,PTFE
收缩功能 人工心筋 尼龙,PET
2.骨骼运动系统结构支持功能 人工骨 PMMA,PC、复合材料关节功能 人工关节 PET,UHMPE、复合材料
3.代谢功能解毒功能 人工肾、肝 PP,PC、尼龙选择透过功能 人工透析膜 PP,PC、尼龙功能 材料 高分子材料
4.其它眼科整形 人工角膜、眼球 PMMA,SR
齿科整形 修补材料 PMMA,PC
整容功能 整容材料 SR,PE
创伤覆盖 人工皮肤 PET,PP织物分解吸收功能 缝合线 聚乳酸、壳聚糖导管功能 人工器官食道 SR,PE,PTFE
应用概况应用举例隐形眼镜 ——
有机玻璃（硬、透气性差 /角膜需氧代谢、戴时短）
亲水性聚甲基丙烯酸羟乙酯（软、透气好、可戴较长时）
聚甲基丙烯酸羟乙酯与聚 N甲基吡咯烷酮共聚物。
假牙 ——
丙烯酸酯类聚合物填加少量无机填料使硬度、耐磨性、机械强度、色泽等与真牙相近。
人工脊椎 ——
聚丙烯、聚砜等复合材料。
人造血 ——
外形就像浓稠的糨糊，只要将其溶于水后就可以给病人输血。据介绍，这种新型人造血由高分子构成，这些分子的大小和形状都与血红蛋白分子类似，还可携带铁原子，像血红蛋白那样把氧输送到全身。
生物高分子生物高分子 —— 甲壳素、聚羟基脂肪酸酯（ PHA）等，
是一类天然的、结构多样的高分子材料。
甲壳素：由虾、蟹一类动物的壳中提取，可制成纤维、
薄膜（做人造皮肤）等。
PHA的合成可采用转基因植物种植来实现。 PHA在植物中的合成，是利用光能、水和二氧化碳等物质，通过微生物的生命活动合成高分子材料。它是一种可持续、
可再生的高分子材料生产方式。现已在烟草、马铃薯、
棉花、油菜,玉米 等植物中实现了中长分子链的 PHA等不同分子量的 PHA合成。
天然高分子生物合成上的重大突破，对高分子材料的生产带来革命性的改变。
高分子科学的发展简史
5）未来 50年塑料工业发展的预期纳米级微型注塑件：螺杆直径 12mm、注件重 0.0009g
生物聚合物时代来临；
纳米碳管降价，纳米复合材料应用更广泛；
“时尚”材料在基础设施中的应用,是指根据环境变化，材料的刚度或其它性能可发生相应变化的一类材料。桥梁的复合材料在受到狂风洪水时会变得更坚韧、窗玻璃光照时会变色；
挤出同步聚合技术的应用：加入单体和催化剂，挤出聚合物制件；
………
三 本课程的研究对象及目的
1）研究对象：
高聚物结构 高聚物性能
Structure properties
of polymers of polymers
高聚物的分子运动
molecule movement
of polymers
2）学习目的培养对高分子科学的兴趣了解科学研究的思路和方法为研究开发新型高分子材料及高分子材料的改性打下基础为高分子分子设计打好基础充分发挥高分子材料应有的性能
3）高分子物理课程概况第一部分：高聚物的结构第二部分：高聚物的分子运动第三部分：高聚物的性能
4）主要参考资料高分子物理 何曼君等 复旦出版社高聚物结构与性能 中科大 科学出版社
J.Brandrup,et al.,Polymer Handbook,4th
ed.,(1999)
D.I.Bower,An Introduction to Polymer
Physics.
