中國(guó)高分子科學(xué)的發(fā)展概況與趨勢(shì)（1999,9）
刊于《跨世紀(jì)的高分子科學(xué)》叢書(shū)（含《高分子化學(xué)》，《高分子物理》，
《聚合物成型原理及成型技術(shù)》，《功能高分子與新技術(shù)》四冊(cè)），各冊(cè)的第一章
胡漢杰、周其鳳、楊玉良、瞿金平、何天白共同討論，胡漢杰執(zhí)筆
1．1 歷史的回顧
高分子概念的形成和高分子科學(xué)的出現(xiàn)始于20世紀(jì)20年代[1]。雖然早在19世紀(jì)中葉當(dāng)時(shí)并沒(méi)有形成長(zhǎng)鏈分子這種概念，但高分子就已經(jīng)得到了應(yīng)用。那時(shí)主要是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)對(duì)天然高分子進(jìn)行改性，所以現(xiàn)在稱(chēng)這類(lèi)高分子為人造高分子。比如1839年美國(guó)人Goodyear發(fā)明了天然橡膠的硫化；1855年英國(guó)人Parks由硝化纖維素(guncotton)和樟腦(camphor)制得賽璐珞(cetluloid)塑料；1883年法國(guó)人de Chardonnet發(fā)明了人造絲(rayon)等[2]。1920年德國(guó)科學(xué)家Staudinger提出了高分子的長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)，形成了高分子的概
念[3]，從而開(kāi)始了用化學(xué)方法制備合成高分子的時(shí)代。由此高分子化學(xué)漸漸萌生和發(fā)展。
隨著人類(lèi)社會(huì)對(duì)高分子材料的強(qiáng)烈需求，一些有機(jī)化學(xué)家開(kāi)展了縮聚反應(yīng)及自由基聚合反應(yīng)的研究，并通過(guò)這些反應(yīng)相繼開(kāi)發(fā)出尼龍(聚酰胺)66、氯丁橡膠、丁苯橡膠、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等一大批高分子新材料，從而形成了“高分子化學(xué)”的研究領(lǐng)域。隨著大批新合成高分子的出現(xiàn)，解決對(duì)這些新聚合物的性能表征，以及了解其結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響等問(wèn)題也隨之變得很必要了.因此從20世紀(jì)40年代至50年代，一批化學(xué)家、物理學(xué)家投人了這方面的研究，漸漸形成了“高分子物理’’(含高分子物理化學(xué))研究領(lǐng)域。隨著高分子化學(xué)、高分子物理研究工作的深入及高分子材料制品向人類(lèi)生活各個(gè)領(lǐng)域的迅速擴(kuò)展，高分子材料的成型加工原理及技術(shù)研究、高分子化合物生產(chǎn)中的工程問(wèn)題的研究日漸產(chǎn)生，從而形成了涉及高分手成型加工及聚合反應(yīng)工程研究的“高分子工程”研究領(lǐng)域。高分子化學(xué)、高分子物理和高分子工程等研究領(lǐng)域組成了高分子科學(xué)的基本內(nèi)涵，從而形成了“高分子科學(xué)與工程”學(xué)科。在高分子科學(xué)的形成和發(fā)展過(guò)程中，除Staudinger外，世界上許多科學(xué)家對(duì)此也做出了巨大貢獻(xiàn)，比如Ziegler(德國(guó))、Natta(意大利)、Flory(美國(guó))和de Gennes(法國(guó)),他們分別因在配位聚合反應(yīng)和高分子物理等領(lǐng)域?qū)Ω叻肿涌茖W(xué)的發(fā)展做出了開(kāi)創(chuàng)性或奠基性工作而榮獲諾貝爾獎(jiǎng)。
中國(guó)的高分子研究起步于50年代初[4~~8]。當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)一批高分子研究的先驅(qū)者，分別在不同領(lǐng)域開(kāi)展了高分子方面的研究工作。唐敖慶先生于1951年在中國(guó)化學(xué)會(huì)志上發(fā)表了關(guān)于橡膠分子尺寸計(jì)算的我國(guó)首篇高分子科學(xué)論文，并在吉林大學(xué)開(kāi)展了高分子統(tǒng)計(jì)理論的研究；中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所于1950年開(kāi)始了合成橡膠和纖維素化學(xué)的研究工作；王葆仁先生于1952年在中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所建立了有機(jī)玻璃和尼龍6的研究小組(后來(lái)遷京成為中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所的一部分)；馮新德先生于50年代初在北京大學(xué)開(kāi)設(shè)了高分子化學(xué)專(zhuān)業(yè)并開(kāi)展了相關(guān)研究工作；何炳林先生于50年代中期在南開(kāi)大學(xué)開(kāi)展了離子交換樹(shù)脂的研究工作；錢(qián)人元先生于1952年在中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所、1953年在中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所分別建立了高分子物理化學(xué)研究組，開(kāi)展高分子溶液性質(zhì)研究(1956年由上海遷京,成為中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所的一部分)；錢(qián)保功先生于50年代初在中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所開(kāi)始了高聚物黏彈性能及高分子輻射化學(xué)的研究；徐僖先生于50年代初期在成都工學(xué)院(現(xiàn)四川大學(xué))開(kāi)設(shè)了塑料工程專(zhuān)業(yè)并開(kāi)展了塑料加工成型研究。在他們的帶領(lǐng)下，我國(guó)的高分子化學(xué)、高分子物理以及高分子工程等三個(gè)分支學(xué)科領(lǐng)域的研究，在跟蹤國(guó)外發(fā)展、急起直追的情況下幾乎同時(shí)起步。但由于受到當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)科研隊(duì)伍狀況及國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況的影響，三個(gè)分支學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展并不平衡。50年代末，高分子化學(xué)首先發(fā)展壯大并形成學(xué)科基本內(nèi)涵。60年代中,高分子物理的學(xué)科內(nèi)涵及學(xué)科隊(duì)伍基本形成。高分子工程領(lǐng)域的研究，長(zhǎng)期以來(lái)由于絕大部分研究工作偏重于制品制造及一般工藝研究，學(xué)科基礎(chǔ)研究的內(nèi)涵約在80年代后期才初步形成。
對(duì)于我國(guó)高分子科學(xué)的形成和發(fā)展，老一輩高分子科學(xué)家們做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。例如，王葆仁先生在我國(guó)高分子科學(xué)的形成、發(fā)展中進(jìn)行了重要的組織工作，培養(yǎng)了一大批學(xué)科骨干。馮新德先生在自由基聚合、氧化還原引發(fā)體系等領(lǐng)域長(zhǎng)期開(kāi)展了系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究工作，并開(kāi)創(chuàng)了國(guó)內(nèi)醫(yī)用高分子研究領(lǐng)域。何炳林先生開(kāi)拓了我國(guó)離子交換與吸附樹(shù)脂的研究領(lǐng)域，并在將基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究相結(jié)合進(jìn)而推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面做出了富有成果的嘗試。錢(qián)人元先生對(duì)我國(guó)高分子物理的學(xué)科布局及深入發(fā)展起了奠基作用，開(kāi)拓了我國(guó)高分子溶液、高分子凝聚態(tài)、有機(jī)金屬導(dǎo)體等一些重要的研究領(lǐng)域。錢(qián)保功先生在組織高分子化學(xué)、高分子物理進(jìn)行學(xué)科聯(lián)合，共同開(kāi)發(fā)我國(guó)新品種橡膠研究方面做出了重要貢獻(xiàn)。唐敖慶先生開(kāi)展的高分子統(tǒng)計(jì)理論研究，在高分子化學(xué)、高分子物理理論研究方面開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)重要領(lǐng)域。徐
