智能材料时代高分子化学的发展历程
早在19世纪中期就已经使用了聚合物,但当时还没有形成长链分子的概念。天然高分子主要通过化学反应进行改性,所以称为人工高分子。比如1839年,美国固特异发明了天然橡胶的硫化;1855年,英国公园用棉弹和樟脑制成赛璐珞塑料。1883年,法国人德·夏尔多内发明了人造丝等等。可见,正是由于通过适当的反应和方法对天然高分子进行化学改性,人类才从最初的利用天然高分子转变为有目的的改造和利用天然高分子。
回顾高分子化学一个多世纪的发展历史,我们可以看到,高分子化学反应和合成方法在高分子化学的发展中起着关键作用,对新型高分子合成材料的发展起着指导作用。例如,20世纪70年代中期导电聚合物的发现,改变了人们长期以来认为聚合物只能是绝缘体的观念,进而发展出一种被称为“电子聚合物”的具有光学和电学活性的聚合物材料,有可能在21世纪为信息传输提供新的功能材料。因此,我们在讨论21世纪高分子化学的发展方向时,首先要创新聚合物的聚合反应和方法。对于大品种高分子材料的合成,在21世纪初,至少在未来10年内,茂金属催化剂,尤其是后过渡金属催化剂将是高分子合成研发的重点。活性自由基聚合、“配位活性自由基聚合”以及由此可能发展起来的阳离子活性聚合,是利用乙烯基单体合成新材料(包括功能材料)的重要途径。更多的注意力将放在支化、高度支化或树枝状聚合物的合成和表征上。因为这类聚合物的结构不仅对其性能有重大影响,还可能开发出许多新的功能材料。