本期关于聚合物材料增材制造的特刊的客座编辑Klaus Friedrich教授、博士于2021年5月底去世。他的去世无疑是国际复合材料界的巨大损失。作为一名著名的复合材料科学家，Friedrich教授还发表了大量的论文、书籍和专著章节，并成为世界上被引用最多的研究人员之一。2005年被国际复合材料委员会公认为“世界会员”。多年来，我从他那里学到的最吸引人的地方是他不断的探索和创新的精神，这使他继续活跃在最新的学术前沿。除了杰出的科学成就外，Friedrich教授还以他的管理和领导才能而闻名。他为复合材料研究所的国际声誉做出了巨大的贡献。1990年至2006年，他在德国凯泽斯劳滕大学(IVW)担任材料科学研究主任，2006年担任名誉教授。

在我的记忆中，Friedrich教授是一位非常善良和慷慨的绅士，总是愿意关心别人。例如，20世纪90年代我在IVW的研究期间，他在各个方面都给了我充分的帮助，这让我感到非常温暖。从那时起，我一直从他那里得到宝贵的建议，我为此一直心存感激。2017年，他同意为《Advanced Industrial and Engineering Polymer Research》杂志首期撰写一篇题为“用于摩擦学应用的聚合物复合材料”(https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2018.05.001)的高质量综述文章，这篇文章对新期刊的顺利发展至关重要。去年，他承诺邀请不同国家3D打印领域的权威专家组织本期特刊，以及时反映聚合物工程的前沿进展之一。甚至在2021年3月底，他还就某些技术问题与编辑部进行了沟通。他的工作热情、个性和魅力依然存在。

不幸的是，Friedrich教授看不到该期特刊的出版，但在他的朋友和同事的大力支持下，特刊将如期出版。在这个论文集中，共有六篇特约论文和两篇应邀论文。主题包括3D打印原材料的制备、新制造方法的开发、加工条件的影响，以及在各个方面的应用，并以研究文章和综述的形式提出。读者可以在相对较短时间内对这一令人振奋的领域有一个全景式的了解。

最后，我想借此机会感谢诸位作者，并将本期文章献给Friedrich教授，以表感激和怀念。

Stoyko Fakirov教授，哲学博士、理科博士、Dhc，1936年1月出生于保加利亚巴尔干山脉山脚的一个小村庄。他在当地就读小学并在附近的小镇上就读中学。1959年，他在索菲亚大学（保加利亚）获得化学专业理科硕士学位，并立即聘任为助理教授。两年后，他开始在莫斯科罗蒙诺索夫国立大学（俄罗斯）攻读博士学位。1987年，他被提名为索菲亚大学聚合物化学专业正教授。目前，他在新西兰奥克兰大学机械工程系担任荣誉学者。他在聚合物科学技术领域闻名全球。谷歌学术搜索显示，他被引用8000多次，H指数为48，在“聚合物复合物”课题上的世界排名为第21位。Stoyko教授拥有350多份出版物，其中220份被列入“科学网”数据库。他与Wiley、Springer、Hanser、剑桥大学出版社等合作撰写了16本关于聚合物的书籍（其中一些经过编辑的书籍有1000页）。他的书目中也包括《工程师聚合物科学基础》这本教材（Wiley-VCH，2017年），其中包含25章。他取得了九项美国专利，受邀请在全世界举办了120多场研讨会。此外，他还担任16种国际聚合物期刊的编委。

他对聚合物科学技术的重要贡献包括阐述、证明和命名了“化学愈合”、“化学释放扩散”、“缩合共聚物顺序重排”和“低于同一种聚合物玻璃转化温度时聚合物晶体的熔化”这几种现象。Stoyko还推导出一个等式，称作“Fakirov等式”，创造了一类新的聚合物复合物，称作“微纤丝化复合物（MFC）”，并将其进一步开发成“纳米纤丝化复合物（NFC）”，包括纳米纤丝化单聚合物复合物，而且阐述并证明了“转化取代添加的概念”（将任何本体聚合物实际转化为纳米级材料的一种技术）。