僖先生長(zhǎng)期開(kāi)展的塑料成型研究為我國(guó)高分子成型學(xué)科基礎(chǔ)研究的發(fā)展起了重要奠基和推動(dòng)作用。還有其他一些老一輩高分子科學(xué)家也分別在不同領(lǐng)域?yàn)楦叻肿涌茖W(xué)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。50年來(lái)，隨著高分子科學(xué)研究在深度和廣度上的發(fā)展，在老一輩高分子科學(xué)家的指導(dǎo)下以及廣大第一線高分子科技人員的帶領(lǐng)和培養(yǎng)下，我國(guó)高分子界已有一批年輕的研究群體破筍成竹，他們代表著我國(guó)高分子科學(xué)的未來(lái)。
國(guó)際上高分子科學(xué)的出現(xiàn)，源于高分子材料的普及和初級(jí)高分子工業(yè)的發(fā)展，高分子科學(xué)的形成和發(fā)展又極大地推動(dòng)了現(xiàn)代高分子工業(yè)的形成和更大規(guī)模的高分子材料的普及。我國(guó)高分子科學(xué)的形成、發(fā)展和我國(guó)高分子工業(yè)的形成及提高似乎是各行其路的。高分子科學(xué)在追蹤、學(xué)習(xí)國(guó)外成就的過(guò)程中成長(zhǎng)、壯大和提高，而高分子工業(yè)則基本上是采取了引進(jìn)一消化一再引進(jìn)的發(fā)展道路。雖然中國(guó)高分子科學(xué)在人才培養(yǎng)、特殊高分子材料的研究開(kāi)發(fā)及少數(shù)幾項(xiàng)工業(yè)技術(shù)(例如中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所研究的三元鎳系順丁橡膠合成技術(shù),中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所的降溫母粒生產(chǎn)衣用聚丙烯纖維的技術(shù)等)的創(chuàng)造方面,為中國(guó)高分子工業(yè)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)，但就整體而言，中國(guó)高分子科學(xué)的發(fā)展對(duì)中國(guó)高分子工業(yè)推動(dòng)作用的潛力尚遠(yuǎn)未發(fā)揮出來(lái)。其原因是多方面的。在研究工作中，高分子學(xué)術(shù)界如何與高分子工業(yè)密切聯(lián)系，如何從工業(yè)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)、提煉學(xué)術(shù)課題開(kāi)展自己的研究工作，是值得今后重視的。
回顧歷史可以看出，人類(lèi)社會(huì)對(duì)高分子材料的需求是高分子科學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展的推動(dòng)力，和其他學(xué)科的交叉、融合則是高分子科學(xué)成長(zhǎng)過(guò)程的特點(diǎn)。正是基于這兩個(gè)特點(diǎn)，80年來(lái)高分子科學(xué)得以從無(wú)到有并飛速發(fā)展，至今已成為化學(xué)領(lǐng)域中最有活力的學(xué)科。中國(guó)高分子科學(xué)的發(fā)展，除了具有上述兩個(gè)特點(diǎn)外，另有自己的特殊之處。一是為了填補(bǔ)科學(xué)上的空白，努力向國(guó)外學(xué)習(xí)，追蹤、仿效國(guó)外科學(xué)前沿的研究工作；是中國(guó)高分子科學(xué)發(fā)展的主要牽引力，在這一牽引力的作用下，我國(guó)高分子科學(xué)的水平迅速地全面提高，但難以產(chǎn)生在國(guó)際上有創(chuàng)新意義的重大成果。二是面向國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，去研究、解決生產(chǎn)實(shí)踐中存在的現(xiàn)實(shí)學(xué)術(shù)問(wèn)題或技術(shù)問(wèn)題，并從中提高高分子科學(xué)的學(xué)術(shù)水平，是我國(guó)高分子科學(xué)發(fā)展的另一個(gè)次要牽引力。在這一牽引力的作用下。雖然不利于我國(guó)高分子科學(xué)整體水平的全面、迅速提高，但在某些局部領(lǐng)域卻產(chǎn)生了一些在國(guó)際上有創(chuàng)新意義的成果,除了前述中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)所的“三元鎳系順丁橡膠及稀土催化聚合雙烯類(lèi)橡膠”的工作、中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所的“降溫母粒法生產(chǎn)衣用聚丙烯纖維”的工作外，還有華南理工大學(xué)的“電磁動(dòng)態(tài)聚合物成型原理及設(shè)備”的工作、中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所的“羰基化制醋酸、醋酐的高分子催化劑”的工作等.產(chǎn)生這些創(chuàng)新成果的原因之一，恐怕是工作中沒(méi)有國(guó)外現(xiàn)成模式、思路可借鑒，迫使研究者只能獨(dú)立思考、獨(dú)立去實(shí)踐創(chuàng)造解決問(wèn)題的思路，從而蹚出了創(chuàng)新之路。
溫故而知新。展望未來(lái)，在我國(guó)高分子科學(xué)已有相當(dāng)水平及相當(dāng)規(guī)模的現(xiàn)狀下，雖然向國(guó)外學(xué)習(xí)、追蹤國(guó)際學(xué)術(shù)前沿仍是我國(guó)高分子科學(xué)發(fā)展的一條路徑，但注意將學(xué)習(xí)國(guó)外和自己創(chuàng)新結(jié)合起來(lái)，在追蹤中創(chuàng)造自己的研究思路，在國(guó)外工作啟發(fā)下進(jìn)一步開(kāi)拓，將成為我國(guó)高分子科學(xué)研究的主要?jiǎng)?chuàng)新之路。同時(shí)面向生產(chǎn)實(shí)踐，從生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)、提煉最新的學(xué)術(shù)問(wèn)題，在解決具體問(wèn)題中走學(xué)科交叉、多學(xué)科融合之路，也將是我國(guó)高分子科學(xué)研究創(chuàng)造新領(lǐng)域、新局面的途徑。
1．2 中國(guó)高分子科學(xué)研究的概況
1．2．1一般情況
經(jīng)過(guò)50年的發(fā)展，中國(guó)高分子科學(xué)現(xiàn)在的基本狀況是：已形成了一支約1．5萬(wàn)人的高分子科研隊(duì)伍，在這支隊(duì)伍中有中國(guó)科學(xué)院院士12人、中國(guó)工程院院士4人，副研究員、副教授以上的高級(jí)研究人員約2000人.由所從事研究工作的性質(zhì)看，大約30％的研究人員致力于高分子學(xué)科的基礎(chǔ)性研究，7o％的人員從事為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而探索、創(chuàng)造各種新材料、新技術(shù)的應(yīng)用研究工作。從研究隊(duì)伍的學(xué)科構(gòu)成來(lái)看，約有65％的人員從事高分子化學(xué)領(lǐng)域的研究,25％的人員從事高分子物理領(lǐng)域的研究，10％的人員從事高分子工程領(lǐng)域的研究。從研究課題情況來(lái)看，幾乎涵蓋了國(guó)際上高分子研究的所有主要領(lǐng)域，但是工作的深度及學(xué)術(shù)水平總體上與國(guó)際水平仍有相當(dāng)差距，我國(guó)僅在個(gè)別工作點(diǎn)上，特別是和應(yīng)用聯(lián)系密切的新材料、新技術(shù)研究方面，做出了一些在國(guó)際上有影響的成果。
