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高分子化學又稱聚合物化學，是研究高分子的 結構、合成和反應的科學，是化學的一個分支。
人類很早就一直使用天然高分子。比如絲綢、木材天然橡膠等都是天然高分子材料。19世紀晚 期，一些發明家制出了一些人造高分子，比如酚 醛樹脂，聚甲醛等， 發現高分子是一種很重要的材料。隨着人造高分子的出現，化學家對於高分子的結構組成產生了興趣。
20世紀初赫 爾曼·施陶丁格提出了現代的高分子觀念，即高分子是由很多重複單元通過化學鍵連接成的高分子量化合物，指明了高分子的內部結構。在當時很少有人接 受，後來隨着實驗技術的進展，這一化學結構得到了公認。反過來，對結構的認識也推進了高分子合成與高分子化學反應的研究。在高分子合成方面，1940年 代，華 萊士·卡羅瑟斯合成了尼龍，並且將聚合反應正式通過反應機理分為鏈 式聚合和逐 步聚合兩類。1950年代卡 爾·齊格勒和居 里奧·納塔發明齊 格勒-納塔催化劑開始對催化聚合進行研究。1960年代卡羅澤斯的助手弗 洛里對逐步聚合反應動力學進行研究，並因發展了研究長鏈分子的方法而獲 1974年諾貝爾獎。
高分子 （macromolecule）也常稱聚合物（polymer）， 通指由許多單元組成的大分子，這些單元可以是具有相似或完全相同的結構，或是由完全不同但能互相生成共價鍵的有機化合物相互之間連接形成長鏈結構。高分子 由小分子經聚合反應生成，聚合生成高分子的小分子被稱為單體（monomer)。
從鏈的形狀來說,高分子可以分為三類：直鏈高分子，支化 高分子，和交聯高分子。直鏈高分子的結構最簡單，它是由許多單體分子一個接一個連接而成的長鏈分子；如果這條長鏈帶有與其相比較短的分枝，它就被稱為支化 高分子；如果高分子鏈與鏈之間由支鏈連接起來而形成網狀，就成為交聯高分子。
高分子合成的主要任務是研究單體生成高分子的聚合反應過程。 聚合反應可分為兩類：鏈式聚合反應和逐步聚合反應。
在鏈式聚合中，單體經引發後形成具有反應活性中心的鏈，而後該活性中心攻擊其它單體將 其結合，鏈經反應不斷增長，至一定長度後被終止。
在逐步聚合中，單體轉變成聚合物的反應是逐步進行的.主要包括兩大類:第一類是逐步縮合 聚合反應;第二類是逐步加成聚合.
聚合反應過程可分為均相聚合和多相聚合，多相聚合又分為乳液聚合，分散聚合，和沉澱聚合三類。
高分子的化學性質指得是單體已經形成高分子後，高分子產物的化學性質。包括交聯，降解，氧化等
通常高分子根據生成它的單體的名 稱，例如乙烯聚合生 成的高分子被稱為聚乙烯，丙烯聚合生成的高分子被 稱為聚丙 烯。
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