探析高分子材料合成中有機(jī)化學(xué)的應(yīng)用

關(guān)江偉

摘 要：高分子材料作為日常生活最為常用材料之一，在合成時需依靠有機(jī)化學(xué)知識的支撐，在各個領(lǐng)域中均得到了大量的應(yīng)用。鑒于此，本文對高分子材料及有機(jī)化學(xué)進(jìn)行簡要闡述，并在該基礎(chǔ)上探討在高分子材料合成中有機(jī)化學(xué)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：高分子材料；有機(jī)化學(xué)；材料合成

1 前言

日常生活中所采用的橡膠、纖維、滌綸以及塑料等材料均為高分子材料，因其能夠滿足人們?nèi)粘Ｉ畹男枨螅谌藗児ぷ鲗W(xué)習(xí)及生活中得到廣泛應(yīng)用，同時所具有的高性能、易于加工等特點為其發(fā)展提供了較大的空間。一般來說，高分子材料可分為人造與天然兩種，其中人造高分子材料時通過聚合反應(yīng)所得，具有非常復(fù)雜的合成反應(yīng)，為了能夠保證高分子材料的合成，需熟練應(yīng)用有機(jī)化學(xué)，進(jìn)而為人們帶來便利。

2 高分子材料

高分子材料也可 稱之為聚合物材料，主要是指以高分子化合物作為基礎(chǔ)，并添加一定的輔助劑，其構(gòu)成材料包括纖維、膠粘貼、橡膠以及高分子基復(fù)合材料等相對分子質(zhì)量較高的化合物構(gòu)成的材料。隨著近年來科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，使得高分子材料也在各行各業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。根據(jù)應(yīng)用功能的不同，高分子材料可分為特種、功能以及通用三種類型，其中特種材料因其具有較強(qiáng)的接卸強(qiáng)度與耐熱性能，因而廣泛應(yīng)用于工程材料中；功能材料因其具有特定功能，主要包括液晶與醫(yī)用高分子材料、導(dǎo)電材料以及功能性分離膜等；通用高分子材料則廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、交通運輸以及建筑行業(yè)等，主要涉及的是人們?nèi)粘Ｉ钆c國民經(jīng)濟(jì)主要領(lǐng)域。高分子材料具有非常優(yōu)越的性能，但合成困難且會涉及到較多知識點，因而需加強(qiáng)對該材料的深入研究。

3 有機(jī)化學(xué)

有機(jī)化學(xué)也可稱之為碳化合物化學(xué)，主要是指對有機(jī)化合物組成、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)以及制備等科學(xué)的研究，涉及到天然有機(jī)化合物合成、組成、性能與結(jié)構(gòu)研究的天然有機(jī)化學(xué)，以及通過簡單元素或化合物在化學(xué)反應(yīng)下合成特定有機(jī)化合物的有機(jī)合成。

4 高分子材料合成中有機(jī)化學(xué)的應(yīng)用

4.1 高分子單體合成

單體合成主要是基于有機(jī)化學(xué)上，在研究單體合成中需得到有機(jī)化學(xué)的支持。高分子材料中的有機(jī)玻璃因其具有價格低廉、透明度高且易于加工等優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域，有機(jī)玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）便是經(jīng)有機(jī)化學(xué)合成。現(xiàn)階段，對于聚甲基丙烯酸甲酯合成主要包括丙酮氰醇法、異丁烯氧化酯化法兩種方式。在采用丙酮氰醇法合成時，醛和酮親核加成反應(yīng)作為最為關(guān)鍵步驟，需首先利用氫氰酸中游離氰基負(fù)離子進(jìn)攻丙酮中羰基碳正離子，進(jìn)而獲得氰醇，然后予以脫水處理，并加入硫酸是在水解氰醇，最終經(jīng)酯化生成甲基丙烯酸甲酯。該種方式的優(yōu)點在于材料利用率高，且具有溫和的反應(yīng)過程，但所需生產(chǎn)工藝較長，且所應(yīng)用的硫酸、燒堿以及氫氰酸等原材料，包括氫氰酸、硫酸和燒堿等具有較強(qiáng)腐蝕性或者伴有劇毒，因而需要反應(yīng)容器具備較強(qiáng)的抗腐蝕性，進(jìn)而增加投資成本。而異丁烯氧化酯法生產(chǎn)要求低，因而在實際應(yīng)用中的競爭力更大。在應(yīng)用中主要是雜化與異丁烯相連甲基SP3后，使電子云偏向雙鍵，并且確保甲基上氫原子活化成居于強(qiáng)活躍性的原子，最終生成甲基丙烯醛后通過酯化與氧化反應(yīng)后合成甲基丙烯酸甲酯。 因而通過有機(jī)化學(xué)可尋找更為合適的單體合成方式，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

