草酸催化合成酚醛樹脂實驗

❶ 線型酚醛樹脂的制備方法

酚酚醛樹脂是由苯酚和甲醛聚合得到。在強鹼催化作用下，聚合產物為甲階酚醛樹脂，甲醛與苯酚摩爾比為1.2~3.0：1。甲醛用36~50%的水溶液，催化劑為1~5%的NaOH或Ca(OH)2，在80~95℃加熱反應3h就得到預聚物。為了防止反應過頭和凝膠化，要真空快速脫水。預聚物為固體或液體，分子為一般500~5000，呈微酸性，其水溶性與分子量和組成有關。
線形酚醛樹脂是甲醛和苯酚以0.75~0.85：1的摩爾比聚合得到，常以草酸或硫酸作催化劑，加熱迴流一定時間，聚合反應就可以完成。催化劑的用量為每100份苯酚加1-2份草酸或不足1份的硫酸。由於加入甲醛的量少，只能生成低分子量線形聚合物。反應混合物在高溫脫水、冷卻後粉碎，混入5%-15%的六亞甲基四胺，加熱即迅速交聯。

❷ 酚醛樹脂的合成方程式

酚醛樹脂的合成方程式：nHCHO+nR-OH=-(-R-CH2-)n-OH。R為苯，生成的高聚物CH2和OH是鄰位，另一條鍵與CH2分別在OH兩邊的C上，酚醛樹脂是1907年世界上第一個合成的高分子材料。
酚醛樹脂為黃色、透明、無定形塊狀物質，因含有游離酚而呈微紅色，實體的比重平均1.7左右，易溶於醇，不溶於水，對水、弱酸、弱鹼溶液穩定。由苯酚和甲醛在催化劑條件下縮聚、經中和、水洗而製成的樹脂。因選用催化劑的不同，可分為熱固性和熱塑性兩類。酚醛樹脂具有良好的耐酸性能、力學性能、耐熱性能，廣泛應用於防腐蝕工程、膠粘劑、阻燃材料、砂輪片製造等行業。

❸ 酚醛樹脂的生產技術

1905～1909年L.H.貝克蘭對酚醛樹脂及其成型工藝進行了系統的研究，1910年在柏林呂格斯工廠建立通用酚醛樹脂公司，實現了工業生產。1911年J.W.艾爾斯沃思提出用六亞甲基四胺固化熱塑性酚醛樹脂，並製得了性能良好的塑料製品，獲得了廣泛的應用。1969年，由美國金剛砂公司開發了以苯酚－甲醛樹脂為原料製得的纖維，隨後由日本基諾爾公司投入生產。現美國、蘇聯和中國也有生產。酚醛樹脂的生產至今不衰，1984年世界總產量約1946kt，居熱固性樹脂的首位。中國自20世紀40年代開始生產，1984年產量為77.6kt。 生產方法常用的原料為苯酚、間苯二酚、間甲酚、二甲酚、對叔丁基或對苯基酚和甲醛、糠醛等。生產過程包括縮聚和脫水兩步。按配方將原料投入反應器並混合均勻，加入催化劑，攪拌，加熱至55～65℃，反應放熱使物料自動升溫至沸騰。此後，繼續加熱保持微沸騰（96～98℃）至終點，經減壓脫水後即可出料。開發成功連續縮聚生產酚醛樹脂新工藝。影響樹脂合成和性能的主要因素為酚與醛的化學結構、摩爾比和反應介質的pH。酚與醛的摩爾比大於或等於1時，初始產物為一羥甲基酚,，縮聚時生成線型樹脂；小於1時，生成多羥甲基酚衍生物，形成的縮聚樹脂可交聯固化。反應介質的pH小於7時，生成的羥甲基酚很不穩定，易縮聚成線型樹脂；pH大於7時，縮聚緩慢，有利於多羥甲基酚衍生物的生成。生產熱塑性酚醛樹脂常用鹽酸、磷酸、草酸作催化劑(見酸鹼催化劑)使介質pH為0.5～1.5。為避免劇烈沸騰，催化劑可分次加入。沸騰反應時間一般為3～6h。脫水可在常壓或減壓下進行，最終脫水溫度為140～160℃，樹脂分子量為500～900。生產熱固性酚醛樹脂可用氫氧化鈉、氫氧化鋇、氨水和氧化鋅作催化劑，沸騰反應時間1～3h，脫水溫度一般不超過90℃，樹脂分子量為500～1000。強鹼催化劑有利於增大樹脂的羥甲基含量和與水的相溶性。氨催化劑能直接參加樹脂化反應，相同配方製得的樹脂分子量較高，水溶性差。氧化鋅催化劑能製得貯存穩定性好的高鄰位結構酚醛樹脂。

