制酚醛樹脂為什麼加鹽酸

A. 酚醛樹脂 如何合成 機理是什麼

酚醛樹脂也叫電木，又稱電木粉。原為無色或黃褐色透明物，市場銷售往往加著色劑而呈紅、黃、黑、綠、棕、藍等顏色，有顆粒、粉末狀。耐弱酸和弱鹼，遇強酸發生分解，遇強鹼發生腐蝕。不溶於水，溶於丙酮、酒精等有機溶劑中。苯酚醛或其衍生物縮聚而得。
合成原理
1 加成反應

在適當條件下，一元羥甲基苯酚繼續進行加成反應，就可生成二元及多元羥甲基苯酚：
2 縮合及縮聚反應
縮合及縮聚反應，隨反應條件的不同可以發生在羥甲基苯酚與苯酚分子之間，也可發生在各個羥甲基苯酚分子之間。
縮合反應不斷進行的結果是縮聚形成一定分子量的酚醛樹脂，由於縮聚反應具有逐步的特點，中間產物相當穩定因而能夠分離而加以研究。
縮聚反應是縮合聚合反應的簡稱，是指單體之間相互作用生成高分子，同時還生成小分子（如水、氨、鹵化氫等）的聚合反應。例如合成酚醛樹脂的反應就是縮聚反應。合成酚醛樹脂通常是以苯酚和甲醛為原料，在催化劑作用下，經縮聚反應而得到。
縮聚反應根據參加反應的單體種數又分為共縮聚和均縮聚，由不同種單體參加的縮聚反應稱為共縮聚。如酚醛樹脂的合成反應就是共縮聚，它是由苯酚和甲醛兩種物質為單體的。由同種單體進行的縮聚反應稱為均縮聚。如氨基酸聚合成多肽的縮聚反應就屬均縮聚。
縮聚反應的特點是：
（1）單體不一定含有不飽和鍵，但必須含有兩個或兩個以上的反應基團（如—OH、—COOH、—NH2、—X等）。
（2）縮聚反應的結果，不僅生成高聚物，而且還有副產物（小分子）生成。
（3）所得高分子化合物的化學組成跟單體的化學組成不同。
實驗製取
【原理】苯酚和甲醛在酸性或鹼性的催化劑作用下，通過縮聚反應生成酚醛樹脂。在酸性催化劑作用下，苯酚過量時生成線型熱塑性樹脂；在鹼性催化劑作用下，甲醛過量時生成體型熱固性樹脂。
【操作】
（1）在25×200mm的試管中加入 4g化學純苯酚和2.5mL化學純甲醛溶液（密度約1.1g/cm3、濃度為36～38%），再加入1mL化學純的濃鹽酸，振盪均勻後塞上帶有直玻璃管（長300mm）的橡皮塞。把上述試管固定在鐵架台上，放在80～90℃的水浴中加熱（如左圖）。片刻後，試管中發生劇烈反應，反應後還要繼續加熱，直到生成粉紅的固體樹脂為止。取出固體樹脂（用鐵絲鉤出），用水沖洗後得到熱塑性樹脂。
（2）在25×200mm的試管中加入2.5g化學純苯酚和3mL化學純甲醛溶液（濃度同前），再加入1mL化學純濃氨水（濃度為25～28%），振盪均勻之後塞上帶有直玻璃管（長300mm）的橡皮塞。把上述的試管固定在鐵架台上，用沸水浴加熱，直到混合物分成兩層。當底層的樹脂粘度增大時，取下試管用水冷卻，等樹脂固化後倒出，用水沖洗，得到黃色的熱固性樹脂。
【說明】
（1）苯酚和甲醛在鹼性條件下反應，要比在酸性條件下反應慢。要使生成的樹脂冷卻後呈固體，必須加熱半小時以上。
（2）苯酚和甲醛在鹼性條件下是逐漸生成體型樹脂的。開始生成的液態物是可溶於酒精、丙酮和鹼性水溶液的樹脂，叫做甲階樹脂。繼續加熱後，生成粘稠狀的液體，冷卻後成為脆性固體，能部分溶於酒精、丙酮，但不溶於鹼性水溶液。它叫乙階樹脂（固體受熱能軟化）。再繼續加熱，才生成不溶不熔的體型樹脂，叫做丙階樹脂。在課堂教學實驗中制備，由於加熱的時間不夠，一般生成乙階樹脂。
（3）苯酚有毒，它的濃溶液對皮膚有強烈的腐蝕性，使用時要小心。如沾到皮膚上，要立即用酒精擦洗干凈。
（4）苯酚在常溫下是無色晶體，不易從瓶中取出。取用時先把裝有苯酚的瓶子放在60～70℃的熱水中，使晶體液化，再用長滴管吸出，滴入小燒杯中稱量。

