7 编入)、借助分子间的弱相互作用及特殊识别作用组装合成新“聚合物”体系（或称超分子 体系)(《高分子化学》第21章)等：对于这些高分子化学领域的新生长点，应予以重视。 展望未来高分子化学的发展我]建议：注意有机化学、生命科学的发展，用它们的新反 应、新方法、新思路来启发我们，发展、创造高分子合成的新反应、新方法；注意探索以生 物分子为起点的新高分子合成或合成高分子的改性匚作；注意探索特殊凝聚态结构形成的新 方法（例如插层聚合法合成纳米相分散聚合物材料；采用互不相容的链段共聚，合成嵌段共 聚物型的纳米相分离聚合物)。另外，如果说过高分子研究的化合物全是共价键相连接的 一类聚合物的话，那么现在已出现基于分子（在这里可视为“单体”）间弱相互作用或特殊 识别作用而形成的一类新型“聚合物”一非键合“高聚物”（或超分子），对这类新型聚合 物的合成、结构、性能以及成型、材料组装等方面的认识几乎仍是空白，这个崭新领域的工 作更是需要予以重视的。 1,4中国高分子物理的研究 高分子物理的学科发展线索是，研究高分子的多层次运动（链段运动、分子链运动）、多 层次相互作用、多层次结构（高分子链节结构、序列结构、各种凝聚态结构），各种结构因素 对聚合物材料性能及功能的影响，以及进行上述丁作的手段（新仪器）研究和新方法研究。 在过去的研究中，我国的高分子物理较多的工作集中在高分子的凝聚态研究及稀溶液中 的高分子链运动研究方面，此外，在熔体、浓溶液条件下高分子链、链段的运动，高分子结 构对聚合物材料力学性能的影响，分子量的测定等方面也有一些工作。在高分子物理研究 中，高分子聚合物各种凝聚状态之间的演变规律尚有待进一步深人研究，各种结构因素对不 问使用月的的聚合物材料性能、功能的影响规律研究开展得尚少，另有一些高分子物理研究 尚处在高分子表征阶段，应当尽快深入自己的研究工作[9,0,12)。 我国在高分子物理领域目前主要有下述一些研究工作。 ●在聚合物体系研究方面，有高分子溶液研究（《高分子物理》第2章)聚电介质、及水 凝胶研究(《高分子物理》第3章)、高分子共混体系及其相行为研究(《高分子物理》第9 章)。 ●在聚合物凝聚态研究方面，有高分子单链的凝聚态研究（本丛书未编人）、高聚物非晶 态研究(《高分子物理》第6章)、高聚物晶态结构及结晶过程研究（《高分子物理》第7 章)、高聚物液晶态研究(《高分子物理》第4章)、高聚物凝聚态的亚稳态与相变研究(《高 分子物理》第8章)。 ●在高分子链运动研究方面，有高分子链构象统计及其黏弹性的图形理论研究(《高分子 物理》第5章)、高分子热力学研究（《聚合物成型原理及成型技术》第5章)、分子间弱相 互作用研究（本丛书未编人）。 ●在聚合物结构与性能研究方面，有聚合物微观力学的研究(《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，有固体核磁共振技术研究(《高分子物理》第 13章)、光散射技术研究(《高分子物理》第15章)、电子显微镜技术研究(《高分子物理》 第14章)、高分子热裂解技术研究（《高分子物理》第16章)、高分子结构与运动的分子模 拟方法（《高分子物理》第11章)、Monte Carlo模拟方法（本丛书未编入）及数理统计方法 (《高分子物理》第12章)等。 近年来，在我国高分子物理研究领域也出现了一些新的生长点。例如，高分子流体在振
