四 无所不在的高分子材料1.改变人们观念的斯陶丁格

20 世纪初,美国化学家贝克兰用苯酚和甲醛反应,再添加木粉或者云母粉,得到坚硬耐温的绝缘材料,用作电器插头、插座,人们称这种材料为电木,这个名称一直沿用至今。

第一次世界大战中,德国政府为了适应战争需要,生产了 2000 多吨甲基

橡胶。到 20 年代,法国公司又合成了丁苯橡胶,这种橡胶至今还在生产, 是橡胶的主要品种之一。

这些已经形成工业生产规模的新材料,都是有机化合物,从分子结构上讲,并没有什么特别的地方。可是,把这些材料溶解到溶剂中,得到的溶液粘度特别大,粘粘糊糊的,即使溶液中橡胶的含量只有百分之几,也特别粘。而且,早就有人测出橡胶分子量在一万以上,这些性质是不同寻常的。对此, 当化学家、物理化学家们用了“胶体”这个概念去解释这种现象。胶体理论是英国化学家格拉汉在 1861 年提出的,认为晶体在溶液中分散成小颗粒,因此容易溶解,胶体形成大颗粒,这种大颗粒由小分子聚集而成,因此溶液粘度大。用现成的理论去解释碰到的问题,这是人们思维上的一种惯性,苛刻一点说是惰性,它阻碍人们去发现新事物。这时候,有一位化学家,德国人施陶丁格,看到了用胶体理论去解释这种溶液所包含的矛盾,经过长期的研究和思考之后,大胆地提出,这些物质是由重复单元通过化学键互相联结形成的线性的大分子。这是第一次提出高分子概念,在当时并不受到科学界的欢迎。斯陶丁格从 20 年代初就开始说服同行接受大分子的概念,1928 年, 在德国物理和胶体化学年会上正式宣读了他关于大分子概念的论文,他得到的回答是同行们的反对和质问。问他为什么要他们“放弃低分子化学的美好思想”。直到 1929 年,还有人劝告他,“亲爱的同行,让我们奉劝你放弃大分子的概念,没有一个有机分子的分子量能超过五千。纯化你的产品,它们就会结晶,揭示它们本是低分子物质。”

斯陶丁格对高分子的概念有深刻的理解,因此他没有气馁,而是继续进行深入的研究。在 1930 年的年会上,再次阐述了高分子概念,终于得到承认。斯陶丁格不仅在思想观念上超过同时代的人,而且改变了人们的错误观念。

斯陶丁格同时也建立了通过测量高分子溶液粘度来测定分子量的方法, 研究的进展也推动了在高分子科学基础上建立起来的橡胶、塑料、化学纤维的生产、加工,高分子成为 20 世纪的新兴的材料。

20 多年之后,斯陶丁格被授予 1953 年诺贝尔化学奖。