❹ 酚醛樹脂的合成工藝路線、方法、原理是其間的關鍵技術或需注意之處是

酚醛樹脂是以酚類化合物與醛類化合物為原料經縮聚反應製得的合成樹脂的總稱。它是最早實現工業化的合成樹脂，由於它具有很多優點，如絕緣性能好、隔熱、防腐、防潮、其模塑品強度高、尺寸穩定性好，耐高溫、價廉等，因此在現代工業中是應用最廣的塑料之一。本實驗是在酸性催化劑下，使甲醛與過量的苯酚縮聚而得到熱塑性樹脂。其反應式為： 分子量在1000以下。可加熱熔融，可溶於丙酮、酒精或鹼性溶液中。三、實驗內容1、實驗葯品 苯酚 甲醛（30%水溶液） 鹽酸（d=1.19）2、實驗步驟 將40g苯酚及33g甲醛溶液放入250ml的三口燒瓶中混合，用水浴加熱，溫度維持在60±2℃，取樣2～3g後，加入0.5ml鹽酸，反應立即開始，每隔30min用滴管取樣2～3g樣品放入三角瓶中，進行分析。反應3h後，將三口燒瓶內所有物料倒入水蒸發器中，冷卻倒掉上層水，將下層縮聚物用水攪拌洗滌數次，直到呈中性為止。然後用小火加熱，以除去水及未反應的苯酚等揮發成分。揮發完畢後泡沫消失，而且樹脂表面變得光滑。當溫度約達170～180℃時，停止加熱，把樹脂放在鐵皮上 使其冷卻，稱其產量，計算產率。四、苯酚存在下甲醛含量的測定 1、分析甲醛含量： 根據甲醛與亞硫酸鈉作用，生成氫氧化鈉，然後用標准鹽酸溶液滴定生成的氫氧化鈉 。2、測定步驟： 將准確稱量過的2—3g苯酚、甲醛混合物置於250ml的錐形瓶中，加入25ml蒸餾水，再加入3滴百里酚酞指示劑，用CNaOH=0.1mol·L-1NaOH標准液滴定至溶液出現藍色。然後加入1mol亞硫酸鈉溶液25ml，為了使亞硫酸鈉與甲醛反應完全，混合物在室溫下放置2h，然後用CHCl=0.5mol·L-1鹽酸滴定至藍色褪去。甲醛的百分含量計算式為：x%=C·V·MHCHO/1000W式中：x——甲醛含量 V——滴定所消耗的鹽酸體積，ml C——鹽酸的mol濃度 W——稱量樣品物質量 MHCHO——甲醛分子量五、實驗數據處理1、實驗數據：反 應時 間反 應現 象反 應溫 度取 樣空瓶質量g空瓶質量＋樣品質量g物料量g百分含量 2、根據分析結果，計算在不同時間甲醛的轉化率，以時間對甲醛的濃度作圖。六、思考題：1、計算配方中苯酚甲醛mol比，為什麼要如此配方?2、苯酚與甲醛縮聚為什麼既能生成線型縮聚物，又能生成體型縮聚物？任務書實驗項目考核標准成果展示實驗室規則總結

❺ 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。

❻ 酚醛樹脂的合成原理

第一步是苯酚和甲醛的加成，同時醛的羰基與芳烴的氫加成，羰基的加回成是在親答核試劑作用下完成的。親核加成反應可以在酸性或鹼性條件下進行。(參閱邢其毅著《基礎有機化學》第三版上冊第十二章親核加成)。
第二三步的縮合反應是縮聚，縮聚(反應)：一種或幾種含有二個以上官能團的單體化合成為聚合物同時析出低分子副產物(如水、氨、氯化氫等)的過程。縮聚反應的特點是：大多數是可逆反應和逐步反應，分子量隨反應時間而逐漸增大，但單體的轉化率卻幾乎與時間無關。根據反應條件可分為熔融縮聚、溶液縮聚、界面縮聚和固相縮聚。根據所用原料可分為均縮聚、混縮聚和共縮聚根據產物的結構可分為二向縮聚或線型縮聚和三向縮聚或體型縮聚。本反應是溶液縮聚的逐步反應，最終的產物根據加入的固化劑不同，成為熱塑性線型縮聚物和熱固性的體型縮聚物。