8 动剪切力作用下分子链的运动及非线性黏弹性行为研究（《聚合物成型原理及成型技术》第 7章)、在外场（温度、剪切力、超声波等）作用下聚合物体系特殊凝聚态、特殊相态的控 制形成研究(《高分子物理》第8章、《聚合物成型原理及成型技术》第13章)。这些新生长 点的特点是，把高分子物理研究从“静态”引向了“动态”，即在以往“理想条件下”高分 子物理问题研究的基础上，向更接近实际情况（例如成型加T过程中的情况）下的高分子物 理问题研究靠近，这是值得我们思考的方向。 展望未来高分子物理的发展，有人建议，高分子物理学家应注意吸收物理和数学领域的 新概念、新理论、新成就为已所用，发展今后的高分子物理研究；采纳凝聚态物理学界关子 高分子聚合物属于软物质的新概念，研究聚合物在外场下（加工成型过程）形态、结构的形 成及变化规律和控制条件，探索聚合物的软物质特征，了解高分子对外界信号（光、电、 磁、酸碱值及压力等)的刺激作出结构、性能和功能响应的规律；注意对非化学键合的“聚 合物”（超分子体系）、复杂拓扑链（如超支化高分子）及超薄膜体系等的研究；注意结合高 分子材料、功能高分子研究，开展聚合物结构与材料性能和功能关系的研究，增强根据高分 子化合物的基本性质开展新材料设计及性能和功能预测等面的知识积累。 1.5中国高分子工程的研究 高分子工程研究包含两个部分，即高分子成型加工和聚合反应工程。高分子工程的主要 研究线索是，研究在外场（剪切力、振动力、温度、压力等）作用下，高分子的链运动、相 态及结构的变化规律和控制条件，从而发展聚合物成型的新方法和新技术（聚合物成型加工： 领域)，以及研究高分子化合物工业规模合成中的尺度效应及工艺特点，从而发展工业合成 的新技术、新设备、新流程（聚合反应工程领域）。 我国过去的高分子成型研究较多地集中在某些具体产品的制造研究及工艺条件研究方而， 学科基础方面的研究工作相对很弱。具体研究工作中宏观问题考虑多，而对聚合物结构、分子 运动等微观问题考虑得较少。在研究方法上往往对高分子成型过程采用模糊处理，缺乏对不同 体系受外场影响产生具体变化的微观分析。针对上述问题我们]建议，今后的研究工作应注意将 “宏观”的考虑方式和“微观”的具体过程分析结合起来，以推动高分子成型研究的深人和创 新。在学科发展上要注意和高分子物理研究相结合，比如利用高分子聚合物的软物质特征（即 高分子易于对外界的弱刺激产生明显响应的特点)，研究成型过程中高分子的熔体流动和结构 变化的特点，探讨高分子成型的新理论，发展不同聚合物体系成型的新技术[9,012】。 我国高分子工程研究主要有以下方面的工作：高黏物系聚合反应的动力学研究和聚合工 艺及设备研究(《高分子化学》第22章)、聚合物成型过程流变学研究（《聚合物成型原理 及成型技术》第2章、第3章、第6章)、聚合物成型过程的热力学研究(《聚合物成型原理 及成型技术》第5章)、聚合物成型过程的力-化学反应研究（《聚合物成型原理及成型技术》 第4章)、聚合物气辅注塑技术（《聚合物成型原理及成型技术》第8章)、聚合物吹塑成型 技术(《聚合物成型原理及成型技术》第9章)、聚合物反应挤出技术(《聚合物成型原理及 成型技术》第10章)、聚合物纤维成型新技术(《聚合物成型原理及成型技术》第11章)、 绿色黏胶纤维成型新技术研究(Lyocell纤维，本丛书未编人)、纳米纤维和超细纤维成型技 术研究（本丛书未编人）、橡胶成型加工理论及技术研究(《聚合物成型原理及成型技术》第 12章、《功能高分子与新技术》第9章)、聚合物成型过程可视化技术（本丛书未编人），以 及聚合物复杂流体研究的数学方法（《聚合物成型原理及成型技术》第14章)、聚合物成型
