高分材料科学技术与自然辩证法

　 得分：_______

　南 京 林 业 大 学

　研究生课程论文

　2013 ～2014 学年 第 二 学期

　课 程 号：

　83372-1

　课程名称：

　自然辩证法

　论文题目：

　高分子材料科学技术与自然辩证法

　学科专业：

　材料学

　学 号：

　3130161

　姓 名：

　王礼建

　任课教师：

　薛桂波

　

　二○一四 年 六 月

　高分子材料科学技术与自然辩证法

　王礼建

　（南京林业大学理学院，江苏 南京210037）

　摘要：本文有自然辩证法的观点说明高分子材料科学技术的发展不是偶然的，而是符合一定规律的。并分析了其发展过程中带来的一系列问题，说明了科学技术是一把“双刃剑”。

　关键词：高分子；发展；双刃剑

　Polymer Materials Science Technology and Dialectics of Nature

　WANG Li-jian

　(College of Science, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China

　Abstract: This paper describes a natural point of view of dialectics polymer materials science and technology development is not accidental, but in line with certain laws. And analysis of its development process to bring a range of issues, explains science and technology is a "double-edged sword".

　Key words: polymer; development; double-edged sword

　1 前言

　自然辩证法是马克思主义的自然观和自然科学观。体现马克思主义哲学的世界观、认识论、方法论的统一，构成马克思主义哲学的一个组成部分。科学是人类认识世界的基本实践活动，是一种在实践基础上历史的形成不断发展着的关于世界的各种物质运动形式及其发展规律的理论知识体系；而狭义的科学专指自然科学，是人类认识自然界的实践活动，以及在这种实践基础上形成的关于自然界都没理论知识体系。技术是人类为了满足一定的社会需要在改造自然的实践中创造和运用劳动手段、工艺方法、知识经验和技能的总和[1]。

　1.1 自然辩证法的内容

　自然辩证法研究的内容主要有两大方面：一是自然观，即对自然界辩证法的研究；一是自然科学观，即对自然科学辩证法的研究。对自然观的研究，要求不断地概括和运用自然科学的最新成果，发展和更新人们关于自然界辩证发展的总图景和对自然界的总观点，其中包括物质观、运动观、时空观、信息观、系统观、规律观以及自然发展史和自然界各种运动形态的划分、联系、交错、转化等等；要求探讨辩证法的基本规律和范畴在自然界各种过程中的丰富多样的表现及运用 ，使人们对辩证法规律和范畴的理解不断充实和深化，在许多方面进一步清晰化、准确化和精细化，并增添新的内容。从而，把辩证唯物主义自然观提高到同自然科学的新发展、新思想相适应的现代水平。对自然科学观的研究，自然辩证法主要从马克思主义认识论、方法论方面研究自然科学认识过程、认识方法和自然科学认识发展的规律。从马克思主义社会历史观方面研究作为社会现象之一的自然科学在社会中发展和发挥作用的规律。

　1.2 自然辩证法与科学技术的关系

　自然辩证法不但把科学看作是一种独立的社会现象，探讨其在一定社会中发展和发挥作用的规律，而且也把与科学紧密相关的技术作为一种独立的社会现象来研究。自然辩证法关于技术论的研究，就是从总体上探讨技术的性质和特点、技术发展的条件和规律以及技术和其他各种社会现象的关系等等。这一研究和自然科学论的研究共同为科学技术政策的制定、科学技术发展的规划、科学技术工作的领导和管理提供理论基础，其重要性日益显得突出起来。

　2 科学技术

　什么是科学，广义的科学包括两方面的涵义：一方面，科学是人类认识世界的基本实践活动；另一方面，科学是实践基础上历史地形成和不断发展着的关于世界的各种物质运动形式和发展规律的理论知识体系。侠义的科学专指自然科学，它是人类认识自然界的实践活动及在这种实践基础上形成的关于自然界的理论知识体系。而一般如不特殊说明，科学指的是侠义的科学，即自然科学。

　什么是技术，技术是人类为了满足一定的社会需要，在改造自然的实践中创造和应用的劳动手段、工艺方法、知识经验和技能的总和。

　2.1 高分子材料科学技术

　材料是人类用来制造各种产品的物质，是人类生活和生产的物质基础，它先于人类存在，人类社会一开始就与材料结下了不解之缘。材料的进步和发展直接影响到人类生活的改善和科学技术的进步。目前，材料已经和能源、信息并列为现代科学的三大支柱。其中材料是工业发展的基础，一个国家材料产品和产量是直接衡量其科学技术、经济发展和人民生活水平的重要标志，也是一个时代的标志[2]。