4.2 合成新技術(shù)

高分子材料在來源上課分為自然界存在于動植物中的天然材料以及通過一定工藝合成的高分子材料，合成材料相較于天然高材料而言，其具有如絕緣性強(qiáng)、密度小以及耐腐蝕性高等多種特點，因而在實際應(yīng)用中其受歡迎程度更高。自然高分子材料從性能以及數(shù)量上均無法滿足當(dāng)前社會發(fā)展需求，因而在合成領(lǐng)域需加強(qiáng)新合成技術(shù)研發(fā)，旨在能夠生產(chǎn)出更多的高分子材料。在此過程中，基因轉(zhuǎn)移聚合技術(shù)屬于廣泛應(yīng)用的技術(shù)，首先利用的是親核催化劑，并在結(jié)合單體羥基的基礎(chǔ)上進(jìn)行Si配對，使其能夠具有4對共價。除此之外，兩種物質(zhì)共同作用可使Si周邊出現(xiàn)6配位不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，最終產(chǎn)生C-C鍵，此時移動硅基并出現(xiàn)在羥基氧上，最終便可合成烯酮硅縮醛。

4.3 高分子材料改性

現(xiàn)階段隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也隨之提升了高分子材料性能，但究其原因均在于高分子材料進(jìn)行了改進(jìn)。在整體性能上，高分子材料為了能夠更好地滿足人們要求仍在不斷提升中。通過改性可及時地更新當(dāng)前研究材料，從而進(jìn)一步提高材料性能，若高分子材料屬于纖維素，則其屬于天然性質(zhì)，葡萄糖屬于其主要的組成部分，葡萄糖在單位分子中包括3個羥基，可在各種化學(xué)反應(yīng)中進(jìn)行參與，進(jìn)而奠定改性的基礎(chǔ)。若高分子材料為消化纖維，則在處理的過程中需首先采用堿性溶液，經(jīng)過處理后便可使纖維素產(chǎn)生一定溶漲效果，在經(jīng)過反應(yīng)后所獲得的纖維素能夠與氯甲烷等發(fā)生一定的取代反應(yīng)，最終獲得烷基纖維素。在經(jīng)過一系列的反應(yīng)后會在一定程度上增稠產(chǎn)物，可將其視為分散劑。而纖維素的硝化反應(yīng)則主要依托醇羥基與無機(jī)酸，通過鹵代烷兩者之間可進(jìn)行一定的親核取代反應(yīng)后再進(jìn)行酯化反應(yīng)，最終保證高分子材料改性。因此，這就要求在對高分子材料改性時進(jìn)行研究時，不僅需要合理地對其進(jìn)行分析，還需分析其構(gòu)成元素，旨在確保采取最為合適的材料進(jìn)行處理，增強(qiáng)改性。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著近年來社會對于性能材料需求的增加，也逐漸提高了對材料性能的要求，需通過研究高分子材料的方式來研制出滿足人們要求的材料。在高分子材料研究中，有機(jī)化學(xué)占有非常重要地位，需在研究過程中始終融入有機(jī)化學(xué)相關(guān)知識，旨在實現(xiàn)材料的最佳合成。

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