酚醛樹脂的碳化機理

A. 酚醛樹脂的固化機理是什麼

酚醛樹脂制備所用的酚抄有苯酚、甲酚、二甲酚、間苯二酚，常用苯酚; 醛類則有甲醛、糠醛等。以苯酚一甲醛樹脂最為重要。根據催化劑的酸鹼性以及酚與醛的配比不同，所得產物的結構、性能有很大差異，因而使用方法也不同。如採用酸性催化劑，且酚過量，得到的是可溶可熔的線型酚醛樹脂，用以製造酚醛模塑粉(俗稱電木粉)。配製模塑粉時必須加入適量填充劑、潤滑劑、著色劑、固化劑，此為二步法。如用鹼性催化劑，且甲醛過量，控制分子量為300～700，可獲得溶於有機溶劑的樹脂，使用時不必添加固化劑，只要加熱即可轉變為熱固性塑料，所以稱為一步法。酚醛層壓樹脂、粘合樹脂、鑄型樹脂都由一步法製得。
酚醛樹脂是熱固性樹脂的最大品種，與其他熱固性樹脂相比，酚醛樹脂的優點： ①固化時不需要加入催化劑、促進劑，只需加熱、加壓。② 固化後密度比聚酯樹脂小，機械強度、耐化學腐蝕及耐濕性良好。③熱強度高，變形傾向小。缺點是： 脆性大，顏色深，固化速度慢，貯存期短，加工成型壓力高。

B. 酚醛樹脂合成原理是什麼

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，就可生成二元及內多元羥甲基苯酚：
2
縮合及縮容聚反應
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，將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。
多年來研究分析通常認為，影響酚醛樹脂的合成、結構及特性的主要因素為如下四點：
(1)原料的化學結構；
(2)酚與醛的摩爾比；
(3)反應介質的酸、鹼性；
(4)生產操作方法。

C. 酚醛樹脂熔點

酚醛樹脂結合劑(phenolic resin binder)是指耐火材料用的一種有機結合劑。它是用苯(或甲酚、或二甲酚、或間苯二酚)與甲醛(或糖醛)混合物在催化劑作用下縮聚得到的樹脂。它是一種非水性有機結合劑。以前，含碳耐火材料的結合多數採用焦油和瀝青，但隨著鎂-碳和鋁-碳耐火材料的推廣應用，用酚醛樹脂取代或部分取代瀝青作結合劑得到廣泛採用。

中文名
酚醛樹脂結合劑

外文名
phenolic resin binder

學 科
冶金工程

領 域
能源

范 圍
耐火材料

釋 義
耐火材料用的一種有機結合劑

簡介
酚醛樹脂結合劑(phenolic resin binder)是指耐火材料用的一種有機結合劑。它是用苯(或甲酚、或二甲酚、或間苯二酚)與甲醛(或糖醛)混合物在催化劑作用下縮聚得到的樹脂。它是一種非水性有機結合劑。以前，含碳耐火材料的結合多數採用焦油和瀝青，但隨著鎂-碳和鋁-碳耐火材料的推廣應用，用酚醛樹脂取代或部分取代瀝青作結合劑得到廣泛採用，其主要原區在於：

(1)碳化率高(52%)；

(2)結性好，成型的坯體強度高；

(3)燒後的結合強度高；

(4)常溫下碳化速度可以控制；

(5)有害物質含量少，可改善作業環境。

酚醛樹脂結合劑隨所用的原料成分、配比、催化劑，以及制備工藝不同而不同。酚醛樹脂結合劑的分類有以以下3種。

(1)按加熱性狀或結構形態分類，有熱固性酚醛樹脂結合劑-一甲階酚醛樹脂結合劑和熱塑性酚醛樹脂結合劑-一線型酚醛樹脂結合劑。

(2)按產品形態分類，有液態酚醛析脂結合劑。又可分為水溶性酚醛樹脂和醇溶性酚醛樹脂結合劑。固態酚醛樹脂結合劑，有粒狀、塊狀和粉末狀之分。

(3)按固化溫度分類，有高溫固化型酚醛樹脂結合劑，固化溫度130-150℃；中溫固化型酚醛樹脂結合劑，固化溫度105-110℃；常溫固化型酚醛樹脂結合劑，固化溫度20-30℃。

