探析高分子材料合成中有機(jī)化學(xué)的應(yīng)用

趙占科

摘 要：目前，各個(gè)領(lǐng)域均對(duì)高分子材料進(jìn)行了廣泛應(yīng)用，而在高分子材料合成時(shí)，則需要應(yīng)用一些有機(jī)化學(xué)?；诖?，本文通過(guò)對(duì)有機(jī)化學(xué)的簡(jiǎn)單介紹，進(jìn)而深入分析了高分子材料合成中有機(jī)化學(xué)的應(yīng)用，從而為我國(guó)高分子材料合成領(lǐng)域更好的發(fā)展提供重要幫助。

關(guān)鍵詞：高分子材料；合成；有機(jī)化學(xué)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.07.023

0 引言

人們?nèi)粘Ｉ町?dāng)中，經(jīng)常使用一些高分子材料，如纖維、橡膠等，正是對(duì)這些材料的應(yīng)用，才為人們提供一個(gè)舒適的生活環(huán)境。對(duì)于高分子材料的合成來(lái)說(shuō)，具有復(fù)雜的特點(diǎn)，而想要確保高分子材料可以有效合成，則需要對(duì)有機(jī)化學(xué)進(jìn)行應(yīng)用。因此，對(duì)高分子材料合成中有機(jī)化學(xué)的應(yīng)用進(jìn)行研究具有重要意義，為高分子材料合成當(dāng)中更好的對(duì)有機(jī)化學(xué)進(jìn)行應(yīng)用奠定良好基礎(chǔ)。

1 有機(jī)化學(xué)概述

所謂的有機(jī)化學(xué)，指的是研究有機(jī)化合物組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備方法與應(yīng)用的科學(xué)，又被成為碳化合物化學(xué)。具體來(lái)說(shuō)，主要包括涉及兩個(gè)方面，一是天然有機(jī)化學(xué)，即對(duì)天然有機(jī)化合物組成、合成、結(jié)構(gòu)與性能的研究。二是有機(jī)合成方面，即利用簡(jiǎn)單的化合物或元素，通過(guò)相應(yīng)化學(xué)反應(yīng)的作用下，合成特定的有機(jī)化合物。

2 有機(jī)化學(xué)在高分子材料合成中的應(yīng)用

2.1 高分子單體合成中的應(yīng)用

高分子材料合成過(guò)程中，一直對(duì)單體合成具有較高重視程度，如合成有機(jī)玻璃，使其在傳統(tǒng)玻璃的基礎(chǔ)上，透明度更高，價(jià)格更低廉，且更容易制造等，從而提升其在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)能力。而對(duì)其進(jìn)行制造時(shí)，可以采用兩種合成方式，一種為丙酮氰醇法，此方式合成時(shí)，首先在整個(gè)反應(yīng)鏈條內(nèi)，利用醛與酮的親和進(jìn)行加成反應(yīng)其是整個(gè)反應(yīng)中最為主要的一個(gè)環(huán)節(jié)。在氫氰酸內(nèi)，存在游離的CNM-，而在丙酮內(nèi)，則存在游離的（OH）C+，在兩種離子的作用下產(chǎn)生氰醇。之后，將氰醇內(nèi)的水脫去，并倒入適量的H2SO4，通過(guò)水解與酯化的作用下生成MMA。該合成方式內(nèi)，整個(gè)過(guò)程較為溫和，且材料的利用率較高，可以達(dá)到90%以上，但其也存在一些缺陷，即合成流程較為繁瑣，過(guò)程較長(zhǎng)，且采用很多材料，同時(shí)，才合成材料當(dāng)中，還存在很多危險(xiǎn)物，如H2SO4、NaOH等，因而對(duì)合成設(shè)備的抗腐蝕性具有較高的要求，從而提升了MMA的合成成本[1]。另一種為異丁烯氧化酯法，通過(guò)這一方式合成MMA時(shí)，主要利用與異丁烯相連的甲基被SP3雜化，逐漸提升其吸引能力，電子云不斷向雙鍵一側(cè)偏離，從而增強(qiáng)了H的活化性，并提升了H的活躍性，從而形成CH2C（CH3）CHO。之后，利用氧化、酯化反應(yīng)的方式，合成出MMA。這兩種方式合成MMA時(shí)，均利用了有機(jī)化學(xué)，而生產(chǎn)企業(yè)可以根據(jù)自身的實(shí)際情況，選擇最佳的合成方式，從而有效減少企業(yè)的生產(chǎn)成本。

