高分子材料分析技术
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二、高分子材料科学

高分子材料科学与传统学科不同,它既是一门基础科学又是一门应用科学。在基础化学一级学科中,高分子与无机、有机、分析、物化并列为二级学科;而在应用性的材料科学中,高分子材料与金属材料和无机非金属材料共同组成重要的三个领域。

高分子材料科学的主要内容包括以下几个方面:①研究高分子材料的化学组成、结构与性能之间的关系,开发及制备新材料,研究新的聚合方法;②研究高分子材料结构、分子运动形态、凝聚态变化规律及材料性能之间的关系;③研究和开发材料的新合成方法,加工工艺对材料结构、性能的影响。

目前高分子材料已被广泛应用于生活、生产、科研和国防等各个领域,成为我国科学研究的一个重点领域。高分子材料科学体现出三大发展特点。

①高分子材料已由传统的有机材料向具有光、电、磁、生物和分离效应的功能材料延伸。高分子结构材料正朝着高强度、高韧性、耐高温、耐极端条件的高性能材料发展,为航天航空、近代通信、电子工程、生物工程、医疗卫生和环境保护等各个方面提供各种新型材料。为此高分子家庭诞生了很多新成员,例如:光电转换功能高分子制成的高分子太阳能电池,质子传导高分子材料制成的燃料电池交换膜,聚合物代替电解质制成储能电池,用高分子材料再生和重建有生命的组织和器官。

②考虑到未来石油资源日渐枯竭,基于可再生的动物、植物和微生物资源的天然高分子将有可能成为未来高分子材料的主要化工原料。其中最丰富的资源有纤维素、木质素、甲壳素、淀粉、各种动植物蛋白质以及多糖等。它们含有多种功能基团,可通过化学、物理方法改性成为新材料,也可通过化学、物理及生物技术降解成单体或低聚物用作化工原料。为解决环境污染问题,生物降解高分子材料的研究和废弃高分子材料的回收利用也成为重要研究方向。

③新型高分子材料加工方法不断探索。通过研究在加工成型过程中材料结构的形成与演变规律,实现对材料形态的调控。对于一些功能性材料和自组装材料的加工研究成为目前高分子材料加工领域的新兴研究领域。