高分子化工

高分子化學工業的簡稱，為高分子化合物（簡稱高分子）及以其為基礎的複合或共混材料的製備和成品製造工業。按材料和產品的用途分類，高分子化工包括的行業有塑料工業、合成橡膠工業、橡膠工業、化學纖維工業，也包括塗料工業和膠粘劑工業。由於原料來源豐富、製造方便、加工簡易、品種多並具有為天然產物所無或較天然產物更為卓越的性能，高分子化工已成為發展速度最快的化學工業部門之一。

高分子化工經歷了對天然高分子的利用和加工；對天然高分子的改性；以煤化工為基礎生產基本有機原料（通過煤焦油和電石乙炔）和以大規模的石油化工為基礎生產烯烴和雙烯烴為原料來合成高分子等四個階段。遠在公元前已經開始應用木材、棉麻、羊毛、蠶絲、澱粉等天然高分子化合物。天然橡膠的硫化、賽璐珞（改性的天然纖維素，增塑的硝酸纖維素）的生產迄今已有 100餘年之久，但有關高分子的涵義、鏈式結構、分子量和形成高分子化合物的縮合聚合和加成聚合反應等方面的基本概念，則遲至20世紀30年代才被明確。1907年，美國人L.H.貝克蘭研製成功最早的合成樹脂──酚醛樹脂；20世紀初期，出現了甲基橡膠（聚2，3－二甲基丁二烯）、聚異戊二烯和丁鈉橡膠；30年代末，實現了第一個合成纖維──尼龍66(見聚醯胺)的工業化。從此，高分子合成和工業蓬勃發展，為工農業生產、尖端技術以及人們的衣食住行等，不斷地提供許多不可缺少的、日新月異的新產品和材料。

多數聚合物（或稱樹脂）需要經過成型加工的過程才能成為製品，有些在加工時尚需加入各種助劑或填料。根據材料的性質和製品的要求，選擇適宜的加工方法和助劑或填料。熱塑性樹脂的加工成型方法有擠出、注射成型、壓延、吹塑和熱成型等；熱固性樹脂加工的方法一般採用模壓或傳遞模塑，也用注射成型。將橡膠製成橡膠製品需要經過塑煉、混煉、壓延或擠出成型和硫化等基本工序（見橡膠加工）。化學纖維的紡絲包括紡絲熔體或溶液的製備、纖維成形和卷繞、后處理、初生纖維的拉伸和熱定型等(見化學纖維紡絲)。與高分子合成工業相比，高分子加工工業的生產比較分散，但製品種類繁多，花色品種不勝枚舉。目前，高分子加工已逐漸形成為一個獨立的工業體系。

按主鏈元素結構分類，產品可分為碳鏈（主鏈全由碳原子構成）、雜鏈（主鏈除碳原子外尚有氧、氮、硫等）和元素高分子（主鏈主要由硅、氮、氧、硼、鋁、硫、磷等元素構成）。按形成高分子的反應歷程分類，由加成聚合反應（低分子化合物通過連鎖加成作用生成高分子的過程）製得的高分子稱為加聚物，由縮合聚合（由具有兩個或兩個以上反應官能團的低分子化合物相互作用生成高分子的過程）製得的高分子稱為縮聚物。按功能分類，高分子可分為通用高分子和特種高分子。通用高分子是產量大、應用面廣的高分子，主要有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯、滌綸、錦綸、腈綸、維綸和丁苯橡膠、順丁橡膠、異戊橡膠和乙丙橡膠。特種高分子包括工程塑料（能耐高溫和能在較為苛刻的環境中作為結構材料使用的塑料，例如:聚碳酸酯、聚甲醛、聚碸、聚芳醚、聚芳醯胺，聚醯亞胺、有機硅樹脂和氟樹脂等）、功能高分子（具有光、電、磁等物理功能的高分子材料）、高分子試劑、高分子催化劑、仿生高分子、醫用高分子和高分子藥物等。

高分子化工是一種新興的合成材料工業。1984年世界合成塑料、纖維和橡膠的年產量已達96Mt，塑料的體積產量已大於鋼鐵，化學纖維的年產量已接近於天然纖維，合成橡膠的年產量已是天然橡膠的兩倍。按地區產量是西歐第一，北美次之，亞洲第三。

中國1984年合成樹脂、合成橡膠、合成纖維等三大合成材料的年產量已達1.6Mt左右，其中合成樹脂和塑料約佔總產量74％,合成纖維約佔15％,合成橡膠約佔11％，橡膠工業、塗料和膠粘劑生產亦取得了很大進展。

高分子合成工業的原料，在今後相當長時期內，仍將以石油為主。過去對高分子的研究，著重於全新品種的發掘、單體的新合成路線和新的聚合技術的探索；目前，則以節能為目標，採用高效催化劑開發新工藝，同時從生產過程中工程因素考慮，圍繞強化生產工藝（裝置的大型化，工序的高速化、連續化）、產品的薄型化和輕型化以及對成型加工技術的革新等方面進行工作。值得注意的是，利用現有原料單體或聚合物，通過複合或共混，可以製取一系列具有不同特點的高性能產品(見高分子共混物、高分子複合材料)。近年來，從事這一方面的開發研究日益增多，新的複合或共混產品不斷湧現。軍事技術、電子信息技術、醫療衛生以及國民經濟各個領域迫切需要具有高功能、新功能的材料。在功能高分子材料方面，特別是在高分子分離膜、感光高分子材料、光導纖維、變色高分子材料（光致變色、電致變色、熱致變色等）、高分子液晶、超電導高分子材料、光電導高分子材料、壓電高分子材料、熱電高分子材料、高分子磁體、醫用高分子材料、高分子醫藥以及仿生高分子材料等方面的應用和研究工作十分活躍。