　高分子材料是以高分子化合物为基础的材料。高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料，相对于传统材料如玻璃、陶瓷、水泥、金属而言是后起的材料，但其发展的速度及应用的广泛性却大大超过了传统材料，已成为工业、农业、国防和科技等领域的重要材料。例如：一架飞机中，高分子材料占了65%的重量，而这仅仅是重量百分比，如果是体积呢，这百分比会更大。

　3 高分子材料科学技术的发展

　高分子科学技术的发展不是偶然的，它是在人类认识实践和科学理论的指导下而形成和发展起来的。和其他学科一样，遵循一般的形成和发展的规律。从一开始的只会使用天然高分子材料到使用经过人类改性的高分子材料在到人类自主创造自己需要的高分子材料。这一过程是人类认识世界、改造世界的一般客观规律。

　3.1 天然高分子

　在远古时期，人类只会使用如皮毛、天然橡胶、棉花、纤维素、虫胶、蚕丝、甲壳素、木材等一些天然高分子。这也是由于当时社会生产了极度不发达所造成的，人们对其使用所积累的经验还不足以通过其他途径更好的使用这些天然高分子材料，或者说他们的智慧还不能够改造天然高分子材料。

　3.2 改性天然高分子

　随着社会生产力的发展，原有的天然高分子材料已经不能满足人类的需要，人类相应地开发了天然高分子材料的改性和加工工艺。作为我国古代四大发明之一的造纸技术就是一个很好的例子：公元105年左右，人们将自然界的纤维经过几部加工，就将枯枝落叶变成了书写用的纸。又如对橡胶的改性，在11世纪，美洲的劳动人民已在长期的生产实践中开始利用橡胶了。1823年，英国建立了世界上第一个橡胶共厂，生产防水胶布。但当时没有什么特殊的橡胶加工设备，因为它采用的是溶解法。当时，橡胶制品遇冷则变硬，加热则发粘，受温度的影响比较大。1839年，美国科学家发现了橡胶与硫磺一起加热可以消除上述变硬发粘的缺点，并可以大大增加橡胶的弹性和强度。

　3.3 合成高分子

　而合成高分子的诞生和发展则是从酚醛树脂开始的。1872年，德国化学家拜耳（A. Baeyer）首先发现酚和醛在酸的存在下可以缩合得到无定形棕红色的不可处理的树枝状产物，但未开展研究；1902年，布卢默（L.Blumer）用酒石酸135份作催化剂，得到了第一个商业化酚醛树脂，命名为Laccain，但没有形成工业化规模；1905-1907年，酚醛树脂创始人美国科学家巴克兰（Baekeland）对酚醛树脂进行了系统而广泛的研究，于1909年提出了关于酚醛树脂“加压、加热”固化的专利，实现了酚醛树脂的实用化，有人提议将此年定为酚醛树脂元年（或合成高分子元年）。自此以后，合成并工业化的高分子材料种类迅速扩展。

　在此期间涌现出了许多优秀的科学家，他们在原有实验的基础上，充分发挥自己的主观能动性设计实验，总结经验，并把这些经验上升到理论，如：1920年德国科学家史道丁格（Staudinger）发表了划时代的文献“论聚合”，他提出了“高分子”、“长链大分子”的概念，这是人类首次对把对高分子材料的研究作为一个学科来对待，极大的推动了高分子材料科学技术的发展。而最终这位在高分子领域有极大贡献的科学家也获得了诺贝尔化学奖，这也是世人对他的认可。

　高分子材料的发展不是偶然的，首先这是一个大的趋势，确切的说是人类的需求，上文中提到在远古时期人类就在使用高分子材料，人类离不开高分子材料，随着人类需求的增长，就要求高分子材料科学也不断发展；然后，这是无数科学家不断的实验、总结、再实验的必然结果，这是人类认识自然，改造自然的一般过程；最后，在此期间，人类的主观能动性发挥了巨大的作用，也推动了高分子材料科学的发展。

　4 高分子材料科学技术的“双刃剑”效应

　4.1 科学与技术的区别

　谈到“双刃剑”，人们总说科学是一把“双刃剑”[3]，其实这是不正确的，因为科学和技术是有区别的：首先，科学和技术的目的不同，科学的目的是认识自然，它要回答“是什么？”、“为什么？”的问题，而技术的目的是改造自然，它要解决“做什么？”、“怎么做？”的问题；其次，从研究对象来看，科学的研究对象是纯自然系统，基本上排除社会因素懂得干扰，而技术研究的是自然—社会复合系统；第三，评价方式不同，评价一项科学成果的标准是“真不真”，即看它是否准确的反映了客观对象的本质和规律，而评价一项技术成果的标准是看它“有用无用”，即看它是否能够给人们带来一定经济效益或社会效益；此外，科学发展的模式和技术发展的模式、科学革命和技术革命的特点、内容等也不相同，这一切一切使得我们有可能也有必要把科学和技术相对的区分开来。

