郭德凯
大连众智创新催化剂有限公司 辽宁 大连 116313
【摘 要】材料科学是现代社会发展中的重要基础科学，在材料领域中，高分子合成有机材料时新材料的一个重要方向，其中的主要底层合成逻辑与高分子有机化学密不可分，本文就主要探讨当代社会发展背景下的高分子材料合成中的有机化学的发展应用方向的相关问题，旨在为行业从业人员提供一定的参考。
【关键词】高分子；材料；合成；有机化学
【引 言】以现代有机化学为基础支持的高分子合成材料是现代化社会前进的重要基础之一，其中像是纤维、橡胶、有机添加剂等产品在社会中有着广泛的应用，加强有机高分子材料合成的相关研究，不仅对于企业自身发展具有重要意义，对于行业发展进步也有重要的意义。那么在未来，有机化学的发展应用趋势会如何，这是个值得探讨的问题。
1、高分子材料的定义和分类
高分子材料又称聚合物材料，其中材料集体本身结构的高分子形式是其典型的特点，一般的分子质量都超过了10000以上，高分子材料本身分子结构复杂的特点，让其在聚合的过程中并不会以完全均衡的状态进行聚合，在各部分之间可能存在很大的差异性，所以多数高分子聚合物实则上是一种高聚的混合物，高分子材料在当下的社会中品类众多，包含了塑料、橡胶、纤维、粘合剂、涂料等多种门类，在应用领域上涵盖了建筑、交通、农业、电子、航空航天等多个重要领域。目前，新材料研发中，高分子材料的研发是一个重要研究方向，也是我国高度关注的核心领域之一。
在高分子材料的分类上，根据不同标准有许多不同的分类方法，其中最常见的分类方法是按原料来源分类分为天然高分子材料和合成高分子材料，由于合成高分子材料的性能可以根据人类需求做出一定的优化，所以在工业应用中多以合成高分子材料为主；按照材料特性分类主要分为橡胶类、化纤类、塑料类、涂料类、胶粘剂以及其它功能高分子材料，不过该分类方法的材料品类之间并不存在明显的界限，比如聚氨酯一类的高聚材料，同时拥有塑料和橡胶的特点，在分类上难以具体划分；最后还有根据分子结构分类的方法，该种分类方法具有良好的分类界限，按照主链结构可分为碳链高分子材料（比如PP、PE、PVC）、杂链高聚物材料和元素有机高聚物材料。也有按照分子排列方式分类的，分为线型高聚物和结晶高聚物[1]。
2、传统高分子材料有机合成的不足和优化方向分析
前面在定义中提到，高分子材料的高分子结构过于庞大，所以在有机化合的过程中，难以充分保障各个分子之间的有效聚合，所以高分子材料多是一种混合物，如果其中的混合均匀度不够，则会导致材料的性能也体现出很大的不均匀性，所以传统的有机合成过程中，其技术难点一直都是如何有效识别聚合分子，保障聚合分子之间能最大程度地发生反应。在以往的硅原子配位技术方法中，难以有效识别材料中的初始碳原子状态，对于硅原子共价键状态的认识也不够，人工控制电子转移在有机高分子化合中的难度很大，导致传统合成材料中的高分子有机材料的稳定性一直存在较大的不足。还有就是高分子材料的结构复杂的特点，让高分子材料在加工工艺上呈现出很大的各异性，比如在高分子主链的结构基本相同的情况下，不同位置的C键连接位置也能让材料再细分出成千上万种不同的组合方式，而这些不同组合方式组成的材料在大多数方法中并不是通用的，所以每面对一种新的材料就要研发一种新材料的合成加工方式，这让有机高分子材料的研发成本大大提升[2]。
在解决传统高分子材料合成的基础上难题上，从有机化学角度来讲可从两个方面着手进行，首先是加强对于催化剂和环境条件的控制研究，通过改善有机合成环境，添加一些促成反应的催化剂，比如硅缩醛，可很好促进单体羟基对原子的有效配位，提升C原子在反应中的有效对接，让反应更加高效，同时让反应结果更加稳定，从而大大提升合成高分子材料质量的目标，还有一种方式就是直接关注电子转移状态，分析众多不同种类高分子材料的电子转移能力，制定专项的合成计划，总计经验，这能让有机合成技术在今后的合成中更加高效。
