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子复合材料,如碳纤维增强复合材料:在高分子科学方面,合成出导电高分子(1971~78白 川英树等)、Kevlar纤维(973)等 十世纪末期是高分子科学的扩展与深化时期。在高分子工业:80年代初,三大合成材 料产量超过10亿t,其中塑料8500万,以体积计超过钢铁的产量:在品种上向精细高分子、 功能高分子、生物医学高分子扩展:在高分子科学方面,提出分子设计与组装概念,发展基 团转移聚合(1983O.W.Wcbster) 原子(基团)转移自由基聚合(1994王锦山)等。 在长期的研究中,人们认识到,高分子材料的性能是由复杂的结构体系和加工技术所决 定的。二十世纪八十年代,美国国家研究委员会在其发表的《90年代的材料科学与材料工程》 中指:“性质、结构与成分、合成与加工、仲用性能,以及它们之间的密切关系确定了材 料科学与工程这一领域” 多年以来,人们一直是按正向进行材料的合成与加工,即先通过 新的聚合机理和加工技术,合成出一种新的聚合物,再研究这种聚合物的结构及相关性能, 最后由聚合物的性能去开发其所能应用的领域。随着人们对高分子材料性能要求的不断提 高,按传统方法利备出的聚合物已不能满足实际需要,到二十世纪末,人们根据有机合成, 特别是受药物设计合成成功的启发,提出了实行高分子设计合成的概念。所谓高分子的设计 合成,是指按特定的使用要求和性能,设计出具有此种性能聚合物的结构,再有目的地合成 出具有此种结构的聚合物,也就是常说的“逆向开发”。 实现高分子设计合成,需要学握已积累的高分子结构与性能、合成与结构、性能与加「 等的各种相互关系的大量理论、实验数据和规律。先采用数理统计方法推断出能满足指定性 能的高分子结构模型;根据高分子结构选择适宜的单体、反应机理及聚合方法,确定合成 艺路线、工艺参数、加工方法及加工工艺参数等:对所得高分子材料进行性能分析测试,以 验证是否合乎目标产物要求,并进行信息反馈:对合成及加工进行调整,直至合成出满意的 目标产物。 高分子分子设计可通过以下儿种方法实施:直接组合法,即由儿种具有预定结构和反 活性的分子,通过反应拚合成目标分子,逻辑中心法,即将目标分子分解成由儿种前体组成, 而前体又可进一步分解,这样一直分解到可合成出的前体为止。以上两种方法主要是从分子、 基团水平上通过数据库等大量数据,结合现代理论进行高分子设计。模型和模拟法,通过已 积累的相关数据和规律,建立 一个适当的数学模型,依靠模型进行目标高分子的设计,这种 方法主要是借助可靠的先进理论,通过计算机图形学进行设计 就目前高分子科学现状和所达到的水平看,距实现上述目标尚有很大差距。尽管在聚合 机理和聚合方法方面近年米取得了较为明显的进步,但在对聚合物结构与性能关系的掌握 上,目前所积累的信息大多是定性的、经验性的或半定量的,因而只能对某种结构或物性进 行同部的分子设计,随着分析测试手段的不断精细化,量子化学、分子力学、分子生物学的 发展,数学及计算机的引入,人们对聚合物结构与性能间关系将逐步进入定量化。 从高分子发展的历史和今后的发展方向都可以看出实验和理论的重要性。牢固地掌握理论, 熟练地把提实验技术,自如地进行实验设计,对每一个高分子科学工作者都是极其重要的
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