9 加工的计算机模拟研究(《聚合物成型原理及成型技术》第15章)等工作。 近年来在我国高分子成型研究领域出现了一些新的生长点，比如聚合物振动剪切成型原 理及设备研究(《聚合物成型原理及成型技术》第7章)、聚合物成型过程中的形态控制研究 (《聚合物成型原理及成型技术》第13章)、聚合物复合体系的微波增容技术研究(《高分子 化学》第5章)等。这些工作不仅是提高高分子材料性能的新成型技术，更主要的是在学科 上把高分子成型研究引向了深层次，为高分子成型研究的创新提供了新思路。 展望未来高分子成型研究的发展我们感到，首光应加强与高分子物理的联系，以高分子 物理知识为基础，加强聚合物成型理论研究，促进高分子成型学科尽快成熟：加强研究高分 子成型过程中其结构及相态受外场因素影响的演变规律，发展控制特定结构和相态形成的新 技术，创造高分子成型新工艺；注意开展专家系统和计算材料科学的研究，对特定的高分子 体系的成型工艺条件进行预测，并对成型过程进行现场、实时和动态调控。 1.6中国功能高分子与新材料的研究 功能高分子领域和高分子材料领域都是高分子的三个分支学科面向社会对新材料的需求 而形成的研究领域，两者区别在于功能高分子领域研究用途特殊且用量不大的精细高分子材 料，而高分子材料领域则更着眼于适用性广的通用高分子材料的研究。功能高分子与新材料 领域的研究线索是，运用高分子的学科知识与其他学科及领域进行学科交叉，研究和探索能 满足其他学科和领域所需的新材料和新技术问题。 在过去的工作中，我国功能高分子研究较多地注意了新功能高分子化合物的合成及应 用。深入开展高分子结构与功能关系研究及功能的原理研究不够：根据功能高分子领域学科 交叉的特点，主动学习其他有关学科领域的知识，扩充从事功能高分子研究的知识积累以及 活跃开拓新功能高分子新领域的研究思路也尚嫌不够。 在高分子新材料研究领域，过去的工作同样是较多地注意新化合物的合成及应用，未能充 分注意从新材料的应用研究中提炼学术问题，从而增加学术积累或开拓学术研究的新领域：也 未能注意将应用研究和学科基础研究结合起来，研究新材料探索、应用中涉及到的诸如聚合物 结构、分子链运动等一些深层次的基础性河题，从而提高高分子新材料的研制水平9,10,2。 我国的功能高分子研究主要开展的工作有：医用功能材料（医疗材料、药物缓释材料） 研究(《功能高分子与新技术》第6章)、电子聚合物（导电、发光、非线性光学材料）研究 (《功能高分子与新技术》第4章)、磁性高分子研究(《功能高分子与新技术》第5章)、高 分子液晶研究（《功能高分子与新技术》第16章)、电磁流变液体系研究（《功能高分子与 新技术》第19章)、智能高分子凝胶研究(《功能高分子与新技术》第7章)、功能分离膜研 究(《功能高分子与新技术》第3章)、吸附与分离功能树脂研究（《功能高分子与新技术》 第2章)、高分子催化剂研究(《功能高分子与新技术》第8章)、相变储能材料研究(《功 能高分子与新技术》第11章)等。 在高分子新材料研究领域我国开展的主要工作有：高性能工程塑料（含高性能树脂、聚 烯烃工程塑料)，复合材料，可环境降解材料（聚乳酸及其共聚物、聚羟基丁酸酯、全淀粉 塑料、纤维素材料以及聚烯烃降解途径研究)，纳米材料，有机-无机分子杂化材料，天然高 分子改性材料（绿色黏胶纤维），农用高分子材料（喷灌用材料、土壤保水材料），以及橡 胶、纤维、黏合剂、涂料、建筑用高分子材料（地基加固材料、水泥减水剂材料）等。在本 从书中，编者选择了下述几种有新技术背景的新材料研究予以介绍，如杜仲胶塑新材料