此外，還有各種改性酚醛樹脂，如間苯二酸改性樹脂、甲酚改性樹脂、烷基酚醛樹脂、密胺改性樹脂、尿素改性樹脂和瀝青改性樹脂等。

線型酚醛樹脂
也稱熱塑性酚醛樹脂，由甲醛(F)和苯酚(p)按摩爾比F/P=0.6-0.9配合，在酸性催化劑(如鹽酸、硫酸等)作用下形成。反應結果一般聚合度(核體)n為2-10，多數為7，分子量為400-1000。

但在工業上生產酚醛樹脂時，不可能控制到每個分子都具有相同的聚合度，因而工業酚醛樹脂是不同聚合度的同系物的混合物。

線型酚醛樹脂的粘度一與其分子量和溫度有關。圖粘度是隨著溫度升高而下降。在相同溫度下，粘度隨分子量增大而提高。線型酚醛樹脂在較低溫度下可長時間存放，但未反應的酚會揮發掉，使粘度略有升高。在較高溫度下存放時，會發生再聚合現象，分子量增大，也會使粘度升高。線型酚醛樹脂可溶於有機溶劑，如二甘醇、乙撐二醇、乙醇、甲醇等。因此用作耐火材料的結合劑時，為了取得較合適的粘度，可用有機溶劑來調整。線型酚醛樹脂除有液體狀的外，還有固體狀，其熔化溫度隨分子量的增大而提高，加入苯酚可使其熔點降低。固態線型酚醛樹脂加熱時出現熱塑性。

甲階酚醛樹脂
也稱熱固性酚醛樹脂，由甲醛與苯酚按摩爾比F/P=1-3，在鹼性催化劑(如氫氧化鈉、氫氧化銨、氫氧化鋇、氫氧化鈣等)作用下形成。

反應形成鄰經甲基酚或對經甲基酚，繼續進行加成反應，便可生成多獨甲基酚；再經縮聚反應，形成初期酚醛樹脂(即甲階酚醛樹脂)。

反應結果一般形成平均分子量為150-500甲階酚醛樹脂，反應中也會生成低分子量的異形體。如果不斷進行縮聚反應，最後會形成不溶不熔狀態的丙階酚醛樹脂(為末期酚醛樹脂)。

甲階酚醛樹脂也有固體塊狀、粉狀和液態狀產品，甲階酚醛樹脂有可溶於水的和可溶於有機溶劑的兩類。水溶性的是由於有親水性的輕甲基(-CH2OH)存在所致。而經過脫水的甲階酚醛樹脂為溶於有機溶劑的樹脂，可溶於甲醉、乙醉、甘醇、丙酮等。標准型的甲階酚醛樹脂為溶於有機溶劑型的。

液狀甲階酚醛樹脂的粘度與樹脂的分子量大小、溶劑種類和樹脂含量有關。常溫下的粘度在0.02-100Pa·s范圍內，而且其粘度也隨溫度而變化，溫度升高粘度下降。同時也存在著粘度隨存放時間而變化的現象，存放時間延長，粘度變大，存放期過長會凝固而無法使用。一般夏季存放時間為2-3個月，冬季要長些。用甲階酚醛樹脂作為結合劑時、為了使其發生便化(固化)，可藉助於加熱使其發土硬化，也可在常溫下加酸促使其硬化。其碳化過程為甲階酚醛樹脂的進一步縮聚反應，即由甲階酚醛樹脂(初期酚醛樹脂)經過乙階酚醛樹脂最後縮聚成為丙階酚醛樹脂(末期酚醛樹脂)，成為不溶不熔的硬化體。

