探析高分子材料合成中有机化学的应用

    赵占科

    摘 要：目前，各个领域均对高分子材料进行了广泛应用，而在高分子材料合成时，则需要应用一些有机化学。基于此，本文通过对有机化学的简单介绍，进而深入分析了高分子材料合成中有机化学的应用，从而为我国高分子材料合成领域更好的发展提供重要帮助。

    关键词：高分子材料；合成；有机化学

    DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.07.023

    0 引言

    人们日常生活当中，经常使用一些高分子材料，如纤维、橡胶等，正是对这些材料的应用，才为人们提供一个舒适的生活环境。对于高分子材料的合成来说，具有复杂的特点，而想要确保高分子材料可以有效合成，则需要对有机化学进行应用。因此，对高分子材料合成中有机化学的应用进行研究具有重要意义，为高分子材料合成当中更好的对有机化学进行应用奠定良好基础。

    1 有机化学概述

    所谓的有机化学，指的是研究有机化合物组成、结构、性质、制备方法与应用的科学，又被成为碳化合物化学。具体来说，主要包括涉及两个方面，一是天然有机化学，即对天然有机化合物组成、合成、结构与性能的研究。二是有机合成方面，即利用简单的化合物或元素，通过相应化学反应的作用下，合成特定的有机化合物。

    2 有机化学在高分子材料合成中的应用

    2.1 高分子单体合成中的应用

    高分子材料合成过程中，一直对单体合成具有较高重视程度，如合成有机玻璃，使其在传统玻璃的基础上，透明度更高，价格更低廉，且更容易制造等，从而提升其在市场中的竞争能力。而对其进行制造时，可以采用两种合成方式，一种为丙酮氰醇法，此方式合成时，首先在整个反应链条内，利用醛与酮的亲和进行加成反应其是整个反应中最为主要的一个环节。在氢氰酸内，存在游离的CNM-，而在丙酮内，则存在游离的（OH）C+，在两种离子的作用下产生氰醇。之后，将氰醇内的水脱去，并倒入适量的H2SO4，通过水解与酯化的作用下生成MMA。该合成方式内，整个过程较为温和，且材料的利用率较高，可以达到90%以上，但其也存在一些缺陷，即合成流程较为繁琐，过程较長，且采用很多材料，同时，才合成材料当中，还存在很多危险物，如H2SO4、NaOH等，因而对合成设备的抗腐蚀性具有较高的要求，从而提升了MMA的合成成本[1]。另一种为异丁烯氧化酯法，通过这一方式合成MMA时，主要利用与异丁烯相连的甲基被SP3杂化，逐渐提升其吸引能力，电子云不断向双键一侧偏离，从而增强了H的活化性，并提升了H的活跃性，从而形成CH2C（CH3）CHO。之后，利用氧化、酯化反应的方式，合成出MMA。这两种方式合成MMA时，均利用了有机化学，而生产企业可以根据自身的实际情况，选择最佳的合成方式，从而有效减少企业的生产成本。

    2.2 高分子材料改性中的应用

    随着科学技术的发展，在高分子材料合成研究方向逐渐发生了较大的变化，从传统单体合成，转变为材料改性方面，以进一步提升高分子材料的性能，使其在社会发展中发挥出更大作用。以纤维素为例来说，是人们生活以及社会发展当中常见的一种高分子材料，该材料由多种成分构成，葡萄糖单元是其中最主要的成分，在所有单元内，均存在3个羟基，且所有羟基都较为活跃，可以与其他物质进行反应，如和H2NO3之间的硝化反应，与酯类物品之间的酯化反应，与醚类物质之间的醚化反应等，从而生产粘胶纤维、消化纤维等其他物质[2]。从高分子材料改性的具体整个层面来说，材料性能的提升，主要是在原有物质侧羟基上，发生了基团反应。对于这些新的纤维素来说，将会具备传统纤维素不同的特点，其中，利用硝化反应的方式，可以得到硝化纤维，其更容易燃烧，所以，一些企业利用其制成引火材料；利用醚化反应的方式，可以得到醚类纤维，对该材料合成时，需要在合成之前，将纤维材料浸泡到碱性溶液当中，在碱性溶液的作用下，使得纤维出现一定的膨胀，之后将膨胀后的纤维加入到CH3Cl以及C2H4Cl溶液内，通过与两种物质进行醚化反应，进而生成甲基纤维素与乙基纤维素，其中，前者为分散剂，以提升纤维素的溶解程度。而后者则完成醚化纤维的合成。

    2.3 高分子材料合成新技术方面的应用

    从来源的角度来说，可以将高分子材料分成两种类型，一是天然高分子材料，即自然界中存在的材料，这些材料存在于植物、动物以及其他生物体内，如纤维素、淀粉、蛋白质、木质素、天然橡胶、石棉等。另一种为合成高分子材料，即通过相关工艺，以人类合成的高分子材料，如塑料，光纤、合成橡胶、合成树脂等。与天然高分子材料相比来说，合成高分子材料具有更多的优点，如密度更小，耐腐蚀性更高，具有更好的绝缘性等，因而应用的更加广泛[3]。

    虽然自然界非常广阔，并存在很多自然高分子材料，但在社会不断进步的今天，不论从数量角度来说，还是从性能层面而言，天然高分子材料均不符合社会发展的需求。所以，近年来，在高分子材料合成领域，逐渐对新合成技术进行研发，以生产出更多高分子材料。其中，最主要的为基因转移聚合技术，该技术首先利用亲核催化剂，结合单体羟基，对Si配对，使得其具有4对共价。同时，在两种物质的作用下，使得Si的周边，出现6配位的不稳定结构，进而产生C-C键，这时硅基就出现了移动，出现在羟基氧上，最后合成烯酮硅缩醛。

    3 总结

    综上所述，现代高分子材料合成过程中，均对有机化学进行了应用，通过有计划的应用，不仅能够提升高分子材料的性能，而且还可以降低合成成本，提高合成效率，从而为社会提供充足的高分子材料，为推动社会快速、稳定发展做出重要贡献。此外，随着社会的发展，社会将会对高分子材料提出更高要求，所以，还要继续对高分子材料合成中有机化学应用进行研究，以推动我国高分子材料合成领域向着更好的方向前行。

    参考文献：

    [1]张爱萍.探究式教学在高中有机化学部分的合理应用探析[J].成才之路，2016（34）：92.

    [2]邓晓梅，文豪，张楚虹，etal.三维多孔还原氧化石墨烯气凝胶的制备及其在锂离子电池中的应用[J].合成化学，2016，24（04）：302-307.

    [3]于昊哲.高分子合成材料深化与拓展[J].高中数理化，2016（01）：

    50-51.