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本書沿著高性能復(fù)合材料主線，重點(diǎn)論述綠色的內(nèi)容，包括各種不同綠色復(fù)合材料的設(shè)計(jì)、選材、制造、表征和評(píng)價(jià)等內(nèi)容，具有如下特色：①先進(jìn)性匯集國(guó)內(nèi)外的研究成果；②全面性對(duì)綠色復(fù)合材料作較全面的論述，包括技術(shù)要素、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的分析；③時(shí)效性闡明綠色復(fù)合材料的發(fā)展現(xiàn)狀和前景以及技術(shù)發(fā)展方向，對(duì)今后的研究和產(chǎn)業(yè)具有導(dǎo)向和參考作用。

談及復(fù)合材料，應(yīng)該首先從材料說(shuō)起，對(duì)于材料，人們并不陌生，材充環(huán)宇，料滿天下，我們生活的這個(gè)世界，可以說(shuō)就是由各種材料組成，房屋、汽車、高速列車、航空航天、船舶、機(jī)械、電腦、互聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療、運(yùn)動(dòng)、休閑等都離不開材料。盡管如此，但目前還沒有一個(gè)共同約定的關(guān)于材料的準(zhǔn)確定義。一般而言，材料是指具有一定的化學(xué)成分與分子結(jié)構(gòu)，以及能提供一定的物理和化學(xué)性能，使其可用來(lái)制造各種產(chǎn)品和工具的物質(zhì)。應(yīng)該說(shuō)，這個(gè)定義非常廣泛，它幾乎涉及人類生活、工作和學(xué)習(xí)的方方面面，以及所有的現(xiàn)代高技術(shù)領(lǐng)域和現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系。所以說(shuō)材料是人類物質(zhì)文明的基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代高新技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和先導(dǎo)。

人類數(shù)千年的物質(zhì)文明發(fā)展，特別是200多年來(lái)的現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展，成就了材料發(fā)展的無(wú)比輝煌，現(xiàn)在可供人類使用的材料達(dá)50 000多種，而且高性能、高功能、多功能、智能化的新型材料還在陸續(xù)開發(fā)。一方面，隨著現(xiàn)代高新技術(shù)的發(fā)展，材料的提取、合成、制造、加工、改性、應(yīng)用等技術(shù)水平，達(dá)到了空前的高度，為人類的未來(lái)展現(xiàn)出非常光輝的前景。另一方面，所有的材料都是用資源換取的，全球的資源只有兩大類，一類是不可再生資源，一類是可再生資源。目前全球資源的狀況是：不可再生資源在日益枯竭，可再生資源還未得到充分的開發(fā)利用。這就是綠色材料和材料綠色化異軍突起的根本原因，而其中綠色復(fù)合材料的開發(fā)和應(yīng)用將發(fā)揮極其重要的作用。

材料按照其化學(xué)組成，可分為金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料和有機(jī)非金屬材料（以合成高分子材料為主）三大類。由于復(fù)合材料品種越來(lái)越多，產(chǎn)量越來(lái)越大，應(yīng)用越來(lái)越廣泛，在材料學(xué)科中的地位和作用越來(lái)越重要，因此現(xiàn)在有的分類把復(fù)合材料列為第四大類材料，但從材料的屬性來(lái)看，復(fù)合材料只不過是上述三大類材料以不同方式進(jìn)行組合或復(fù)合而得到的一大類材料。

在復(fù)合材料大家族中，綠色復(fù)合材料算是新增的成員。自20世紀(jì)90年代起，其地位迅速上升，原因不言而喻。人類賴以生存的地球所面臨的資源、能源和環(huán)境問題日益迫切，促使人們?nèi)ふ乙环N新的發(fā)展理念和模式，也就是現(xiàn)在言必提及的可持續(xù)發(fā)展的理念和模式。

可持續(xù)發(fā)展是指既滿足當(dāng)代人需要，又不損害后代人滿足需要的能力的發(fā)展。（《我們共同的未來(lái)》，世界環(huán)境與發(fā)展委員會(huì)，1987年）對(duì)于材料科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展而言，就是要實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、材料提取和選用、加工制造、服役和使用、回收再生的整個(gè)生命周期的綠色化和生態(tài)化，即要實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)的從搖籃到墳?zāi)梗╢rom cradle to grave）到從搖籃到再生（from cradle to gate）的根本性轉(zhuǎn)變，綠色材料和綠色復(fù)合材料在這方面大有作為。

綠色復(fù)合材料是一個(gè)內(nèi)容極為豐富的概念，現(xiàn)在還沒有一個(gè)普遍接受的定義。從綠色的概念出發(fā)，目前綠色復(fù)合材料可以分為兩類：一是指至少有一種組分材料是可降解的復(fù)合材料，發(fā)展主流是用可全降解的高性能天然植物纖維與全降解的生物聚合物復(fù)合而成的一類復(fù)合材料，有人稱為100%的綠色復(fù)合材料；二是其他復(fù)合材料，包括航空航天等高端應(yīng)用的高性能復(fù)合材料的綠色化，涉及綠色設(shè)計(jì)、綠色制造、退役產(chǎn)品的回收和再生利用等。從可持續(xù)發(fā)展的要求出發(fā)，綠色復(fù)合材料將展現(xiàn)出非常廣闊的發(fā)展前景。

近年來(lái)，綠色復(fù)合材料成了材料大家族中的新秀，究其原因，一是原材料來(lái)自取之不盡用之不竭的可再生自然資源，如纖維素、木質(zhì)素、淀粉、蛋白質(zhì)、核殼糖等，相對(duì)于石化原料，具有資源上的優(yōu)勢(shì)；二是綠色復(fù)合材料退役制品和廢棄物可自然降解，最后變成CO2 和H2O，回到大自然中去，不產(chǎn)生環(huán)境負(fù)荷。這兩方面都是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的非常重要的條件。

綠色復(fù)合材料在全球范圍內(nèi)的研究、開發(fā)和應(yīng)用已逐漸成為材料學(xué)科和材料技術(shù)發(fā)展的一種趨勢(shì)，在材料設(shè)計(jì)、原材料提取、制造加工、產(chǎn)品使用、回收再生以及產(chǎn)業(yè)化等方面取得重要進(jìn)展，在汽車、高鐵、建筑、船艇、城市園林等方面的應(yīng)用迅速擴(kuò)大，隨著石化高分子材料及其復(fù)合材料的資源日漸短缺，綠色復(fù)合材料對(duì)可持續(xù)發(fā)展的地位和作用將更為突出。

在簽約本書之前，曾經(jīng)有過猶豫，作為一個(gè)在航空航天復(fù)合材料圈子里轉(zhuǎn)悠近40年的科技工作者，對(duì)復(fù)合材料自然有一種難以割舍的情結(jié)，但畢竟對(duì)綠色的知識(shí)、內(nèi)容和前景的了解和掌握有限，最后恐難盡如人意，但懷著為可持續(xù)發(fā)展做一點(diǎn)努力的愿望，我完成了這部國(guó)內(nèi)類似書籍尚屬不多的著作，希望來(lái)為我國(guó)新材料綠色化的可持續(xù)發(fā)展能起到一點(diǎn)作用。

綠色復(fù)合材料仍未脫出復(fù)合材料的范疇，所以本書思路基本是沿著高性能復(fù)合材料主線，著重論述綠色的內(nèi)容，包括設(shè)計(jì)、選材、制造、表征及評(píng)價(jià)等，本書可供從事復(fù)合材料的科研、生產(chǎn)、教學(xué)人員以及職能部門和中介咨詢機(jī)構(gòu)閱讀和參考。

編著者2016年6月于北京

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