酚醛樹脂既可作燒成和不燒含碳或含碳化硅耐火製品的結合劑，又可作含碳和碳化硅不定形耐火材料的結合劑。

D. 熱固性酚醛樹脂的反應原理是什麼

熱固性酚醛樹脂的反應原理是什麼？ 熱固性酚醛樹脂的制備過程分為三個階段。 (1)甲階酚醛樹脂酚和醛的反應是很復雜的，苯酚分子中酚羥基的對位和兩個鄰位（官能度等於3)的氫都能和甲醛（官能度等於2)反應，生成各種羥甲基酚的異構體。所生成的羥甲基酚異構體，除了能繼續和苯酚反應外，也可以與甲醛反應生成多羥基甲基酚。 上述各種羥甲基酚能相互反應，也能和酚、醛反應，生成甲階酚醛樹脂，此外，甲階還可能存在醚鍵結構，這是由於兩個酚醇間的兩個羥甲基縮聚反應。甲階的樹脂是線型結構，可用如下典型式表示。 甲階酚醛樹脂易溶於乙醇、丙酮等有機溶劑中，加熱時能熔融，具有熱塑性，這種狀態的樹脂又稱可溶（熔）性樹脂，可以改性劑配製改性酚醛樹脂膠黏劑。 (2)乙階酚醛樹脂將初期酚醛樹脂加熱至115〜14℃。可以進一步縮聚得到中間酚醛樹脂。這種樹脂的相對分子質量約為1000左右，聚合度為6〜7。它是不溶（熔）的高分子物質和一些游離酚及羥甲基酚的混合物。這種樹脂像彈性的高分子一樣，可拉成長絲，但冷卻後變成脆性的物質，僅能部分地溶解在丙酮及醇類溶劑中，其餘的樹脂溶脹。 (3)丙階酚醛樹脂中期酚醛樹脂繼續加熱縮合，反應物中羥基全部作用完，此時分子結構為網狀的最終產品，即丙階酚醛樹脂，達到不溶（熔）的硬化階段。丙階樹脂究竟是什麼結構，現在尚無定論，一般認為是因為生成了三面交聯的體型大分子，如 但也有人認為並非如此，因為酚醛樹脂的分子是很僵硬的，其僵硬性妨礙了生成深度的交聯，其所以不能熔化是因為分子在達到熔點以前就發生了熱分解的緣故。