1．2．2學(xué)科概況
高分子科學(xué)的內(nèi)涵雖然得到了學(xué)術(shù)界的共識(shí)，但學(xué)科名稱(chēng)卻十分不一致，其中在國(guó)內(nèi)外有影響的提法是“高分子科學(xué)與工程”學(xué)科。我國(guó)“高分子科學(xué)與工程”學(xué)科的內(nèi)部構(gòu)成，基本上跟上了國(guó)際高分子科學(xué)發(fā)展的現(xiàn)有格局。既形成了、“高分子化學(xué)”、“高分子物理”及“高分子工程”(含高分子成型和聚合反應(yīng)工程)三個(gè)基礎(chǔ)性分支學(xué)科，以及“功能高分子”和“高分子新材料”兩個(gè)綜合性研究領(lǐng)域。高分子化學(xué)、高分子物理、高分子工程三個(gè)分支學(xué)科各有其相對(duì)獨(dú)立的基礎(chǔ)性學(xué)科內(nèi)涵,但在學(xué)科發(fā)展及具體學(xué)術(shù)研究中，又相互融合、相輔相成，彼此協(xié)調(diào)發(fā)展。三個(gè)分支學(xué)科都從不同角度面對(duì)高分子科學(xué)的共同研究目標(biāo)——為人類(lèi)提供新材料、新技術(shù)，因此三個(gè)分支學(xué)科從不同角度、不同學(xué)術(shù)領(lǐng)域，分別涉人了新材料研究的兩個(gè)綜合性研究領(lǐng)域—功能高分子(材料)和(通用)高分子材料。
我國(guó)的"高分子化學(xué)”研究,學(xué)科基本成熟，研究領(lǐng)域很寬，但多數(shù)課題是從事功能高分子的合成及用作各種新材料聚合物的合成研究。高分子化學(xué)的學(xué)科基礎(chǔ)研究是高分子合成、高分子改性，這方面的工作約占高分子化學(xué)研究的1／3。在高分子化學(xué)領(lǐng)域，我國(guó)做出的在國(guó)際上有影響的工作是：三元鎳系順丁橡膠合成和稀土催化合成順丁橡膠、異戊橡膠及稀土催化劑研究、自由基聚合的氧化還原引發(fā)體系、甲殼型液晶高分子的設(shè)計(jì)和合成、雜環(huán)高分子的研究、全程自由基聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究、配位聚合新催化劑研究等。
我國(guó)的“高分子物理”研究,學(xué)科也基本成熟，研究隊(duì)伍精干，課題相對(duì)比較集中。在高分子物理領(lǐng)域，我國(guó)做出的國(guó)際上有影響的工作是:降溫母粒法生產(chǎn)衣用聚丙烯纖維技術(shù)、高分子聚合反應(yīng)統(tǒng)計(jì)理論、順丁橡膠的結(jié)構(gòu)和性能研究、單鏈高分子研究、高分子鏈結(jié)構(gòu)和凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)的研究、橡膠的有序交聯(lián)彈性網(wǎng)絡(luò)模型、切變流動(dòng)下高分子體系相分離研究等。
我國(guó)的“高分子工程”分支學(xué)科內(nèi)涵正在形成之中。目前這個(gè)領(lǐng)域主要包括兩個(gè)方面的工作，即聚合物成型和聚合反應(yīng)工程研究，其中聚合物成型研究占了絕大部分。在聚合物成型研究中，目前多數(shù)工作是聚合物新產(chǎn)品的制造和工藝條件研究，而學(xué)科的主體——聚合物成型原理、方法及理論方面的工作僅占40％左右。本分支學(xué)科雖然形成較晚、相對(duì)研究隊(duì)伍人數(shù)較少，但我國(guó)在本領(lǐng)域已做出幾項(xiàng)在國(guó)際上有影響的工作，如電磁動(dòng)態(tài)聚合物成型設(shè)備及成型原理、聚合物加工輻照增容及改性技術(shù)、聚合物加工過(guò)程中力化學(xué)研究、聚合物塑化過(guò)程可視技術(shù)等。
“功能高分子”不是基礎(chǔ)學(xué)科，是高分子各個(gè)基礎(chǔ)學(xué)科與其他學(xué)科領(lǐng)域、應(yīng)用領(lǐng)域相互交叉而發(fā)展形成的研究領(lǐng)域。我國(guó)的功能高分子研究主要是高分子化學(xué)家在介入，也有少部分高分子物理學(xué)家及少部分物理學(xué)家、電子學(xué)家、生命領(lǐng)域的學(xué)者等參與。在功能高分子領(lǐng)域，我國(guó)做出的有國(guó)際影響的工作是：吸附與分離樹(shù)脂研究，有機(jī)金屬導(dǎo)體研究，導(dǎo)電聚苯胺的結(jié)構(gòu)與導(dǎo)電性能研究，高分子藥物研究，電化學(xué)法合成高強(qiáng)度導(dǎo)電聚噻盼，結(jié)構(gòu)型合成磁性高分子及材料，用于羰基合成法制醋酸、醋酐的高分子催化劑等。
“高分子新材料”同樣不是一個(gè)基礎(chǔ)學(xué)科，也是一個(gè)綜合研究領(lǐng)域。該領(lǐng)域的研究思路是，結(jié)合國(guó)民經(jīng)濟(jì)對(duì)各種新材料的需求，運(yùn)用高分子學(xué)科知識(shí)，融合其他相關(guān)學(xué)科的知識(shí)，對(duì)各種新材料開(kāi)展分子設(shè)計(jì)、化合物合成以及聚合物結(jié)構(gòu)和成型研究。因此本領(lǐng)域的工作面頗寬，研究?jī)?nèi)容頗廣?！案叻肿硬牧稀焙汀肮δ芨叻肿印钡膮^(qū)別在于，前者著重研究通用型材料，使用量大、應(yīng)用面廣，后者著重研究功能材料，即性能特殊、使用量小、附加價(jià)值高的一類(lèi)材料。目前我國(guó)在高分子新材料方面的主要研究領(lǐng)域有高分子工程材料(含高性能樹(shù)脂材料和高性能聚烯烴材料)、高分子復(fù)合材料、可環(huán)境降解塑料、高分子納米材料、天然高分子改性材料等塑料領(lǐng)域的工作，另有橡膠、纖維、涂料、黏合劑、建材等方面的高分子材料研究。“高分子材料”領(lǐng)域的研究人員同樣主要是高分子化學(xué)家,也有一些高分子工程、高分子物理及其他學(xué)科領(lǐng)域的學(xué)者。在高分子新材料領(lǐng)域,我國(guó)做出的有國(guó)際影響的工作有：杜仲橡膠(反式聚異戊二烯)研究、天然漆漆酚鈦耐腐蝕涂料研究等。
國(guó)家自然科學(xué)基金(化學(xué)部)在過(guò)去的資助項(xiàng)目中，對(duì)高分子學(xué)科的以上三個(gè)分支學(xué)科和兩個(gè)綜合研究領(lǐng)域項(xiàng)目的立項(xiàng)比例大致為：高分子合成(含改性)25％，高分子物理25％，高分子工程6％，功能高分子25％，高分子新材料19％。關(guān)于三個(gè)分支學(xué)科及功能高分子領(lǐng)域的研究狀況，本叢書(shū)將在不同分冊(cè)中詳細(xì)述及。
1．2．3學(xué)科特點(diǎn)
