1．何为高分子化学
顾名思义，高分子就是相对分子质量很高的分子，它是高分子化合物的简称。高分子化合物，又称聚合物或高聚物，是结构上由重复单元（低分子化合物—单体）连接而成的高相对分子质量化合物。高分子的相对分子质量非常的大，小到几千，大到几百万、上千万的都有。我们有时将相对分子质量较低的高分子化合物叫低聚物。高分子化学作为化学的一个分支，同样也是从事制造和研究分子的科学，但其制造和研究的对象都是大分子，即由若干个原子按一定规律重复地连接成具有成千上万甚至上百万质量的、最大伸直长度可达毫米量级的长链分子，称为高分子、大分子或聚合物。
2．高相对分子质量与高强度
相对分子质量和物质的性质是密切相关的，是决定物质性质的一个重要因素。只有相对分子质量高的化合物才有一定的机械力学性能，才能作为材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯，都是直链的烷烃化合物，但是分子量变化很大，其机械力学性能因而也有极大的区别。
3．高分子科学的主要内容
既然高分子化学是制造和研究大分子的科学，对大分子的反应和方法的研究，显然是高分子化学最基本的研究内容。高分子科学不仅是研究化学问题，也是一门系统的科学。高分子科学的主要内容有：如何将低分子化合物连
接成高分子化合物，即聚合反应的研究。高分子化合物的结构与性质关系。不同性质的高分子，其结构必然是不同的。为了得到不同性质的高分子，就要去合成具有特殊结构的高分子。
二、高分子材料化学的应用
材料是人类社会文明发展阶段的标志，是人类赖以生存和发展的物质基础。它是指经过某种加工，具有一定结构、组分和性能，并可应用于一定用途的物质。上世纪半导体硅、高集成芯片、高分子材料的出现和广泛应用，把人类由工业社会推向信息和知识经济社会。可以说某一种新材料的问世及其应用，往往会引起人类社会的重大变革，材料是人类文明的重要标志。如果说现在人人离不开高分子材料，家家离不开高分子材料，处处离不开高分子材料，是一点也不过分的。高分子化合物的最主要的应用是以高分子材料的形式出现的，高分子材料包括了塑料、纤维、橡胶三大传统合成材料，另外许多精细化工材料也都是高分子材料。
第一，塑料：一类是通用塑料，如容器、管道、家具、薄膜、鞋底与泡沫塑料等等；另一类叫工程塑料，其强度大，如汽车零部件、保险杠、洗衣机内的滚筒、电器的外壳等。
第二，纤维：人们开发出聚酯、尼龙、腈纶、维尼纶等高分子化合物，通过不同的加工，生产出了各种纤维制品，极大地满足着人类的需要。
第三，橡胶：天然橡胶的种类和品质都受到很大的限制，于是科学家们不断开发出了各种人造橡胶，如丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶等。
第四，精细化工：比如使得我们的世界变得丰富多彩的各种涂料产品，如家具漆、内外墙乳胶漆、汽车漆、飞机漆等。女孩子用的指甲油，使牙齿变白的增白剂也都是涂料。还有万能胶、建筑用胶、医用胶、结构胶等黏合剂，以及各种吸水树脂等都是高分子产品。
三、高分子化学与高科技的结合
当今社会，人们将能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱，而材料又是能源和信息发展的物质基础。自从合成有机高分子材料的那一天起，人们始终在不断地研究、开发性能更优异、应用更广泛的新型材料，来满足计算机、光导纤维、激光、生物工程、海洋工程、空间工程和机械工业等尖端技术发展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展，出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。
随着生产和科学技术的发展，许多具有特殊功能的高分子材料也不断涌现出来，如分离材料、光电材料、磁性材料、生物医用材料、光敏材料、非线性光学材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活跃的领域，下面简单介绍特种高分子材料：功能高分子是指当有外部刺激时，能通过化学或物理的方法做出相应反应的高分子材料；高性能高分子则是对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。它们都属于特种高分子材料的范畴；特种高分子材料是指带有特殊物理、力学、化学性质和功能的高分子材料，其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料（化学纤维、塑料、橡胶、油漆涂料、粘合剂）的范畴。
第一，力学功能材料：强化功能材料，如超高强材料、高结晶材料等；)弹材料，如热塑性弹性体等。
第二，化学功能材料：分离功能材料，如分离膜、离子交换树脂、高分子络合物等；反应功能材料，如高分子催化剂、高分子试剂；生物功能材料，如固定化酶、生物反应器等。
第三，生物化学功能材料：人工脏器用材料，如人工肾、人工心肺等；高分子药物，如药物活性高分子、缓释性高分子药物、高分子农药等；生物分解材料，如可降解性高分子材料等。
可以预计，在今后很长的历史时期中，特种与功能高分子材料研究将代表了高分子材料发展的主要方向。
四、高分子化学的可持续发展
研究高分子合成材料的环境同化，增加循环使用和再生使用，减少对环境的污染乃至用高分子合成材料治理环境污染，也是21世纪中高分子材料能否得到长足发展的关键问题之一。比如利用植物或微生物进行有实用价值的高分子的合成，在环境友好的水或二氧化碳等化学介质中进行化学合成，探索用前面提到的化学或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子，以及用合成高分子来处理污水和毒物，研究合成高分子与生态的相互作用，达到高分子材料与生态环境的和谐等。显然这些都是属于21世纪应当开展的绿色化学过程和材料的研究范畴。
参考文献：
[1]冯新德.展望21世纪的高分子化学与工业[J].科学中国人,1997,(11)
[2]王守德,刘福田,程新.智能材料及其应用进展[J].济南大学学报(自然科学版,2002,(01).