(2002)
L.H.Sperling,Introduction to Physical
Polymer Science,4th (2005)
(polymer physics)
化学化工学院朱 子 康
2008年 9月 ——2009年 1月绪论
(Introduction)
高分子材料的重要性高分子科学的发展简史
“高分子物理”的研究对象及目的一 高分子材料的重要性
significance of polymers
1）材料 ——“时代,的代表石器时代 ——青铜器时代 ——铁器时代
1979年,塑料：合成世纪的形成”作者提出 ——塑料时代高分子材料的重要性
2）应用与发展与国民经济各个部门都有关机电；交通运输；轻工；国防军工；
建筑；航空航天；纺织；农业等包装 ——28% 建材 ——20% 电子电器 ——10%
汽车 ——10% 农用 ——8% 日用 ——6%
机械部件 ——5% 家具 ——5%
发展迅速世界塑料工业
2006年 塑料产量美国 4991万吨 （ -4.5%）
中国 2142万吨（ 19.6%）
德国 1800万吨（ 2.9%）
日本 1415万吨（ 0.4%）
PE ~34%
PP ~19%
PVC ~17%
塑 料 消 费我国塑料消费量
– 2000年 2200万吨
– 2002年 2530万吨
– 2003年 2680万吨
– 2006年 4000万吨
– 2008年 预计 6000万吨
2006年进口
~2000万吨 (占 ~50%)
占世界贸易量的 ~30%
人均塑料消费量
2002年
– 美国 171 kg
– 比利时 169 kg
– 德国 155 kg
– 韩国 111 kg
– 加拿大 110 kg
– 中国 ～ 20 kg
高分子材料高分子材料包括：合成树脂、橡胶和纤维
(synthetic resin,rubber,fibre )
其消费量约为 —— 65:30:5
塑料（制品）：由合成树脂 +各种助剂、添加剂、填充料等组成发达国家：七十年代塑料产量体积 > 全部金属体积九十年代,合成橡胶 > 天然橡胶合成纤维 > 天然纤维高分子材料的重要性
3）与人类的生活密切有关衣 ——棉麻丝绸羊毛尼龙涤沦等食 ——蛋白质脂肪淀粉纤维素等住 ——建材结构件涂料等行 ——交通运输器具飞机汽车舰船小轿车,120 kg / 辆最近有报载：波音公司计划建造“塑料飞机”
2015年波音 737飞机将采用非金属材料制造。即将推出的波音
787大型客机按现有技术条件至少一半部件可用非金属材料制造高分子材料的重要性
4） 高分子物质是自然界生命现象必备的一种载体人体机体的 20%是高分子物质遗传因子 DNA是共聚高分子物 (copolymer)
(4 种不同的苷酸单体的共聚物 )
蛋白质是 20 种氨基酸的共聚物二 高分子科学的发展
development of polymer science
1）早期（梦昧时期）
人类大量接触应用天然高分子材料但对其组成、结构等一无所知高分子科学的发展简史
2）十九世纪末～卄世纪卄年代
（萌芽时期）
科学家开始研究天然高分子材料的组成结构与形态对天然橡胶结构 ——引起争论
H.Staudinger（ 德） 另一方提出 提出高分子的概念 胶体缔合分子
CHCH 2 CH 2
CH 3
C
CH 2 C CH 2CH
CH 3
[ ]
n
高分子科学的发展简史
3）卄世纪卅年代～六十年代
（大发展时期）
H.Staudinger提出的高分子概念被确认高分子科学进入 大发展 时期大发展时期
1,新的高分子材料层出不穷
1930 / PS聚苯乙烯
1934 / PMMA有机玻璃,PVC聚氯乙烯
1939 / PE聚乙烯,PA聚酰胺
1943 / PTFE聚四氟乙烯,PUR聚氨酯
1946 / UP聚酯
1947 / EP环氧树酯
1953 / PET聚酯,ABS工程塑料,HDPE聚乙烯
1957 / PP聚丙烯
1959 / PC聚碳酸酯
1960 / PI 聚酰亚胺大发展时期
2,高分子材料 ——天然材料合成纤维 synthetic fibre——天然纤维 natural fibre
合成橡胶 synthetic rubber——天然橡胶 caoutchouc
人造皮革 leatherette——天然皮革 natural leather
塑料制品 plastic——木材陶瓷 timber ; chinaware
合成涂料 synthetic dope——天然虫胶 natural shell-lac
合成薄膜 synthetic film——天然纸箔 natural paper