回顧高分子科學(xué)的形成、發(fā)展過(guò)程可以看到，學(xué)科基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究相結(jié)合，學(xué)科理論研究和工程研究相結(jié)合，學(xué)術(shù)研究和工業(yè)發(fā)展相結(jié)合，化學(xué)研究和其他學(xué)科相互交叉、融合，是高分子科學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)。正是由于上述學(xué)科特點(diǎn),以及高分子科學(xué)明確地為人類(lèi)社會(huì)探索、創(chuàng)造高分子新材料的學(xué)科目標(biāo)，才促進(jìn)了高分子科學(xué)的產(chǎn)生、深入及迅猛發(fā)展。我們相信，今后高分子科學(xué)的發(fā)展，仍會(huì)充分發(fā)揮上述特點(diǎn)并主動(dòng)利用這些特點(diǎn)來(lái)發(fā)展自己。我國(guó)高分子科學(xué)研究中，某種程度上存在著“工科高分子"和"理科高分子”互相脫離、“高分子材料”和“高分子學(xué)科的基礎(chǔ)研究”互相脫離的情況，這種情況是不利于高分子科學(xué)的整體發(fā)展的?！案叻肿涌茖W(xué)”和“高分子材料”應(yīng)是學(xué)科基礎(chǔ)和上層建筑的關(guān)系。只有“學(xué)科基礎(chǔ)”水平的提高和不斷創(chuàng)新，才能為創(chuàng)造更好的五花八門(mén)的高分子材料提供不竭的源泉。若宏觀上僅僅局限于“學(xué)科基礎(chǔ)”的學(xué)術(shù)研究，不注意新材料研究的總體學(xué)科目標(biāo)，學(xué)科研究最終將失去發(fā)展的推動(dòng)力和新學(xué)術(shù)思想的源泉；若僅僅強(qiáng)調(diào)為社會(huì)提供高分子材料，不注意高分子科學(xué)的學(xué)科基礎(chǔ)的發(fā)展，將導(dǎo)致學(xué)術(shù)上迷失方向和失去學(xué)科積累，最終也將影響高分子新材料的研制水平。在高分子研究的具體實(shí)踐中，往往面臨著“搞開(kāi)發(fā)”還是“搞基礎(chǔ)”的矛盾，面對(duì)這個(gè)矛盾，我們可以從高分子學(xué)科的發(fā)展歷史中得到啟迪?；仡櫢叻肿涌茖W(xué)的發(fā)展過(guò)程，可以看出，一個(gè)時(shí)期工作有時(shí)有所側(cè)重，而總體上學(xué)科基礎(chǔ)研究的發(fā)展應(yīng)是貫穿始終的學(xué)術(shù)界的工作內(nèi)容。成功的做法是，既要及時(shí)抓住工作中潛在的新技術(shù)、新材料的苗頭，并盡可能將其開(kāi)發(fā)成對(duì)人類(lèi)社會(huì)有用的新技術(shù)、新材料——從而獲得學(xué)科發(fā)展所需的各種必要的支持和動(dòng)力，又要不迷失學(xué)術(shù)方向，瞄準(zhǔn)學(xué)科前沿并注意從應(yīng)用開(kāi)發(fā)工作中提煉歸納學(xué)術(shù)問(wèn)題，從而不斷提高高分子科學(xué)的發(fā)展水平及提高新材料的開(kāi)發(fā)能力。
1．2．4目前存在的問(wèn)題
中國(guó)高分子科學(xué)是在我國(guó)社會(huì)對(duì)高分子材料需求的背景下，向國(guó)外學(xué)習(xí)、追蹤國(guó)外學(xué)科前沿而產(chǎn)生和發(fā)展起來(lái)的。在這個(gè)長(zhǎng)期的發(fā)展過(guò)程中，“追蹤”、“學(xué)習(xí)”是學(xué)科發(fā)展的主線，而工作“創(chuàng)新”則顯得很不夠。處理好“追蹤”和“創(chuàng)新”的關(guān)系，是今后我國(guó)高分子科學(xué)發(fā)展所面臨的問(wèn)題。今后我國(guó)高分子科學(xué)的發(fā)展，仍需向國(guó)外“學(xué)習(xí)”和“追蹤”，因?yàn)槲覀兊目茖W(xué)水平和國(guó)外先進(jìn)水平還有明顯的差距，但是我們更需要“創(chuàng)新”，這是使我國(guó)高分子科學(xué)產(chǎn)生質(zhì)的飛躍、迎頭趕上國(guó)際水平所必須采取的發(fā)展方式。我國(guó)的高分子科學(xué)家應(yīng)思考如何走創(chuàng)新之路，比如從生產(chǎn)實(shí)踐中提煉現(xiàn)實(shí)存在的新的學(xué)術(shù)問(wèn)題，從而使自己的科研工作起點(diǎn)高；從近緣或遠(yuǎn)緣學(xué)科交叉中醞釀新思路、新學(xué)術(shù)問(wèn)題、新研究領(lǐng)域；在追蹤國(guó)外工作的同時(shí)不單純模仿，注意用國(guó)外工作啟發(fā)自己的新思路，甚至借鑒國(guó)外工作的同時(shí)用“逆向思維”而產(chǎn)生自己的創(chuàng)新思路。
高分子學(xué)科發(fā)展中存在的另一個(gè)問(wèn)題，是學(xué)術(shù)界和企業(yè)界的聯(lián)系問(wèn)題。在高分子科學(xué)發(fā)展的50年中，學(xué)術(shù)界采取了“學(xué)習(xí)”、“追蹤”的道路，高分子工業(yè)實(shí)質(zhì)上也是采取了“學(xué)習(xí)”、“追蹤”之路(如“引進(jìn)”、“消化”)。學(xué)術(shù)界如何和企業(yè)界結(jié)合起來(lái)，彼此相輔相成、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)共走創(chuàng)新之路，這方面還需要進(jìn)一步思考和實(shí)踐。在今后高分子科學(xué)的發(fā)展中，學(xué)術(shù)界一方面應(yīng)注意了解企業(yè)界的工藝過(guò)程、生產(chǎn)情況，更應(yīng)注意從中提煉、歸納新的學(xué)術(shù)問(wèn)題，爭(zhēng)取在解決工業(yè)實(shí)踐中關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題的研究中，開(kāi)拓自己的有創(chuàng)新意義的研究新領(lǐng)域，同時(shí)也為高分子工業(yè)技術(shù)水平的提高做出貢獻(xiàn)。當(dāng)然，在面對(duì)實(shí)踐中關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題的研究中，要注意走學(xué)術(shù)創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新之路，避免采取工業(yè)技術(shù)方面仿制國(guó)外、單純追蹤國(guó)外的習(xí)慣做法；另一方面，我們也建議學(xué)術(shù)界更應(yīng)注意自己現(xiàn)有研究工作中潛在的新技術(shù)、新材料苗頭,一旦發(fā)現(xiàn)，應(yīng)重視起來(lái)，努力開(kāi)發(fā)或協(xié)作開(kāi)發(fā)成實(shí)用的高新技術(shù)，爭(zhēng)取從知識(shí)的源頭來(lái)為創(chuàng)造我國(guó)自己的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)做出貢獻(xiàn)。
處理好"基礎(chǔ)研究"與"應(yīng)用研究”的關(guān)系，也是我國(guó)高分子科學(xué)研究中面臨的問(wèn)題。對(duì)高分子科學(xué)而言，“基礎(chǔ)研究”和“應(yīng)用研究”之間是密切相關(guān)的，而且工作中時(shí)常是可以轉(zhuǎn)換的。我們推薦的工作模式是，一段時(shí)間內(nèi)研究方向可以有所側(cè)重，但學(xué)科基礎(chǔ)研究應(yīng)貫穿研究工作的始終；從事“基礎(chǔ)研究”時(shí)應(yīng)注意工作中潛在的應(yīng)用研究的苗頭，從事“應(yīng)用研究”時(shí)，應(yīng)注意從中提煉、歸納學(xué)術(shù)問(wèn)題。這樣，才能既提高學(xué)術(shù)水平、增加學(xué)術(shù)積累，同時(shí)又促進(jìn)高水平應(yīng)用性成果的產(chǎn)出，這是我們遵循高分子科學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)、加速發(fā)展高分子科學(xué)的捷徑。
1．3 中國(guó)高分子化學(xué)的研究
高分子化學(xué)領(lǐng)域的研究目標(biāo)是：創(chuàng)造新物質(zhì)及提高已有物質(zhì)的性能。根據(jù)這個(gè)總目標(biāo)，具體的研究思路是：研究新高分子化合物的分子設(shè)計(jì)及合成；研究高分子合成、改性的新聚合反應(yīng)、新聚合方法；研究高分子有序結(jié)構(gòu)及特定凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)的控制合成或組裝方法。