现在的大学生多数为独生子女，在成长过程中，父母更多地注重他们的文化课学习，忽略了对其动手能力和责任心的培养；而中小学在这方面的重视程度也不够，导致部分学生动手能力较差，责任心不强。在实验过程中一方面表现为紧张、不敢操作；另一方面表现出对有毒有害物质的回收处理认识不够，没有环保意识，对水、电、易燃易爆等危险化学品的使用不当，安全意识淡薄。高分子化学实验过程中，必然要接触有机溶剂，易燃易爆、有毒有害物质，防火、防爆、防中毒、防止环境污染是学生时刻需要注意的问题。只有具备环保意识和安全意识，在实验过程中具有强烈的责任心，才能防止环境污染现象的出现和安全事故的发生。高分子化学实验正是培养学生这两种意识的有效途径。因此，我校教师在高分子化学实验教学中采取了多种方式对学生进行环保与安全意识培养。
2环保意识培养
2.1在实验教学中培养环保意识
北京的雾霾天气，使身在其中的人们深切体会到恶劣环境对自身的不利影响。伴随着工、农业生产的快速发展，大量化学污染物进入生态系统，对全球生态环境造成了严重危害，给人类生存带来巨大威胁。因此，环境问题越来越受到重视，对“三废”的处理提出了更高的要求。在现有条件下，与高分子化学有关的生产不可能完全避免使用有毒有害物质，因此，对学生进行环保教育至关重要。高分子化学实验教学是对学生进行环保教育的有效途径，不仅要培养学生的动手能力、分析和解决问题能力，还要重视传授环保知识，使学生有机会、有能力利用所学知识，处理实验中产生的有毒有害物质，主动参与到环境保护工作中，增强学生的环保意识。
2.2加强污染物的回收管理
在高分子化学实验中，常会用到有毒有害、易燃易爆的试剂，最大限度减少污染物排放是师生共同的责任。实验教师要对学生实验过程中产生的废弃物进行严格管理，以增强学生的环保意识。实验过程中，要求学生将所有有害物质回收到指定的回收瓶中，对不能再利用的废液进行无害化处理，对能再利用的进行提纯、重复使用，减少有害物质排放。如果在实验过程中有有害气体生成，则实验必须在通风橱中进行，并对有害气体进行无害化处理后再排放。实验教师必须对实验过程进行监控，发现问题及时解决，并提醒全体学生注意。通过一系列的措施，学生的环保意识不断增强，处理有害物质的能力也不断提高。
2.3采用小量、半微量实验
高分子化学实验使用的很多是易燃和毒性较大的药品，在实验过程中可能会产生一些对人体和环境有害的物质，因此，尽可能减少实验中的“三废”排放量至关重要。高分子化学基础实验旨在培养学生的操作能力和观察能力，要求实验现象明显。实践证明，采用小量实验完全可以满足这两方面的需要。当学生具备基本操作技能后，复杂合成实验可以采用半微量法进行。这样既达到了实验目的，又节约了药品，缩短了实验时间，减少了“三废”的产生，减轻了对环境的污染。
2.4将环保能力列为考核内容
对学生每次实验中试剂取用情况、废弃物回收处理情况、有害气体处理情况进行记录，并记入平时成绩。在学期中的实验笔试中加入废弃化学物品的无害化处理方法内容；在实验操作考试中，安排废弃物处理实验，以抽签方式确定考题，考试内容有：废弃单体和聚合物的处理，高浓度有机溶剂的处理，酸、碱废液的处理，洗涤废液的处理等。
3安全意识的培养
3.1安全教育贯穿教学始终
首先，在理论教学中进行安全意识教育。比如，讲解绪论时，在介绍高分子化合物的合成特点和物理性质后，及时举例说明一些低燃点常用物质，如烷烃、乙醚、乙醇、丙酮、过氧化物等易燃易爆物质，告知使用时要注意防火、防爆。随着教学的深入，逐步强化实验安全教育，介绍常用化合物（如苯、甲苯、二甲苯、硝基苯、甲醛、苯酚等）的毒害性及使用注意事项，为实验教学做好准备。其次，在实验教学中加强安全教育。在第一节实验课上，采用讲解、演示等教学方式，专门进行安全教育，强调水、电、易燃易爆物质、有毒有害物质的安全使用和事故处理办法。随着实验的进行，要求学生在每次实验课之前，必须弄清楚与实验有关物质的物理性质和注意事项；实验课中，实验教师检查并确认学生的实验装置没有错误后，学生方可继续进行实验；当学生的实验装置或操作方法有误时，可以请其他组的学生指出并纠正错误，以加深学生印象，有效防止类似错误的发生。
3.2利用多媒体课件辅助教学
