登陆注册
27511200000040

第40章 高分子化学的创立者——施陶丁格

化学理论告诉我们,日常生活用的棉、麻、丝等都是天然高分子化合物,从某种意义上来说,甚至连人本身也是一个复杂的高分子体系。在过去漫长的岁月中,人们虽然天天与天然高分子物质打交道,但对它们的本性却一无所知。而为我们揭开这一秘密的就是高分子科学的奠基人——德国化学家施陶丁格。

海尔曼·施陶丁格出生在德国的弗尔姆斯。在中学时,他曾对植物学发生浓厚的兴趣,所以中学毕业后,他考入哈勒大学学习植物学。后来他父亲转到达姆一所大学任教,施陶丁格也来到该城的工业大学改读化学。从此施陶丁格与化学结下不解之缘。22岁时,他完成了关于不饱和化合物丙二酸酯的毕业论文,从大学毕业。接着又来到施特拉斯堡继续深造。四年后,以他在实验中发现的高活性烯酮为题完成了博士论文,获得了博士学位。

19世纪30年代末,有个名叫古德意尔的美国人,偶然发现天然橡胶与硫黄共热后明显地改变了性能,使它从硬度较低、遇热发粘软化、遇冷发脆断裂的不实用的性质,变为富有弹性、可塑性的材料。这一发现的推广应用促进了天然橡胶工业的建立。天然橡胶这一处理方法,在化学上叫做高分子的化学改性,在工业上叫做天然橡胶的硫化处理。

进一步试验,化学家们将纤维素进行化学改性获得了第一种人造塑料——赛璐珞和人造丝。1889年法国建成了最早的人造丝工厂,1900年英国建成了以木浆为原料的粘胶纤维工厂,天然高分子的化学改性,大大开阔了人们的视野。1907年,美国化学家在研究苯酚和甲醛的反应中制得了最早的合成塑料——酚醛树脂,俗名电木。1909年德国化学家以热引发聚合异戊二烯获得成功。在这一实验启发下,德国化学家采用与异戊二烯结构相近的二甲基丁二烯为原料,在金属钠的催化下,合成了甲基橡胶,开创了合成橡胶的工业生产。

上述对高分子化合物的单体分析,天然高分子的化学改性的实践和在合成塑料、合成橡胶方面的探索,使人们深切地感到必须弄清高分子化合物的组成、结构及合成方法。化学家们一直搞不清它们的分子量究竟是多少,它为什么没有固定的熔点和沸点,不易形成结晶?

早在19世纪60年代,胶体化学的奠基人,英国化学家格雷阿姆曾将高分子与胶体进行比较,认为高分子是由一些小的结晶分子所形成。并从高分子溶液具有胶体性质着眼,提出了高分子的胶体理论。这理论在一定程度上解释了某些高分子的特性,得到许多化学家的支持。尽管也有化学家提出了不同看法,但均未引起注意。我们将支持格雷阿姆的高分子胶体理论的称为胶体论者。他们拿胶体化学的理论来套高分子物质,认为纤维素是葡萄糖的缔合体。所谓缔合即小分子的物理集合。他们还因当时无法测出高分子的末端基团,而提出它们是环状化合物。

接着,施陶丁格进而提出了高分子是由长链大分子构成的观点,动摇了传统的胶体理论的基础。胶体论者坚持认为,天然橡胶是通过部分价键缔合起来的,这种缔合归结于异戊二烯的不饱和状态。他们自信地预言:橡胶加氢将会破坏这种缔合,得到的产物将是一种低沸点的低分子烷烃,针对这一点,施陶丁格研究了天然橡胶的加氢过程,结果得到的是加氢橡胶而不是低分子烷烃,而且加氢橡胶在性质上与天然橡胶几乎没有什么区别。结论增强了他关于天然橡胶是由长链大分子构成的信念。随后他又将研究成果推广到多聚甲醛和聚苯乙烯,指出它们的结构同样是由共价键结合形成的长链大分子。施陶丁格的观点继续遭到胶体论者的激烈反对,科学的裁判是实验事实。正当双方观点争执不下时,瑞典化学家斯维德贝格等人设计出一种超离心机,用它测量出蛋白质的分子量:证明高分子的分子量的确是从几万到几百万。这一事实成为大分子理论的直接证据。到20世纪20年代后期,大分子的概念已得到与会者的一致公认。

20世纪30年代,施陶丁格总结了自己的大分子理论,出版了划时代的巨著《高分子有机化合物》,成为高分子科学诞生的标志。认清了高分子的面目,合成高分子的研究就有了明确的方向,从此新的高分子被大量合成,高分子合成工业获得了迅速的发展。

从化学的角度来看,日常生活用的棉、麻、丝等都是由天然高分子组成的化学化合物,揭开这个秘密的就是施陶丁格。

表面上,化学是离我们非常遥远的一门科学,实际上,化学知识就在我们生活的点点滴滴之中,就像我们日常生活中常用的棉、麻、丝等与高分子化合物的关系一样。青少年应该培养化学的研究精神。

同类推荐
  • 小小洛比

    小小洛比

    米西博士写字桌上的胶水用完了。他重买了一瓶后,就打算用那个旧胶水瓶制作一个机器人。米西博士用胶水瓶做机器人的身体,乒乓球当脑袋。然后他又用一块电脑芯片装进那脑袋里去。当然还得有手有脚,手臂是两支钢笔做的(可以根据需要取下来换)。机器人的两条腿更是十分了得,那是两根1厘米粗的钢筋。
  • 葛冰动物童话:飞熊“佐罗”

