探析高分子材料合成中有机化学的应用

关江伟

摘 要：高分子材料作为日常生活最为常用材料之一，在合成时需依靠有机化学知识的支撑，在各个领域中均得到了大量的应用。鉴于此，本文对高分子材料及有机化学进行简要阐述，并在该基础上探讨在高分子材料合成中有机化学的应用。

关键词：高分子材料；有機化学；材料合成

1 前言

日常生活中所采用的橡胶、纤维、涤纶以及塑料等材料均为高分子材料，因其能够满足人们日常生活的需求，在人们工作学习及生活中得到广泛应用，同时所具有的高性能、易于加工等特点为其发展提供了较大的空间。一般来说，高分子材料可分为人造与天然两种，其中人造高分子材料时通过聚合反应所得，具有非常复杂的合成反应，为了能够保证高分子材料的合成，需熟练应用有机化学，进而为人们带来便利。

2 高分子材料

高分子材料也可 称之为聚合物材料，主要是指以高分子化合物作为基础，并添加一定的辅助剂，其构成材料包括纤维、胶粘贴、橡胶以及高分子基复合材料等相对分子质量较高的化合物构成的材料。随着近年来科学技术的进步，使得高分子材料也在各行各业中得到广泛应用。根据应用功能的不同，高分子材料可分为特种、功能以及通用三种类型，其中特种材料因其具有较强的接卸强度与耐热性能，因而广泛应用于工程材料中；功能材料因其具有特定功能，主要包括液晶与医用高分子材料、导电材料以及功能性分离膜等；通用高分子材料则广泛应用于农业、交通运输以及建筑行业等，主要涉及的是人们日常生活与国民经济主要领域。高分子材料具有非常优越的性能，但合成困难且会涉及到较多知识点，因而需加强对该材料的深入研究。

3 有机化学

有机化学也可称之为碳化合物化学，主要是指对有机化合物组成、性质、结构以及制备等科学的研究，涉及到天然有机化合物合成、组成、性能与结构研究的天然有机化学，以及通过简单元素或化合物在化学反应下合成特定有机化合物的有机合成。

4 高分子材料合成中有机化学的应用

4.1 高分子单体合成

单体合成主要是基于有机化学上，在研究单体合成中需得到有机化学的支持。高分子材料中的有机玻璃因其具有价格低廉、透明度高且易于加工等优势，广泛应用于多个领域，有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）便是经有机化学合成。现阶段，对于聚甲基丙烯酸甲酯合成主要包括丙酮氰醇法、异丁烯氧化酯化法两种方式。在采用丙酮氰醇法合成时，醛和酮亲核加成反应作为最为关键步骤，需首先利用氢氰酸中游离氰基负离子进攻丙酮中羰基碳正离子，进而获得氰醇，然后予以脱水处理，并加入硫酸是在水解氰醇，最终经酯化生成甲基丙烯酸甲酯。该种方式的优点在于材料利用率高，且具有温和的反应过程，但所需生产工艺较长，且所应用的硫酸、烧碱以及氢氰酸等原材料，包括氢氰酸、硫酸和烧碱等具有较强腐蚀性或者伴有剧毒，因而需要反应容器具备较强的抗腐蚀性，进而增加投资成本。而异丁烯氧化酯法生产要求低，因而在实际应用中的竞争力更大。在应用中主要是杂化与异丁烯相连甲基SP3后，使电子云偏向双键，并且确保甲基上氢原子活化成居于强活跃性的原子，最终生成甲基丙烯醛后通过酯化与氧化反应后合成甲基丙烯酸甲酯。 因而通过有机化学可寻找更为合适的单体合成方式，降低生产成本，提高经济效益。

4.2 合成新技术

高分子材料在来源上课分为自然界存在于动植物中的天然材料以及通过一定工艺合成的高分子材料，合成材料相较于天然高材料而言，其具有如绝缘性强、密度小以及耐腐蚀性高等多种特点，因而在实际应用中其受欢迎程度更高。自然高分子材料从性能以及数量上均无法满足当前社会发展需求，因而在合成领域需加强新合成技术研发，旨在能够生产出更多的高分子材料。在此过程中，基因转移聚合技术属于广泛应用的技术，首先利用的是亲核催化剂，并在结合单体羟基的基础上进行Si配对，使其能够具有4对共价。除此之外，两种物质共同作用可使Si周边出现6配位不稳定结构，最终产生C-C键，此时移动硅基并出现在羟基氧上，最终便可合成烯酮硅缩醛。

4.3 高分子材料改性

现阶段随着我国科学技术的发展也随之提升了高分子材料性能，但究其原因均在于高分子材料进行了改进。在整体性能上，高分子材料为了能够更好地满足人们要求仍在不断提升中。通过改性可及时地更新当前研究材料，从而进一步提高材料性能，若高分子材料属于纤维素，则其属于天然性质，葡萄糖属于其主要的组成部分，葡萄糖在单位分子中包括3个羟基，可在各种化学反应中进行参与，进而奠定改性的基础。若高分子材料为消化纤维，则在处理的过程中需首先采用碱性溶液，经过处理后便可使纤维素产生一定溶涨效果，在经过反应后所获得的纤维素能够与氯甲烷等发生一定的取代反应，最终获得烷基纤维素。在经过一系列的反应后会在一定程度上增稠产物，可将其视为分散剂。而纤维素的硝化反应则主要依托醇羟基与无机酸，通过卤代烷两者之间可进行一定的亲核取代反应后再进行酯化反应，最终保证高分子材料改性。因此，这就要求在对高分子材料改性时进行研究时，不仅需要合理地对其进行分析，还需分析其构成元素，旨在确保采取最为合适的材料进行处理，增强改性。

5 结语

综上所述，随着近年来社会对于性能材料需求的增加，也逐渐提高了对材料性能的要求，需通过研究高分子材料的方式来研制出满足人们要求的材料。在高分子材料研究中，有机化学占有非常重要地位，需在研究过程中始终融入有机化学相关知识，旨在实现材料的最佳合成。

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