我國(guó)的高分子化學(xué)在過(guò)去的研究工作中，較多地注意了作為新材料背景的新高分子化合物的合成以及傳統(tǒng)聚合反應(yīng)的研究。對(duì)新聚合反應(yīng)、新聚合方法的探索、創(chuàng)新意識(shí)不夠。在新化合物的合成方面，根據(jù)材料的使用要求開(kāi)展分子設(shè)計(jì)，將不同性質(zhì)的高分子片段“組合”到一個(gè)高分子鏈上，以此來(lái)探索具有優(yōu)良綜合性能新材料的共聚合研究也尚嫌不夠。在新化合物的合成方面，學(xué)術(shù)界往往不注意未來(lái)在新材料應(yīng)用方面社會(huì)可接受的"性能-價(jià)格"方面的綜合因素。這是我們應(yīng)該注意的。今后的高分子化學(xué)研究，建議進(jìn)一步重視高分子鏈結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和控制合成(分子拓?fù)湫蚊?、空間立構(gòu)等規(guī)、分子量可控、官能團(tuán)或“功能結(jié)構(gòu)”位置及數(shù)量控制)，以及有某種材料性能的特殊凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)的直接合成或組裝技術(shù)的研究(分子整體構(gòu)象控制,凝聚態(tài)一維有序結(jié)構(gòu)、二維有序結(jié)構(gòu)、基本結(jié)構(gòu)成分的序列控制，納米相結(jié)構(gòu)等)[9一12]。
我國(guó)高分子化學(xué)研究目前的主要工作是：
·在聚合反應(yīng)研究方面，有配位聚合研究(<高分子化學(xué)>第9章)、活性自由基聚合研究(<高分子化學(xué)>第8章)、離子聚合研究(<高分子化學(xué)>第10章、第ll章)、開(kāi)環(huán)聚合研究(<高分子化學(xué)>第13章)、開(kāi)環(huán)易位聚合研究(<高分子化學(xué)>第12章)、等離子體聚合研究(<高分子化學(xué)>第6章)、電化學(xué)聚合研究(<高分子化學(xué)>第7章)以及自由基聚合反應(yīng)的全程動(dòng)力學(xué)研究(<高分子化學(xué)>第18章)等。
·在聚合方法研究方面．有乳液聚合研究(<高分子化學(xué)>第16章)、泡沫分散聚合研究(<高分子化學(xué)>第17章)、螺桿擠出本體聚合研究(<聚合物成型原理及成型技術(shù)>第10章)、插層聚合研究(<功能高分子與新技術(shù)>第14章)、聚合物的工業(yè)合成技術(shù)(<高分子化學(xué)>第22章)等。
·在聚合反應(yīng)引發(fā)體系及高分子改性方法研究方面，有自由基引發(fā)體系研究(<高分子化學(xué)>第2章)、光引發(fā)及材料表面活性自由基聚合改性研究(<高分子化學(xué)>第3章)、高能粒子輻射及改性技術(shù)研究(<高分子化學(xué)>第4章)、微波引發(fā)及改性技術(shù)(<高分子化學(xué)>第5章)、等離子體引發(fā)聚合及改性(<高分子化學(xué)>第6章)、超聲波改性技術(shù)研究(<聚合物成型原理及成型技術(shù)>第4章)等。
·在新類(lèi)型聚合物合成方面．有基于活性自由基聚合或陰離子聚合方法而開(kāi)展的不同性質(zhì)片段的高分子嵌段共聚物的設(shè)計(jì)和合成研究(<高分子化學(xué)>第19章)、樹(shù)狀或超支化高分子的合成(<高分子化學(xué))>第19章)、集無(wú)機(jī)片段和有機(jī)片段于同一高分子的雜化高分子的合成(<高分子化學(xué)>第20章)、C02和環(huán)氧共聚而成的脂肪族聚碳酸酯的合成(<功能高分子與新技術(shù)>第10章)、CO和烯烴共聚合成聚酮的研究(本叢書(shū)未編入)等工作。
近幾年，在高分子化學(xué)研究領(lǐng)域也出現(xiàn)了一些新類(lèi)型的研究工作，例如．用生物酶(或修飾、改性后的生物酶)催化合成高分子化合物(<高分子化學(xué)>第14章)、利用某些細(xì)菌發(fā)酵生長(zhǎng)來(lái)制造聚酯化合物(<高分子化學(xué)>第15章)、利用動(dòng)植物轉(zhuǎn)基因法來(lái)生長(zhǎng)某些高分子化合物(國(guó)外的工作)、為探索新醫(yī)用材料而開(kāi)展的合成高分子接枝生物分子(多糖等)的研究、采用五配位硅酸酯法探索由砂子(siO2)廉價(jià)制備有機(jī)硅單體的新途徑(本叢書(shū)未編入)、借助分子間的弱相互作用及特殊識(shí)別作用組裝合成新“聚合物”體系(或稱(chēng)超分子
體系)(<高分子化學(xué)>第21章)等。對(duì)于這些高分子化學(xué)領(lǐng)域的新生長(zhǎng)點(diǎn)，應(yīng)予以重視。
展望未來(lái)高分子化學(xué)的發(fā)展我們建議：注意有機(jī)化學(xué)、生命科學(xué)的發(fā)展，用它們的新反應(yīng)、新方法、新思路來(lái)啟發(fā)我們，發(fā)展、創(chuàng)造高分子合成的新反應(yīng)、新方法；注意探索以生物分子為起點(diǎn)的新高分子合成或合成高分子的改性工作；注意探索特殊凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)形成的新方法(例如插層聚合法合成納米相分散聚合物材料；采用互不相容的鏈段共聚，合成嵌段共聚物型的納米相分離聚合物)。另外，如果說(shuō)過(guò)去高分子研究的化合物全是共價(jià)鍵相連接的一類(lèi)聚合物的話，那么現(xiàn)在已出現(xiàn)基于分子(在這里可視為“單體”)間弱相互作用或特殊識(shí)別作用而形成的一類(lèi)新型"聚合物"--非鍵合“高聚物”(或超分子)，對(duì)這類(lèi)新型聚合物的合成、結(jié)構(gòu)、性能以及成型、材料組裝等方面的認(rèn)識(shí)幾乎仍是空白，這個(gè)嶄新領(lǐng)域的工作更是需要予以重視的。
1．4 中國(guó)高分子物理的研究
高分子物理的學(xué)科發(fā)展線索是,研究高分子的多層次運(yùn)動(dòng)(鏈段運(yùn)動(dòng)、分子鏈運(yùn)動(dòng))、多層次相互作用、多層次結(jié)構(gòu)(高分子鏈節(jié)結(jié)構(gòu)、序列結(jié)構(gòu)、各種凝聚態(tài)結(jié)構(gòu))，各種結(jié)構(gòu)因素對(duì)聚合物材料性能及功能的影響，以及進(jìn)行上述工作的手段(新儀器)研究和新方法研究。
在過(guò)去的研究中，我國(guó)的高分子物理較多的工作集中在高分子的凝聚態(tài)研究及稀溶液中的高分子鏈運(yùn)動(dòng)研究方面，此外，在熔體、濃溶液條件下高分子鏈、鏈段的運(yùn)動(dòng)，高分子結(jié)構(gòu)對(duì)聚合物材料力學(xué)性能的影響，分子量的測(cè)定等方面也有一些工作。在高分子物理研究中，高分子聚合物各種凝聚狀態(tài)之間的演變規(guī)律尚有待進(jìn)一步深入研究，各種結(jié)構(gòu)因素對(duì)不同使用目的的聚合物材料性能、功能的影響規(guī)律研究開(kāi)展得尚少，另有一些高分子物理研究尚處在高分子表征階段，應(yīng)當(dāng)盡快深入自己的研究工作[9，10，12]。
我國(guó)在高分子物理領(lǐng)域目前主要有下述一些研究工作。
·在聚合物體系研究方面，有高分子溶液研究((<高分子物理>第2章)聚電介質(zhì)、及水凝膠研究(《高分子物理》第3章)、高分子共混體系及其相行為研究(《高分子物理》第9章。
·在聚合物凝聚態(tài)研究方面,有高分子單鏈的凝聚態(tài)研究(本叢書(shū)未編入)、高聚物非晶態(tài)研究(《高分子物理》第6章)、高聚物晶態(tài)結(jié)構(gòu)及結(jié)晶過(guò)程研究(《高分子物理》第7章)、高聚物液晶態(tài)研究<高分子物理>第4章)、高聚物凝聚態(tài)的亞穩(wěn)態(tài)與相變研究(<高分子物理>第8章)。
·在高分子鏈運(yùn)動(dòng)研究方面,有高分子鏈構(gòu)象統(tǒng)計(jì)及其黏彈性的圖形理論研究(《高分子
物理》第5章)、高分子熱力學(xué)研究(《聚合物成型原理及成型技術(shù)》第5章)、分子間弱相
互作用研究(本叢書(shū)未編入).