　举个简单的例子，三聚氰胺树脂是一种性能很好的塑料材料，三聚氰胺—甲醛树脂的最大用途是用来制作色彩鲜艳的餐具，也可以制作电器制品，同时三聚氰胺还可以用作阻燃剂。但是有些人利用它的高含氮量添加到奶粉中，我们不能够说三聚氰胺是“双刃剑”，三聚氰胺本身只是一种高分子，而技术才是“双刃剑”，它可以造福人类，也可以危害人类。这样的例子还有很多：如1945年美国在日本广岛扔下两颗原子弹；给人类造成了大量的伤害致病和死亡，但不能说爱因斯坦相对论是“双刃剑”。

　4.2 高分子材料科学技术的利

　高分子材料科学技术给人类带来了巨大的利益，这是显而易见的，在此就举一个小例子[4]：1928年，美国最大的化学工业公司──杜邦公司成立了基础化学研究所，年仅32岁的卡罗瑟斯博士受聘担任该所的负责人。他主要从事聚合反应方面的研究。他首先研究双官能团分子的缩聚反应，通过二元醇和二元羧酸的酯化缩合，合成长链的、相对分子质量高的聚酯。在不到两年的时间内，卡罗瑟斯在制备线型聚合物特别是聚酯方面，取得了重要的进展，将聚合物的相对分子质量提高到10000～25000，他把相对分子质量高于10000的聚合物称为高聚物。1930年，卡罗瑟斯的助手发现，二元醇和二元羧酸通过缩聚反应制取的高聚酯，其熔融物能像制棉花糖那样抽出丝来，而且这种纤维状的细丝即使冷却后还能继续拉伸，拉伸长度可达到原来的几倍，经过冷却拉伸后纤维的强度、弹性、透明度和光泽度都大大增加。这种聚酯的奇特性质使他们预感到可能具有重大的商业价值，有可能用熔融的聚合物来纺制纤维。然而，继续研究表明，从聚酯得到纤维只具有理论上的意义。因为高聚酯在100 ℃以下即熔化，特别易溶于各种有机溶剂，只是在水中还稍稳定些，因此不适合用于纺织。

　随后卡罗瑟斯又对一系列的聚酯和聚酰胺类化合物进行了深入的研究。经过多方对比，选定他在1935年2月28日首次由己二胺和己二酸合成出的聚酰胺66(第一个6表示二胺中的碳原子数，第二个6表示二酸中的碳原子数)。这种聚酰胺不溶于普通溶剂，熔点为263℃，高于通常使用的熨烫温度，拉制的纤维具有丝的外观和光泽，在结构和性质上也接近天然丝，其耐磨性和强度超过当时任何一种纤维。从其性质和制造成本综合考虑，在已知聚酰胺中它是最佳选择。接着，杜邦公司又解决了生产聚酰胺66原料的工业来源问题，1938年10月27日正式宣布世界上第一种合成纤维诞生了，并将聚酰胺66这种合成纤维命名为尼龙(Nylon)。尼龙的出现帮助了全世界的人类，解决了衣、食、住、行中的衣，意义重大，轰动了世界。现在，尼龙广泛用做衣服、地毯、帘子线、降落伞、轮胎、缆绳、安全皮带、帐篷、牙刷毛等。

　4.3 高分子材料科学技术的弊

　4.3.1 高分子材料科学技术对环境的危害

　众所周知，近些年白色污染越来越严重，塑料袋就是高分子材料，多是用聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成的各类生活塑料制品，使用后被弃置成为固体废物，由于随意乱丢乱扔，难于降解处理，以造成城市环境严重污染。塑料制品作为一种新型材料，具有质轻、防水、耐用、生产技术成熟、成本低的优点，在全世界被广泛应用且呈逐年增长趋势。塑料包装材料在世界市场中的增长率高于其它包装材料，1990-1995年塑料包装材料的年平均增长率为8.9%。

　我国是世界上十大塑料制品生产和消费国之一。1995年，我国塑料产量为519万吨，进口塑料近600万吨，当年全国塑料消费总量约1100万吨，其中包装用塑料达211万吨。包装用塑料的大部分以废旧薄膜、塑料袋和泡沫塑料餐具的形式，被丢弃在环境中。这些废旧塑料包装物散落在市区、风景旅游区、水体、道路两侧，不仅影响景观，造成“视觉污染”，而且因其难以降解对生态环境造成潜在危害。

　目前科学家们在研究可完全降解的塑料制品，如聚乳酸，全淀粉塑料等，但是其高昂的价格使得其发展受到了限制，虽然像美国这样的大国已有工业化生产的玉米淀粉塑料，但是在中国，一个粮食紧缺的国家，用玉米来做塑料还是有一定难度的，目前，我国已经颁布了限塑令，但是其实效果不是很好，开发出一种可降解的廉价的塑料品种才是正确的选择。

