有机化学在高分子材料合成中的应用

有机化学在高分子材料合成中的应用
发表时间：2016-11-23T17:03:27.550Z 来源：《基层建设》2016年17期作者：李友杰
[导读] 摘要：20世纪30年代建立起来的高分子材料科学，对人类产生了巨大的影响，它影响人类生活的方方面面，如当前人们已经离不开塑料、橡胶等高分子材料，他们人们的生活紧密相关，被广泛应用于生活生产等领域，其种类繁多，具有非常多的优点，已经成为社会不可缺少的材料。

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摘要：20世纪30年代建立起来的高分子材料科学，对人类产生了巨大的影响，它影响人类生活的方方面面，如当前人们已经离不开塑料、橡胶等高分子材料，他们人们的生活紧密相关，被广泛应用于生活生产等领域，其种类繁多，具有非常多的优点，已经成为社会不可缺少的材料。

人类从未停止过对有机化学研究的脚步，目前它已经成为高分子材料专业必不可少的基础课，本文结合我国多年来对有机化学高分子材料的研究成果，探讨了有机高分子合成的应用。

关键词：高分子；材料合成；有机化学；应用
前言
目前，人们的生活与高分子材料科学息息相关，生活、科研、国防等领域都能看到它们的身影，其品种数繁多，应用广泛，是当今社会发展建设中不可缺少的材料。

为了提高对有机高分子的研究水平，为新世纪培养精通高分子材料的优秀人才，近年来，各个领域纷纷设立高分子材料与工程专业，对其进一步研究。

1有机合成材料
1.1有机合成材料定义
将烯烃一类的小分子有机物等通过化学合成的方法，将其合成大分子聚合物的过程就叫做有机材料的合成，这些大分子聚合物就是有机合成材料。

有机合成材料的种类繁多，合成纤维、合成塑料、合成橡胶等的相对分子质量都在10000以上，它们就是用人们通常所说的用人工的方法，将低分子化合物合成的高聚物。

有机合成材料有很多优点，例如强大的耐高温性能使它能够代替一些耐高温金属的功能!目前，市场上有很多东西都是以有机合成材料为主要原料，比如有机玻璃做的眼镜，收纳物品用的塑料袋，汽车上的窗户，轮胎等。

有机合成材料的出现使人类告别了极度依靠天然材料的时代，在人类材料发展史上，是人类科学发展进步和生活水平提高的一大表现和突破。

合成材料的原料如用石油产品、石灰石、煤、水等含量丰富，容易购买、制造加工的过程也非常简单、生产出的产品性能千变万化，性能各异。

所以，合成材料被人们广泛的应用在生产和生活的各个方面。

1.2 有机合成材料成分和分类
因为在有机物发生聚合反应的时候，经常会不小心拉断一些分子链较长的分子，这就会导致其中产生的一些结构相似、分子量却不同的分子聚合在一起，所以，指的注意的是，这样形成的有机合成材料并不是纯净物，而是混合物，即使这些产生的分子的结构类型相同，物理和化学性质都相似，混合在一起也是混合物。

就拿简单的有机物烷烃来说，分子量越大的烷烃，发生聚合反应后形成的有机高分子就越不纯净，液化乙烷中很可能会有丁烷、庚烷等同类有机物混在其中。

有机高分子化合物制成的材料就被叫做有机高分子材料。

有机合成材料的种类非常的多，塑料、橡胶、土工材料等都包括在其中。

可以将它们简单的分类为如棉花和天然橡胶等用有机高分子化合物制成的的有机高分子材料和如塑料、纤维和橡胶等合成有机高分子材料。

不需要经过加工的天然有机高分子材料有羊毛和天然橡胶等，还有一种高分子材料是人工合成的有机高分子材料，例如塑料，纤维和橡胶等。

有机合成材料可以对日渐匮乏的自然资源进行补充，而化学技术是有机合成材料合成中的必备技术。

新型有机合成材料会给人类未来增添更多美好的色彩。

1.3有机合成材料的性质
有机合成材料种类各种各样，不同的种类又拥有不同的性质，就拿合成橡胶来说，合成橡胶是生活中常见的有机合成材料，比如汽车上的轮胎就是由合成橡胶做成的，所以轮胎具有合成橡胶的优点，不仅弹性好而且耐磨性质良好，轮船的轮胎还具有防水的功能；合成橡胶还具有耐油、酸、碱、耐高温、耐老化的性质。