·在聚合物結(jié)構(gòu)與性能研究方面，有聚合物微觀力學(xué)的研究(《高分子物理》第10章)。
·在高分子物理研究手段及研究方法方面，有固體核磁共振技術(shù)研究(《高分子物理》第13章)、光散射技術(shù)研究，(《商分子物理》第15章)、電子顯微鏡技術(shù)研究(《高分子物理》第14章)、高分子熱裂解技術(shù)研究(《高分子物理》、第16章)、高分子結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)的分子模擬方法(<高分子物理>第11章)、M6nte carlo模擬方法(本叢書(shū)未編入)及數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法(《高分子物理》第12章)等。
近年來(lái)，在我國(guó)高分子物理研究領(lǐng)域也出現(xiàn)了一些新的生長(zhǎng)點(diǎn)。例如，高分子流體在振動(dòng)剪切力作用下分子鏈的運(yùn)動(dòng)及非線性黏彈性行為研究(《聚合物成型原理及成型技術(shù)》第7章)、在外場(chǎng)(溫度、剪切力、超聲波等)作用下聚合物體系特殊凝聚態(tài)、特殊相態(tài)的控制形成研究(《高分子物理》第8章、《聚合物成型原理及成型技術(shù)》第13章)。這些新生長(zhǎng)點(diǎn)的特點(diǎn)是，把高分子物理研究從“靜態(tài)”引向了‘動(dòng)態(tài)”，即在以往"理想條件下”高分子物理問(wèn)題研究的基礎(chǔ)上，向更接近實(shí)際情況(例如成型加工過(guò)程中的情況)下的高分子物理問(wèn)題研究靠近，這是值得我們思考的方向。
展望未來(lái)高分子物理的發(fā)展，有人建議，高分子物理學(xué)家應(yīng)注意吸收物理和數(shù)學(xué)領(lǐng)域的新概念、新理論、新成就為己所用，發(fā)展今后的高分子物理研究；采納凝聚態(tài)物理學(xué)界關(guān)于高分子聚合物屬于軟物質(zhì)的新概念，研究聚合物在外場(chǎng)下(加工成型過(guò)程)形態(tài)、結(jié)構(gòu)的形成及變化規(guī)律和控制條件，探索聚合物的軟物質(zhì)特性,了解高分子對(duì)外界信號(hào)(光、電、磁、酸堿值及壓力等)的刺激作出結(jié)構(gòu)、性能和功能響應(yīng)的規(guī)律；注意對(duì)非化學(xué)鍵合的“聚合物”(超分子體系)、復(fù)雜拓?fù)滏?如超支化高分子)及超薄膜體系等的研究；注意結(jié)合高分子材料、功能高分子研究，開(kāi)展聚合物結(jié)構(gòu)與材料性能和功能關(guān)系的研究，增強(qiáng)根據(jù)高分子化合物的基本性質(zhì)開(kāi)展新材料設(shè)計(jì)及性能和功能預(yù)測(cè)等方面的知識(shí)積累。
1．5 中國(guó)高分子工程的研究 ‘
高分子工程研究包含兩個(gè)部分，即高分子成型加工，和聚合反應(yīng)工程。高分子工程的主要研究線索是，研究在外場(chǎng)(剪切力、振動(dòng)力、溫度、壓力等)作用下，高分子的鏈運(yùn)動(dòng)、相態(tài)及結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律和控制條件，從而發(fā)展聚合物成型的新方法和新技術(shù)(聚合物成型加工領(lǐng)域)，以及研究高分子化合物工業(yè)規(guī)模合成中的尺度效應(yīng)及工藝特點(diǎn)，從而發(fā)展工業(yè)合成的新技術(shù)、新設(shè)備、新流程(聚合反應(yīng)工程領(lǐng)域)。
我國(guó)過(guò)去的高分子成型研究較多地集中在某些具體產(chǎn)品的制造研究及工藝條件研究方面，學(xué)科基礎(chǔ)方面的研究工作相對(duì)很弱。具體研究工作中宏觀問(wèn)題考慮多，而對(duì)聚合物結(jié)構(gòu)、分子運(yùn)動(dòng)等微觀問(wèn)題考慮得較少。在研究方法上往往對(duì)高分子成型過(guò)程采用模糊處理，缺乏對(duì)不同體系受外場(chǎng)影響產(chǎn)生具體變化的微觀分析。針對(duì)上述問(wèn)題我們建議，今后的研究工作應(yīng)注意將“宏觀”的考慮方式和“微觀”的具體過(guò)程分析結(jié)合起來(lái)，以推動(dòng)高分子成型研究的深入和創(chuàng)新。在學(xué)科發(fā)展上要注意和高分子物理研究相結(jié)合，比如利用高分子聚合物的軟物質(zhì)特征(即高分子易于對(duì)外界的弱刺激產(chǎn)生明顯響應(yīng)的特點(diǎn))，研究成型過(guò)程中高分子的熔體流動(dòng)和結(jié)構(gòu)變化的特點(diǎn)，探討高分子成型的新理論，發(fā)展不同聚合物體系成型的新技術(shù)[9,10,12].
我國(guó)高分子工程研究主要有以下方面的工作：高黏物系聚合反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)研究和聚合工藝及設(shè)備研究(《高分子化學(xué)》第22章)、聚合物成型過(guò)程流變學(xué)研究(《聚合物成型原理及成型技術(shù)》第2章、第3章、第6章)、聚合物成型過(guò)程的熱力學(xué)研究(《聚合物成型原理及成型技術(shù)》第5章)、聚合物成型過(guò)程的力．化學(xué)反應(yīng)研究(《聚合物成型原理及成型技術(shù)》第4章)、聚合物氣輔注塑技術(shù)(《聚合物成型原理及成型技術(shù)》第8章)、聚合物吹塑成型技術(shù)(《聚合物成型原理及成型技術(shù)》第9章)、聚合物反應(yīng)擠出技術(shù)(《聚合物成型原理及成型技術(shù)》第10章)、聚合物纖維成型新技術(shù)(《聚合物成型原理及成型技術(shù)》第11章)、綠色黏膠纖維成型新技術(shù)研究(Lyocell纖維，本叢書(shū)未編入)、納米纖維和超細(xì)纖維成型技術(shù)研究(本叢書(shū)未編入)、橡膠成型加工理論及技術(shù)研究(《聚合物成型原理及成型技術(shù)》第12章、《功能高分子與新技術(shù)》第9章)、聚合物成型過(guò)程可視化技術(shù)(本叢書(shū)未編入)，以及聚合物復(fù)雜流體研究的數(shù)學(xué)方法(《聚合物成型原理及成型技術(shù)》第14章)、聚合物成型加工的計(jì)算機(jī)模擬研究(《聚合物成型原理及成型技術(shù)》第15章)等工作。
近年來(lái)在我國(guó)高分子成型研究領(lǐng)域出現(xiàn)了一些新的生長(zhǎng)點(diǎn)，比如聚合物振動(dòng)剪切成型原理及設(shè)備研究(《聚合物成型原理及成型技術(shù)》第7章)、聚合物成型過(guò)程中的形態(tài)控制研究(《聚合物成型原理及成型技術(shù)》第13章)、聚合物復(fù)合體系的微波增容技術(shù)研究(<高分子化學(xué)>第5章)等。這些工作不僅是提高高分子材料性能的新成型技術(shù)，更主要的是在學(xué)科上把高分子成型研究引向了深層次，為高分子成型研究的創(chuàng)新提供了新思路。
展望未來(lái)高分子成型研究的發(fā)展我們感到，首先應(yīng)加強(qiáng)與高分子物理的聯(lián)系，以高分子物理知識(shí)為基礎(chǔ)，加強(qiáng)聚合物成型理論研究，促進(jìn)高分子成型學(xué)科盡快成熟；加強(qiáng)研究高分子成型過(guò)程中其結(jié)構(gòu)及相態(tài)受外場(chǎng)因素影響的演變規(guī)律，發(fā)展控制特定結(jié)構(gòu)和相態(tài)形成的新技術(shù)，創(chuàng)造高分子成型新工藝；注意開(kāi)展專(zhuān)家系統(tǒng)和計(jì)算材料科學(xué)的研究，對(duì)特定的高分子體系的成型工藝條件進(jìn)行預(yù)測(cè)，并對(duì)成型過(guò)程進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)、實(shí)時(shí)和動(dòng)態(tài)調(diào)控。
1．6 中國(guó)功能高分子與新材料的研究
功能高分子領(lǐng)域和高分子材料領(lǐng)域都是高分子的三個(gè)分支學(xué)科面向社會(huì)對(duì)新材料的需求而形成的研究領(lǐng)域，兩者區(qū)別在于功能高分子領(lǐng)域研究用途特殊且用量不大的精細(xì)高分子材料，而高分子材料領(lǐng)域則更著眼于適用性廣的通用高分子材料的研究。功能高分子與新材料領(lǐng)域的研究線索是，運(yùn)用高分子的學(xué)科知識(shí)與其他學(xué)科及領(lǐng)域進(jìn)行學(xué)科交叉，研究和探索能滿足其他學(xué)科和領(lǐng)域所需的新材料和新技術(shù)問(wèn)題。
