1932年，德国化学家施陶丁格(1881—1965年)发表第一部高分子化学论著：《高分子有机化合物》，标志着这一新学科的诞生。高分子是指分子量极大的一类化合物。它是由许多结构相同的单体聚合而成的。多数是有机物，也有一部分是无机物。通常的有机化合物分子量超过1000的很少，但高分子的分子量则是几万或几十万。人类很早就发现了天然的高分子化合物，如棉、丝、木材、淀粉、橡胶等，但都不知道它们的组成与结构。十九世纪有机化学的发展为高分子的研究奠定了基础。人们通过对天然橡胶的硫化处理而获得富有弹性的橡胶和通过对天然棉纤维的硝酸处理而得到硝化纤维(火药棉)的实验，发现了天然高分子的化学改性。二十世纪初，人们在实验中用双烯烃得到合成橡胶，用苯酚与甲醛合成了酚醛树脂，从而得到一些早期的高分子合成材料。这些实践加深了人们对高分子化合物的性质与结构的认识。

二十年代，施陶丁格等人推翻了当时普遍认为高分子物质是普通的小分子的物理缔合体，并是环状胶体化合物的观点，提出了大分子的概念。认为高分子化合物是由包括许多原子的大分子构成的。这类大分子的骨架是由包括许多碳原子的碳链构成的。大分子又是通过化学键相联成长链，又由短链相连成网状。由于大分子内和大分子之间的引力，使这些长链不但各自卷曲而相互缠绕，形成既有强度又有弹性的固体。由于大分子大，长链一头受热时，另一头还不热，故熔化前便有一个软化过程，从而具有可塑性。1930年，施陶丁格还证明了高分子化合物稀溶液之粘度与分子量之间的定量关系，从而使高分子分子量的测定进入了定量的新阶段。这样，他便在胶体化学与有机化学的交叉点上创立了高分子化学。三十年代，德、美、英等国都建立起合成高分子的研究室，化学家们把高分子合成物分为缩合高分子和加成高分子两类。他们阐明了“连锁反应”和“缩聚反应”的机理，使聚合方法得到简化，这些理论上的突破必然带来了实践上的大发展。三十年代，各种高分子化合物纷纷问世。其中以合成纤维、合成橡胶、塑料三大合成材料对人类社会的影响最大。

合成纤维的问世是三十年代化工领域中最重要的成果。合成纤维与人造纤维不同，它不是利用自然纤维素加工制成，而是利用石油、煤、天然气等低分子有机物经过化学处理和机械加工制成的纤维。美国杜邦公司的卡罗瑟斯(1896—1937年)从1929年开始缩合反应的研究，他采用超过一般有机物合成的规程，在1935年试制成聚酰胺类纤维，即耐纶—66，又称“尼龙”，1938年实现了工业化生产，其强度比棉花大2—3倍，耐磨程度是棉花的十倍，而且耐腐蚀，弹性好，其缺点是耐光性和吸湿性差。1939年德国也合成此类纤维，称“锦纶”。1940年英国人温弗尔德与狄克逊合成聚酯纤维，称“涤纶”(又叫“的确良”)。由于它的大分子链排列整齐、紧密、且结晶度高，故有不易变形、具有高强度、电绝缘性强等优点，它的缺点是不易染色，如与其他物体磨擦易生静电。1945年英国卜内门公司开始研究进行工业化生产。

在人工合成橡胶方面，最初是德国领先。第一次世界大战前就合成了橡胶轮胎制品。由于英、法、荷、比长期控制天然橡胶的价格，使得苏、德、美都加紧人工合成橡胶的研究。1930年，列宁格勒成立了合成橡胶的实验工厂，是年5月，按照列别捷夫(1874—1934年)方法制出了丁纳橡胶，其主要成分丁二烯来源于酒精、石油、天然气，1931年，苏联开始了大规模工业生产。但是，丁纳橡胶的性能不及天然橡胶，科学家们又开始探索新的品种。1934年，德国法本康采恩的化学家们采用乳化聚合法将丁二烯与苯乙烯共聚而得到性能接近天然橡胶的丁苯橡胶。美国在1931年由杜邦公司的化学家、美籍比利时人纽兰德(1878—1936年)和另一化学家卡罗泽斯(1896—1937年)用乙炔作原料得到氯丁二烯，从而聚合为氯丁橡胶(又称“万能橡胶”)，具有不燃烧、耐油、耐酸、耐氧化、耐老化等特性，只是弹性、耐寒性较差。不过，战时美国仍主要依靠天然橡胶的生产。

塑料在三大合成材料中发展最快，品种也最多。三十年代前的塑料产品主要有天然纤维的改性塑料——“赛璐珞”(胶片)和人工合成塑料——酚醛树脂(电木)。至于和人们日常生活最密切的塑料——聚氯乙烯，虽然早在1912年就已发现，但一直无法加工。后随着高分子理论的发展，1928年，德国法本康采恩最先组织了聚氯乙烯的生产。1932年增塑剂被发现，1936年后，德、英、美便以电石为原料进行大规模工业生产。其产品主要用于制造雨衣、提包、鞋等日用品。1937年，英国卜内门公司用磷酸酯增塑剂生产聚氯乙烯，用来代替部分钢材，制造化工设备，从此，聚氯乙烯就成为产量最大的塑料品种之一了。

与此同时，在德国和美国还合成出聚甲基丙烯酸甲脂，俗称“有机玻璃”，是一种优秀的透明材料。1930年在德国，1934年在美国又生产出聚苯乙烯，具有高频绝缘，透明无毒的特性，常加工成薄膜、发泡材料。1933—1935年，英国卜内门公司试验成功高压聚乙烯，1939年开始工业化生产，用于制造海底电缆和高频雷达设备。但是，大量的塑料新品种是在二战后才出现的。

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