粘合剂 bond——骨胶 bone glue
人工脏器 synthetic viscera——
大发展时期
3,理论工作取得成功
H.Mark等,统计力学用于高分子链的构象统计；
建立了橡胶高弹性理论
P.J.Flory等：利用似晶格理论得到高分子溶液的热力学参数
P.E.Rouse等：对高分子聚集态的研究取得重要成果高分子科学的发展简史
4）卄世纪七十年代～ （进入新的时期）
新时期的 两个特点
1,高分子的分子设计
2,对高分子提出更高的要求新时期 ——高分子的分子设计
molecule design of polymers
传统的研究方法
1 高分子材料的合成
2 性能与结构研究
3 加工方法和技术开发
4 寻找应用场合高分子分子设计
1 确定使用场合
2 要求的使用性能
3 分子结构的设计
4 合成条件与方法研究
5 高分子材料的合成高分子分子设计的基础理论化学、理论物理、近代高分子化学、
近代高分子物理等学科的发展现代分析仪器及技术的发展计算机技术和高分子科学数据库的发展新时期 ——对高分子提出更高的要求能耐受更严酷条件的高分子材料
（耐超高温、超低温、超高电场等）
具有特定功能性的高分子材料
（导电功能、超导性能、分离功能、隐身功能、生物医用功能以及各种能量转换功能等）
生物高分子领域的应用与研究
（生物高分子结构的研究及其人工合成、效仿自然界天然高分子物质的形成过程等）
功能性高分子材料
(functional polymers)
光 (photo-)功能高分子材料
– 光学塑料与光纤、有机非线性材料、光敏高分子材料、光致变色高分子电磁 (electromagnetism)功能高分子材料
– 导电高分子材料、电致发光聚合物、光电导高分子、
高分子压电材料、高分子磁性材料分离 (separation)功能高分子材料
– 离子交换树脂、高分子分离膜、高吸水性树脂、高分子絮凝剂生物医学 (biomedicine)高分子材料
– 人工脏器、整型与修复材料、医用药用高分子
<1> 光敏高分子材料
photosensitive polymers
感光树脂（光刻胶）
集成电路 (IC)和微电子（ micro-electronics)
领域的一项关键材料工作原理：
– 高分子分子结构中引入具有光敏性的基团在受到光
（紫外光）照射时，这些基团会发生化学反应（聚合或交联；分解）
– 选用特定的溶剂使聚合或交联的部分留下未照射的部分溶解去除（或使分解的部分去除，未照射的部分留下）
光刻胶的成形过程（负性）
光刻胶的化学反应（负性）
肉桂酸酯类
CH 2 CH( )
n
O
C O
CH
CH
O C
O
n
)( CHCH 2
CH
2
hv
CH 2 CH
O
HC CH
HC
C
O
( )
n
<2> 光致变色高分子
photochromic polymers
光致变色现象含有光色基团的高分子在某些波长的光照射下,其颜色会发生可逆的变化光致变色包括二个过程
– 在特定波长的光的作用下显色或改变颜色（显色过程 ）
– 在热或另一特定波长作用下恢复原色（消色过程 ）
应用
– 光色玻璃 自动控制建筑物及汽车内的光线、镜片
– 光盘记录材料 信息量大、成本低、制造容易
– 光机算机记忆元件等光致变色高分子基本原理：光照后光色基团结构发生改变聚丙烯酸类高分子侧链引入硫代缩胺基金属汞基团光照时的结构变化（氢转移异构化）
CO
H N
Hg
N N
R
S C N NH
R
hv
CO
NH
Hg
N
R
N H
S C N
N R
光致变色高分子取代基 R 对吸收峰的影响取代基 R 吸收峰（ nm）
光照前 光照后
— Ar 475 583
— C6H4— Br 480 610
— C6H4— Cl 480 620
— C6H4— CH3 480 610
— C6H4— CF3 430 560
— C6H4— OCH3 500 630
<3> 导电性高分子材料
conducting polymers
结构组成分二大类
– 结构型导电材料
– 复合型导电材料结构型导电材料高分子材料一般是不导电的，为绝缘体。
七十年代发现高分子材料的导电性能代表性的导电高分子 ——聚乙炔
CH CH CH CH CH CH
导电性高分子材料复合型导电高分子材料 (导电塑料 )
塑料 +导电填充料 (导电碳黑、金属微粒等）
自控温加热电缆（ PE+导电碳黑）
自控温加热电缆的工作原理利用导电塑料的电阻率具有正温度系数 (positive
temperature coefficient PTC)
的特点；
开始加热时电缆温度较低，
导电塑料的导电性较好通过的电流较大，发热量较大，
