探析高分子材料合成中有機化學的應用

關江偉

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化學知識的支撐，在各個領域中均得到了大量的應用。鑒于此，本文對高分子材料及有機化學進行簡要闡述，并在該基礎上探討在高分子材料合成中有機化學的應用。

關鍵詞：高分子材料；有機化學；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，因其能夠滿足人們日常生活的需求，在人們工作學習及生活中得到廣泛應用，同時所具有的高性能、易于加工等特點為其發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所得，具有非常復雜的合成反應，為了能夠保證高分子材料的合成，需熟練應用有機化學，進而為人們帶來便利。

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，并添加一定的輔助劑，其構成材料包括纖維、膠粘貼、橡膠以及高分子基復合材料等相對分子質量較高的化合物構成的材料。隨著近年來科學技術的進步，使得高分子材料也在各行各業中得到廣泛應用。根據應用功能的不同，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的接卸強度與耐熱性能，因而廣泛應用于工程材料中；功能材料因其具有特定功能，主要包括液晶與醫用高分子材料、導電材料以及功能性分離膜等；通用高分子材料則廣泛應用于農業、交通運輸以及建筑行業等，主要涉及的是人們日常生活與國民經濟主要領域。高分子材料具有非常優越的性能，但合成困難且會涉及到較多知識點，因而需加強對該材料的深入研究。

3 有機化學

有機化學也可稱之為碳化合物化學，主要是指對有機化合物組成、性質、結構以及制備等科學的研究，涉及到天然有機化合物合成、組成、性能與結構研究的天然有機化學，以及通過簡單元素或化合物在化學反應下合成特定有機化合物的有機合成。

4 高分子材料合成中有機化學的應用

4.1 高分子單體合成

單體合成主要是基于有機化學上，在研究單體合成中需得到有機化學的支持。高分子材料中的有機玻璃因其具有價格低廉、透明度高且易于加工等優勢，廣泛應用于多個領域，有機玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）便是經有機化學合成。現階段，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作為最為關鍵步驟，需首先利用氫氰酸中游離氰基負離子進攻丙酮中羰基碳正離子，進而獲得氰醇，然后予以脫水處理，并加入硫酸是在水解氰醇，最終經酯化生成甲基丙烯酸甲酯。該種方式的優點在于材料利用率高，且具有溫和的反應過程，但所需生產工藝較長，且所應用的硫酸、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腐蝕性或者伴有劇毒，因而需要反應容器具備較強的抗腐蝕性，進而增加投資成本。而異丁烯氧化酯法生產要求低，因而在實際應用中的競爭力更大。在應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后合成甲基丙烯酸甲酯。 因而通過有機化學可尋找更為合適的單體合成方式，降低生產成本，提高經濟效益。

4.2 合成新技術

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、密度小以及耐腐蝕性高等多種特點，因而在實際應用中其受歡迎程度更高。自然高分子材料從性能以及數量上均無法滿足當前社會發展需求，因而在合成領域需加強新合成技術研發，旨在能夠生產出更多的高分子材料。在此過程中，基因轉移聚合技術屬于廣泛應用的技術，首先利用的是親核催化劑，并在結合單體羥基的基礎上進行Si配對，使其能夠具有4對共價。除此之外，兩種物質共同作用可使Si周邊出現6配位不穩定結構，最終產生C-C鍵，此時移動硅基并出現在羥基氧上，最終便可合成烯酮硅縮醛。

4.3 高分子材料改性

現階段隨著我國科學技術的發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行了改進。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前研究材料，從而進一步提高材料性能，若高分子材料屬于纖維素，則其屬于天然性質，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，可在各種化學反應中進行參與，進而奠定改性的基礎。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，經過處理后便可使纖維素產生一定溶漲效果，在經過反應后所獲得的纖維素能夠與氯甲烷等發生一定的取代反應，最終獲得烷基纖維素。在經過一系列的反應后會在一定程度上增稠產物，可將其視為分散劑。而纖維素的硝化反應則主要依托醇羥基與無機酸，通過鹵代烷兩者之間可進行一定的親核取代反應后再進行酯化反應，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行研究時，不僅需要合理地對其進行分析，還需分析其構成元素，旨在確保采取最為合適的材料進行處理，增強改性。

5 結語

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，有機化學占有非常重要地位，需在研究過程中始終融入有機化學相關知識，旨在實現材料的最佳合成。

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