上世纪80年代，他成为亚历山大·冯·洪堡学者；2000年，他获得德国最负盛名的科学成就奖――“亚历山大·冯·洪堡研究奖”。由于他在先进材料科学技术领域的杰出贡献，国际先进材料协会（IAAM）授予他2017年年度奖章；2018年，他获得保加利亚“索菲亚大学荣誉博士”学位。

Stoyko Fakirov教授现在仍然积极投身于研究工作，而且在2021年1月19日度过85岁生日之后肯定还会继续下去。有鉴于此，我们要热烈地祝贺他，祝愿他身体健康，以继续在聚合物科学领域奋斗更多些年，也祝他在钓鱼这个爱好中好运常伴。

连续晶格制造是一种新引入的纤维增强热塑性复合材料的增材制造方法，可以在需要的地方沉积材料。这项技术的成功在于一个打印头，在材料被挤压之前，未固结的连续纤维增强复合材料通过一个挤压模具沉积于平面之外，而不使用支撑结构。然而，较为先进的复合原料，如混纺纱，由于其底层纤维结构，即热塑性纤维与增强长丝混合，在可达到的材料质量和部件尺寸方面存在局限性。混合双组分纤维克服了这些局限，因为每个单独的增强纤维都包覆在热塑性护套中。这样一来，就可以避免耗时的纤维浸渍步骤，这些步骤是会给孔隙含量和材料质量带来负面影响的。

本研究比较了混合双组份纤维和市售混纺纱在不同加工条件下的拉胶质量。本文介绍了在不同的模具填充度、模具温度和拉挤速度下，对直径为5 mm、含量50 ~ 60 % 玻璃纤维的聚碳酸酯复合材料型材进行拉挤试验。结果表明，由混合双组份纤维制成的拉胶比在相同条件下由混合纺丝制成的拉胶具有更低的空隙率。我们认为这是由于固结机制的差异造成的，在混合双组份纤维的情况下，与达尔西安流主导的混纺纱固结相比，主要是热塑性套的聚结。

大约70－80年前，第一批合成聚合物投放市场时，它们被命名为“人工”（欧洲）或“人造”（美国）材料，从而强调它们并非“天然”材料的这个事实，也就是不具有同样优良的性质。在之后的很多年内，经过逐步发现，它们的应用越来越广泛，而且在过去几十年内不仅实现了极大规模的应用，而且在很多情形下无法被任何其他材料取代。这是因为与木材、金属、陶瓷和玻璃等经典材料相比，合成聚合物作为材料具有很多吸引人的优点。它们非常轻盈（密度约等于或小于1）、非常容易加工（通常能一步制造形状复杂的物品）、有整体着色的无限机会，而且由于对环境和大气因素具有抗化学性，因此在使用中对环境无害。在这个方面，合成材料完胜所有其他材料。非常奇怪的是，塑料材料的这种内在优点在它们变成废物或垃圾时成为最严重的缺点――它们不会像金属一样氧化，也不会像纤维素和蛋白质基材料一样发生化学降解。

人们普遍希望化学家能创造出可以大规模生产的可生物降解塑料，但这种希望结果只是一种幻想――这个方面的少数例子不具备经济可行性。欧盟最近决定禁止生产10种一次性塑料制品，从而证明了这一点，因为它们是海洋垃圾的主要成分。欧盟由27个成员国组成，其中一些成员国属于世界工业和科学领先国家，不过除了大幅减少产生主要塑料垃圾的包装制品之外，无法提供更好的解决办法。这进一步意味着塑料垃圾产生的负面环境问题的解决办法不仅仅是科学家的任务，更是整个社会的任务。必须教育人们如何正确地收集塑料垃圾，而且各国政府必须为再生行业提供财政支持，因为新塑料与再生塑料的价格差异很小，因此再生并非一种有利可图的行业。

