三、大分子概念的确立
从聚合物纤维的 X 射线衍射图推算出的晶胞,对适应于大分子来说是如此之小,以致矿物学家 P·Niggli 向施陶丁格保征,不存在大于晶胞的分子。但就在低分子学说取胜的阴影下,高分子学说仍在进行着基础性的工作。
在这个关键上 T·Svedbearg 和 R·Fahraeus 第一次用超速离心机成功地测量了羟基和羰基血红蛋白的平衡沉降,结果表明分子量是由元素
分析的最低值 16700 的 3.73~4.25 倍,从而奠定了蛋白质化学中确认高分子化合物的基础。施陶丁格希望在弗赖堡大学安装一台超速离心机, 以便独立获得合成天然聚合物大分子结构的证据,但 1929 年德国经济复苏组织拒绝向他提供资金。因此他全力以赴转向用粘度法测定分子量的研究。
只要没有一个关于非球形粒子(非牛顿流体)的粘度与分子量之间的理论关系,粘度法数据作为大分子存在的证据就无法使人满意。施陶丁格于 1930 年导出了聚合物稀溶液的增比粘度ηsp,和分子量之间的失系,即著名的施陶丁格定律从而荻得成功。公式中的溶荆常数 Km 用已知分子量的溶质计算出,然后应用到未知分子量的聚合物,为预防误差, 外推到无限稀释时的情形。这是一个简单快捷荻得分子量的方法,它不象超速离心法需要昂贵复杂的设备。虽然后来指出了该法的一些缺点, 但基于施陶丁格定律的粘度法仍被广泛采用。为了通过各种独立的证据建立长链分子的概念,施陶丁格清 R·Signer 测定溶液中大分子的形状。Signer 用流动双折射技木完成了这一任务,他设计了一个简单设备,用于快速测定长链分子的近似长宽比。
同时施陶丁格的大分子概念得到了迸一步的支持:X 射线晶体学家发现沿纤维轴向拉伸的分子链的纤状胶束长度远超过单个晶胞,甚至超过单个微晶区。此外在美国,W·H·Carothers 通过缩合反应得到了分子量20000 以上的聚合物。这样在 1930 年,大分子概念得到了确立,1932 年施陶丁格发表了第一部高分子专著《有机高分子化合物橡胶与纤维素》, 标志着高分子科学体系的建立。