고분자 과학

고분자 과학 또는 고분자 과학은 주로 플라스틱과 엘라스토머와 같은 합성 고분자와 관련된 재료 과학의 하위 분야입니다.고분자 과학 분야에는 화학, 물리학, 공학 등 다양한 분야의 연구자들이 포함되어 있다.

하위 분야

이 과학은 세 가지 주요 하위 분야로 구성됩니다.

고분자 화학 또는 고분자 화학은 고분자의 화학적 합성과 화학적 성질과 관련이 있다.
고분자 물리학은 고분자 재료의 물리적 특성 및 엔지니어링 응용과 관련이 있습니다.구체적으로는 폴리머 미세구조를 지배하는 기초물리학에 관해 폴리머의 기계적, 열적, 전기적 및 광학적인 특성을 제시하고자 합니다.통계물리학의 체인 구조에 ^[1]대한 응용으로 시작되었음에도 불구하고, 고분자물리학은 이제 그 자체로 하나의 학문으로 진화했습니다.
폴리머 특성화는 화학적 구조, 형태학 및 구성 및 구조 매개변수에 대한 물리적 특성 결정의 분석과 관련이 있습니다.

폴리머 과학의 역사

폴리머 과학의 첫 번째 현대적 예는 1830년대 앙리 브라코노의 연구이다.헨리는 Christian Schönbein과 다른 사람들과 함께 천연 폴리머 셀룰로오스의 유도체를 개발하여 셀룰로이드와 셀룰로오스 아세테이트와 같은 새로운 반합성 물질을 생산했습니다."폴리머"라는 용어는 1833년 Jöns Jakob Berzelius에 의해 만들어졌지만, Berzelius는 현대적 의미에서 폴리머 과학으로 여겨질 만한 것을 거의 하지 않았다.1840년대에, Friedrich Ludersdorf와 Nathaniel Hayward는 독립적으로 천연 고무에 유황을 첨가하는 것이 물질이 끈적거리는 것을 막는 데 도움이 된다는 것을 발견했습니다.1844년 찰스 굿이어는 천연고무를 유황과 열로 가황하는 미국 특허를 받았다.Thomas Hancock은 그 전 해 영국에서 같은 과정에 대한 특허를 받았다.이 공정은 천연고무의 강도를 높여 유연성의 저하 없이 열로 인해 고무가 녹는 것을 막았습니다.이것은 방수 물품과 같은 실용적인 제품들을 가능하게 했다.또한 이러한 고무 재질의 실용적인 제조를 용이하게 했다.가황고무는 폴리머 연구에서 상업적으로 성공한 최초의 제품입니다.1884년, Hilaire de Chardonnet은 실크 대신 재생 셀룰로오스, 즉 비스코스 레이온을 기반으로 한 최초의 인공 섬유 공장을 시작했지만, 그것은 매우 ^[2]가연성이 있었다.1907년 레오 배클랜드는 베이클라이트라고 불리는 열경화성 페놀 ^[3]폼알데히드 수지인 최초의 합성 플라스틱을 발명했다.

고분자 합성에 있어 상당한 진보에도 불구하고,^[4] 고분자의 분자성은 1922년 헤르만 슈타우딩거가 연구할 때까지 이해되지 않았다.Staudinger의 연구 이전에, 폴리머는 1861년 Thomas Graham에 의해 시작된 연상 이론 또는 집합 이론의 관점에서 이해되었습니다.그레이엄은 셀룰로오스와 다른 폴리머가 분자간 힘에 의해 연결된 작은 분자량을 가진 분자들의 집합체인 콜로이드라고 제안했다.Herman Staudinger는 폴리머가 공유 결합에 의해 결합된 원자의 긴 사슬들로 구성된다고 제안한 최초의 사람이었다.1953년 노벨상을 받은 Staudinger의 업적이 과학계에서 널리 받아들여지기까지는 10년 이상이 걸렸다.

제2차 세계 대전은 강력한 상업용 폴리머 산업의 출현을 의미했다.비단과 고무와 같은 천연 물질의 제한적인 공급은 나일론이나 합성 ^[6]고무와 같은^[5] 합성 대체 물질의 증가를 필요로 했다.그 사이, 케블라나 테플론등의 선진 폴리머의 개발은, 강하고 성장하는 폴리머 산업의 원동력이 되고 있습니다.

산업 응용 분야의 성장은 강력한 학술 프로그램과 연구 기관의 설립으로 반영되었다.1946년 Herman Mark는 미국 최초의 폴리머 연구 시설인 Brooklyn Polytechnic에 폴리머 연구소를 설립했습니다.마크는 또한 폴리머 ^[7]과학 분야의 커리큘럼과 교육학을 확립한 선구자로도 인정받고 있습니다.1950년에 미국 화학 협회의 POLY 부서가 결성되어 약 8,000명의 회원을 거느린 이 협회에서 두 번째로 큰 부서로 성장했습니다.분석 화학의 교수인 프레드 W. 빌마이어는 "중합체 과학 교육의 부족이 서서히 줄어들고 있지만, 많은 분야에서 여전히 명백합니다.가장 안타까운 것은 의식 부족이 아니라 관심 ^[8]부족이 존재하는 것처럼 보인다는 것이다.