探析高分子材料合成中有機化學(xué)的應(yīng)用

趙占科

摘 要：目前，各個領(lǐng)域均對高分子材料進行了廣泛應(yīng)用，而在高分子材料合成時，則需要應(yīng)用一些有機化學(xué)。基于此，本文通過對有機化學(xué)的簡單介紹，進而深入分析了高分子材料合成中有機化學(xué)的應(yīng)用，從而為我國高分子材料合成領(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，正是對這些材料的應(yīng)用，才為人們提供一個舒適的生活環(huán)境。對于高分子材料的合成來說，具有復(fù)雜的特點，而想要確保高分子材料可以有效合成，則需要對有機化學(xué)進行應(yīng)用。因此，對高分子材料合成中有機化學(xué)的應(yīng)用進行研究具有重要意義，為高分子材料合成當(dāng)中更好的對有機化學(xué)進行應(yīng)用奠定良好基礎(chǔ)。

1 有機化學(xué)概述

所謂的有機化學(xué)，指的是研究有機化合物組成、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)。具體來說，主要包括涉及兩個方面，一是天然有機化學(xué)，即對天然有機化合物組成、合成、結(jié)構(gòu)與性能的研究。二是有機合成方面，即利用簡單的化合物或元素，通過相應(yīng)化學(xué)反應(yīng)的作用下，合成特定的有機化合物。

2 有機化學(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

高分子材料合成過程中，一直對單體合成具有較高重視程度，如合成有機玻璃，使其在傳統(tǒng)玻璃的基礎(chǔ)上，透明度更高，價格更低廉，且更容易制造等，從而提升其在市場中的競爭能力。而對其進行制造時，可以采用兩種合成方式，一種為丙酮氰醇法，此方式合成時，首先在整個反應(yīng)鏈條內(nèi)，利用醛與酮的親和進行加成反應(yīng)其是整個反應(yīng)中最為主要的一個環(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，通過水解與酯化的作用下生成MMA。該合成方式內(nèi)，整個過程較為溫和，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，過程較長，且采用很多材料，同時，才合成材料當(dāng)中，還存在很多危險物，如H2SO4、NaOH等，因而對合成設(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，通過這一方式合成MMA時，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，均利用了有機化學(xué)，而生產(chǎn)企業(yè)可以根據(jù)自身的實際情況，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)椴牧细男苑矫妫赃M一步提升高分子材料的性能，使其在社會發(fā)展中發(fā)揮出更大作用。以纖維素為例來說，是人們生活以及社會發(fā)展當(dāng)中常見的一種高分子材料，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個羥基，且所有羥基都較為活躍，可以與其他物質(zhì)進行反應(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層面來說，材料性能的提升，主要是在原有物質(zhì)側(cè)羥基上，發(fā)生了基團反應(yīng)。對于這些新的纖維素來說，將會具備傳統(tǒng)纖維素不同的特點，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，對該材料合成時，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)，通過與兩種物質(zhì)進行醚化反應(yīng)，進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

從來源的角度來說，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、合成樹脂等。與天然高分子材料相比來說，合成高分子材料具有更多的優(yōu)點，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，但在社會不斷進步的今天，不論從數(shù)量角度來說，還是從性能層面而言，天然高分子材料均不符合社會發(fā)展的需求。所以，近年來，在高分子材料合成領(lǐng)域，逐漸對新合成技術(shù)進行研發(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Si配對，使得其具有4對共價。同時，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)，進而產(chǎn)生C-C鍵，這時硅基就出現(xiàn)了移動，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程中，均對有機化學(xué)進行了應(yīng)用，通過有計劃的應(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，從而為社會提供充足的高分子材料，為推動社會快速、穩(wěn)定發(fā)展做出重要貢獻。此外，隨著社會的發(fā)展，社會將會對高分子材料提出更高要求，所以，還要繼續(xù)對高分子材料合成中有機化學(xué)應(yīng)用進行研究，以推動我國高分子材料合成領(lǐng)域向著更好的方向前行。

參考文獻：

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[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）：

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