在過(guò)去的工作中，我國(guó)功能高分子研究較多地注意了新功能高分子化合物的合成及應(yīng)用。深入開(kāi)展高分子結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系研究及功能的原理研究不夠；根據(jù)功能高分子領(lǐng)域?qū)W科交叉的特點(diǎn)，主動(dòng)學(xué)習(xí)其他有關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)，擴(kuò)充從事功能高分子研究的知識(shí)積累以及活躍開(kāi)拓新功能高分子新領(lǐng)域的研究思路也尚嫌不夠。
在高分子新材料研究領(lǐng)域，過(guò)去的工作同樣是較多地注意新化合物的合成及應(yīng)用，未能充分注意從新材料的應(yīng)用研究中提煉學(xué)術(shù)問(wèn)題，從而增加學(xué)術(shù)積累或開(kāi)拓學(xué)術(shù)研究的新領(lǐng)域；也未能注意將應(yīng)用研究和學(xué)科基礎(chǔ)研究結(jié)合起來(lái)，研究新材料探索、應(yīng)用中涉及到的諸如聚合物結(jié)構(gòu)、分子鏈運(yùn)動(dòng)等一些深層次的基礎(chǔ)性問(wèn)題,從而提高高分子新材料的研制水平[9,10,12]。
我國(guó)的功能高分子研究主要開(kāi)展的工作有:醫(yī)用功能材料(醫(yī)療材料、藥物緩釋材料)研究(《功能高分子與新技術(shù)》第6章)、電子聚合物(導(dǎo)電、發(fā)光、非線性光學(xué)材料)研究(《功能高分子與新技術(shù)》第4章)、磁性高分子研究(《功能高分子與新技術(shù)》第5章)、高分子液晶研究(《功能高分子與新技術(shù)》第16章)、電磁流變液體系研究(<功能高分子與新技術(shù)>第19章)、智能高分子凝膠研究(《功能高分子與新技術(shù)》第7章)、功能分離膜研究(《功能高分子與新技術(shù)》第3章)、吸附與分離功能樹(shù)脂研究(《功能高分子與新技術(shù)》第2章)、高分子催化劑研究(《功能高分子與新技術(shù)》第8章)、相變儲(chǔ)能材料研究(《功能高分子與新技術(shù)》第11章)等。
在高分子新材料研究領(lǐng)域我國(guó)開(kāi)展的主要工作有：高性能工程塑料(含高性能樹(shù)脂、聚烯烴工程塑料)，復(fù)合材料，可環(huán)境降解材料(聚乳酸及其共聚物、聚羥基丁酸酯、全淀粉塑料、纖維素材料以及聚烯烴降解途徑研究)，納米材料，有機(jī)-無(wú)機(jī)分子雜化材料，天然高分子改性材料(綠色黏膠纖維),農(nóng)用高分子材料(噴灌用材料、土壤保水材料)，以及橡膠、纖維、黏合劑、涂料、建筑用高分子材料(地基加固材料、水泥減水劑材料)等。在本叢書(shū)中，編者選擇了下述幾種有新技術(shù)背景的新材料研究予以介紹，如杜仲膠-塑新材料(<功能高分子與新技術(shù)>第9章)、二氧化碳樹(shù)脂材料(<功能高分子與新技術(shù)>第10章)、天然漆漆酚鈦耐腐蝕涂料(<功能高分子與新技術(shù)>第12章)、可生物降解材料(<功能高分子與新技術(shù)>第13章)、雜化材料(<高分子化學(xué)>第20章)、插層聚合合成納米材科(<功能高分子與新技術(shù)>第14章)、土建用高分子材料(<功能高分子與新技術(shù)>第20章)以及有機(jī)硅高分子研究(<功能高分子與新技術(shù)>第15章)、雜環(huán)高分子研究(<功能高分子與新技術(shù)>第17章)和聚酰亞胺的研究(<功能高分子與新技術(shù)>第18章)等。
近幾年,我國(guó)在功能高分子及新材料研究領(lǐng)域做出了下述幾項(xiàng)有國(guó)際影響的創(chuàng)新性工作。比如二茂鐵類(lèi)磁性高分子的合成及電子器件和新天線材料的研制(<功能高分子與新技術(shù)>第5章)，杜仲橡膠資源的利用及杜仲膠材料譜研究(<功能高分子與新技術(shù)>第9章)。甲醇羰基化制醋酸、醋酐高分子催化劑研究(<功能高分子與新技術(shù)>第8章)，天然大漆漆酚鈦耐腐蝕涂料研究(<功能高分子與新技術(shù)>第12章)，一系列新型高分子分離與吸附功能樹(shù)脂研究(<功能高分子與新技術(shù)>第2章)，以及有望形成成果的高分子磁電阻材料研究和聚烯烴降解技術(shù)研究等。分析上述創(chuàng)新性成果的形成過(guò)程，我們可以得到如下啟示，即在功能高分子及新材料研究領(lǐng)域，只要我們大膽進(jìn)行學(xué)科交叉．密切聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)踐并努力從中提煉學(xué)術(shù)問(wèn)題，是可以做出國(guó)際上有影響的創(chuàng)新性成果的。在這些新的綜合性研究課題面前，從某種意義上講，我們和國(guó)際同行是站在同一起跑線上的，我們自己的高分子基礎(chǔ)學(xué)科研究落后的劣勢(shì)并沒(méi)有明顯地顯現(xiàn)出來(lái)。
社會(huì)的發(fā)展要求今后高分子功能材料具有納米化和智能化的特點(diǎn)。
高分子功能材料的納米化，是要求在分子層次上調(diào)控和實(shí)現(xiàn)高分子的功能，即。采用化學(xué)及物理等方法，利用溫度場(chǎng)、溶劑場(chǎng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、力場(chǎng)和微重力場(chǎng)等外場(chǎng)的作用，在一確定的空間或環(huán)境中像搬運(yùn)積木塊一樣移動(dòng)分子，采用自構(gòu)筑(self-organization)、自合成(self-synthesis)或自組裝(self-assembly)等方法，靠分子間的弱相互作用，構(gòu)建具有特殊形態(tài)結(jié)構(gòu)的分子聚集體?；蜻M(jìn)一步在分子聚集體中引發(fā)聚合成鍵，得到具有高度準(zhǔn)確的多級(jí)結(jié)構(gòu)的高分子。通過(guò)這種精確操作的高分子合成，可以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)高分子的分子設(shè)計(jì)。一般而言．單個(gè)小分子的功能性質(zhì)有很明確的方向性，在對(duì)這種小分子單體聚合時(shí)，如果使其先在外場(chǎng)作用下精確取向排列，它們的功能性質(zhì)則可展現(xiàn)在同一方向上，然后再完成聚合反應(yīng)，這樣得到的高分子將具有明顯的功能各向異性。比如在某一方向上會(huì)有優(yōu)異的(電、光、磁或熱)信號(hào)傳輸能力，而在另外的方向上則可能完全隔絕信號(hào)傳輸，這樣的高分子納米功能材科可能運(yùn)用于集成光學(xué)器件、集成光電器件以及微型光電機(jī)械中，對(duì)納米尺度上的電、光、磁或熱等信號(hào)的定向傳輸會(huì)有十分特殊的作用。
高分子功能材料的智能化，是指其功能可隨外界條件的變化而有自動(dòng)地調(diào)節(jié)、修飾和修復(fù)。高分子屬于軟物質(zhì)，軟物質(zhì)的特點(diǎn)是對(duì)弱的外界影響(比如物質(zhì)組成或結(jié)構(gòu)的微小變化，施加于物質(zhì)的瞬間的或微弱的刺激等)，能作出相對(duì)顯著的響應(yīng)和變化。因此研究高分子的軟物質(zhì)特征，利用外場(chǎng)的變化來(lái)調(diào)節(jié)高分子功能的變化，發(fā)掘高分子的自適應(yīng)性，尋找實(shí)現(xiàn)高分子功能材料智能化的途徑，將是我們今后的另一努力目標(biāo)。例如高分子凝聚態(tài)的有序結(jié)構(gòu)極易受到外場(chǎng)的影響，如果采用溫度場(chǎng)或剪切場(chǎng)使導(dǎo)電分子有序排列，則可成為各向異性的導(dǎo)電材料；如果此種各向異性的導(dǎo)電材料在外場(chǎng)(如電場(chǎng))的作用下，能發(fā)生結(jié)構(gòu)各向異性的反轉(zhuǎn)，則會(huì)產(chǎn)生功能各向異性的反轉(zhuǎn)，從而形成能在不同條件和不同方向上調(diào)節(jié)材料功能的智能性功能材科。
在功能高分子的研究領(lǐng)域．我們還建議開(kāi)展高分子生物學(xué)研究。仿效生物高分子結(jié)構(gòu)有序與生物功能的關(guān)系開(kāi)展合成高分子的研究，研究生物(酶)催化劑，合成高分子與生物分子的接枝改性材料和組織工程材料等。