    葛冰动物童话:飞熊“佐罗”

    楼下的乔奶奶双目失明,却表现奇怪,做着与盲人格格不入的事儿。这引起了我的注意。就在我对乔奶奶家进行秘密调查时,却遇到了一个穿着打扮酷似佐罗的小矮人的袭击。而在我又一次遭到袭击之后,我竟然开始吃生肉,甚至屁股上还长出了尾巴……
  • 少儿科普百问百答-神奇动物揭密

    少儿科普百问百答-神奇动物揭密

    章鱼,渔民们也叫它为“八爪鱼”,是一种软体动物,弯弯曲曲的长脚像带子一样在海里漂浮,遇到危险时,它们会自断长脚,以求逃生。19世纪初,一艘朝鲜贵重瓷器的轮船在日本海沉没了。
  • 老少乐哈哈

    老少乐哈哈

    《混血小帅哥:老少乐哈哈》汤米的爷爷奶奶是一对快乐老小孩,也是两个老活宝。他们和汤米来到山里的二叔家度假游玩,发生了很多有趣的故事,汤米居然让公鸡下了个咸鸭蛋,奶奶讲笑话,把死人都逗笑了。汤米和爷爷奶奶还发生了哪些令人捧腹大笑的故事呢?请跟随汤米到神秘的大山里走一趟吧!
  • 两人变成两只

    两人变成两只

    菅野智在四年级的时候,突然在某一天的睡梦之中他拥有了被猫附体的不可思议的能力,能附体到他身上的猫名叫珍妮。六年级的时候,和巨大的圣伯纳犬皮特成为了朋友,突然身边发生了三名女童被袭击的事件,其中就包括他的同班同学,并且一人伤情严重。联想到发生在去年秋天的诱拐女童未遂事件,这好像是出自同一人之手。被害者都有一个共同点,那就是她们的家庭教师都是智己的表姐久美子!智己摇身一变,成了珍妮,他决定和皮特一起调查整件事情。
热门推荐
  • 暮恒之光

    暮恒之光

    没人规定游戏中的NPC不能成为主角吧?没有穿越,没有重生,没有龙傲天。对,本书讲述的就是在超人气VR大作《暮恒之光》中,ai们自己的精彩故事。
  • 至尊逍遥神

    至尊逍遥神

    在这个人吃人的疯狂世界,神已无力回天,就让我踏着漫天诸神的累累尸骨来普渡这芸芸众生。以武为尊,我自独修。再牛逼的高手,也要匍匐在我的脚下。
  • 狗头王座

    狗头王座

    玩了一万把狗头的lol普通玩家秦毅穿越到了异界,成为了一名狗头人。当他登上王座扬起死神威名的时候,这个世界都因他而颤抖。面对神魔,他手持权杖,怒吼道:“兽人永不为奴。”
  • 明日方舟之泰拉现实

    明日方舟之泰拉现实

    次元裂缝被打开了。明日方舟的干员都来到现实开始自己的现充生活!?富婆杰西卡是我的学妹,银老板是我父母的上司,阿米驴是我喜欢很久的同班女生!?这个世界过于疯狂。就这样,一个失智刀客塔在三次元与可爱的干员们的现充生活兼拯救世界的故事,开始了
  • 绝世天才修真录

    绝世天才修真录

    从小就是孤儿的尚孤,年仅八岁获得诺贝尔文学奖。得到了全世界唯一一个天才的称号。然而,就算是天才又如何。高三那年,尚孤遇到了他的师父。改变了尚孤一生的人。从此,尚孤成为了一个修真者。天才修真,在都市将会有怎样的传奇呢?
  • 抱紧我的爱人

    抱紧我的爱人

    主角:慕平林阳配角:陈鑫黄子龙杨雪【温馨,轻松】慕平,慕家的独生子打小就受着家里七大姑八大姨格外着充着。对于在这种娇生惯养的家庭环境成长的他在经历了那场乌龙后,未来的日子慢慢的往他想象不到的道路上发展着。
  • 神虎啸清风

    神虎啸清风

    似曾相识的星球,似曾相识的世界,似曾相识的历史,似曾相识的战争,但是却有匪夷所思的故事。力拔山兮气盖世的武者有木有?朝游沧海暮苍梧、千里之外取人头的修仙者有木有?诡异莫测,神龙见首不见尾的忍者有木有?........................至于到底都有什么?各位看官进来瞧瞧就知道了,饭要一口一口吃,路要一步一步走,步子迈大了容易扯着淡,且看我慢慢为大家呈现一个不一样的世界,不同的故事。欢迎加群:559402541
  • 红叶漂旅

    红叶漂旅

    《红叶漂旅诗集》共二百首诗词,包括国内篇和异域篇两个部分,真实而又浪漫地描绘出在中国、加拿大、美国、澳大利亚等地的风雨人生,自然与世态的种种感悟和漂旅行程。国内篇涵盖国内的峥嵘岁月、坎坷生涯、世间百态、社会缩影、美好河山……
  • 六界风月录

    六界风月录

    情不知所起,一往而深。生者可以死,死可以生。生而不可与死,死而不可复生者,皆非情之至也
  • 活在未来的日子

    活在未来的日子

    对未来有希望,生活才能精彩我们日复一日的坚持,日复一日的期待未来是什么样子的呢一起书写未来的生活