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聚合物材料

聚合物材料是指由許多相同的、簡單的結(jié)構(gòu)單元通過共價鍵重復(fù)連接而成的高分子量(通常可達(dá)10～106)化合物。例如聚氯乙烯分子是由許多氯乙烯分子結(jié)構(gòu)單元“—CH2CHCl—”重復(fù)連接而成，因此“—CH2CHCl”—又稱為結(jié)構(gòu)單元或鏈節(jié)。由能夠形成結(jié)構(gòu)單元的小分子所組成的化合物稱為單體，是合成聚合物的原料。

材料科學(xué)介紹

　　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。

內(nèi)容簡介

　　總述

　　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(jì)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(jìn)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(jì)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(jī)、通訊光纜等都是新材料發(fā)展的產(chǎn)物。

　　材料簡介

　　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?？梢哉f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(fèi)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。

　　材料歷史

　　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。

　　隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高強(qiáng)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(xì)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(kuò)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(jìn)了很多先進(jìn)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(jìn)入微觀（分子水平）；從定性進(jìn)入半定量或定量；由靜態(tài)進(jìn)入動態(tài)，正逐步實(shí)現(xiàn)在分子設(shè)計水平上合成并制備達(dá)到所期望功能的新材料。

　　材料發(fā)展

　　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(jìn)，而采用現(xiàn)代物理技術(shù)對高分子材料進(jìn)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DeGcnnes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(xiàn)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?？傊?，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。

　　材料分類

　　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(jī)高分子材料及元素有機(jī)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。

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