展望未來(lái)功能高分子和高分子新材料研究，我們應(yīng)當(dāng)提倡學(xué)科交叉和聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)踐，大膽在學(xué)科交叉中開(kāi)拓功能高分子研究的新領(lǐng)域,從社會(huì)需求和生產(chǎn)實(shí)踐中提煉學(xué)術(shù)問(wèn)題，創(chuàng)造新應(yīng)用領(lǐng)域的高分子材料；在功能高分子和高分子材料的研究領(lǐng)域，應(yīng)注意在開(kāi)拓、探索之后進(jìn)行“耕耘”，深入研究材料的功能及性能的原理及其與高分子的結(jié)構(gòu)等因素的內(nèi)在聯(lián)系，從而提高功能高分子和高分子新材料的研究水平，進(jìn)而探索和開(kāi)拓高分子基礎(chǔ)研究的新領(lǐng)域；在高分子新材料研究中要注意根據(jù)不同高分子的性質(zhì)和使用要求，同時(shí)兼顧性能-價(jià)格比，進(jìn)行新材料的分子設(shè)計(jì)和材料設(shè)計(jì)。
1．7高分子科學(xué)發(fā)展趨勢(shì)與展望[9～12]
高分子科學(xué)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,雖然學(xué)科內(nèi)涵已初具規(guī)模，并在人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展中產(chǎn)生了舉足輕重的作用，然而高分子科學(xué)的研究?jī)?nèi)容、研究領(lǐng)域仍在隨著人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展而迅速擴(kuò)展。在這種擴(kuò)展中，越來(lái)越多的學(xué)術(shù)問(wèn)題等待著高分子科學(xué)家去發(fā)現(xiàn)、去研究、去掌握，從而為高分子科學(xué)的今后發(fā)展提供了無(wú)限的空間。在科學(xué)的整體發(fā)展中，高分子科學(xué)處于多種學(xué)科的交匯點(diǎn)上，涉及了物理學(xué)、數(shù)學(xué)、生命科學(xué)、電子學(xué)、各種工程學(xué)以及化學(xué)學(xué)科內(nèi)部的其他分支學(xué)科，這更為高分子科學(xué)的發(fā)展提供了良好的學(xué)科環(huán)境。高分子科學(xué)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展密切相關(guān),這更為高分子科學(xué)的發(fā)展提供了社會(huì)需求。因此，今后高分子科學(xué)的發(fā)展必將利用上述有利因素，從學(xué)科交叉中求開(kāi)拓,從聯(lián)系國(guó)民經(jīng)濟(jì)的實(shí)踐中求發(fā)展。
自然界已為我們制造了完美的高分子科學(xué)的樣板——生命物質(zhì)。憑著氨基酸、多糖、脂質(zhì)體、核糖核酸等“生物大分子”的有序排列和有序組合，構(gòu)成了各種奇特的“生命功能”和“生命材料”，其中的奧妙是值得高分子科學(xué)家研究和仿效的。因此向生命科學(xué)學(xué)習(xí)，研究生命現(xiàn)象中的各種高分子問(wèn)題,將成為高分子科學(xué)發(fā)展的一個(gè)源泉。
現(xiàn)在的合成高分子化合物是以石油資源為基礎(chǔ)的，但世界石油資源總有枯竭的時(shí)候，高分子科學(xué)家不得不從現(xiàn)在開(kāi)始注意為未來(lái)高分子化合物尋找新的資源，在這方面我們面臨有兩類(lèi)資源是可以考慮的。其一是植物資源。植物的光合作用每時(shí)每刻都在合成著大量有機(jī)物質(zhì)，其中有的本身就是可利用的高分子物質(zhì)，如順式聚異戊二烯、反式聚異戊二烯、纖維素、淀粉、木質(zhì)素等，有的可能是潛在的合成高分子的單體資源。尋找將這些潛在資源變?yōu)楹铣筛叻肿恿畠r(jià)原料的途徑,充分利用植物直接合成的高分子化合物，將是今后高分子科學(xué)家的任務(wù)之一。探討采用基因工程的方法，促使植物產(chǎn)生出更多的可直接使用的天然高分子，或可供化學(xué)合成用的高分子單體；采用生物催化劑或菌種，將天然的植物原料(如淀粉、木質(zhì)素、榨糖廢料等)制備成與合成高分子相似的結(jié)構(gòu)或性質(zhì)更優(yōu)異的高分子，也將是今后高分子科學(xué)家跨學(xué)科研究的目標(biāo)。這些由植物資源獲得的高分子，不僅將擴(kuò)大合成高分子的原料來(lái)源，而且得到的合成高分子還可能具有環(huán)境友好的特征，可以是生物降解的，可以是循環(huán)再生的。
其二是由有機(jī)化合物以外的來(lái)源得到所謂的無(wú)機(jī)高分子。目前的高分子主鏈上的原子以碳為主兼有少量氮、氧等原子，因而稱(chēng)為有機(jī)高分子。無(wú)機(jī)高分子則泛指主鏈原子是除碳以外的其他原子。無(wú)機(jī)高分子可以有其他的原料來(lái)源。按元素性質(zhì)判斷，約有四五十種元素可以形成長(zhǎng)鏈分子，目前報(bào)道的有全硅主鏈、磷和氮主鏈、硅氧及硅碳主鏈、全鎵和全錫主鏈、硫磷氮和硫碳主鏈、含硼主鏈以及含過(guò)渡金屬主鏈的無(wú)機(jī)高分子。其中主鏈全部是硅原子且具有有機(jī)側(cè)鏈的聚硅烷應(yīng)是最值得注意的一種無(wú)機(jī)高分子。地球上存在著大量的SiO2,雖然目前人類(lèi)已掌握將SiO2轉(zhuǎn)變成有機(jī)硅單體的方法，但能耗巨大。如能尋找更方便、更廉價(jià)的將SiO2轉(zhuǎn)化成有機(jī)硅單體的方法．無(wú)疑將給高分子化合物開(kāi)辟另一重要資源。
研究高分子合成材料的環(huán)境同化，實(shí)現(xiàn)高分子材料的循環(huán)使用和再生利用，減少對(duì)環(huán)境的污染乃至用高分子合成材料治理環(huán)境污染，是今后高分子材料能否得到長(zhǎng)足發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題之一。比如利用植物或微生物進(jìn)行有實(shí)用價(jià)值的高分子的合成，在環(huán)境友好的水或二氧化碳等化學(xué)介質(zhì)中進(jìn)行化學(xué)合成，以及用合成高分子處理污水和毒物，研究、實(shí)現(xiàn)合成高分子與生態(tài)的相互諧調(diào)，是高分子科學(xué)今后發(fā)展中面臨的杜會(huì)問(wèn)題。
未來(lái)高分子科學(xué)的內(nèi)容將更豐富，涉及的學(xué)科知識(shí)將更寬。高分子科學(xué)的教育將更重要。為了開(kāi)拓今后高分子科學(xué)的新領(lǐng)域，我們希望年青一代的高分子學(xué)者，在培養(yǎng)和學(xué)習(xí)階段，要注意拓寬知識(shí)面．不僅要掌握高分子科學(xué)三個(gè)分支學(xué)科的知識(shí)，還要注意選擇掌握物理學(xué)、生命科學(xué)、電子學(xué)、工程學(xué)等方面一門(mén)或幾門(mén)基礎(chǔ)知識(shí)，并注意掌握計(jì)算機(jī)技術(shù)，才能在今后高分子科學(xué)的研究中開(kāi)拓前進(jìn)。
根據(jù)我國(guó)科研工作的具體情況．在今后高分子科學(xué)的發(fā)展中，我們推薦“創(chuàng)新、交叉、介入、實(shí)踐”八字工作思路。創(chuàng)新，是對(duì)自己工作的要求,只有增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)，才能提高學(xué)術(shù)水平，發(fā)展科學(xué)；交叉、介入、實(shí)踐是實(shí)現(xiàn)工作創(chuàng)新的方法，是指吸取其他學(xué)科的知識(shí)為“我”所用,利用學(xué)科交叉產(chǎn)生新思路；運(yùn)用高分子的知識(shí)。大膽介入其他領(lǐng)域，解決其他領(lǐng)域所面臨的高分子新材料問(wèn)題。從中開(kāi)拓高分子研究新領(lǐng)域；重視實(shí)踐中的問(wèn)題，在解決應(yīng)用性問(wèn)題的過(guò)程中，注意提煉、升華學(xué)術(shù)同題，從中尋找發(fā)展高分子科學(xué)的新思路、新途徑。
在今后高分子科學(xué)的發(fā)展中，我們同樣提倡產(chǎn)-學(xué)-研(產(chǎn)業(yè)、育人、研究)相結(jié)合的發(fā)展模式，也提倡基礎(chǔ)研究一應(yīng)用研究一產(chǎn)業(yè)化的學(xué)術(shù)界－產(chǎn)業(yè)界的聯(lián)合方式，從而使我國(guó)高分子科學(xué)在國(guó)家發(fā)展中發(fā)揮更大的作用。
展望21世紀(jì)，高分子科學(xué)工作者對(duì)高分子的認(rèn)識(shí)必將更加深人，對(duì)高分子的掌握必將更加運(yùn)用自如，高分子科學(xué)必將為人類(lèi)社會(huì)做出更加豐富多彩的貢獻(xiàn)。
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