關(guān)于有機(jī)化學(xué)在高分子材料合成中應(yīng)用情況的研究

汪世寶

摘 要：隨著時(shí)代的發(fā)展，各種新技術(shù)層出不窮。在材料領(lǐng)域，高分子材料合成是一個(gè)十分重要的分支，新技術(shù)的推動(dòng)之下，該領(lǐng)域發(fā)展迅速。有機(jī)化學(xué)最為一門基礎(chǔ)理論，對(duì)高分子材料合成是非常關(guān)鍵的。在本次研究中，筆者以有機(jī)化學(xué)為研究對(duì)象，主要探討了該理論在高分子材料合成中的實(shí)際使用情況。

關(guān)鍵詞：有機(jī)化學(xué)；高分子材料；合成

在新的時(shí)代背景下，高分子合成材料在很多領(lǐng)域都得到了應(yīng)用。高分子合成材料已經(jīng)成為了一個(gè)研究熱點(diǎn)，好多學(xué)者都投入到對(duì)該領(lǐng)域的研究中。本文主要圍繞這以問題展開了探討，首先介紹了有機(jī)化學(xué)合成材料的內(nèi)容，接下來分析了有機(jī)化學(xué)在高分子合成新技術(shù)方面的應(yīng)用情況。

1 有機(jī)化學(xué)合成材料的內(nèi)容

1.1 自由基

在高分子合成反應(yīng)來說，自由基是至關(guān)重要的存在。其中影響反應(yīng)的主要因素有兩個(gè)：第一個(gè)是自由基的性質(zhì)第二個(gè)則是自由基的結(jié)構(gòu)。不同種類的自由基具有不用的穩(wěn)定性，這里涉及的自由基主要有三種，分別是叔碳自由基、仲碳自由基以及伯碳自由基，其中穩(wěn)定性最好的是叔碳自由基，而穩(wěn)定性排在末尾的則是伯碳自由基，影響自由基穩(wěn)定性的主要因素就是共扼效應(yīng)。在發(fā)生聚合反應(yīng)時(shí)，當(dāng)叔碳自由基和伯碳自由基都需要?dú)湓貢r(shí)，能夠首先獲得氫元素的是叔碳自由基。這主要是因?yàn)槭逄甲杂苫姆€(wěn)定性相對(duì)較好，從而使得叔碳自由基反應(yīng)弧的競(jìng)爭(zhēng)能力也相對(duì)較強(qiáng)，所以才能更容易獲得氫元素。此外，在反應(yīng)過程中，也存在一些具有自阻聚能力的自由基，這主要是由該自由基本身的穩(wěn)定性決定的?？偟恼f來，當(dāng)一個(gè)自由基的穩(wěn)定性相對(duì)較好時(shí)，那么與此同時(shí)該自由基的反應(yīng)活性也就相對(duì)較差，從而使得該自由基具有相對(duì)較好的自阻聚能力。

1.2 聚合反應(yīng)

通過聚合反應(yīng)來得到高分子合成材料是一種十分常見的方式，聚合反應(yīng)的本質(zhì)就是有機(jī)物的聚合過程。聚合反應(yīng)主要有兩種類別：第一類是縮聚反應(yīng)；第二類則是加劇反應(yīng)。所謂縮聚反應(yīng)指的就是通過多次的聚合，最終去掉小分子，得到聚合物。并不是所有的縮聚反應(yīng)都可以得到高分子材料，如果基團(tuán)的反應(yīng)程度沒有超過98%，那么就無法得到高分子材料。加劇反應(yīng)主要包括兩個(gè)過程：首先，確保小分子的間鍵保持?jǐn)嗔褷顟B(tài)；其次，上述小分子之間通過加成反應(yīng)聚合到一起。在進(jìn)行加劇反應(yīng)時(shí)，人們比較關(guān)心的一個(gè)問題就是反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，要想使得轉(zhuǎn)化率得到提升，需要使用一定的方法。

一般來講，如果想要通過聚合反應(yīng)得到高分子材料，首先需要做的工作就是確定聚合反應(yīng)的具體類型。就聚乙炔而言，存在兩種不同的異構(gòu)形式，第一種是順式異構(gòu)；第二種則是反式異構(gòu)。在開展聚合操作時(shí)，要想正確了解聚合反應(yīng)的實(shí)際情況，相關(guān)人員必須具備相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，主要是有機(jī)化學(xué)理論。以導(dǎo)電高分子聚乙炔材料為例，相關(guān)人員可以通過學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)來了解該材料，尤其是了解其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及該種材料在發(fā)生聚合反應(yīng)時(shí)的特性。掌握有機(jī)化學(xué)知識(shí)可以為開展高分子聚合材料研究奠定基礎(chǔ)，方便后續(xù)研究的順利開展。