减少新合成聚合物数量的尝试很难成为恰当的解决办法，因为其需求在持续增长。例如，塑料瓶生产中PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）的年增长率目前达到10％！包装塑料产量也会增加，因为在贫穷国家，50％的食物由于包装不良而变质（印度的比例为50％，而英国的比例只有2-3％）。

如今，每年塑料年产量超过3亿吨，其中800万吨最终流入海洋。如果我们继续像这样污染海洋，那么估计到2050年，海洋中塑料的重量将超过鱼类的重量。另据报道，海洋生物当中，每三个物种就有一个受到海洋垃圾困扰，而且90％的海鸟胃里有塑料。塑料包装是最大的终端使用细分市场，占全球塑料总使用量的40％左右。全世界每年使用的塑料袋有5000亿个，而塑料袋的平均使用寿命为15分钟。

同样：如果除科学家的努力外，如果各国政府采取法律措施对塑料垃圾的适当处理进行监管，那么可以预期这个问题将得到妥善解决。

必须强调的是，再生无法解决塑料对环境产生负面影响的问题，而只能延迟这个问题的解决。这是因为再生塑料寿命终结后，它们会再次转化为废物或垃圾。将新塑料或再生塑料用于与混凝土混合时进行“撑压加工”、制造纳入建筑物、道路建设、水利工程的物品或其他类似用途，确保这类材料不会在我们有生之年再次出现，都是解决这个问题的适当办法。另一个类似的解决办法是对新塑料或再生塑料进行焚烧，其中本体聚合物将转化为气体。在这两种情形下，塑料都会从我们的生活中“消失”，而且再也不会污染我们的大自然。

专刊（第一和第二部分）中刊载的文章是由享誉全球的聚合物科学家撰写的（其中一些文章的引用次数介于1万到5万之间，H指数介于50到100之间）。不过，这些文章无法为塑料垃圾产生的普遍问题提供解决办法，而只是提出了通过塑料垃圾再生减少塑料垃圾数量的方法。

这些文章分为两份独立的出版物：（i）聚合物共混物及复合物的再生（第一部分）；以及（ii）纯聚合物的再生（第二部分）。这么做是因为这两组材料具有一些特定的特征，因此它们的再生方式差别很大。与此有关的一个很好的例子是玻璃纤维增强聚合物复合物中存在玻璃纤维（最高比例30％）。

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)具有独特的性能，但熔体流量(MFR)极低，约为零，不适合用聚合物的标准方法进行处理。本文旨在研究不同等位PP含量的双组分UHMWPE基复合材料的摩擦学性质。复合材料采用三种方法制备：a）热压粉末混合物；b）颗粒热压缩；c）3D打印(FDM)。结果表明，通过挤压复合(颗粒热压缩和3D打印)得到的UHMWPE基复合材料在力学和摩擦性能（耐摩擦性、摩擦系数、杨氏模量和屈服强度）方面均优于热压粉末混合物制备的复合材料。在保持高摩擦和力学性能以及广泛的载荷范围内必要的熔体流量(MFR)方面，最有效的是“UHMWPE+20%PP”复合材料。被推荐作为骨科摩擦单元复合形状产品（关节部件）的原料。

由于聚合物再生是减少不良废物和垃圾填埋行为，以及回收有经济价值的单体或其他物料的一种较好方式，因此我们对三次再生方法（化学再生）进行了评论性综述，在每种情形下特别关注了特定再生路径及其潜在适用性的化学依据。每一种广泛使用的商品聚合物――聚酯、聚酰胺、聚氨酯、环氧树脂、聚氯乙烯、聚碳酸酯和聚烯烃――的再生问题已经单独进行了论述，关注了被认为具有很大潜力的常规和非常规方法，例如酶降解、离子液体中介、微波辐射以及在超临界液体和超流体中进行处理。另外，也着重阐述了目前正在广泛研究的新兴方法，例如烷烃交叉复分解（CAM）、串联氢解／芳香化、Vitrimer（类玻璃高分子复合材料）基再生以及动态共价键合。