　4.3.2 高分子材料科学技术对能源的影响

　高分子材料可以分为合成高分子和天然高分子[5]，而合成高分子的的原料几乎全部来自石油，中石化，南京的扬子石等它们通过分离石油而得到不同的高分子原料，前面提到塑料大多由聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯制成，而这些都是来自于石油。也就是说，高分子材料科学技术的发展过程也就是自然资源的一个匮乏的过程，加之使用这些资源过程中的不规范操作和技术的有限都会造成能源的匮乏。

　1973年冬到1974年期间，汽油短缺严重地影响了许多美国人的生活。对于很多一直自己开车上学、上班和去商店的人们来说，汽油短缺成了一个严峻的现实问题。汽油短缺在美国不同地区的持续时间和影响程度是不同的。在新英格兰，事情糟糕到了极点，司机们黎明时就在加油站外排起了长队，有些州采取了一种简单的配给措施：凡车牌照是奇数的汽车在奇数日加油，车牌照是偶数的汽车在偶数日加油，结果司机们交换牌照成了司空见惯的事。许多加油站停了业，那些尚能开业的加油站也缩短了营业时间。为了阻止焦虑的司机们在每一次加油时都把他们车上的油箱加满，各加油站的经理贴出通知，标明本站售给每位司机最高加油量的限额[6]。现在已经是2012年，这种现象更加的突出。

　4.3.3 高分子材料科学技术对食品行业的影响

　我们日常生活中吃的各种食物都或多或少的还有高分子添加剂，如抗氧剂，抗氧化剂的作用机理是比较复杂的，存在着多种可能性。有的抗氧化剂可以放出氢离子将油脂在自动氧化过程中所产生的过氧化物分解破坏，使其不能形成醛或酮的产物如硫代二丙酸二月桂酯等。硫代二丙酸二月桂酯就是高分子化合物。

　但是总有一些人有意或无意的行为，给人们带来了恐慌，如上文提到的三聚氰胺事件，又如，现在的“谈火锅色变”、一些山寨版的“浓汤宝”等，有很多的汤料都是高分子材料的化学工业品，而这些都是高分子界的“人才”发明出来的，当然，我们必须说明的是有些并不是为了“害人”而去发明出这些高分子，而是被一些眼中只有利益的不法分子偷用了这些技术，他们明知道有些高分子化合物食用后对人体是有害的，但是，他们不顾他人的利益，依然使用，给人们带来了巨大的伤害。其实不只在高分子领域，像双汇的瘦肉精事件，南林毒豆芽事件，这些都说明了一个问题，现在的食品安全需要引起广大人民群众的重视，我们的政府部门也要引起高度的。

　4.3.4 合理利用高分子材料科学技术

　正是由于上面提到的问题，我们需要合理利用高分子材料科学技术，首先，有关部门应建立一定的法律设施，对于影响不好的现象要坚决制止，如白色污染现在已成如此，我们无法改变，只能慢慢治理，但是还有很多污染，我们可以防患于未然，不要有先污染后治理的思想。其次，全社会要有一种可持续发展的意识，爱护我们的环境，爱护我们的地球，减少浪费，合理利用。最后就是要加强科技道德意识，尤其对科学家，科学家不能保证他的成果被人用来干不法的事,但他知道他做出来的东西如何使用，正确的合理的使用，同时阻止那些罪恶的利用。另外一些企业、商家也要有良知，不能只顾企业的利益，而不管人们的健康，如有这种事件发生一定要严惩。只有这样才能把科学技术应用的更好。

　5 总结

　高分子材料科学技术在现今社会发生这巨大的作用，这是社会发展的必然结果：人类对高分子材料的需求、科学家的不断实践和主观能动性都推动了高分子材料科学技术的发展。然而伴随着高分子材料科学技术的发展，也给社会带来了一系列的问题，如环境问题、能源问题、食品安全问题等，体现了科学技术是一把“双刃剑”的思想，在在以后的发展过程中，人们要加强科技道德意识，树立科学发展观，使高分子材料科学技术可持续发展。

　参考文献

　[1] 梅宗奇, 周思国. 自然辩证法教程[M]. 南京林业大学自编讲义. 2007年5月: 51.

　[2] 黄丽. 高分子材料[M]. 化学工业出版社, 2005年9月第一版: 1.

　[3] 维纳.人有人的用处[M]. 商务印书馆, 1978, 132.

　[4] 潘祖仁. 高分子化学[M]. 化学工业出版社, 2009年1月北京第四版第四次印刷.

　[5] 金日光, 华幼卿. 高分子物理[M]. 化学工业出版社. 2009年1月北京第三版第四次印刷.

　[6] 赵杰. 科学还值得信赖吗?[J]. 宁夏党校学报, 2003年11月第5卷第6期: 60-63.

相关关键词： 自然辩证法材料分析题 自然辩证法材料分析