展望21世纪的高分子化学

发稿时间:2008-09-08浏览次数:175

    化学作为自然科学的一个分支,就是在分子水平上研究物质。它有别于其它自然科学学科的地方就在于可以制造物质,即可以将原子配对重组,合成得到体现物质属性的最小单元一分子。因而有化学家是在制造和研究分子的这样一种说法。
   高分子化学作为化学的一个分支,同样也是从事制造和研究分子的科学,但其制造和研究的对象都是大分子,即由若干原子按一定规律重复地连接成具有成千上万甚至上百万质量的、最大伸直长度可达毫米量级的长链分子,称为高分子、大分子或聚合物。既然高分子化学是制造和研究大分子的科学,对制造大分子的反应和方法的研究,显然是高分子化学的最基本的研究内容。
   回顾过去一个多世纪高分子化学的发展史可以看到,正是由于高分子化学反应和合成方法对高分子化学学科发展的推动,促进了高分子合成材料的广泛应用,使得当代人类社会的文明发展进入到了合成材料时代。因此在此世纪之交之时,展望21世纪的高分子化学,包括高分子化学反应和合成方法、高分子物理和物理化学、高分子材料化学和材料物理、高分子反应工程、高分子成型技术以及高分子材料与环境及资源等的关系,对于推动下个世纪的社会经济发展和人类文明进步,都应该是有意义的。
   早在19世纪中叶高分子就已经得到了应用,但是当时并没有形成长链分子这种概念。主要通过化学反应对天然高分子进行改性,所以现在称这类高分子为人造高分子。比如1839年美国人 Goodyear发明了天然橡胶的硫化;1855年英国人Parks由硝化纤维素(guncotton)和樟脑(camphor)制得赛璐珞(celluloid)塑料;1883年法国人de Chardonnet发明了人造丝rayon等[1]。可以看到正是由于采用了合适的反应和方法对天然高分子进行了化学改性,使得人类从对天然高分子的原始利用,进入到有目的地改性和使用天然高分子。
   进入20世纪以来,德国科学家Staudinger在1920年提出了高分子的长链结构,形成了高分子的概念[2],从而开始了用化学方法制备高分子的时代。用化学方法制备的高分子称为合成高分子。纵观20世纪合成高分子在满足社会经济发展和人类文明进步的需求方面,无一不是得益于高分子化学反应和合成方法的发现、发明、发展和应用。下面是几项对高分子化学的学科发展和合成高分子的应用有划时代意义的高分子化学反应和合成方法[3]。
   经过30多年对苯酚/二甲氧基甲烷和苯酚/甲醛缩聚反应的研究,1909年Baekeland报道了第一个能实际应用的高分子合成材料——酚醛树脂。他将混有无机粒子

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