2.2 高分子材料改性中的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在高分子材料合成研究方向逐漸發(fā)生了較大的變化，從傳統(tǒng)單體合成，轉(zhuǎn)變?yōu)椴牧细男苑矫?，以進(jìn)一步提升高分子材料的性能，使其在社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮出更大作用。以纖維素為例來(lái)說(shuō)，是人們生活以及社會(huì)發(fā)展當(dāng)中常見(jiàn)的一種高分子材料，該材料由多種成分構(gòu)成，葡萄糖單元是其中最主要的成分，在所有單元內(nèi)，均存在3個(gè)羥基，且所有羥基都較為活躍，可以與其他物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)，如和H2NO3之間的硝化反應(yīng)，與酯類物品之間的酯化反應(yīng)，與醚類物質(zhì)之間的醚化反應(yīng)等，從而生產(chǎn)粘膠纖維、消化纖維等其他物質(zhì)[2]。從高分子材料改性的具體整個(gè)層面來(lái)說(shuō)，材料性能的提升，主要是在原有物質(zhì)側(cè)羥基上，發(fā)生了基團(tuán)反應(yīng)。對(duì)于這些新的纖維素來(lái)說(shuō)，將會(huì)具備傳統(tǒng)纖維素不同的特點(diǎn)，其中，利用硝化反應(yīng)的方式，可以得到硝化纖維，其更容易燃燒，所以，一些企業(yè)利用其制成引火材料；利用醚化反應(yīng)的方式，可以得到醚類纖維，對(duì)該材料合成時(shí)，需要在合成之前，將纖維材料浸泡到堿性溶液當(dāng)中，在堿性溶液的作用下，使得纖維出現(xiàn)一定的膨脹，之后將膨脹后的纖維加入到CH3Cl以及C2H4Cl溶液內(nèi)，通過(guò)與兩種物質(zhì)進(jìn)行醚化反應(yīng)，進(jìn)而生成甲基纖維素與乙基纖維素，其中，前者為分散劑，以提升纖維素的溶解程度。而后者則完成醚化纖維的合成。

2.3 高分子材料合成新技術(shù)方面的應(yīng)用

從來(lái)源的角度來(lái)說(shuō)，可以將高分子材料分成兩種類型，一是天然高分子材料，即自然界中存在的材料，這些材料存在于植物、動(dòng)物以及其他生物體內(nèi)，如纖維素、淀粉、蛋白質(zhì)、木質(zhì)素、天然橡膠、石棉等。另一種為合成高分子材料，即通過(guò)相關(guān)工藝，以人類合成的高分子材料，如塑料，光纖、合成橡膠、合成樹(shù)脂等。與天然高分子材料相比來(lái)說(shuō)，合成高分子材料具有更多的優(yōu)點(diǎn)，如密度更小，耐腐蝕性更高，具有更好的絕緣性等，因而應(yīng)用的更加廣泛[3]。

雖然自然界非常廣闊，并存在很多自然高分子材料，但在社會(huì)不斷進(jìn)步的今天，不論從數(shù)量角度來(lái)說(shuō)，還是從性能層面而言，天然高分子材料均不符合社會(huì)發(fā)展的需求。所以，近年來(lái)，在高分子材料合成領(lǐng)域，逐漸對(duì)新合成技術(shù)進(jìn)行研發(fā)，以生產(chǎn)出更多高分子材料。其中，最主要的為基因轉(zhuǎn)移聚合技術(shù)，該技術(shù)首先利用親核催化劑，結(jié)合單體羥基，對(duì)Si配對(duì)，使得其具有4對(duì)共價(jià)。同時(shí)，在兩種物質(zhì)的作用下，使得Si的周邊，出現(xiàn)6配位的不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，進(jìn)而產(chǎn)生C-C鍵，這時(shí)硅基就出現(xiàn)了移動(dòng)，出現(xiàn)在羥基氧上，最后合成烯酮硅縮醛。

3 總結(jié)

綜上所述，現(xiàn)代高分子材料合成過(guò)程中，均對(duì)有機(jī)化學(xué)進(jìn)行了應(yīng)用，通過(guò)有計(jì)劃的應(yīng)用，不僅能夠提升高分子材料的性能，而且還可以降低合成成本，提高合成效率，從而為社會(huì)提供充足的高分子材料，為推動(dòng)社會(huì)快速、穩(wěn)定發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。此外，隨著社會(huì)的發(fā)展，社會(huì)將會(huì)對(duì)高分子材料提出更高要求，所以，還要繼續(xù)對(duì)高分子材料合成中有機(jī)化學(xué)應(yīng)用進(jìn)行研究，以推動(dòng)我國(guó)高分子材料合成領(lǐng)域向著更好的方向前行。

參考文獻(xiàn)：

[1]張愛(ài)萍.探究式教學(xué)在高中有機(jī)化學(xué)部分的合理應(yīng)用探析[J].成才之路，2016（34）：92.

[2]鄧曉梅，文豪，張楚虹，etal.三維多孔還原氧化石墨烯氣凝膠的制備及其在鋰離子電池中的應(yīng)用[J].合成化學(xué)，2016，24（04）：302-307.

[3]于昊哲.高分子合成材料深化與拓展[J].高中數(shù)理化，2016（01）：

50-51.