10 (《功能高分子与新技术》第9章)、二氧化碳树脂材料(《功能高分子与新技术》第10章)、 天然漆漆酚钛耐腐蚀涂料(《功能高分子与新技术》第12章)、可生物降解材料（《功能高 分子与新技术》第13章)、杂化材料(《高分子化学》第20章)、插层聚合合成纳米材料 (《功能高分子与新技术》第14章)、土建用高分子材料(《功能高分子与新技术》第20章) 以及有机硅高分子研究(《功能高分子与新技术》第15章)、杂环高分子研究(《功能高分 子与新技术》第17章)和聚酰亚胺的研究（《功能高分子与新技术》第18章)等。 近儿年，我国在功能高分子及新材料研究领域做出了下述几项有国际影响的创新性工 作。比如二茂铁类磁性高分子的合成及电子器件和新天线材料的研制(《功能高分子与新技 术》第5章)，杜仲橡胶资源的利用及杜仲胶材料谱研究(《功能高分子与新技术》第9章)， 甲醇羰基化制醋酸、酷酐高分子催化剂研究(《功能高分子与新技术》第8章)，天然大漆漆 酚钛耐腐蚀涂料研究(《功能高分子与新技术》第12章)，一系列新型高分子分离与吸附功 能树脂研究(《功能高分子与新技术》第2章)，以及有望形成成果的高分子磁电阻材料研究 和聚烯烃降解技术研究等。分析上述创新性成果的形成过程，我们可以得到如下启示，即在 功能高分子及新材料研究领域，只要我们大胆进行学科交叉，密切联系生产实践并努力从中 提炼学术问题，是可以做出国际上有影响的创新性成果的。在这些新的综合性研究课题面 前，从某种意义上讲，我们和国际同行是站在同一起跑线上的，我们自己的高分子基础学科 研究落后的劣势并没有明显地显现出来。 社会的发展要求今后高分子功能材料具有纳米化和智能化的特点。 高分子功能材料的纳米化，是要求在分子层次上调控和实现高分子的功能，即，采用化 学及物理等方法，利用温度场、溶剂场、电场、磁场、力场和微重力场等外场的作用，在一 确定的空间或环境中像搬运积木块一样移动分子，采用自构筑(self-organization)、自合成 (self-synthesis）或自组装(self-assembly)等方法，靠分子闾的弱相互作用，构建具有特殊 形态结构的分子聚集体。或进一步在分子聚集体中引发成键，得到具有高度准确的多级结构 的高分子。通过这种精确操作的高分子合成，可以准确实现高分子的分子设计。一般而言， 单个小分子的功能性质有很明确的方向性，在对这种小分子单体聚合时，如果使其先在外场 作用下精确取向排列，它们的功能性质则可展现在同一方向上，然后再完成聚合反应，这样 得到的高分子将具有明显的功能各向异性。比如在某一方向上会有优异的（电、光、磁或 热)信号传输能力，而在另外的方向上则可能完全隔绝信号传输，这样的高分子纳米功能材 料可能运用子集成光学器件、集成光电器件以及微型光电机械中，对纳米尺度上的电、光、 磁或热等信号的定向传输会有十分特殊的作用。 高分子功能材料的智能化，是指其功能可随外界条件的变化面有自动地调节、修饰和修 复。高分子属于软物质，软物质的特点是对弱的外界影响（比如物质组成或结构的微小变 化，施加于物质的瞬间的或微弱的刺激等)，能作出相对显著的响应和变化。因此研究高分 子的软物质特征，利用外场的变化来调节高分子功能的变化，发粗高分子的自适应姓，寻找 实现高分子功能材料智能化的途径，将是我们今后的另一努力目标。例如高分子凝聚态的有 序结构极易受到外场的影响，如果采用温度场或剪切场使导电分子有序排列，则可成为各向 异性的导电材科；如果此种各向异性的导电材料在外场（如电场）的作用下，能发生结构各 向异性的反转，则会产生功能各向异性的反转，从而形成能在不同条件和不同方向上调节材 料功能的智能性功能材料。 在功能高分子的研究领域，我们还建议开展高分子生物学研究。仿效生物高分子结构有