为有效提高教学和安全教育效果，实验教师还制作了多媒体课件供学生学习。比如基本操作中的“单体的精制”，需根据被精制单体的沸点选择热源，要求蒸馏时不能将烧瓶中液体蒸干。由于实验课时有限，低沸点物质的蒸馏和高沸点物质的蒸馏不能都在课上进行。虽然教师在课上对此进行了多次强调，但还是有很多学生在蒸馏操作中习惯性选择第一次蒸馏时使用的热源，而不考虑被蒸馏组分的沸点。还有些学生不知道何时停止蒸馏，往往一直将液体蒸干。利用多媒体辅助教学可以解决以上问题。学生可以在多媒体课件上看到不同热源的选择方法和蒸馏过程，也可以看到错误操作所造成的危害。通过多媒体辅助教学，学生在这方面犯的错误明显减少了。
3.3将安全意识纳入考核范围
为引起学生对实验安全性的高度重视，我们将实验安全内容纳入考核范围，考核内容包括物质的物理、化学性质查阅，实验装置的安装，实验操作，化学试剂的安全量取，溶剂及产品的回收，实验结束后水、电关闭。此外，在学期中安排一次实验笔试考试，考试内容包含安全操作注意事项和违规操作可能产生的后果；学期末安排一次实验操作考试，考试内容包括实验装置的搭建及易燃试剂的安全使用，反应过程中产生的有毒气体的处理方法等。教师在考前将要制备的目标产物告诉学生，实验方案和制备过程完全由学生独自完成，一组学生（20人左右）由两位教师监考，最后给出操作考试成绩。通过以上改革，学生的安全意识普遍增强，实验教学进行到中期时，已经看不到学生在实验结束后不切断电源、用明火提纯易燃单体、用过的溶剂不回收等现象了。
4结语
1.1教学理念上，注重调动学生自身主动性
应用型人才培养的教学理念要求在继承传统教学优势的基础上，大力创新教育观念，坚持以学生为本，调动学生主动性［3］。作为一门实践教学活动，高分子化学实验教学要取得良好的教学效果，必然要更新教学理念。在应用型人才培养定位下，我们确立了以学生为中心地位，尊重学生意愿，充分发挥学生能动性、积极性和创新性的教学理念。在教学过程中，让学生占据课堂的主导地位，将教师的被动教变为学生的主动学，教师定位于学生实验的组织者。教师的主要作用不是讲解，而是组织学生主动思考、动手实验。课堂上，教师不再用权威性的语言告诉学生，什么时候准备实验，选择什么样的试剂，而是把自己融入学生中，和学生一起讨论和思考，学生由被动转为主动，成为实验教学的中心。鼓励学生自己制定标准，自己确定实验步骤，允许按自己设计的预习报告进行实验，如实记录实验现象和实验数据，自己分析实验过程中存在的问题及解决办法。实验结束，鼓励学生自己点评，交流实验过程，总结成功经验，分析失败原因。
1．2在教学载体上，为学生提供充实的实验材料
在教学过程中，教师工作的重点是为学生提供大量的学习资源，使学生处于一种可以选择的、能满足他们需求的自由实验环境。通过开发《高分子化学实验》课件增设多媒体教学内容，将实验项目、基本仪器操作使用等制作课件，并将课程资料上网，学生直接申请下载、预约实验。通过多媒体实验演示，让学生在较短的时间内，直观的掌握更多的实验内容，节省了课堂时间，提高了授课的实效性，为学生的个性培养和自主学习创造了有利的条件。学生也可自行拟定设计课题，学生自己查阅资料，预约教师进入实验室进行指导。对学生自己设计的或自带课题的实验，只要所设计的实验方案合理、实验条件许可，就允许进入实验室开展实验，让学生成为实验的主人。上述课程改革，《高分子化学实验》课程已被评为校级精品课程。另一方面，逐渐开放实验室和仪器设备。常用的玻璃仪器由学生自己保管。大型仪器，如红外光谱、元素分析、激光粒径测定仪、X射线衍射仪、扫描电镜等为学生全部免费开放，学生通过提前预约，可对实验中制备的化合物随时进行分析表征。
1．3改革教学内容，增设综合性和设计性实验
为了增强学生的实践能力和独立思考能力，在教学中注重理论与实践相结合，结合高分子化学的基本问题，将科研成果转化为可供学生实验的教学内容改革教学内容，重新编写《高分子化学实验》教学大纲和实验指导书，删除了部分内容陈旧的验证性和基础性实验，增设综合性、探索性和设计性实验，确保实验教学内容的先进性、新颖性。通过精选实验内容使学生加深对所学理论知识的认识，了解高分子化学领域的飞速发展和高分子材料在人们的日常生活和高科技领域中的应用，为学生将来走向工作岗位奠定基础。在教学内容上，不设置标准答案，挑选应用性和综合性强的实验。将传统的单纯“灌注式”理论教学转变为"教学－文献查找－文献综述－汇报交流－自主实验"的多环节、多方式、互动性、研究性、开放式教学。如实验内容上增选“聚乙烯醇的缩醛化制备胶水”的实验。此实验应用性很强，让学生通过实验亲身感受高分子化学的重要意义和实用价值，增强学生实际动手能力。学生在实验中表现出浓烈的兴趣，相互之间探讨实验的工艺过程和应该注意的事项，对制备的胶水质量互相比较并查找原因，收到了良好的教学效果。