3、改性高分子材料合成应用中的不足和改进方法
当下社会的高分子材料合成加工的基本理念是，先找到基础性能符合要求的天然大分子材料方向，然后对天然大分子材料进行改性优化，比如使用化学改性、共混改性、填充改性、纤维增强改性、表面改性技术等手段，让材料的某些方面想的性能更加突出，达到使用标准的一种手段。然而在历史的材料改性经验上显示，高分子材料的改性加工工艺存在两个较大的难点，第一就是定向改性的问题，这需要对材料最初的分子结构有一定的认识，并且具备有效的技术对某些特定部位的分子结构进行加工改进，但实际上，由于高分子结构的复杂特点，在进行改进时难以有效精准把握改进方向，导致最终材料的多个性能指标出现波动，最终产品报废几率较大，还有就是高分子材料的某些结构单元也可能在改进过程中发生意料之外的反应，从而扰乱实验人员的经验总结，这会严重干扰改性材料的研发控制进度。
当下在高分子材料的改性技术研究上，从有机化学角度来看，要先对高分子材料的分子结构有较为明显的认识，比如在纤维材料中，可能存在大量的葡萄糖单元，在进行改进研发时，要做好对葡萄糖单元的有效控制，灵活地调整改性技术，在改性技术的探究中，如果发现了性能更为理想的合成材料，可考虑在合成材料的基础上进行进一步优化，从而不断让材料性能向预定的方向转变，最终达到生产预期[3]。
4、高分子材料的一些创新应用
现代高分子三大合成材料的合成塑料、合成纤维和合成橡胶是当下国民经济建设与人民日常生活中最重要的材料方向，不过在航空航天工程、生物工程以及精密电子机械等领域中，对于合成高分子材料的性能需求还在不断进一步提升，比如高分子分离膜、高分子磁性材料、光功能高分子材料等方面，都需要进一步提升高分子材料的研发水平。
从有机化学角度来看，在高分子新材料的研发上，要善于打破传统思维，敢于尝试一些全新的合成方法，比如加入高强度、高模量、耐温的增强剂，又或者是拓展研发的基体材料，在天然材料之外，还可选择性能本身就较为优异的合成树脂，在分子反应层面上，创新全新的反应模式，比如基因转移聚合技术, 通过利用亲核催化剂, 结合单体羟基对Si进行配对,在原本可生成4对共价键的同时，让Si的周边再度生成C-C键,大大提升材料的稳定性。在高分子材料合成加工阶段，也可创新聚合方式，比如本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合、溶液聚合和气相聚合等。这些众多因素都说明了有机高分子材料还存在巨大的研发空间，相关研究人员需要加强创新意识不断研究。
【总 结】
高分子材料本身的特点让其充满了巨大的研究空间，加强高分子材料领域内有机化学的学习研究，不断总结经验，在关注化学反应本身可行性的同时，也要充分关注外部反应的催化剂，合成添加剂、温度、压强等因素对于反应速率的影响，还有就是要关注材料能否满足后续加工需求，比如纤维成形、卷绕、拉伸和定型等问题。
【参考文献】
[1]苏熹.化学合成生物降解高分子材料的研究现状[J].化工管理，2019（13）：69.
[2]赵占科.探析高分子材料合成中有机化学的应用[J].山东工业技术，2019（07）：25.
[3]田靜，杨益琴，宋君龙.木质素的化学改性及其在高分子材料中的应用[J].纤维素科学与技术，2018，26（04）：76-85.
作者简介：郭德凯（1988.08-），男，汉，辽宁省大连市，工艺技术员，本科，单位：大连众智创新催化剂有限公司，研究方向：有机化学