有机化学在高分子合成中的应用

周易

【摘  要】无机化学、有机化学和物理化学组成了化学，其中有机化学在高分子材料合成中有着关键性作用，很多高分子合成的原理都是在有机化学合成的帮助下展开，所以为了更好地理解高分子材料合成的内容需要从有机化合物合成方面开始研究。笔者对有机化学在高分子材料合成中的应用进行了分析，并且对相关知识进行了整理，希望能为相关人员提供一定的帮助。

【关键词】有机化学;高分子;合成应用

高分子材料已经成为了一门学科，并且在很多高校中都已经开设这门学科，主要是对高分子材料的合成和其在生产生活方面的应用进行研究，通过研究发现高分子材料的发展对人们的生活水平的提高有着积极的促进作用。有些学生在初步学习高分子材料学科的时候会遇到很多困难，因为高分子材料学科涉及了很多知识点，而且这些知识点变化较多，有机化学是高分子材料这门课程的基础，所以在学习高分子材料学科的过程中，一定要对有机化学进行分析和探究，如此才能够更好地掌握高分子材料这一学科中所涉及的知识。

1有机化学合成材料的内容

1.1自由基

高分子材料又被称为聚合物材料，就是将高分子化合物作为基体并在其中加入其他添加剂，使得这个材料得以构成。高分子材料按照特性可以分为塑料、高分子涂料等，一般也会将合成材料称作人造材料，就是这种材料的形成，是由人们将物质经过有机化学的方法使其得以加工而成的一种材料，在将材料合成的时候，有机化学技术发挥着举足轻重的作用。在合成高分子材料的过程中自由基有着关键性的作用，因为合成材料就是借助不同物质之间的不同性质使其相互反应形成新的物质，在高分子材料合成的过程中自由基要参与很多反应。所谓自由基就是经常被提到的游离基，具体是指化合物的分子在外界条件的影响下，共价键断裂共用电子对平均分配给两个原子，由此形成的具备单个电子的原子或者是集团，当碳原子自由基与三个碳原子相连的时候处于最稳定的状态，如果一个碳原子连接其他碳原子的数量越少，那么它的自由基越活泼，所以如果想让自由基较为稳定，就需要观察该自由基和周围的原子结构之间的相互作用，例如甲基本身所带有的性质就会和其他自由基的电子排列之间有着相互作用，如果二者靠近，那么二者之间的相互作用力就会随之增大，由此可能会使得电子云层的区间密度得以改变自由基的稳定程度。除了他们自身的原因之外也很容易被其他因素所影响，笔者通过调查研究发现，如果自由基处于不稳定的状态会使得高分子材料的合成效率提高、如果自由基的稳定程度较高，那么意味着自由基所具备的能力较差，所以其的反应活性也无法达到应有的标准。高分子材料在这种稳定的自由基的帮助下会不容易合成。

1.2聚合反应

高分子材料合成过程中经常会发生了一个反应是聚合反应，聚合反应就是将相对原子质量之和比较小的单体通过一定的反应让其成为相对质量较高的聚合物。这些具有相对分子质量较小的聚合物单体并没有较为重要的性能，但是其可以应用在塑料纤维和其他高分子材料当中，所以聚合反应就是高分子材料合成过程中最基础的反应聚合反应就是两个部分的组合，其中包含两种反应，缩合反应将两个或者两个以上的有机分子通过相互作用之后，让其维持一个较为稳定的化学结构。在缩合反应的过程中会有一些小分子失去，但是所阐述的是在理想状态中发生缩合反应的情况，在实际化学操作的时候各项反应会受到很多因素的影响，所以化学反应在实践过程中并不能达到一个较为理想的状态，例如在一个化学反应进行的过程中，某种因素可能会让这项反应的进程受到阻碍。所以就无法达到合成高分子材料化合物理想中的效果，除了缩合反应之外还有一种反应是加聚反应，这种反应就是将分子结构破坏之后，再通过一定的反应，让各个分子结合在一起，在这个过程中不会出现其他的小分子杂质，所以相较而言，加聚反应更具效率。

2有机化学在高分子合成新技术方面的应用

2.1在高分子单体合成方面的应用

在合成高分子单体的基础上，高分子材料合成的重点研究对象也是有机化学。例如，用透明塑料制成的玻璃那样的无色固体、聚甲基丙烯酸酯（PMMA）具有非常优秀的特性，价格也不高，因此通过机械设备改变外形的性能也是容易的。甲基丙烯酸甲酯是高分子聚甲基丙烯酸甲酯的单体，可以用两种方法合成该单体。丙酮氰醇法：在该合成过程中，求核试剂与基质的附加反应这一工序很重要，甲醛、酮之间的求核附加反应、氰酸中负电的氰基在丙酮上带正电的羰基碳攻击，反应后生成氰醇，然后脱离水分子，在硫酸的作用下产生水解反应，最后由酒精和化合物中的羧基反应，生成MMA和水。发生这种合成的条件比较温和，收益率也高。但是，这种合成方法反应工序长，需要的原料多，而且在合成过程中使用有毒的化合物和腐蚀性的化合物作为反应原料，所以对反应设备的要求高，反应成本增加，在经济和环境保护方面不能采用。还有一种异丁烯氧化酯化法。

2.2改性方面的应用

在人们的日常生活中，可以使用高分子材料的地方也变多了。为了使高分子材料的化学性能满足人们的严格要求，改善其化学性质已成为现在的趋势。例如，纤维素是分子质量比较大的多糖，由很多单一的葡萄糖分子构成。良好的作用数不胜数。改善纤维素的化学性质时，可以得到葡萄糖中含有的化学官能团（多羟醛）。这些羟基比较活跃，会发生各种化学反应。亚组被其他原子和原子团取代，生成很多不同的纤维素衍生物。在改善天然高分子材料的化学性质中，改善硝化纤维易燃性能，也可通过修饰侧链羟基来达到改性的目的。例如合成含有醚的纖维素时，首先将纤维素放入氢氧化钠溶液中溶解在溶液中使其膨胀，接着与氯甲烷等具有高正电荷的阳离子季铵盐反应，形成甲基纤维素。

3结束语

综上所述，高分子合成材料在我国很多领域都得到了有效的应用，其中合成纤维、合成塑料和合成橡胶是我国生产生活过程中必不可少的材料。虽然高分子材料具备着很多优势，但是目前可以大规模生产的高分子物质也只是在寻常条件下使用。这是因为这些高分子材料还存在着一定的问题，随着现代技术的进步，高分子材料需要不断地提高自身，才能够在更多的领域中得到有效应用。

参考文献：

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[3]牛小玲，陈卫星，屈育龙.浅析有机化学在高分子材料合成中的应用[J].广州化工，2017，40（04）：12-13.

（作者单位：汉硕高新材料（天津）有限公司）