在"苯乙烯分散聚合的实验"中，对同一单体选用不同的分散剂，包括有机分散剂、无机分散剂及复合分散剂。通过改变引发剂用量、搅拌速度等，使不同组的学生在不同的聚合条件下进行实验，然后将实验结果进行比较、讨论和总结。对于设计性和研究性实验，教师提前一周告知实验内容，提供部分参考目录，供学生查阅。学生自己设计出可行性的实验方案，经教师批准后进行实验。目前已开设的设计性和研究性实验都是以高分子领域中的最新研究成果并结合本院教师的科研项目与科研经验开设的，如"温度和pH值敏感性水凝胶的制备及对药物的释放性能"、"无皂乳液聚合制备核－壳结构聚合物"等。设计性和研究性实验的开设，能够充分调动学生的学习积极性，发挥学生的主观能动性。使学生把自己所学的理论知识、书面知识和科学研究紧密相结合，提高了学生对于科学研究的认识，同时激发和促进了学生的科研兴趣。
1．4考核方式上，采取组合式考核，提高实验教学效果
实验考核是实验教学的重要环节，是激励学生学习和巩固知识、检查教学效果、改革教学方法的重要手段。多年来，我校沿袭的高分子化学实验考核办法是实验报告和期末理论笔试各占50%。该考核方法导致学生对实验预习、实验操作重视程度不够，考试前死记理论知识，综合实践能力薄弱。在应用型型人才培养的要求下，我们改革了传统的实验考核方法，建立了平时成绩、实验操作考核和笔试相结合的新型考核模式，使实验课的考核和评价能够更加科学化和合理化。在高分子化学实验的考核过程中，采取平时考核和实验考试考核相结合的办法。平时考核侧重于对学生平时学习情况的评价，包括实验预习、实验操作、实验记录、实验报告等内容。实验考试考核既要考查学生的实验基本操作和综合运用能力又要检验学生掌握的理论知识。考试之前教师设定合理的考核内容，包括在规定时间内完成一个完整的实验和理论抽查。实验考试时，将学生每4～5人一组进行分批考试，通过考察学生的基本实验操作，实验方案、仪器安装、结果处理以及产品质量等，考查学生掌握实验技能情况。实验结束后，教师根据实验过程的条理性、实验操作情况以及实验结果对学生实验考试进行评分。操作考试结束后，针对实验过程中的理论知识随机抽查3～5个简答题，考察学生对知识的掌握情况。通过平时考核和实验考试考核相结合的方式，能科学有效地对学生进行学习效果评定，提高学生学习的积极性。
2结语
1.1网络书本相结合，充分做好实验预习工作
随着网络技术的发展，学生在网络上获取信息的兴趣与能力都不断增强。因此我们将传统的预习报告与网络学习相结合，充分帮助学生详细了解实验原理和意义，熟悉实验操作，增强实验意识。如在每次实验前，都要求学生利用网络自主探索该实验与实际生活的联系，比如有机玻璃的制备，学生可以了解到有机玻璃目前被广泛应用于广告装潢、铭牌制作上等等，在课堂上与其他同学就相关应用前景进行讨论，并将自己的想法融入实验过程，这增强了学生的主人翁和创新意识。同时，我们在实验中心网站上制作实验动画，展示实验仪器的使用，实验装置的装搭，帮助学生更直观的了解实验过程。并明示一些突况的处理方法，做到有备无患，例如在制备尼龙66的实验中，原料己二胺是强有机碱，强腐蚀性，我们通过动画的形式告知学生在称取过程中一定要小心，一旦沾到皮肤，应立即用大量清水冲洗，并用3%的冰醋酸或1%硼酸冷敷伤口。
1.2情景带入，边讲边做，让学生成为实验主导
实验课是将理论转化为实践，学生应该成为实验的主导。我们每次实验开始前都会先创设情境，将现实问题的解决与实验紧密联系起来，把照方抓药的实验课转变为学生发现问题、解决问题的实践课。基于充分的课前预习工作，课程中教师重点强调实验的重要环节和容易出现的意外事件。学生以小组为单位，每个小组都会接到一个实验相关的问题，如在苯乙烯的乳液聚合实验中，向学生提问乳化剂在乳液聚合中的作用等，实验结束后进行小组讨论，分析实验结果，得出问题答案。实验过程中有任何问题都可以随时跟老师交流，学生带着问题做实验，在实验中探寻答案，成为主导，教师从知识“传教者”变成“军师”，这样激发了学生的学习意愿，提高了实验课的质量。
1.3认真总结实验报告，强化实验结果与理论的联系
在传统的教学模式中，实验报告往往流于形式，学生只是简单记录实验过程。我们则要求学生对实验中遇到的问题进行记录并查阅资料予以解答，反思实验课与理论课的联系，并尽量多的列举出其他相似的应用，以此巩固学生的理论知识。
2量化考核标准，激励学生认真完成实验的各个环节