❼ 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％

❽ 合成酚醛樹脂5311用什麼催化劑

合成酚醛樹來脂5311可以采自用多種酸鹼催化劑。

合成酚醛樹脂的催化劑有酸、鹼兩大類，酸性催化劑多用鹽酸、草酸，有時也用磷酸、硫酸等其他酸；鹼性催化劑多用氨水、氫氧化鈉，有時也用氫氧化鋇、氧化鎂、苯胺等作為輔助催化劑。近年來對採用金屬鹽類作為酚醛樹脂合成的催化劑有了更多的研究和應用。金屬鹽類催化劑，不會有強酸強鹼的殘留，不會導致樹脂吸水，也沒有味道，是以後酚醛樹脂合成的趨勢。

❾ 酚醛樹脂制備時，酚醛比例與催化劑等工藝條件不同對產物結構與性能有何影響

生產方法: 常用的原料為苯酚、間苯二酚、間甲酚、二甲酚、對叔丁基或對苯基酚和甲醛、糠醛等。生產過程包括縮聚和脫水兩步。按配方將原料投入反應器並混合均勻，加入催化劑，攪拌，加熱至55～65℃，反應放熱使物料自動升溫至沸騰。此後，繼續加熱保持微沸騰（96～98℃）至終點，經減壓脫水後即可出料。近年來，開發成功連續縮聚生產酚醛樹脂新工藝。影響樹脂合成和性能的主要因素為酚與醛的化學結構、摩爾比和反應介質的pH。酚與醛的摩爾比大於或等於1時,初始產物為一羥甲基酚,縮聚時生成線型樹脂;小於1時，生成多羥甲基酚衍生物,形成的縮聚樹脂可交聯固化。反應介質的pH小於7時,生成的羥甲基酚很不穩定，易縮聚成線型樹脂；大於7時,縮聚緩慢，有利於多羥甲基酚衍生物的生成。生產熱塑性酚醛樹脂常用鹽酸、磷酸、草酸作催化劑(見酸鹼催化劑)使介質pH為0.5～1.5。為避免劇烈沸騰,催化劑可分次加入。沸騰反應時間一般為3～6h。脫水可在常壓或減壓下進行，最終脫水溫度為140～160℃。樹脂分子量為500～900。生產熱固性酚醛樹脂可用氫氧化鈉、氫氧化鋇、氨水和氧化鋅作催化劑，沸騰反應時間1～3h，脫水溫度一般不超過90℃，樹脂分子量為500～1000。強鹼催化劑有利於增大樹脂的羥甲基含量與水的相溶性。氨催化劑能直接參加樹脂化反應，相同配方製得的樹脂分子量較高，水溶性差。氧化鋅催化劑能製得貯存穩定性好的高鄰位結構酚醛樹脂。
酚醛樹脂也叫電木，又稱電木粉

是一種以酚類化合物和醛類化合物經縮聚而製得的一大類合成樹脂。
所用酚類主要是苯酚，其他還可用甲酚、shang酚A或幾種酚的混合物等；所用醛類化合物主要是甲醛，其他還可用多聚甲醛、糠醛、乙醛或幾種醛的混合物。苯酚-甲醛樹脂是酚醛樹脂中最典型和最重要的一種。

生產酚醛樹脂，根據所採用原料反應官能度、酚與醛的摩爾比以及合成反應催化劑，反應物系PH值不同又分為熱塑性酚醛樹脂和熱固性酚醛樹脂兩大產品，熱塑酚醛樹脂（或稱兩步法酚醛樹脂），為淺色至暗褐色脆性固體，溶於乙醇、丙酮等溶劑中，長期具有可溶可熔性，僅在六亞甲基四胺或聚甲醛等交聯劑存在下，才固化(加熱時可快速固化)。主要用於製造壓塑粉，也用於製造層壓塑料、清漆和膠粘劑。熱固性酚醛樹脂（或稱一步法酚醛樹脂），可根據需要製成固體、液體和乳液，都可在熱或（和）酸作用下不用交聯劑即可交聯固化。熱固性酚醛樹脂可用於製造各種層壓塑料、壓塑粉、層壓塑料；製造清漆或絕緣、耐腐蝕塗料；製造日用品、裝飾品；製造隔音、隔熱材料等。
更具體的步驟可參考 ：