下面具体分析了有机合成材料的性质。

1.热塑性
有机合成材料在一定温度范围内，能够可逆在加热时变软流动，冷却变硬的过程，可以反复进行。

大部分的有机合成材料都具有这种特性。

线形或支链型结构的高分子材料反复加工，制成薄膜、拉成丝或压制成各种各样的形状，在工业、农业和日常生活中广泛使用。

大多数线型聚合物都有热塑性，所以，加工起来很简洁方便，可塑性极强。

2.热固性
有机合成材料在加热的时候不能软化和反复塑制，它也不能被溶剂溶解。

如体型聚合物就具有这种典型的性质，其中的酚醛塑料就是这样，在加热的时候，它只能被烧焦而不能熔化。

在进行第一次加热的时候，它可以软化流动，等到到达一定温度的时候，产生化学反应就会变硬，等到再次进行加热的时候，酚醛塑料就不能再变软流动了。

在制作加工产品的时候，正好借助酚醛塑料的这种特性对其进行成型加工，第一次加热时，在压力下，在塑化流动充满型腔之后其进行固化，打造成确定的形状和尺寸。

以上步骤完成之后，会有特定的化学键在分子链之间形成，进过一系列的反应，最终变成不能再次进行熔触网状结构，也不能溶解在溶剂中。

主要在隔热、耐高压电等的恶劣环境中的塑料中含量较高，炒锅锅把手和高低压电器就是最常见的。

在遇火后，热固性材料会出现碳化的现象，对于不同的材料，碳化层深度也都不同，在特殊情况下，部分材料会产生阴燃的现象。

其中的聚氨酯，会在遇火后，再其表面形成一层碳化层，使得火焰无法深入。

而其中的酚醛树脂在遇火后发生碳化，之后还会继续阴燃。

2 在高分子单体合成方面的应用
从传统高分子单体合成的方面来说，有机化学的应用具有极其重要的研究意义。

例如，同时具有透明度高，加工简单，价格低廉的有机玻璃，在生活生产的各个方面都有很强的竞争力。

PMMA的高分子单体甲基丙烯酸甲酯有两种合成方法：第一种是丙酮氰醇法，第二种是异丁烯氧化酯化法，两者都各具特色，对人们的生活都产生了巨大的影响。

近十年来新兴起来的高分子单体聚合方法中的可逆加成断裂链转移聚合备受关注。

它不仅对大多数单体都适用，而且还具有聚合条件
温和、实施方法多的特点，目前，它已经成为当前聚合的研究热点。

聚合产物的数均聚合度和所加成的单体数应该相等。

链转移、链终止现象在聚合体系中是经常见到的现象，在发生活性自由基聚合的链增长反应的时候，这两种现象可以被忽略，在一定范围内可以控制它的分子量，具有活性聚合的特征，它的应用非常广泛，受到绝大多数人的欢迎。

3在高分子合成新技术方面的应用
基团转移聚合是1983年起开始出现的一种新的聚合方法，最早是由Webster等人报道出来的。

这种新型的聚合方法，能使α－甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯发生活性聚合的现象。

最早是引发，到增长最后到其终止的聚合过程，这种新的高分子合成方法由三个步骤组成，引发和增长反应作为前俩个步骤，他们都是由烯酮硅缩醛分别向α，β这两个不饱和酯进行加成反应。

首先，亲核性催化剂和单体的羰基发生反应，硅原子和碳原子发生变化，如果硅原子的共价键数为4，则表明它的结构稳定，之后硅原子形成八面体结构，这种结果是六配位结构，具有不稳定的特点。

这一八面体形成会造成电子的转移的现象发生在引发剂与单体之间的分子内，C－C键就这样形成，在此同时，新的烯酮硅缩醛结构（VI），在硅基转移到单体的羰基氧上的时候就形成了。

由此可知，进行基团转移聚合的条件是，只有在羰基的α，β位上有不饱和双键的单体，基团转移聚合才能形成。

4总结
有机化学高分子材料合成给人们的生产和生活都带来了很大的便利，应用非常的广泛。

特别在近几年内引起了社会的广泛关注，在新时代里必须加强对高分子合成技术的研究，紧跟时代的步伐，提高对高分子合成方面知识的学习与思考，这样才能使有机化学高分子材料应用更广泛，为人类提供更多的便利。

参考文献：
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