有机化学在高分子材料合成中的应用研究

　　摘要：化学高分子材料合成是有机化学的重要内容, 并且有机化学以高分子材料合成为基础, 使有机化学得到快速发展。本文从高分子单体合成、材料改型、合成新技术三个方面探讨有机化学在高分析材料合成中的具体应用。

　　关键词：有机化学; 高分子材料; 应用;

　　高分子材料与现代人们的生活息息相关, 人们常见的塑料、涤纶、橡胶等高分子材料为人们的日常生活及生产提供重要帮助。从高分子材料合成分析, 高分子材料合成反应复杂, 而有机化学作为高分子材料合成的基础, 因此探讨高分子材料合成上, 必须掌握有机化学基础知识, 从而使高分子材料更好提升人们生活水平。
 

　　1.有机化学在高分子单体合成中的应用

　　有机化学在高分子单体合成上一直是研究的重点, 比如常见的有机玻璃合成, 引起具有高透明度、低价格以及容易进行加工等有点, 在当前很多建设领域都表现出很强的竞争力, 有机玻璃的化学术语是聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) , 在有机玻璃的合成上, 主要包括两种合成方法:丙酮氰醇法以及异丁烯氧化酯化法。

　　丙酮氰醇法的分子合成中, 反应链条中最关键的反应是醛和酮的亲核加成反应, 这也是分析合成的最初步骤, 通过氢氰酸中游离的氰基负离子来进攻丙酮中的羰基碳正离子, 进而生成氰醇, 然后对清醇进行脱水, 并且加入硫酸是氰醇进一步水解并脂化生成甲基丙烯酸甲酯。在这种反应方法中, 反应的整个过程比较温和, 材料的利用率达到90%, 但是该反应的缺陷是整个生产工艺流程较长, 需要使用大料的生产原料, 并且材料中还包括剧毒与腐蚀性较强的氢氰酸、硫酸以及烧碱, 所以整个反应必须在抗腐蚀性较强的设备中进行, 这必然会大大增加投资成本。

　　而异丁烯氧化酯法则是非常具有竞争力的生产方式, 合成的关键在于与异丁烯相连的甲基被SP3, 具有非常强的吸引力, 甲基上的电子云则偏向于双键, 使甲基中的氢原子发生活化, 进而转变为活跃性较强的原子, 进而生成甲基丙烯醛, 然后经氧化、酯化形成甲基丙烯酸甲酯。

　　从有机化学角度分析, 有机化学在这些特殊的高分子合成中发挥的重要作用, 能够帮助高分子材料生产厂家选择最合适的生产方式, 降低合成物的成本, 提高企业的经济收益。

　　2.有机化学在高分子材料改性方面的应用

　　当前, 在高分子材料的发展上, 主要着眼于对高分子材料进行改性, 从而使高分子材料的性能不断提升, 以满足现实生产及人们生活的需求。以纤维素为例, 作为天然的高分子, 其重要组成部分有葡萄糖单元构成, 并且每一个单元中都含有3个羟基, 且羟基都能够与其它物质发生反应, 比如进行硝化、酯化以及醚化等多种反应, 进而形成多种衍生产物, 如粘胶纤维、醋酸纤维以及硝化纤维等。通过高分子材料改性的具体特征来看, 这些分子改性实际上都是属于侧羟基上的基团反应, 通过羟基硝化形成的消化纤维往往具有易燃的特点, 可以作为引火材料, 羟基醚化形成的醚类纤维素的制备上, 操作前需要使用一定浓度的碱液来使纤维素溶胀, 然后碱纤维就能够和氯甲烷以及氯乙烷发生醚化反应, 继而形成甲基纤维素以及乙基纤维素, 生成的甲基纤维素的作用是能够替代分散剂。

　　3.有机化学在高分子材料合成新技术方面的应用

　　随着高分子材料合成新技术的不断推进, 基因转移聚合成为一种新型的高分子合成手段, 高分子聚合包括引发、增长以及终止三个主要步骤。

　　基团转移是甲基丙烯酸酯以及丙烯酸酯发生聚合, 引发和增长两个聚合通过烯酮硅缩醛作为供体, 向-不饱和脂肪酯进行加成反应。具体反应上, 首先是由亲核催化剂以及单体羰基对硅原子进行配位, 配位数中共价键的总数达到4时结果稳定, 然而亲核试剂与单体则能够共同配位, 使得硅原子的周边形成数量为六配位的不稳定结构, 结构进程呈现八面状, 进而使引发剂以及单体分析中的电子出现转移的情况, 形成C-C键, 此时硅基将转移至单体的羰基氧上, 进而形成烯酮硅缩醛的结构, 从反映原理上来看, 基团转移聚合的条件当且仅当其中的羰基位上存在不饱和的单体才能够真正实现基因的转移聚合, 这通常体现在阴离子聚合等高分子合成上, 但是像苯乙烯、共轭二烯以及其它的环氧单体就不适合这种聚合反应模式。

　　4.结语

　　总之, 有机化学在高分子材料合成中的案例还有很多种, 为了使高分子材料合成的水平提升, 在材料合成中应充分结合有机化学知识, 从有机化学的角度去理解与看待高分子材料的合成过程, 使材料合成水平与实际效用不断提升。除了本文所提到的单体合成、材料改性以及合成新技术, 在自由基、聚合反应等方面也设计到有机化学相关理论知识, 充分掌握有机化学与高分子材料合成联系, 能够更好促进高分子材料的发展。

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