B. 誰知道 酚醛樹脂 具體是怎麼做成的

一、酚醛樹脂

酚醛樹脂是由苯酚和甲醛在酸、鹼觸媒作用下合成的。由於工藝不同可以製成液體酚醛樹脂和粉狀酚醛樹脂兩種。

1、製造酚醛樹脂的原材料

（1）苯酚

苯酚又稱石炭酸，純白無色針狀晶體，在空氣中可氧化成淺粉色。

分子式

C6H5OH

分子量

94.11

比重

1.0545g/cm3

熔點

40.8℃

沸點

182℃

苯酚能溶於熱水，溶於酒精，鹼等。有弱酸性，易滲入皮膚，引起過敏現象。將2%左右的苯酚肥皂水溶液用於消毒，醫用名稱「來蘇兒」。

表1 製造酚醛樹脂用的苯酚的技術條件

名稱

苯酚（又名石炭酸）

分子式

C6H5OH

外觀

有特殊氣味的無色結晶，在空氣中顯粉紅色

酸鹼性

呈弱酸性

含量要求

苯酚含量96%

（2）甲醛

甲醛為無色氣體，用於製造酚醛樹脂的是甲醛的水溶液。

甲醛分子式

HCHO

分子量

30.03

氣體比重

1.067 即比空氣略重

液體比重

（-20℃）0.815

熔點

-92℃

沸點

-21℃

甲醛溶於水和酒精，40%的水溶液醫學上稱 「福爾馬林」，做防腐劑使用。長期存放的甲醛易聚合沉澱出白色塊狀物，加入8-12%的甲醇（CH3OH）可防聚合。甲醛具有強烈的刺激性氣味，能刺激眼睛和呼吸道粘膜，並引起皮膚過敏現象。甲醛的技術條件見表2

表2 甲醛的技術條件

名稱

甲醛（水溶液）

分子式

HCHO

分子量

30.03

溶解性

能溶於水，最大濃度可達50%

使用要求

甲醛含量 >34%，沉澱物<1%

（3）催化劑

① 鹼性催化劑 氫氧化鈉、氫氧化鋇、氫氧化銨等都可以做合成酚醛樹脂的催化劑生成液體酚醛樹脂。

磨料磨具行業用的液體酚醛樹脂通常是用氫氧化銨作催化劑，因氫氧化銨屬於弱鹼性。對不耐鹼地酚醛樹脂影響不大。殘留部分在硬化加熱時大部分揮發掉了，所以用氫氧化銨作催化劑的酚醛樹脂具有較高的強度，耐水性較好。氫氧化鋇也是較好的催化劑；而氫氧化鈉是一種強鹼，殘留在磨具的結合劑中對磨具有破壞作用，因此在磨具製造中很少使用氫氧化鈉作催化劑的酚醛樹脂。

苯酚與甲醛生成樹脂的反應速度隨催化劑的用量增多而加快，但是反應太快則不易控制，通常氫氧化銨的水溶液用量為苯酚的3-6%。

作為催化劑的氫氧化銨含量不小於17%，比重為0.88-0.92 g/cm3。

②酸性催化劑 生產粉狀的酚醛樹脂通常使用鹽酸作催化劑。鹽酸是氯化氫的水溶液。工業鹽酸的氯化氫含量為25-40%，比重為1.12-1.20。用量以苯酚為100%計，鹽酸加入量，以純HCl計為0.1-0.3%。殘留在樹脂中的鹽酸在硬化加熱過程中幾乎全部揮發掉，對樹脂性能沒有明顯影響。

C. 苯酚和甲醛制酚醛樹脂時加濃鹽酸

H+作為催化劑催化反應進行

D. 在制備酚醛樹脂時,濃鹽酸是如何發揮催化作用的

在制備酚醛來樹脂時,反應源為縮聚反應,生成體形高分子
一般反應有很多種但高中只講臨間縮聚
催化劑一般為濃鹽酸或濃氨水,催化劑不同生成的酚醛樹脂也不同,但苯酚含有酚羥基在空氣中就極易被氧化,因此濃鹽酸有防止作用並且接觸在活化機處發揮催化作用的

E. 酚醛樹脂用鹽酸為什麼要用鹽酸

預處理的目的：新樹脂在使用前需清洗是任何類型的樹脂都不可少版的一個步驟！ 主要是因權為，樹脂在出售時，並非絕對的「干凈」，多會含有少量低聚物和未參加反應的單體，以及鐵、鉛、銅等無機雜質。這些物質或多或少都對樹脂的交換性能有一定影響

