世界著名化学家

世界著名化学家——Paul John Flory

投稿作者 漂泊

概要

Paul John Flory,美国化学家,“弗洛里分布”以及Flory–Huggins溶液理论的提出者。Flory在高分子科学尤其是高分子物理领域,及其工业应用领域做出了突出的贡献,他是这一领域的奠基人。他因在高分子物理性质与结构领域的研究所获得的巨大成就,获得1974年的诺贝尔化学奖。

经历

  • 1927年印第安那州曼彻斯特工学院本科
  • 1931年俄亥俄州立大学博士,着重研究氮氧化合物的光化学和光谱学
  • 1934年威尔明顿杜邦公司实验所,从事合成纤维,合成橡胶及其他聚合物质研究工作
  • 1938年辛辛提那大学化学讲师
  • 1940-1943年伊丽莎白及橡胶公司基础研究室主任
  • 1948年康奈尔大学化学教授
  • 1953年美国科学院院士
  • 1957年梅隆化学研究所所长
  • 1961年斯坦福大学化学教授
  • 1974年获诺贝尔化学奖。

 

 

荣誉

  • Member, National Academy of Sciences (1953)
  • ACS Charles Goodyear Medal (1968)
  • ACS Peter Debye Award in Physical Chemistry (1969)
  • Elliott Cresson Medal, Franklin Institute (1971)
  • Nobel Prize in Chemistry (1974)
  • National Medal of Science (1974)
  • ACS Priestly Medal (1974)
  • PhD Honoris Causa, Weizman Institute, Isreal (1976)
  • Perkin Medal, Society of Chemical Industry (1977)
  • ScD (Honorary) from Ohio State, U. Arkon, Indiana U., Clarkson College, U. Cincinnati, U. Massachusetts

科研经历

1、“弗洛里分布”与Flory–Huggins溶液理论

Flory 通过实验发现聚合物增长链末端的活性只与它的局部结构有关,而与链的长度即分子的大小无关,进而用统计学方法推导出一种高聚物的分子量分布的简明数学表达式:

被称为“弗洛里分布”。

丁苯橡胶分子量分布

 

他还推导出表明高分子溶液混合熵的著名公式即著名的Flory–Huggins溶液理论,由此可以说明高分子溶液的渗透压、相分离和交联高分子的溶胀现象等。Flory–Huggins溶液理论表示的是一种高分子溶液热力学的模型,其吉布斯自由能表达式为:

n1指溶剂的物质的量,φ1指溶剂的体积分数,n2和φ2分别指高分子溶质的物质的量和体积分数,χ这一因子用来计算溶质与溶剂分散过程中的能量变化。

 

2、温度-溶剂条件(θ-条件)

Flory在对柔性高分子链溶液进行研究时,通过引入排除体积理论,找到了溶液中高分子形态符合高斯链形态,溶液热力学性质符合理想溶液性质的温度-溶剂条件,即θ-条件。此温度现被称为弗洛里温度或θ-温度,此溶剂通称θ-溶剂。在θ条件下,链恢复理想链的特征——因排除体积引起的长程作用被消除,使实验者可以更容易地测量短程特性,比如几何特征、键旋转势、邻近基团的空间位阻效应等。Flory准确地指出,在θ条件下,排除体积的影响被消除,高分子熔融物的链尺寸与计算得出的理想溶液中的链尺寸相同。

1951年他还提出了著名的特性粘数方程式。1956年他又提出了刚性链高分子溶液的临界轴比和临界浓度,认为在此浓度以上将出现线列型液晶相。在高分子聚集态结构方面,他从理论上推断高聚物非晶态固体中柔性链高分子的形态应与θ-溶剂中的高斯线团相同,十几年后为中子散射实验所证实。

排除体积理论

3、高分子的链结构模型

在斯坦福大学任教期间,Flory进一步深入研究高聚物长链分子的构象与性能的关系。他在内旋转异构体理论方面补充了近邻键内旋转的相互作用,使构象的计算达到实际应用所需的精确性,可以从分子链的化学结构定量地计算与高分子链构象统计有关的各种数值。同时用图绘出大分子的结构,为现代塑料工业奠定了基础。他还建立了高聚物和共聚物结晶的热力学理论。著有《高分子化学原理》和《长链分子的统计力学》等

Flory的研究成果,不仅推动了高分子物理化学的发展,还为研制新的聚合物开辟了道路,而且这些研究成果,已被广泛应用于塑料、涂料、合成纤维及其纺织品、橡胶等领域,从而促进了日用化学工业的发展。同时由于他对生物大分子特性的分析,从而也对生物学的研究和发展也做出了相应的贡献。

各式各样的高分子制品

 

著作

Flory, Paul. (1953)Principles of Polymer Chemistry. Cornell University Press.ISBN 0-8014-0134-8.

参考文献

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