1.3 高分子材料

現(xiàn)階段，對(duì)高分子材料進(jìn)行改性處理是一個(gè)非常熱門的課題。所謂改性處理指的就是對(duì)現(xiàn)有的材料開展一定的更新操作，從而得到更加符合人們預(yù)期的高分子材料。一般來講，改性處理的主要目的是使得材料的某些性能變得更好。舉例說明，就纖維素而言，這是一種比較常見的材料，構(gòu)成纖維素的組件是葡萄糖。每一單位的葡萄糖分子中都有三個(gè)羥基，在進(jìn)行改性操作時(shí)，主要針對(duì)的對(duì)象就是這些羥基。筆者認(rèn)為通過改性來提高材料的性能是一種十分有效的方式，要想保證改性操作可以順利進(jìn)行，最為關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)就是明確自己的研究目的，并對(duì)所研究的材料進(jìn)行透徹的了解，這是開展后續(xù)改性操作的基礎(chǔ)和前提。在了解材料時(shí)，需要關(guān)注的是材料的構(gòu)成元素，然后根據(jù)材料的實(shí)際情況選擇合適的改性方法。

2 有機(jī)化學(xué)在高分子合成新技術(shù)方面的應(yīng)用

現(xiàn)階段，基團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合是一種相對(duì)較新的高分子合成技術(shù)，該技術(shù)主要包括三個(gè)階段，第一階段是引發(fā)；第二階段是增長(zhǎng)；最后一個(gè)階段是終止?？偟恼f來，在使用基團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合技術(shù)時(shí)需要關(guān)注一些問題，下面具體介紹一下：

第一，確保使用的親核催化劑是合理的。在開展基團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合操作時(shí)，親核催化劑的主要作為為硅原子指導(dǎo)合適的配位，這是保證后續(xù)反應(yīng)得到順利進(jìn)行的基礎(chǔ)和前提。

第二，保證共價(jià)鍵的數(shù)目是合適的，并在此基礎(chǔ)之上，關(guān)注其和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的聯(lián)系。在親核催化劑的協(xié)助之下，當(dāng)硅原子發(fā)生配位行為時(shí)，要想保證該結(jié)構(gòu)處于較為穩(wěn)定的狀態(tài)，那么就需要將其共價(jià)鍵的數(shù)目控制在4。但是，在實(shí)際的反應(yīng)中，除了親和催化劑，單體還會(huì)對(duì)硅原子的配位帶來影響。在這種情況之下，最終得到的6配位，此時(shí)對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)是一個(gè)八面體，該結(jié)構(gòu)不是十分穩(wěn)定。于是，最終引發(fā)劑和單位間就出現(xiàn)了C一C鍵。

第三，當(dāng)C一C鍵出現(xiàn)之后，需要關(guān)注下述問題：硅基出現(xiàn)轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，此時(shí)就可以得到烯酮硅縮醛酸結(jié)構(gòu)，并不是該結(jié)構(gòu)中的所有基團(tuán)都可以發(fā)生基團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合反應(yīng)，能夠開展上反應(yīng)的只有兩個(gè)基團(tuán)：第一個(gè)是羰基-；第二個(gè)則是-烯酮硅縮醛上的不飽和雙建單體。

第四，確保陰離子聚合可以順利開展。一般來講，在開展陰離子聚合操作時(shí)，選擇的反應(yīng)物都是非極性單體。而可以發(fā)生陰離子聚合的非極性單體種類繁多，此時(shí)需要注意的一個(gè)問題就是選擇合適的反應(yīng)物。在開展選擇操作時(shí)，首先需要透徹的了解不同非極性單體的化學(xué)成分；其次，需要做的工作就是對(duì)非極性單體的穩(wěn)定性進(jìn)行檢測(cè)。非極性單體的穩(wěn)定性是非常關(guān)鍵的，直接影響后續(xù)得到的高分子材料的性質(zhì)。

3 結(jié)語

在開展高分子材料合成操作時(shí)，有機(jī)化學(xué)為其提供了重要的理論支撐，研究有機(jī)化學(xué)在高分子材料合成中的實(shí)際使用情況是十分有必要的。筆者主要針對(duì)這一問題展開了探討，希望可以為相關(guān)人員提供一定的參考。

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