实验期末考核并不能真正说明学生的实验情况，出勤率、预习报告、实验操作、实验报告结果和卫生，也是反映学生学习态度、学习情况的重要指标。因此在实验考核中综合了平时成绩和考核成绩两部分。出勤率要求学生做到全勤，不迟到、不早退;预习报告要求书写规范，步骤详尽;实验操作要求学生在整个实验过程中操作规范，认真观察实验现象并记录;实验报告中实验现象分析是否客观，实验结果是否符合预期，课堂上的思考题是否总结到位等;实验结束后的值日工作，要求学生检查关闭仪器，整理教室卫生。期末综合考核以设计性实验为主，教师给出一个实验题目，要求学生提前搜集资料，结合本学期其他实验的操作方法，在考试现场自行选择仪器，装搭实验装置，处理实验结果，教师根据现场操作技能和解决问题的能力等进行评判。
3结语
导电高分子的发现充满了戏剧性。1967年，白川英树的研究生做实验时错用了一千倍的催化剂，加上搅拌器凑巧停止，在溶液表面生成了银色的薄膜状物。白川英树以此为切入点，进行了深入细致的研究，终于发现制备膜状聚乙炔的有效方法。1975年，美国的Macdiarmid教授偶然见到白川英树的金属光泽的膜状聚乙炔后，立即邀请他去美国与Heeger合作研究。后来，三人一起获得了2000年诺贝尔化学奖，也被传为佳话。与硝酸纤维素、炭黑增强橡胶等发现一样，聚乙炔膜的发现也是“偶然的”。这个故事也教育我们合作的重要性“。这是我的idea，说出去会不会被别人学去了？”具有知识保护意识固然重要，合作交流能够更快、更有效地促进研究的发展，科研中需要有团队精神。
二、Crothers与尼龙66
深受女士喜爱的尼龙袜无疑是引出缩聚反应的最佳例子。尼龙袜在全美首次发售时，每人限购一双，500万双当天告罄，没有买到尼龙袜的人在裸腿上画纹路冒充丝袜。那么引起如此轰动的商品是如何制造出来的？这个问题吊起了学生的胃口，他们对相应的知识特别用心。1928年，杜邦公司成立了基础化学研究所，Crothers受聘担任该所的负责人，并决心利用二元醇和二元酸的缩聚来支持当时刚刚提出的高分子学说。在实验中，同事偶然发现熔融的聚酯可以抽丝，Crothers意识到这是纺丝原料的特性，并展开了大量的研究。克服各种困难后，最终得到了尼龙66纤维。尼龙66的出现不仅有力的支持了高分子学说，也深入改变了人们的生活。尼龙的发现离不开Crothers。同样让人称道的还有杜邦公司，能够在经济大萧条时期拿出一笔巨款支持没有明确应用目的的基础研究，需要敏锐的眼光和巨大的勇气。注重基础研究，在今天也有着重要的借鉴意义。
三、塑料之父———Baekeland
作为第一种人造聚合物———酚醛树脂的发明者，Baekeland是一个传奇人物。他21岁就获得了博士学位，专利意识非常强。发明Velox相纸后，故意在专利中省略一两步。结果柯达公司不得不两次出资购买。在发明酚醛树脂后，Baekeland及时申请了专利（仅比同行早一天），也得到了塑料之父之称。Baekeland的幸运和知识产权保护意识让人感叹不已。酚醛树脂的发明也是一个成功的科研案例。Baekeland敏锐地意识到绝缘材料在刚刚兴起的电力工业中的巨大市场，将研究目标确定为寻找天然绝缘材料的替代品。他没有立即进行实验，先是充分进行了文献调研。发现早在1872年德国化学家Vaeyer曾把苯酚和甲醛混合产生一种树脂状物质，指出在实验中应防止它的产生。Baekeland反其道而行之，加热加压来加快反应，得到琥珀样的样品，并最终掌握了酚醛树脂的制备方法。他于1907年申请了专利，这年也被视为塑料元年。这个故事充分说明了科学研究的选题和文献调研的重要性，在阅读文献时要注意批判性阅读，不迷信已有的解释。
四、配位聚合和Ziegler-Natta
1953年Ziegler在用乙基铝使乙烯加成的一次偶然失败中发现，镍会抑制反应进行，其他过渡金属也有类似作用。他给博士生Breil的论文题目是“系统地实验整个周期表的元素”来对这一作用进行研究！有趣的是，最终研究得到了一种能使乙烯迅速聚合成为高分子量聚乙烯的催化剂。事实恰好与预料的相反，这充分说明，和预期不同的结果不见得是坏结果！Natta的成功无疑是跟踪世界研究前沿的结果。他在Ziegler催化剂研究之初就派人过去接受指导。在用改进后的催化剂进行了丙烯聚合后，Natta发现它含有高结晶部分，敏锐地“把新的结晶聚合物的结构归之于主链或至少相当长部分的主链上的不对称碳原子都采取了相同的构型”。Natta文章因未披露催化剂的本质这一关键问题，初审被拒稿。而作为编辑的Flory则意识到了文章不寻常的意义，更改了裁决才使得文章得以发表。