❿ 酚醛樹脂的合成生產工藝及流程（落後的不要）

2、液體酚醛樹脂的生產工藝

（1）生產液體酚醛樹脂時甲醛的加入量要比正常的需要量略多一些，甲醛量多一些樹脂的生產速度快，產量高，游離酚減少。通常取苯酚與甲醛的克分子比為：6 ：7；催化劑氨水加入量為苯酚加入量的4%，（氨水中氫氧化銨含量按25%計時）。當混合物料加熱到85℃左右時，可停止加熱，物料以縮聚反應放出的熱量自行升溫到98℃左右，並開始沸騰，當反應過於激烈時應通水冷卻。

（2）液體酚醛樹脂的生產工藝流程，見圖1

氨水

苯酚

甲醛

加熱熔化

反應釜

加熱縮聚

脫水

液體樹脂

圖1 液體酚醛樹脂生產工藝流程

樹脂合成後採用真空脫水，水分和揮發分脫除的比較干凈，過多的水分和揮發分殘留在樹脂中在磨具硬化時易發泡。酚醛樹脂生產設備示意圖見圖2。

圖2 酚醛樹脂生產裝置示意圖

1-反應釜； 2-反應釜夾套；3-進料口；4-電機、減速器；5-溫度計；6-錨式攪拌器；7-出料口；8-冷凝器

9-放空閥；10-脫水缸；11-真空泵

（3）液體酚醛樹脂的性質 液體酚醛樹脂常溫下是棕紅色粘稠液體，有刺激性氣味。比重1.15-1.2。能溶於乙醇、丙酮、糠醛等溶劑中。樹脂中游離酚含量為10-18%。

液體酚醛樹脂在100℃的溫度下保持2個小時仍有流動性，屬甲階，稱A型，A型的特點是能溶於酒精中。

在120℃保持2小時則失去流動性，變為乙階、稱B型。B型樹脂的特點是不溶於酒精，但略有膨脹，成彈性體。在130℃以上保持2個小時則成堅硬的固體，屬丙階，稱C型。C型樹脂的特點是不溶於酒精，不變形；加熱不溶化；加熱到230℃以上則炭化。

（4）液體酚醛樹脂的性質對磨具性能的影響

① 樹脂粘度 液體樹脂的粘度和溫度和固體含量有關，固體含量高、溫度低則粘度高，反之則粘度低。作為粉狀酚醛樹脂潤濕劑使用時，低粘度的溶解能力較強，生產的磨具機械強度較高；樹脂的粘度用落球法或杯流法測定。作為粉狀潤濕劑使用的液體酚醛樹脂的粘度一般用杯流法測定，數值在40-400秒之間。

② 游離酚的影響 液體酚醛樹脂中有一部分沒有參加反應的苯酚，稱為游離酚。游離酚在做為潤濕劑的樹脂中應控制在28%以下。雖然游離酚的這個數值較高，但因為苯酚可以溶解粉狀樹脂，使型料有較好的可塑性，有利於樹脂對磨粒的粘結，可以提高磨具的強度。

③ 固體含量 將重量為W1（約5-10克）的樹脂在150℃-180℃的溫度下加熱1小時的剩餘量W2，按式（1），（2）計算出x稱固含量，y為聚合損耗。

（1）

（2）

x ——固體含量

y ——聚合損耗

W1——加熱前樹脂量

W2——加熱後樹脂量

對於用粉狀樹脂生產磨具，作為潤濕劑的液體酚醛樹脂只佔樹脂總量的1/3左右，而且也可以和粉狀樹脂的數量互換，因液體量大時對磨料潤濕好，對粉狀樹脂的溶解增強，所以雖然液體樹脂的固體含量較低，但液體酚醛樹脂用量增加並不降低磨具的強度和硬度。作為潤濕劑的酚醛樹脂其固體含量要求大於65%，聚合損耗小於35%。