中国高分子科学的发展概况与趋势

中国高分子科学的发展概况与趋势

中国高分子科学的发展概况与趋势（1999,9）

刊于《跨世纪的高分子科学》丛书（含《高分子化学》，《高分子物理》，

《聚合物成型原理及成型技术》，《功能高分子与新技术》四册），各册的第一章

胡汉杰、周其凤、杨玉良、瞿金平、何天白共同讨论，胡汉杰执笔

1．1 历史的回顾

高分子概念的形成和高分子科学的出现始于20世纪20年代[1]。虽然早在19世纪中叶当时并没有形成长链分子这种概念，但高分子就已经得到了应用。那时主要是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(cetluloid)塑料；1883年法国人de Chardonnet发明了人造丝(rayon)等[2]。1920年德国科学家Staudinger提出了高分子的长链结构，形成了高分子的概

念[3]，从而开始了用化学方法制备合成高分子的时代。由此高分子化学渐渐萌生和发展。

随着人类社会对高分子材料的强烈需求，一些有机化学家开展了缩聚反应及自由基聚合反应的研究，并通过这些反应相继开发出尼龙

(聚酰胺)66、氯丁橡胶、丁苯橡胶、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，从而形成了“高分子化学”的研究领域。随着大批新合成高分子的出现，解决对这些新聚合物的性能表征，以及了解其结构对性能的影响等问题也随之变得很必要了.因此从20世纪40年代至50年代，一批化学家、物理学家投人了这方面的研究，渐渐形成了“高分子物理’’(含高分子物理化学)研究领域。随着高分子化学、高分子物理研究工作的深入及高分子材料制品向人类生活各个领域的迅速扩展，高分子材料的成型加工原理及技术研究、高分子化合物生产中的工程问题的研究日渐产生，从而形成了涉及高分手成型加工及聚合反应工程研究的“高分子工程”研究领域。高分子化学、高分子物理和高分子工程等研究领域组成了高分子科学的基本内涵，从而形成了“高分子科学与工程”学科。在高分子科学的形成和发展过程中，除Staudinger外，世界上许多科学家对此也做出了巨大贡献，比如Ziegler(德国)、Natta(意大利)、Flory(美国)和de Gennes(法国),他们分别因在配位聚合反应和高分子物理等领域对高分子科学的发展做出了开创性或奠基性工作而荣获诺贝尔奖。

中国的高分子研究起步于50年代初[4~~8]。当时国内一批高分子研究的先驱者，分别在不同领域开展了高分子方面的研究工作。唐敖庆先生于1951年在中国化学会志上发表了关于橡胶分子尺寸计算的我国首篇高分子科学论文，并在吉林大学开展了高分子统计理论的研究；中国科学院长春应用化学研究所于1950年开始了合成橡胶和

纤维素化学的研究工作；王葆仁先生于1952年在中国科学院上海有机化学研究所建立了有机玻璃和尼龙6的研究小组(后来迁京成为中国科学院化学研究所的一部分)；冯新德先生于50年代初在北京大学开设了高分子化学专业并开展了相关研究工作；何炳林先生于50年代中期在南开大学开展了离子交换树脂的研究工作；钱人元先生于1952年在中国科学院长春应用化学研究所、1953年在中国科学院上海有机化学研究所分别建立了高分子物理化学研究组，开展高分子溶液性质研究(1956年由上海迁京,成为中国科学院化学研究所的一部分)；钱保功先生于50年代初在中国科学院长春应用化学研究所开始了高聚物黏弹性能及高分子辐射化学的研究；徐僖先生于50年代初期在成都工学院(现四川大学)开设了塑料工程专业并开展了塑料加工成型研究。在他们的带领下，我国的高分子化学、高分子物理以及高分子工程等三个分支学科领域的研究，在跟踪国外发展、急起直追的情况下几乎同时起步。但由于受到当时国内科研队伍状况及国民经济发展情况的影响，三个分支学科领域的发展并不平衡。50年代末，高分子化学首先发展壮大并形成学科基本内涵。60年代中,高分子物理的学科内涵及学科队伍基本形成。高分子工程领域的研究，长期以来由于绝大部分研究工作偏重于制品制造及一般工艺研究，学科基础研究的内涵约在80年代后期才初步形成。