与Ziegler-Natta的成功相对的是，1943年Fischer希望能找到使乙烯聚合成油的方法，发现“当三氯化铝与四氯化钛并用作催化剂时，液态产物减少而有利于生成固态物”，因此似乎是失望多于希望。另外，Ziegler的学生Wesslan制备聚丙烯后，发现物质的熔点高于聚乙烯，他肯定自己错了，他不相信支化会提高石蜡烃的熔点。他没有认识到熔点升高的意义。这两个故事也从反面再次印证了如何看待实验中的意外。高分子史上还有更多的历史故事，如“的确良”（涤纶），田中耕一发现质谱离子化新方法，聚四氟乙烯和高压聚乙烯的发现等。在高分子化学教学中适当穿插相应的历史故事，不仅可以增加课堂的趣味性，还有助于学生了解科学家思考问题的方式，学习他们成功的经验和失败的教训，培养学生思考研究的能力。
五、结语
1．何为高分子化学
顾名思义，高分子就是相对分子质量很高的分子，它是高分子化合物的简称。高分子化合物，又称聚合物或高聚物，是结构上由重复单元（低分子化合物—单体）连接而成的高相对分子质量化合物。高分子的相对分子质量非常的大，小到几千，大到几百万、上千万的都有。我们有时将相对分子质量较低的高分子化合物叫低聚物。高分子化学作为化学的一个分支，同样也是从事制造和研究分子的科学，但其制造和研究的对象都是大分子，即由若干个原子按一定规律重复地连接成具有成千上万甚至上百万质量的、最大伸直长度可达毫米量级的长链分子，称为高分子、大分子或聚合物。
2．高相对分子质量与高强度
相对分子质量和物质的性质是密切相关的，是决定物质性质的一个重要因素。只有相对分子质量高的化合物才有一定的机械力学性能，才能作为材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯，都是直链的烷烃化合物，但是分子量变化很大，其机械力学性能因而也有极大的区别。
3．高分子科学的主要内容
既然高分子化学是制造和研究大分子的科学，对大分子的反应和方法的研究，显然是高分子化学最基本的研究内容。高分子科学不仅是研究化学问题，也是一门系统的科学。高分子科学的主要内容有：如何将低分子化合物连
接成高分子化合物，即聚合反应的研究。高分子化合物的结构与性质关系。不同性质的高分子，其结构必然是不同的。为了得到不同性质的高分子，就要去合成具有特殊结构的高分子。
二、高分子材料化学的应用
材料是人类社会文明发展阶段的标志，是人类赖以生存和发展的物质基础。它是指经过某种加工，具有一定结构、组分和性能，并可应用于一定用途的物质。上世纪半导体硅、高集成芯片、高分子材料的出现和广泛应用，把人类由工业社会推向信息和知识经济社会。可以说某一种新材料的问世及其应用，往往会引起人类社会的重大变革，材料是人类文明的重要标志。如果说现在人人离不开高分子材料，家家离不开高分子材料，处处离不开高分子材料，是一点也不过分的。高分子化合物的最主要的应用是以高分子材料的形式出现的，高分子材料包括了塑料、纤维、橡胶三大传统合成材料，另外许多精细化工材料也都是高分子材料。
第一，塑料：一类是通用塑料，如容器、管道、家具、薄膜、鞋底与泡沫塑料等等；另一类叫工程塑料，其强度大，如汽车零部件、保险杠、洗衣机内的滚筒、电器的外壳等。
第二，纤维：人们开发出聚酯、尼龙、腈纶、维尼纶等高分子化合物，通过不同的加工，生产出了各种纤维制品，极大地满足着人类的需要。
第三，橡胶：天然橡胶的种类和品质都受到很大的限制，于是科学家们不断开发出了各种人造橡胶，如丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶等。
第四，精细化工：比如使得我们的世界变得丰富多彩的各种涂料产品，如家具漆、内外墙乳胶漆、汽车漆、飞机漆等。女孩子用的指甲油，使牙齿变白的增白剂也都是涂料。还有万能胶、建筑用胶、医用胶、结构胶等黏合剂，以及各种吸水树脂等都是高分子产品。三、高分子化学与高科技的结合
当今社会，人们将能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱，而材料又是能源和信息发展的物质基础。自从合成有机高分子材料的那一天起，人们始终在不断地研究、开发性能更优异、应用更广泛的新型材料，来满足计算机、光导纤维、激光、生物工程、海洋工程、空间工程和机械工业等尖端技术发展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展，出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。