F. 實驗室制酚醛樹脂 為什麼先放苯酚 再放甲醛 最後放鹽酸

如果先放甲醛再放苯酚，苯酚和甲醛分成，加入鹽酸後，鹽酸就和苯酚反應了：

G. 酚醛在酸性條件下縮聚為什麼用濃鹽酸

在酸性介質中，羥甲基與羥甲基或羥甲基與酚環上的氫原子的反應速度都較酚與醛的加成反應速度快。研究表明，熱塑性酚醛樹脂和生成過程是通過羥甲基衍生物階段而進行的，且羥甲基彼此間的反應速度總小於羥甲基與苯酚鄰位或對位上氫原子的反應速度。通常認為，在酸催化下的反應是與甲醛或它在水溶液中的甲二醇形成的質子性質有關的親電取代反應。
動力學數據表明：H+ 在酚和醛反應的開始階段是活潑的催化劑，縮聚反應的速度大體上正比於氫質子的濃度。
催化劑：在酸性催化劑作用下苯酚與甲醛加成反應的速度與氫離子的濃度呈線性關系，進一步的縮聚反應對於酸性催化劑的用量也非常敏感，催化劑不僅對反應有催化作用，還影響樹脂的性能。
鹽酸是最強的催化劑，一般用量為0.05%～0.1%，反應體系的pH在1.8～2.2之間，為防止縮聚過程中的劇烈放熱，因此應分2～3次加入反應物中。優點：
價格低，反應速度快，在乾燥脫水過程中可隨水蒸氣逸出。缺點：腐蝕設備嚴重，生產出的樹脂中殘存有氯離子，會影響其性能。鹽酸曾一度廣泛使用，後來逐漸被拋棄，因易形成氯甲基醚副產物，鹽酸與甲醛形成的二氯甲基醚被認為是潛在的致癌物。
硫酸作催化劑較少，主要是因為總有部分硫酸殘存於樹脂中，必須使之中和生成惰性的硫酸鹽。所得樹脂顏色較深，對設備腐蝕嚴重。採用量為苯酚的0.4%～0.5%。
草酸是很好的催化劑，現普遍使用。催化作用緩和，用量為苯酚量的0.5%～2%。特點是縮聚反應平穩，容易控制。易實現自動控制，樹脂顏色較淺並具有較好的耐光性，反應後不必中和；對設備腐蝕小。缺點是反應速度較慢。
2）中和劑：由於熱塑性酚醛樹脂是在酸性條件下縮聚而成。因此，在樹脂的合成反應達到預期的程度時，通常要用鹼性物質對樹脂的殘余酸進行中和。中和的目的一方面是終止樹脂的縮聚反應，另一方面是消除樹脂中因酸而具有的腐蝕性。可用的中和劑可為各類鹼性物質，但是，從經濟以及來源等方面考慮，可用氨水和氫氧化鈉為中和劑。
3）原料的用量比：工業生產中，苯酚/甲醛（摩爾比）通常為1/0.85左右，在同樣條件下進行縮聚，甲醛對苯酚的摩爾比愈高，所得樹脂軟化點愈高，平均相對分子質量愈大，收率提高，樹脂中游離酚含量減少。
4）縮聚與脫水條件：延長縮聚時間，反應趨於完全，樹脂的平均相對分子質量、收率都有所提高。乾燥時間與最終脫水溫度的高低對所得樹脂的相對分子質量、溶液粘度、軟化點、滴點以及游離酚含量皆有影響[1]。最終脫水溫度的提高可顯著提高樹脂的滴點，甲醛的用料比增大時，對滴點的影響更大。

H. 製取酚醛樹脂的催化劑除了選用鹽酸和濃氨水外，還有哪些物質可以選用

如鹽酸、草酸、硫酸、對甲苯磺酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋇、氨氣、氧化鎂和乙酸鋅等都可以選擇。
1、鹽酸