对于我国高分子科学的形成和发展，老一辈高分子科学家们做出了不可磨灭的贡献。例如，王葆仁先生在我国高分子科学的形成、发展中进行了重要的组织工作，培养了一大批学科骨干。冯新德先生在

自由基聚合、氧化还原引发体系等领域长期开展了系统的基础研究工作，并开创了国内医用高分子研究领域。何炳林先生开拓了我国离子交换与吸附树脂的研究领域，并在将基础研究和应用研究相结合进而推动产业发展方面做出了富有成果的尝试。钱人元先生对我国高分子物理的学科布局及深入发展起了奠基作用，开拓了我国高分子溶液、高分子凝聚态、有机金属导体等一些重要的研究领域。钱保功先生在组织高分子化学、高分子物理进行学科联合，共同开发我国新品种橡胶研究方面做出了重要贡献。唐敖庆先生开展的高分子统计理论研究，在高分子化学、高分子物理理论研究方面开创了一个重要领域。徐僖先生长期开展的塑料成型研究为我国高分子成型学科基础研究的发展起了重要奠基和推动作用。还有其他一些老一辈高分子科学家也分别在不同领域为高分子科学的发展做出了重要贡献。50年来，随着高分子科学研究在深度和广度上的发展，在老一辈高分子科学家的指导下以及广大第一线高分子科技人员的带领和培养下，我国高分子界已有一批年轻的研究群体破笋成竹，他们代表着我国高分子科学的未来。

国际上高分子科学的出现，源于高分子材料的普及和初级高分子工业的发展，高分子科学的形成和发展又极大地推动了现代高分子工业的形成和更大规模的高分子材料的普及。我国高分子科学的形成、发展和我国高分子工业的形成及提高似乎是各行其路的。高分子科学在追踪、学习国外成就的过程中成长、壮大和提高，而高分子工业则基本上是采取了引进一消化一再引进的发展道路。虽然中国高分子科

学在人才培养、特殊高分子材料的研究开发及少数几项工业技术(例如中国科学院长春应用化学研究所研究的三元镍系顺丁橡胶合成技术,中国科学院化学研究所的降温母粒生产衣用聚丙烯纤维的技术等)的创造方面,为中国高分子工业的发展做出了贡献，但就整体而言，中国高分子科学的发展对中国高分子工业推动作用的潜力尚远未发挥出来。其原因是多方面的。在研究工作中，高分子学术界如何与高分子工业密切联系，如何从工业实践中发现、提炼学术课题开展自己的研究工作，是值得今后重视的。

回顾历史可以看出，人类社会对高分子材料的需求是高分子科学产生和发展的推动力，和其他学科的交叉、融合则是高分子科学成长过程的特点。正是基于这两个特点，80年来高分子科学得以从无到有并飞速发展，至今已成为化学领域中最有活力的学科。中国高分子科学的发展，除了具有上述两个特点外，另有自己的特殊之处。一是为了填补科学上的空白，努力向国外学习，追踪、仿效国外科学前沿的研究工作；是中国高分子科学发展的主要牵引力，在这一牵引力的作用下，我国高分子科学的水平迅速地全面提高，但难以产生在国际上有创新意义的重大成果。二是面向国民经济发展的需要，去研究、解决生产实践中存在的现实学术问题或技术问题，并从中提高高分子科学的学术水平，是我国高分子科学发展的另一个次要牵引力。在这一牵引力的作用下。虽然不利于我国高分子科学整体水平的全面、迅速提高，但在某些局部领域却产生了一些在国际上有创新意义的成果,除了前述中国科学院长春应用化学所的“三元镍系顺丁橡胶及稀土催