随着生产和科学技术的发展，许多具有特殊功能的高分子材料也不断涌现出来，如分离材料、光电材料、磁性材料、生物医用材料、光敏材料、非线性光学材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活跃的领域，下面简单介绍特种高分子材料：功能高分子是指当有外部刺激时，能通过化学或物理的方法做出相应反应的高分子材料；高性能高分子则是对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。它们都属于特种高分子材料的范畴；特种高分子材料是指带有特殊物理、力学、化学性质和功能的高分子材料，其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料（化学纤维、塑料、橡胶、油漆涂料、粘合剂）的范畴。
第一，力学功能材料：强化功能材料，如超高强材料、高结晶材料等；)弹材料，如热塑性弹性体等。
第二，化学功能材料：分离功能材料，如分离膜、离子交换树脂、高分子络合物等；反应功能材料，如高分子催化剂、高分子试剂；生物功能材料，如固定化酶、生物反应器等。
第三，生物化学功能材料：人工脏器用材料，如人工肾、人工心肺等；高分子药物，如药物活性高分子、缓释性高分子药物、高分子农药等；生物分解材料，如可降解性高分子材料等。
可以预计，在今后很长的历史时期中，特种与功能高分子材料研究将代表了高分子材料发展的主要方向。
四、高分子化学的可持续发展
研究高分子合成材料的环境同化，增加循环使用和再生使用，减少对环境的污染乃至用高分子合成材料治理环境污染，也是21世纪中高分子材料能否得到长足发展的关键问题之一。比如利用植物或微生物进行有实用价值的高分子的合成，在环境友好的水或二氧化碳等化学介质中进行化学合成，探索用前面提到的化学或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子，以及用合成高分子来处理污水和毒物，研究合成高分子与生态的相互作用，达到高分子材料与生态环境的和谐等。显然这些都是属于21世纪应当开展的绿色化学过程和材料的研究范畴。
参考文献：
[1]冯新德.展望21世纪的高分子化学与工业[J].科学中国人,1997,(11)
一、从天然树脂到合成树脂
一些树木的分泌物常会形成树脂，不过琥珀却是树脂的化石，虫胶虽然也被看成树脂，但却是紫胶虫分泌在树上的沉积物。由虫胶制成的虫胶漆，最初只用作木材的防腐剂，但随着电机的发明又成为最早使用的绝缘漆。然而进入20世纪后，天然产物已无法满足电气化的需要，促使人们不得不寻找新的廉价代用品。
早在1872年德国化学家拜耳（A．Bayer）首先发现苯酚与甲醛在酸性条件下加热时能迅速结成红褐色硬块或粘稠物，但因它们无法用经典方法纯化而停止实验。20世纪以后，苯酚已经能从煤焦油中大量获得，甲醛也作为防腐剂大量生产，因此二者的反应产物更加引人关注，希望开发出有用的产品，尽管先后有许多人为之花费了巨大劳动，但都没有达到预期结果。1904年，贝克兰和他的助手也开展这项研究，最初目的只是希望能制成代替天然树脂的绝缘漆，经过三年的艰苦努力，终于在1907年的夏天，不仅制出了绝缘漆，而且还制出了真正的合成可塑性材料——Bakelite，它就是人们熟知的“电木”、“胶木”或酚醛树脂。
Bakelite一经问世，很快厂商发现，它不但可以制造多种电绝缘品，而且还能制日用品，爱迪生（T．Edison）用于制造唱片，不久又在广告中宣称：已经用Bakelite制出上千种产品，于是一时间把贝克兰的发明誉为20世纪的“炼金术”。
以煤焦油为原粒的酚醛树脂，在1940年以前一直居各种合成树脂产量之首，每年达20多万吨，但此后随着石油化工的发展，聚合型的合成树脂如：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯以及聚苯乙烯的产量也不断扩大，随着众多年产这类产品10万吨以上大型厂的建立，它们已成当今产量最多的四类合成树脂。合成树脂再加上添加剂，通过各种成型方法即得到塑料制品，到今天塑料的品种有几十种，世界年产量在1．2亿吨左右，我国也在500万吨以上，它们已经成为生产、生活及国防建设的基础材料。
二、从天然纤维到合成纤维
人类使用棉、毛、丝、麻等天然纤维的历史已经有几千年，但由于全球人口的不断增加和对纺织品质量的更高要求，从19世纪起，人们就为寻求新的纺织品原料而努力。