11 序与生物功能的关系F展合成高分子的研究，研究生物（酶）催化剂，合成高分子与生物分 子的接枝改性材料和组织.T程材料等。 展望未来功能高分子和高分子新材料研究，我们应当提倡学科交叉和联系生产实践，大 胆在学科交义中开拓功能高分子研究的新领域，从社会需求和生产实践中提炼学术问题，创 造新应用领域的高分子材料：在功能高分子和高分子材料的研究领域，应注意在开拓、探索 之后进行“耕耘”，深入研究材料的功能及性能的原理及其与高分子的结构等因素的内在联 系，从而提高功能高分子和高分子新材料的研究水平，进而探索和开拓髙分子基础研究的新 领域；在高分子新材料研究中要注意根据不同高分子的性质和使用要求，同时兼顾性能价 格比，进行新材料的分子设计和材料设计。 1.7高分子科学发展趋势与展望[9~12] 高分子科学经过几十年的发展，虽然学科内涵已初具规模，并在人类社会的发展中产生 了举足轻重的作用，然而高分子科学的研究内容、研究领域仍在随着人类社会的发展而迅速 扩展。在这种扩展中，越来越多的学术问题等待着高分子科学家去发现、去研究、去掌握， 从而为高分子科学的今后发展提供了无限的空间。在科学的整体发展中，高分子科学处于多 种学科的交汇点上，涉及了物理学、数学、生命科学、电子学、各种工程学以及化学学科内 部的其他分支学科，这更为高分子科学的发展提供了良好的学科环境。高分子科学与国民经 济的发展密切相关，这更为高分子科学的发展提供了社会需求。因此，今后高分子科学的发 展必将利用上述有利因素，从学科交叉中求开拓，从联系国民经济的实践中求发展。 自然界已为我们制造了完美的高分子科学的样板一生命物质。凭着氨基酸、多糖、脂 质体、核糖核酸等“生物大分子”的有序排列和有序组合，构成了各种奇特的“生命功能” 和“生命材料”，其中的奥妙是值得高分子科学家研究和仿效的。因此向生命科学学习，研 究生命现象中的各种高分子问题，将成为高分子科学发展的一个源泉。 现在的合成高分子化合物是以石油资源为基础的，但世界石油资源总有枯竭的时候，高 分子科学家不得不从现在开始注意为未来高分子化合物寻找新的资源，在这方面我们面临有 两类资源是可以考虑的。其一是植物资源。植物的光合作用每时每刻都在合成着大量有机物 质，其中有的本身就是可利用的高分子物质，如顺式聚异戊二烯、反式聚异戊二烯、纤维 素、淀粉、木质素等，有的可能是潜在的合成高分子的单体资源。寻找将这些潜在资源变为 合成高分子廉价原料的途径，充分利用植物直接合成的高分子化合物，将是今后高分子科学 家的任务之一。探讨采用基因工程的方法，促使植物产生出更多的可直接使用的天然高分 子，或可供化学合成用的高分子单体；采用生物催化剂或菌种，将天然的植物原料（如淀 粉、木质素、榨糖废料等)制备成与合成高分子相似的结构或性质更优异的高分子，也将是 今后高分子科学家跨学科研究的目标。这些由植物资源获得的高分子，不仅将扩大合成高分 子的原料来源，而且得到的合成高分子还可能具有环境友好的特征，可以是生物降解的，可 以是循环再生的。 其二是由有机化合物以外的来源得到所谓的无机高分子。目前的高分子主链上的原子以 碳为主兼有少量氮、氧等原子，因而称为有机高分子。无机高分子则泛指主链原子是除碳以 外的其他原子。无机高分子可以有其他的原料来源。按元素性质判断，约有四五十种元素可 以形成长链分子，目前报道的有全硅主链、磷和氨主链、硅氧及硅碳主链、全镓和全锡主 链、硫磷氮和硫碳主链、含硼主链以及含过渡金属主链的无机高分子。其中主链全部是硅原