王京玺

济南工程职业技术学院 山东 济南 250000

有机化学在生活中应用广泛，高分子材料需要有机化学才能合成。有机化学分为天然有机化学与合成有机化学，前者是研究天然有机物不同性质的化学，后者是添加简单化学物通过化学反应合成的化学。高分子材料是30年代建立的年轻学科，塑料等高分子材料广泛应用于科研等领域，高分子材料合成反应体系庞大，需要培养学生对高分子合成反应类型的理解，将高分子化学内容结合有机化学知识解释，便于学生理解掌握所学内容。

1 高分子材料有机化学内容

高分子材料是高分子化合物为基体，向其中加入其他助剂形成。30年代随着科技快速发展，很多科研机构投入大量人力材料进行高分子材料的研究。当前高分子材料广泛用于生活各领域。高分子材料涉及很多知识点，有机化学是研究有机物质组成，特征与应用学科，通过有机合成或元素组成化学反应作用合成有机化合物。

高分子合成技术使a一甲基丙烯酸醋进行活性聚合高分子合成方法，增长和引发反应通过烯酮硅缩醛向a一甲基丙烯酸醋进行Mi比ael加成反应后形成，首先由亲核催化剂Nu与单体轻基对硅原子配位。硅原子形成不稳定八面体结构，引发剂与单体形成C-C键后，在单体形成新烯酮醛酸结构。通常可以进行锌离子聚合非极性单体中，共轭二烯等不适合进行聚合反与国内，选择高分子材料应研究其化学成分，保证反应中产生合理稳定性。

自由基在高分子材料合成中起到重要作用，高分子材料合成中有很多反应需要自由基参与。自由基是化合物分子在特定外界条件小共价键断裂，对平均分配成键原子形成具有单个电子原子，与三个碳原子连接碳原子自由基最稳定。要想自由基稳定存在，主要看与周围靠近其他原子结构相互作用。甲基具有性质对自由基电子排列有很大影响，改变电子云层区间密度。碳碳双键连接单键再连接双键时，π电子运动范围扩大出现离域现象。自由基稳定性受到其他因素影响，其稳定性会影响高分子材料合成效率，稳定性强高分子材料不易合成。

部分有机合成材料不能软化，如酚醛塑料首次加热可以软化流动，升温一定后逐渐变硬，二次加热使不会恢复流态，只会在温度升高状态下逐渐变硬，在塑化流动充满型腔后固化，得到所需形状，特定化学键在分子链间形成，生成所需网状结构，材料主要用于恶劣环境中[1]。如发生火灾，聚氨酯材料遇火会生成碳化层，控制火势蔓延。酚醛树脂遇火后发生碳化反应继续引燃。

自由基性质对高分子材料合成非常重要，自由基稳定性按照自由基顺序减小，碳自由基稳定性较差，通常按规则优先夺走碳自由基氢元素，可凭反映趋势判断，一些自由基因稳定性影响具有自阻聚作用，如自由基碳原子存在于含二键的取代基时产生共轭效应。自由基稳定性强反映活性低，稳定性强的自由基链长受限制大，稳定性一定程度产生自阻聚作用。

聚合反应分为缩聚与加聚反应，缩聚反应是采用逐步聚合方式，将单体通过反应除去小分子的聚合形式。聚合中产生部分副反应，基团反应使小分子间键断裂，小分子键产生加成反应为加剧反应。加剧反应中不出现其他小分子，借助引发剂可得到高分子化合物，采取一定手段提高转化率。聚合反应时首先判断反应，聚乙炔异构分为顺式与反式，掌握聚合反应形式，应通过有机化学了解，导电高分子聚乙炔通过两个二三键结构进行加剧得到，主链相互交替，双链经反应形成共轭大二，产生导电作用，有机化学基础对高分子材料合成起到关键作用。

2 有机化学在高分子材料合成反应中的应用

有机化学在传统高分子单体合成方面应用于研究重点，丙酮氰醇法合成路线关键反应机理是醛酮亲核加成反应，首步反应中氰基负离子进攻羟基碳正离子在硫酸作用下水解脂化成MMA，MM收率为99%，但存在剧毒氢氰酸为原料，增加投资成本，不够经济环保。

异丁烯氧化脂化法是生产甲基丙烯酸甲酯常用技术路线，异丁烯氧化反应机理为分子中双键为sp2杂化，甲基氢原子活化，异丁烯甲基α-H原子易被催化剂氧化，酯化得到MMA。有机化学在结构特殊的高分子单体合成中起到重要作用[2]。第一步反应为烯烃加成反应，为自由基反应机理，巯基上硫加在双键亚甲基上。含有双键原料一二中羧基进行环氧基开环反应。

改性是高分子材料发展方向，纤维素每单元有3个羟基，形成多种衍生物。如硝化纤维，甲基纤维素等。植被纤维素醚类时，用碱液使纤维素溶胀，形成乙基纤维素。甲基纤维素用作增稠剂，纤维素硝化反应为醇羟基酯化反应。通过高分子反应在聚合物主链接上感光基团，从有机华化学角度理解反应机理为，聚甲基乙烯酮侧链甲基受羟基强吸电子效应影响，与醛基发生合反应，得到有感光性能的肉硅酮结构。

基团转移聚合1993年起有研究报道新的聚合方法，是使α-甲基丙烯酸酯进行活性聚合的高分子合成方法。引发反应通过烯酮硅缩醛向α，β-不饱和脂进行Michael加成反应进行，亲核性催化剂对硅原子进配位，亲核试剂共同配位作用，使硅原子形成八面体结构，硅基转移到单体羟基氧形成新烯酮硅缩醛结构。羰基的α，β-位有不饱和双键单体进行基团转移聚合，可进行阴离子聚合非极性单体如共轭二烯等不适合聚合反应。

3 结束语

高分子材料研究对推进材料研究具有重要意义，从单应用天然高分子材料转变为多种合成高分子材料，对高分子材料实用性等具有重要影响。高分子材料合成中应用有机化学知识的例子有很多，将有机化学知识与高分子材料合成课程结合，有利于学生提高分子化学学习效率。通过有机化学在高分子材料合成应用实例，可以使学生达到对知识的融会贯通。