电缆温度升高；
随着电缆温度的升高，导电塑料导电性能不断降低，通过的电流逐渐减小，发热也减小，温度升高变缓；
当导电塑料的发热量与其散热量相等时，达到恒温；
不同配方的恒温温度不同。
<4> 高分子气体分离膜
gas membrane separation
基本原理,利用不同气体透过复合薄膜时具有不同的透过速率这一性质气体在复合膜中的渗透行为是非常复杂的复合膜,分离膜 +提供强度的多孔性膜构成
＊ 起分离作用的膜其厚度必需非常小,一般 ＜ 100 nm
因此通常以复合膜的形式应用
＊ 分离膜的厚度、孔隙大小、孔隙率和分离膜的化学结构、高分子链的聚集态结构等因素均影响气体透过率和选择性应用：富氧（富氮）分离器。在一定压力下透过分离器的,空气,其含氧量可达 30%以上分离膜分子结构对气体分离性能的影响
<5> 生物医学高分子材料
biomedicine polymers
生物医用材料基本的性能要求化学稳定性组织相容性血液相容性力学稳定性不会致癌易消毒处理优良的加工成型性生物医用高分子材料应用概况功能 材料 高分子材料
1.血液循环系统瓣膜功能 人工瓣膜 PUR,PTFE,PE
导血功能 人工血管 PET,PTFE
收缩功能 人工心筋 尼龙,PET
2.骨骼运动系统结构支持功能 人工骨 PMMA,PC、复合材料关节功能 人工关节 PET,UHMPE、复合材料
3.代谢功能解毒功能 人工肾、肝 PP,PC、尼龙选择透过功能 人工透析膜 PP,PC、尼龙功能 材料 高分子材料
4.其它眼科整形 人工角膜、眼球 PMMA,SR
齿科整形 修补材料 PMMA,PC
整容功能 整容材料 SR,PE
创伤覆盖 人工皮肤 PET,PP织物分解吸收功能 缝合线 聚乳酸、壳聚糖导管功能 人工器官食道 SR,PE,PTFE
应用概况应用举例隐形眼镜 ——
有机玻璃（硬、透气性差 /角膜需氧代谢、戴时短）
亲水性聚甲基丙烯酸羟乙酯（软、透气好、可戴较长时）
聚甲基丙烯酸羟乙酯与聚 N甲基吡咯烷酮共聚物。
假牙 ——
丙烯酸酯类聚合物填加少量无机填料使硬度、耐磨性、机械强度、色泽等与真牙相近。
人工脊椎 ——
聚丙烯、聚砜等复合材料。
人造血 ——
外形就像浓稠的糨糊，只要将其溶于水后就可以给病人输血。据介绍，这种新型人造血由高分子构成，这些分子的大小和形状都与血红蛋白分子类似，还可携带铁原子，像血红蛋白那样把氧输送到全身。
生物高分子生物高分子 —— 甲壳素、聚羟基脂肪酸酯（ PHA）等，
是一类天然的、结构多样的高分子材料。
甲壳素：由虾、蟹一类动物的壳中提取，可制成纤维、
薄膜（做人造皮肤）等。
PHA的合成可采用转基因植物种植来实现。 PHA在植物中的合成，是利用光能、水和二氧化碳等物质，通过微生物的生命活动合成高分子材料。它是一种可持续、
可再生的高分子材料生产方式。现已在烟草、马铃薯、
棉花、油菜,玉米 等植物中实现了中长分子链的 PHA等不同分子量的 PHA合成。
天然高分子生物合成上的重大突破，对高分子材料的生产带来革命性的改变。
高分子科学的发展简史
5）未来 50年塑料工业发展的预期纳米级微型注塑件：螺杆直径 12mm、注件重 0.0009g
生物聚合物时代来临；
纳米碳管降价，纳米复合材料应用更广泛；
“时尚”材料在基础设施中的应用,是指根据环境变化，材料的刚度或其它性能可发生相应变化的一类材料。桥梁的复合材料在受到狂风洪水时会变得更坚韧、窗玻璃光照时会变色；
挤出同步聚合技术的应用：加入单体和催化剂，挤出聚合物制件；
………
三 本课程的研究对象及目的
1）研究对象：
高聚物结构 高聚物性能
Structure properties
of polymers of polymers
高聚物的分子运动
molecule movement
of polymers
2）学习目的培养对高分子科学的兴趣了解科学研究的思路和方法为研究开发新型高分子材料及高分子材料的改性打下基础为高分子分子设计打好基础充分发挥高分子材料应有的性能
3）高分子物理课程概况第一部分：高聚物的结构第二部分：高聚物的分子运动第三部分：高聚物的性能
4）主要参考资料高分子物理 何曼君等 复旦出版社高聚物结构与性能 中科大 科学出版社
J.Brandrup,et al.,Polymer Handbook,4th
ed.,(1999)
D.I.Bower,An Introduction to Polymer
Physics.
(2002)
L.H.Sperling,Introduction to Physical
Polymer Science,4th (2005)
