一、進(jìn)入高分子時(shí)代

自從高分子線鏈型學(xué)說(shuō)在1925-1930年間被確認(rèn)以來(lái)，在科學(xué)技術(shù)乃至材料生產(chǎn)上，現(xiàn)已進(jìn)入高分子時(shí)代。

其標(biāo)志有二：其一，創(chuàng)建了高分子科學(xué)，后與材料科學(xué)互相結(jié)合而形成高分子材料科學(xué)，促進(jìn)了高分子材料工業(yè)的迅猛發(fā)展；第二，在近代石油化學(xué)工業(yè)體系內(nèi)，三大合成高分子材料即塑料、橡膠、合成纖維的世界年產(chǎn)量在1982年已達(dá)八千萬(wàn)噸；論鋼鐵／塑料體積比，在美國(guó)和西德于1981年即已達(dá)1/1；美國(guó)的消耗量，最近已超過(guò)鋼、銅、鉬的消耗量的總和。在近代科技發(fā)展史上，這是科研與生產(chǎn)密切結(jié)合的典型。

二、深入了解高分子

在20世紀(jì)二、三十年代的十幾年間，由于對(duì)纖維素、蛋白質(zhì)、膠質(zhì)、淀粉等天然高分子物質(zhì)的研究，以及合成高分子材料的開(kāi)發(fā)，逐步有了如下認(rèn)識(shí)：

1. 這些物質(zhì)都由極大的分子所組成，分子量可達(dá)五萬(wàn)至幾百萬(wàn)，故稱“大分子”。1926年施陶丁格( Hermann Staudingcr ,1881一1965）在“德國(guó)自然研究者和醫(yī)生協(xié)會(huì)”中提出大分子見(jiàn)解，1953年以“鏈狀大分子物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)”而獲得諾貝爾獎(jiǎng)。

2. 這種大分子是長(zhǎng)線鏈狀的，由許多小的重復(fù)單元借共價(jià)鍵連接而成，故稱“聚合物”( polymer )，可用單體聚合而成。

3. 這種大分子的結(jié)構(gòu)與形狀，需要新的物理化學(xué)方法來(lái)定量表征，如要用粘度法、滲透壓法，超離心機(jī)法等來(lái)測(cè)定分子量和分子量分布，要用X﹣光衍射測(cè)定細(xì)絲、薄膜、本體的取向和結(jié)晶。第二次世界大戰(zhàn)之后，高分子科學(xué)形成了自己的體系。1947年，國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)會(huì)的高分子組在比利時(shí)召開(kāi)了第一次“國(guó)際高分子討論會(huì)”，在這次會(huì)中，各個(gè)分支領(lǐng)域得到詳盡的總結(jié)，討論中心是今后的主要發(fā)展方向。內(nèi)容有聚乙烯、尼龍、聚酯等的合成和加工技術(shù)，研究結(jié)構(gòu)的新方法等。

4. 就在這個(gè)水平上有一個(gè)重大的突破，即1954年齊格勒（ Karl Zieg ler ,1898一1973）納塔（ Giulio Natta ,1903一1979）發(fā)明了用有機(jī)金屬絡(luò)合物的定向催聚法，可使高分子鏈的立體構(gòu)型獲得規(guī)整結(jié)構(gòu)，這又使鏈結(jié)構(gòu)、聚合機(jī)理、性能與結(jié)構(gòu)關(guān)系等重新研究，使高分子科學(xué)在六、七十年代進(jìn)入一個(gè)新時(shí)期。

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，高分子材料獲得了新的發(fā)展契機(jī)，需求呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，同時(shí)，對(duì)材料性能提出更高標(biāo)準(zhǔn)與要求，尤其是以高性能與復(fù)合化為研究方向，在根本上滿足全社會(huì)更加多元化的發(fā)展需求。

從物理角度分析，高分子材料強(qiáng)度大，擁有突出的耐磨性，同時(shí)，比重較輕。其次，立足化學(xué)性能，高分子材料化學(xué)性能十分穩(wěn)定，耐腐蝕性較強(qiáng)，尤其是在技術(shù)的不斷完善與優(yōu)化中，高分子材料的功能更顯多樣性，滿足輕而強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)，材料價(jià)值更加突出。目前，高分子材料類型豐富，涉及纖維、橡膠等類型。

