圖解高分子化學：全方位解析化學產業基礎的入門書

一書剖析現代社會不可或缺的化學產業知識
以不同形式活躍於生活當中的科學結晶
活用於建築、日用品以至於醫療領域的高分子全貌

高分子不是只有塑膠。橡膠、合成纖維也是高分子。
我們周遭的多種物質，譬如保麗龍、合成纖維中的聚酯與尼龍、
由橡膠製成的橡皮筋與輪胎，都是高分子。

植物由纖維素、澱粉等組成。這些纖維素、澱粉都屬於高分子。
動物的身體由蛋白質組成，蛋白質也是高分子。
不僅如此，負責遺傳功能的DNA或RNA等核酸，也是典型的高分子。
也就是說，高分子不只包含了由堅硬塑膠製成的櫥櫃、富彈性的橡膠製品，
也包含了各種維持生命、傳承生命的分子。
甚至連隱形眼鏡、假牙，甚至是人造血管，都是高分子。
到了現代，不僅眼前的世界到處都是高分子，高分子也開始進入了我們的身體「內部」。

人類以化學方式製造出來高分子，稱做合成高分子。
最早的合成高分子「聚乙烯」於19世紀發明。
在這之後，1930年的美國化學家，華萊士．卡羅瑟斯發明了尼龍66後，
各種高分子化合物陸續被合成、開發出來，形成今日的盛況。

但於此同時，高分子也產生了許多過去未曾出現的問題，
其中最讓人頭痛的就是廢棄問題──塑膠公害。
堅固耐用是高分子的一大優點，它們耐熱、耐光、耐化學藥劑。
但這也表示它們遭丟棄後，難以自然分解。
在我們看不到的地方，有許多遭丟棄塑膠製品仍保持著原本的樣子。
海洋中也漂流著許多細碎的塑膠微粒。
原本以「合成」為主軸的高分子化學，在新時代中可能還需考慮「分解」階段。

本書即是將高分子化學的基礎知識，以簡單明瞭的方式解說。
書中也會提及天然高分子和合成高分子的種類、性質和差異，
高分子所面臨的環境問題的解決方案，以及與SDGs相關的主題。

齋藤勝裕

1945年出生，1974年取得東北大學理學研究科博士。現為名古屋工業大學名譽教授。理學博士。專業領域為有機化學、物理化學、光化學、超分子化學。著作、共著、監修書籍超過200本，代表作品包括《圖解入門 簡明最新 有機EL＆液晶面板的基本知識與運作機制》、《美麗卻恐怖的毒物世界！視覺化的200種「毒物」圖鑑》（以上為秀和System）、《絕對看得懂的高分子化學》（講談社）、《看漫畫學有機化學》（Science-i新書）等。

前言

或許你對「高分子」這個詞有些陌生，不過應該沒有人不知道「塑膠」是什麼吧。那乾脆把書名改成《塑膠的科學》不就好了嗎？然而高分子不一定是塑膠。譬如橡膠與某些化學纖維就不是塑膠，不過包括橡膠、塑膠在內，尿布所使用的高吸水性聚合物、可導電的導電聚合物、防彈背心所使用的工程塑膠等，都屬於高分子。
本書內容以各種塑膠產品為主，不過也會提到橡膠、化學纖維、工程塑膠，以及最新的功能性高分子，所以書名才會取為《高分子化學》。
生活於現代的我們，周遭充滿了各種高分子，其中又以塑膠為代表。衣服、家電產品、文具、家具，以至於家中裝潢等，許多產品都是由高分子製成。除此之外，包括蔬菜、穀物、肉、魚在內，許多食物也是由天然高分子構成。不僅如此，我們生物的身體也是由天然高分子組成。
本書會提到各種高分子化合物的結構、性質、合成方式，且會從最基礎的部分開始說明。閱讀本書之前並不需要任何預備知識，高中時沒有學過化學也沒有關係。閱讀本書所需要的必要知識，全都會在書中說明。
若您能在讀過本書後，了解到高分子是什麼樣的物質，那就太棒了。最後請讓我在這裡感謝執筆本書時參考的各書籍作者，以及出版社的各位。