分子式：HCl

鹽酸是五色或黃色透明的液體，由食鹽電解，合成等方法製成。是一種強酸，具有酸類的通性。

鹽酸是製造苯酚甲醛熱塑性樹脂的催化劑，使用時要稀釋後加入，採用鹽酸作催化劑的優點是價格低，在樹脂脫水乾燥中鹽酸可以蒸發出去，它的缺點是對設備有腐蝕作用。

鹽酸有強腐蝕性，能腐蝕織物及皮膚，操作時須穿戴橡皮手套等防護用品。皮膚濺上鹽酸後，應立即用清水沖洗。

生產酚醛樹脂對鹽酸的技術要求如下：

外觀無色或黃色透明液體；

HCl質量分數≥3l％。

2、草酸

分子式：（COOH)2，2H2O

草酸又名乙二酸。系無色透明結晶或白色結晶顆粒。在熱空氣中易被風化。放入乾燥器中或加熱高於30℃時，也會失去結晶水。

草酸易溶於水和乙醇，難溶於醚，不溶於三氯甲烷和苯，熔點為101℃。
草酸在高溫下則分解為二氧化碳和甲酸。
3、液鹼
分子式：NaOH
液鹼系氫氧化鈉的水溶液，由食鹽電解製得。NaOH又名苛性鈉，燒鹼，是一種典型的強鹼。它具有強腐蝕性，操作時應注意好勞動安全防護。生產酚醛樹脂對液鹼的要求是：
外觀白色或微紅色無機械雜質之液體；
NaOH質量分數≥30％。
4、氨水
分子式：NH4OH或NH3·H2O
氨水又名阿莫尼亞水。是無色有強刺激性臭味的透明液體。它是由氮氣和氫氣直接合
成製得的氨氣溶於水而製得的，並呈弱鹼性。氨水是苯酚甲醛樹脂的催化劑，因催化性能較
緩所以在生產過程中容易控制。氨水對人體皮膚有刺激性，使用時空氣要流通，避免氣味吸
入呼吸道。在生產酚醛樹脂時對氨水的技術要求是：
外觀五色透明或微帶黃色的液體；
NH3質量分數≥20％。
5、氫氧化鋇
分子式：Ba（OH）2
氫氧化鋇是—種白色單斜晶系晶體，相對密度：2.18，熔點：78℃，微溶於乙醇，溶於水，其水溶液呈強鹼性，在空氣中極易吸收二氧化碳而成碳酸鋇。受熱後逐漸失去結晶水，780℃失去全部結晶水變成無水物，有毒。

其合格品技術指標為：
Ba（OH）2·8H2O 質量分數≥95％
BaCO3 質量分數≤2.0％
氯化物（以Cl計） 質量分數≤0.30％
鐵（Fe） 質量分數≤0.010％

I. 酚醛樹脂是怎麼生成的

酚醛樹脂是由酚類化合物(如苯酚、甲酚、二甲酚、間苯二酚、叔丁酚、雙酚A等)與醛類化合物(如甲醛、乙醛、多聚甲醛、糠醛等)在鹼性或酸性催化劑作用下，經加成縮聚反應製得的樹脂統稱為酚醛樹脂

J. 酚醛樹脂的實驗製取

【原理】苯酚和甲醛在酸性或鹼性的催化劑作用下，通過縮聚反應生成酚醛樹脂。在酸性催化劑作用下，苯酚過量時生成線型熱塑性樹脂；在鹼性催化劑作用下，甲醛過量時生成體型熱固性樹脂。
【操作】
（1）在25×200mm的試管中加入 4g化學純苯酚和2.5mL化學純甲醛溶液（密度約1.1g/cm3、濃度為36～38%），再加入1mL化學純的濃鹽酸，振盪均勻後塞上帶有直玻璃管（長300mm）的橡皮塞。把上述試管固定在鐵架台上，放在80～90℃的水浴中加熱（如左圖）。片刻後，試管中發生劇烈反應，反應後還要繼續加熱，直到生成粉紅的固體樹脂為止。取出固體樹脂（用鐵絲鉤出），用水沖洗後得到熱塑性樹脂。
（2）在25×200mm的試管中加入2.5g化學純苯酚和3mL化學純甲醛溶液（濃度同前），再加入1mL化學純濃氨水（濃度為25～28%），振盪均勻之後塞上帶有直玻璃管（長300mm）的橡皮塞。把上述的試管固定在鐵架台上，用沸水浴加熱，直到混合物分成兩層。當底層的樹脂粘度增大時，取下試管用水冷卻，等樹脂固化後倒出，用水沖洗，得到黃色的熱固性樹脂。
【說明】
（1）苯酚和甲醛在鹼性條件下反應，要比在酸性條件下反應慢。要使生成的樹脂冷卻後呈固體，必須加熱半小時以上。
（2）苯酚和甲醛在鹼性條件下是逐漸生成體型樹脂的。開始生成的液態物是可溶於酒精、丙酮和鹼性水溶液的樹脂，叫做甲階樹脂。繼續加熱後，生成粘稠狀的液體，冷卻後成為脆性固體，能部分溶於酒精、丙酮，但不溶於鹼性水溶液。它叫乙階樹脂（固體受熱能軟化）。再繼續加熱，才生成不溶不熔的體型樹脂，叫做丙階樹脂。在課堂教學實驗中制備，由於加熱的時間不夠，一般生成乙階樹脂。
（3）苯酚有毒，它的濃溶液對皮膚有強烈的腐蝕性，使用時要小心。如沾到皮膚上，要立即用酒精擦洗干凈。
（4）苯酚在常溫下是無色晶體，不易從瓶中取出。取用時先把裝有苯酚的瓶子放在60～70℃的熱水中，使晶體液化，再用長滴管吸出，滴入小燒杯中稱量。