1846年制成硝化纤维；1857年制成铜氨纤维；1865年制成醋酸纤维；1891年制成粘胶纤维。由于粘胶纤维的原料是来源丰富的木材浆粕、棉短绒及棉纱下脚料等，再加上制成的纤维性能好，以至它的产量到20世纪50年代已经超过羊毛。
尽管上述几种称为“纤维素纤维”或“人造纤维”的出现是继纺织机械发明之后的又一次纺织革命，但它仍意味着人只是用化学方法，对天然植物纤维的再加工，而通过化学方法，制取全合成的、性能更为优异的纺织纤维阶段，才迎来了第三次纺织革命。
1928年32岁的美国化学家卡罗塞斯（W．H．Carothers）博士从大学岗位上应聘到杜邦公司，负责对不久前才兴起的高分子化学的基础研究，他们研究了多种脂肪族二元酸与二醇或二元胺的缩合反应，由于保证了反应物料的严格配比，从而获得分子量很高的缩聚物，但大多数产物的熔点偏低、不耐水，虽然有的可以抽丝，但不适于用做纺织纤维。反复不断地失败使卡罗塞斯在精神上受到很大打击，以至身上经常携带着一小瓶准备自杀的氰化钾。一直到工作6年后的1934年，终于在合成的数百种产品中，找到有希望成为优良纺织纤维的聚酰胺－66，尼龙（Nylon）是它在投产时公司使用的商品名。
杜邦公司为了使它工业化，动员了230多名各方面专家，花费2200万美元，到1939年始正式投产。这一成功不仅是合成纤维的第一次重大突破，也是高分子科学的重要进展。
尼龙投产后，杜邦公司马上宣布他们生产了比蜘蛛丝还细，比钢还结实的全新有机纤维。尽管当时第二次世界大战已经开始，仍然引起各方面关注。用它织成的女丝袜，销售第一天就卖出400万双，报纸上还报道了当时许多销售店曾引起“尼龙骚动”的场面，可惜的是卡罗塞斯本人却没有看到这种情况。41岁的他，虽然知道尼龙的研究已经取得突破性进展，但却总感到心力交瘁地被失败所缠绕，终于在1937年服毒自杀，留下深深的遗憾。
1938年德国研制出聚酰胺－6，即聚己内酰胺；1941年英国制出了聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，商品名Dacron、“的确凉”、或涤纶；1939年德国人又研制出聚丙烯腈纤维，但到1949年才在美国投产，商品名Orlon，我国称腈纶，此又出现多种新型合成纤维，满足了多种需要，但从应用范围和技术成熟等方面看，仍以上述几种为主，其产量约占总量的90％。
三、从天然橡胶到合成橡胶
自然界中虽然含有橡胶的植物很多，但能大量采胶的主要是生长在热带雨区的巴西橡胶树。从树中流出的胶乳，经过凝胶等工艺制成的生橡胶，最初只用于制造一些防水织物、手套、水壶等，但它受温度的影响很大，热时变粘，冷时变硬、变脆，因而用途很少。
1839年美国一家小型橡胶厂的厂主古德易（Goodyear）经过反复摸索，发现生橡胶与硫黄混合加热后能成为一种弹性好、不发粘的弹性体，这一发现推进了橡胶工业迅速发展。在这之前，橡胶的年产量只有388吨，但到1937年已增加到100万吨，即100年间增加了2000倍，这在天然物质利用史上是十分罕见的，尤其是1920年以后，由于汽车工业兴起，进一步扩大需求，以致世界各国开始把天然橡胶作为军用战略物资加以控制，这就迫使美、德等汽车大国，但却是天然橡胶的穷国开展合成橡胶的研究，这种研究是以制造与天然橡胶相同物质为目的开始的，因为人们已知它是由多个异戊二烯分子通过顺式加成形成的聚合体。
1914年爆发第一次世界大战，德国由于受到海上封锁，开展了强制性的合成橡胶研制和生产，终于实现了以电石为原料合成甲基橡胶的工作，到终战的1918年，共生产出2350吨。
战后，由于暂时性天然橡胶过剩，使合成橡胶的生产也告中止，但其研究工作仍在进行。先后研制成聚硫橡胶（1931年投产）、氯丁橡胶（1932年）、丁苯橡胶（1934年）、丁腈橡胶（1937年）等。
第二次世界大战期间，尤其是日本偷袭珍珠港、占领东南亚后，美国开始扩大合成橡胶生产，并纳入国防计划，1942年产量达84．5万吨，其中丁苯橡胶为70．5万吨。1950年以后，由于出现了齐格勒纳塔催化剂，在这种催化剂的作用下，生产出三种新型的定向聚合橡胶，其中的顺丁橡胶，由于它的优异性能，到20世纪80年代产量已上升到仅次于丁苯橡胶的第二位。此后又有热塑性橡胶、粉末橡胶和液体橡胶等问世，进一步满足了尖端科技发展的需要。
回顾过去，展望未来，在新世纪里新技术将更加迅猛发展，与此同时，作为技术革命物质基础的，以合成高分子为代表的新材料的研制和开发，也将越来越起着重要作用。
参考文献