2021年2月
齋藤勝裕

前言
第0章　高分子是什麼？
0-1　高分子是什麼？
0-2　高分子的可能性
0-3　高分子的種類-1：結構
0-4　高分子的種類-2：用途
0-5　高分子的結構
0-6　高分子的製造方式
0-7　高分子的性質

第1章　活躍的高分子
1-1　高分子的定義
1-2　活躍於家中的高分子
1-3　活躍於社會的高分子
1-4　活躍於工業的高分子
1-5　活躍於農業的高分子
1-6　活躍於漁業的高分子
1-7　活躍於商業、服務業的高分子
1-8　活躍於舞台、工藝、藝術的高分子
1-9　活躍於醫療的高分子
1-10　活躍於自然界的高分子

第2章　一般分子與高分子
2-1　原子是什麼？
2-2　分子是什麼？
2-3　離子是什麼？
2-4　離子鍵、金屬鍵是什麼？
2-5　共價鍵是什麼？
2-6　分子間力是什麼？
2-7　分子式與結構式
2-8　取代基的種類與結構
2-9　低分子、高分子、超分子

第3章　高分子的分子結構
3-1　由單一種類的單體分子製作而成的熱塑性聚合物
3-2　聚乙烯家族
3-3　由多種單體分子製作而成熱塑性聚合物
3-4　熱塑性聚合物的立體結構
3-5　熱塑性聚合物的集合體
3-6　熱塑性聚合物的性質與成形
3-7　熱固性聚合物的結構
3-8　熱固性塑膠的性質與成形

第4章　製成高分子的化學反應
4-1　高分子合成反應的種類
4-2　連鎖聚合反應
4-3　活性聚合反應
4-4　共聚合反應
4-5　序列聚合反應
4-6　熱固性塑膠的合成反應
4-7　催化劑的作用

第5章　高分子的物理性質
5-1　分子量與物性
5-2　彈性變形
5-3　黏彈性
5-4　橡膠彈性
5-5　熱性質
5-6　光性質
5-7　導電性質

第6章　高分子的化學性質
6-1　溶解性
6-2　高分子溶液
6-3　耐化學藥品性
6-4　透氣性
6-5　耐熱性與阻燃性
6-6　化學活性
6-7　高分子的物性改良
6-8　高分子的劣化

第7章　高分子材料的種類與性質
7-1　泛用塑膠的種類與性質
7-2　工程塑膠的種類與性質
7-3　合成纖維的性質與製作方式
7-4　特殊合成纖維
7-5　橡膠的種類與性質
7-6　碳纖維的種類與性質
7-7　含碳或硼的高分子
7-8　矽高分子的種類與性質
7-9　複合材料的種類與性質
7-10　醫療用高分子的種類與性質
7-11　化妝用高分子的種類與性質

第8章　功能性高分子的種類與性質
8-1　高吸水性高分子
8-2　水溶性高分子
8-3　離子交換高分子
8-4　螯合物高分子
8-5　導電性高分子
8-6　照光後可發電的高分子（太陽能電池）
8-7　通電後可發光的高分子（OLED）
8-8　通電後可發出聲音的高分子（壓電性質）
8-9　照光後會硬化的高分子（光固化聚合物）
8-10　形狀記憶高分子
8-11　接著劑的種類與性質
8-12　阻燃劑

第9章　天然高分子的種類與性質
9-1　多醣類的單體
9-2　由葡萄糖聚合而成的多醣類
9-3　多醣類的立體結構
9-4　黏多醣
9-5　蛋白質
9-6　蛋白質的立體結構
9-7　蛋白質的功能
9-8　蛋白質與毒性
9-9　DNA
9-10　DNA的分裂與複製
9-11　遺傳資訊與RNA
9-12　核酸與蛋白質合成
9-13　基因重組與基因編輯

第10章　高分子在環境保護中的角色
10-1　環境與高分子
10-2　高分子的3R
10-3　環境保護與高分子
10-4　環境淨化與高分子
10-5　能量與天然高分子
10-6　能量與合成高分子
10-7　國際社會與SDGs
10-8　SDGs與高分子