聚合物材料

　　人類生活和生產(chǎn)的基礎(chǔ)，它與能源、信息并列為現(xiàn)代科學(xué)的三大支柱。一個國家材料的品種和產(chǎn)量是直接衡量其科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟發(fā)展水平和人民生活水平的重要標(biāo)志之一。當(dāng)今世界正處于材料革命的進程之中。新材料的出現(xiàn)直接影響國家的工業(yè)發(fā)展和經(jīng)濟繁榮。令人矚目的高科技成就如宇宙飛船、超大規(guī)模集成電路、隱形飛機、通訊光纜等都是新材料發(fā)展的產(chǎn)物。高分子材料相對于傳統(tǒng)材料如水泥、玻璃、陶瓷和鋼鐵而言是后起的材料，但其發(fā)展速度及應(yīng)用的廣泛性卻大大超過了傳統(tǒng)材料。可以說高分子材料已不再是傳統(tǒng)材料的代用品，已成為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科技等領(lǐng)域的重要材料。高分子材料無所不在，廣泛滲透于人類生活的各個方面，在人們生活中發(fā)揮著巨大的作用。前不久美國宇航局在費城召開的會議中指出，新材料的主要內(nèi)容包括聚合物、復(fù)合材料、磁性材料、半導(dǎo)體材料、光學(xué)纖維和陶瓷。這些材料中，除半導(dǎo)體材料外，均涉及高分子材料，可見高分子材料在當(dāng)代及未來國際競爭中占有相當(dāng)重要的地位。人們使用高分子材料已有很長的歷史，自然界的天然產(chǎn)物，如木材、皮革、橡膠、棉、麻、絲、淀粉以及硅酸鹽等都是高分子材料。天然橡膠是人們最早發(fā)現(xiàn)的天然高分子材料之一，硝化纖維素是首先工業(yè)化的改性天然高分子材料，完全人工合成的高分子材料則首先是從酚醛樹脂開始。自此，合成并工業(yè)化生產(chǎn)的高分子材料種類迅速擴大，各種通用高分子材料相繼問世。隨著科學(xué)技術(shù)的進步和經(jīng)濟的發(fā)展，高強度、高韌性、耐高溫、耐極端條件等高性能的高分子材料發(fā)展十分迅速，為電子、宇航工業(yè)等提供了必需的新材料。目前，高分子材料正向功能化、智能化、精細化方向發(fā)展，使其由結(jié)構(gòu)材料向具有光、電、聲、磁、生物醫(yī)學(xué)、仿生、催化、物質(zhì)分離及能量轉(zhuǎn)換等效應(yīng)的功能材料方向擴展，如分離材料、導(dǎo)電材料、智能材料、貯能材料、換能材料、納米材料、光導(dǎo)材料、生物活性材料、電子信息材料等的發(fā)展都表明了這種發(fā)展趨勢。與此同時，在高分子材料的生產(chǎn)加工中也引進了很多先進技術(shù)，如等離子體技術(shù)、激光技術(shù)、輻射技術(shù)等。而結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的研究也由宏觀進入微觀（分子水平）；從定性進入半定量或定量；由靜態(tài)進入動態(tài)，正逐步實現(xiàn)在分子設(shè)計水平上合成并制備達到所期望功能的新材料。高分子材料科學(xué)的迅速發(fā)展，使其與其它許多學(xué)科相互交叉滲透，交叉滲透的結(jié)果又大大加快了高分子材料的發(fā)展。例如：在與化學(xué)工程的交叉滲透中，使用膜分離技術(shù)可制取用傳統(tǒng)方法無法得到的超純物質(zhì)；在與現(xiàn)代物理的交叉滲透中，高分子材料的結(jié)構(gòu)、成分分析又依賴于現(xiàn)代物理的許多研究方法和儀器設(shè)備的改進，而采用現(xiàn)代物理技術(shù)對高分子材料進行特殊加工將會解決許多傳統(tǒng)技術(shù)難以解決的課題。高分子光導(dǎo)體、高分子液晶的發(fā)現(xiàn)也極大地豐富了物理學(xué)的理論，如美國科學(xué)家De Gcnnes也正是由于他在液晶及其它高分子物理領(lǐng)域的突出貢獻而獲得了1991年的諾貝爾物理學(xué)獎；在與生物工程、醫(yī)學(xué)的交叉滲透中，高分子材料亦是最有希望解決與活體之間的生物相容性、組織相容性以及免疫反應(yīng)的有效材料。并且緩釋材料也為藥物科學(xué)開辟了新的天地。而仿生材料的出現(xiàn)使合成高分子與生物高分子之間的界限變得更為模糊；在與微電子工程的交叉滲透中，高分子抗蝕劑是制造超大規(guī)模集成電路的關(guān)鍵材料。總之，高分子學(xué)科將在新技術(shù)革命中更廣泛地與相關(guān)學(xué)科相互交叉融合，推動社會生產(chǎn)力的快速發(fā)展。高分子材料的分類方法有多種。例如，按來源可分為天然高分子材料和合成高分子材料；按大分子主鏈結(jié)構(gòu)可分為碳鏈高分子材料、雜鏈高分子材料、無機高分子材料及元素有機高分子材料等；根據(jù)性能和用途，可分為橡膠、塑料、纖維、粘合劑、涂料、功能高分子材料、生物高分子材料等。后者最為常用，本書主要采用這一分類方法編寫，同時將天然高分子材料和無機高分子材料單獨設(shè)章，力圖全面地介紹各種高分子材料。材料科學(xué)的發(fā)展對人才培養(yǎng)不斷提出新的要求，要求從事高分子領(lǐng)域工作的人員必須從過去的窄專業(yè)向?qū)拰I(yè)的方向轉(zhuǎn)變。社會的發(fā)展使得高分子學(xué)科，不僅需要培養(yǎng)懂得塑料、橡膠、纖維或涂料等知識和技能的專門人材，更需要熟悉高分子材料各個領(lǐng)域、甚至高分子材料科學(xué)發(fā)展前沿的高水平人材。 本書為高分子材料與工程專業(yè)系列教材之一，可作為高等院校高分子材料與加工等相關(guān)專業(yè)的本科生的教科書和研究生的參考書，對從事高分子材料生產(chǎn)、加工、應(yīng)用及研究的工程技術(shù)人員也有重要的參考價值。

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