三、高分子材料的應(yīng)用現(xiàn)狀

1. 依托較強(qiáng)的耐熱性與強(qiáng)度，高分子材料在軍工領(lǐng)域極具發(fā)展?jié)摿Γ?/strong>鑒于高分子材料高耐熱、耐腐蝕以及高強(qiáng)度等特點(diǎn)，其在軍工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)廣泛應(yīng)用于防彈衣、抗高溫保護(hù)罩等方面，是交通運(yùn)輸、海洋工程等重大領(lǐng)域內(nèi)不可或缺的基礎(chǔ)材料。隨著特殊性能高分子材料的研究，高分子材料在應(yīng)用方面已經(jīng)開(kāi)始部分替代金屬材料，發(fā)揮其更佳的“輕而強(qiáng)”優(yōu)勢(shì)。軍工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，材料的服役環(huán)境經(jīng)常是比較惡劣的，包括極高溫度、極高受力等，對(duì)材料的性能提出了非?？量痰囊?。而高分子材料的性能可設(shè)計(jì)性為其在軍工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用提供了技術(shù)支撐。因此，高分子材料在軍工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮了非常重要的作用。

2. 建筑行業(yè)以材料科學(xué)為動(dòng)力，高分子材料強(qiáng)化建筑裝修整體質(zhì)量的提升：建筑業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展與材料技術(shù)的發(fā)展是分不開(kāi)的，可以認(rèn)為，建筑業(yè)的發(fā)展史就是材料的發(fā)展史。材料領(lǐng)域內(nèi)每一次技術(shù)的革新都會(huì)給建筑業(yè)的發(fā)展帶來(lái)極大的促進(jìn)作用。而高分子材料在建筑業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)展與應(yīng)用更是重中之重。其中，高分子材料在建筑業(yè)領(lǐng)域內(nèi)一般應(yīng)用于室內(nèi)，例如室內(nèi)裝修所用到的涂料以及粘合劑等，一方面高分子材料具有優(yōu)異的耐磨性能以及“輕而強(qiáng)”性能提高材料的使用壽命，降低材料的成本，另一方面，可以極大提高室內(nèi)裝修的美感，提高室內(nèi)環(huán)境的居住質(zhì)量。

3. 依托低成本支出，高分子材料在民用領(lǐng)域應(yīng)用廣泛：高分子材料的身影在生活中無(wú)處不見(jiàn)，例如各種各樣的塑料制品，包括容器、薄膜以及泡沫塑料等，多樣化的橡膠制品，包括輪胎、傳送帶、電線的絕緣保護(hù)套以及生活中雨衣、膠鞋等，豐富的纖維制品，包括滌綸、睛綸等。同時(shí)，高分子材料的低成本優(yōu)勢(shì)使得其在民用領(lǐng)域中備受青睞，一直具高分子材料在發(fā)展與應(yīng)用中不可避免的出現(xiàn)各種問(wèn)題。其中，最為突出的問(wèn)題是高分子材料的不可降解性，高分子材料使用后如果不及時(shí)回收，會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，包括水污染、大氣污染等，對(duì)人類以及其他生物的生存環(huán)境造成嚴(yán)重危害。因此，不可降解問(wèn)題一直是扼制高分子材料技術(shù)發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。

四、對(duì)高分子材料發(fā)展趨勢(shì)的展望

1. 增強(qiáng)高分子材料的可重復(fù)利用性，降低環(huán)境污染，發(fā)展綠色環(huán)保材料：提高高分子材料的可重復(fù)利用性，提高可降解性，從源頭上杜絕環(huán)境污染問(wèn)題；另一方面，要降低高分子材料對(duì)礦石燃料的依賴性，礦石燃料屬于不可再生資源，高分子材料對(duì)于礦石燃料的依賴性會(huì)使得地球的自然資源不斷減少，不能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

2. 重視分子材料制備與加工工藝的完善，強(qiáng)化復(fù)合化與功能化：為了提升高分子材料性能，主要是對(duì)材料制備與加工環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，促使材料呈現(xiàn)高性能。具體講，可以對(duì)高分子材料的力學(xué)強(qiáng)度以及耐腐蝕進(jìn)行研究，為高分子材料在高性能環(huán)境中的應(yīng)用提供技術(shù)支撐；對(duì)于高功能化，主要是重視復(fù)合功能高分子材料的發(fā)展，強(qiáng)化對(duì)多種功能的豐富，力求多樣化與復(fù)合化。

3. 智能化高分子材料極具發(fā)展?jié)摿?，?qiáng)化對(duì)環(huán)境條件的適應(yīng)性：對(duì)于智能化，主要是以促進(jìn)高分子材料生命功能為目標(biāo)。也就是說(shuō)，材料性能可以根據(jù)環(huán)境變化進(jìn)行調(diào)整。例如，高分子材料能夠具備記憶功能，其形狀可以以外界條件為前提，強(qiáng)化對(duì)周邊溫度、濕度以及亮度等因素的感知，合理進(jìn)行針對(duì)性調(diào)整。另外，對(duì)于水溶性的高分子材料，能夠以水溶液為介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)自我溶解的功能，凸顯較強(qiáng)的粘合性與潤(rùn)滑性。