E. 關於酚醛樹脂

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。苯酚與甲醛縮聚而得。它包括：線型酚醛樹脂、熱固性酚醛樹脂和油溶性酚醛樹脂。主要用於生產壓塑粉、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。 常見的高壓電插座、傢具塑料把手等等
phenolic resin,簡稱PE.酚醛樹脂為黃色、透明、無定形塊狀物質，因含有游離分子而呈微紅色，比重1.25~1.30，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。
苯酚－甲醛樹脂是最早工業化的合成樹脂。
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。現在美國、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。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。應用 酚醛樹脂主要用於製造各種塑料、塗料、膠粘劑及合成纖維等。壓塑粉 生產模壓製品的壓塑粉是酚醛樹脂的主要用途之一。採用輥壓法、螺旋擠出法和乳液法使樹脂浸漬填料並與其他助劑混合均勻，再經粉碎過篩即可製得壓塑粉。常用木粉作填料，為製造某些高電絕緣性和耐熱性製件，也用雲母粉、石棉粉、石英粉等無機填料。壓塑粉可用模壓、傳遞模塑和注射成型法製成各種塑料製品。熱塑性酚醛樹脂壓塑粉主要用於製造開關、插座、插頭等電氣零件，日用品及其他工業製品。熱固性酚醛樹脂壓塑粉主要用於製造高電絕緣製件。增強酚醛塑料 以酚醛樹脂（主要是熱固性酚醛樹脂）溶液或乳液浸漬各種纖維及其織物，經乾燥、壓製成型的各種增強塑料是重要的工業材料。它不僅機械強度高、綜合性能好，而且可進行機械加工。以玻璃纖維、石英纖維及其織物增強的酚醛塑料主要用於製造各種制動器摩擦片和化工防腐蝕塑料；高硅氧玻璃纖維和碳纖維增強的酚醛塑料是航天工業的重要耐燒蝕材料。酚醛塗料 以松香改性的酚醛樹脂、丁醇醚化的酚醛樹脂以及對叔丁基酚醛樹脂、對苯基酚醛樹脂均與桐油、亞麻子油有良好的混溶性，是塗料工業的重要原料。前兩者用於配製低、中級油漆，後兩者用於配製高級油漆。
酚醛膠 熱固性酚醛樹脂也是膠粘劑的重要原料。單一的酚醛樹脂膠性脆，主要用於膠合板和精鑄砂型的粘結。以其他高聚物改性的酚醛樹脂為基料的膠粘劑，在結構膠中佔有重要地位。其中酚醛-丁腈、酚醛-縮醛、酚醛-環氧、酚醛-環氧-縮醛、酚醛-尼龍等膠粘劑具有耐熱性好、粘結強度高的特點。酚醛-丁腈和酚醛-縮醛膠粘劑還具有抗張、抗沖擊、耐濕熱老化等優異性能，是結構膠粘劑的優良品種。酚醛纖維 主要以熱塑性線型酚醛樹脂為原料，經熔融紡絲後浸於聚甲醛及鹽酸的水溶液中作固化處理，得到甲醛交聯的體型結構纖維。為提高纖維強度和模量，可與 5％～10％聚醯胺熔混後紡絲。這類纖維為金黃或黃棕色纖維,強度為11.5～15.9cN/dtex，抗燃性能突出，極限氧指數為34,瞬間接觸近7500℃的氧-乙炔火焰，不熔融也不延燃,具有自熄性，還能耐濃鹽酸和氫氟酸,但耐硫酸、硝酸和強鹼的性能較差。主要用作防護服及耐燃織物或室內裝飾品，也可用作絕緣、隔熱與絕熱、過濾材料等，還可加工成低強度、低模量碳纖維、活性炭纖維和離子交換纖維等
熱固性酚醛樹脂在防腐蝕領域中常用的幾種形式：酚醛樹脂塗料；酚醛樹脂玻璃鋼、酚醛-環氧樹脂復合玻璃鋼；酚醛樹脂膠泥、砂漿；酚醛樹脂浸漬、壓型石墨製品。熱固性酚醛樹脂的固化形式分為常溫固化和熱固化兩種。常溫固化可使用無毒常溫固化劑NL，也可使用苯磺醯氯或石油磺酸，但後兩種材料的毒性、刺激性較大。建議使用低毒高效的NL固化劑。填料可選擇石墨粉、瓷粉、石英粉、硫酸鋇粉，不宜採用輝綠岩粉。

F. 製造酚醛樹脂的化學反應方程式是什麼啊

是苯酚負離子，O上的負電荷共軛到苯環上，在O的鄰位形成碳負離子進攻甲醛的碳專原子，因為羰基中O的電負性很屬強，導致碳顯正性；
溶液中的H+在與之前甲醛上的已形成的羥基中的O結合，然後另外一個苯酚的鄰位又有碳負離子了，進攻甲醛的C，然後甲醛上的H2O脫掉，重復以上過程，形成酚醛樹脂；
產物為;-[-苯酚-CH2-]-n

G. 酚醛樹脂的合成方程式是什麼

酚醛樹脂的合成方程式nHCHO+nR-OH = -（-R-CH₂-）n-OH。

酚醛樹脂的合成原理：

在適當條件下，一元羥甲基苯酚進行加成反應，不飽和烴或含不飽和鍵的物質為單體，通過不飽和鍵的加成，聚合成高聚物，可生成二元及多元羥甲基苯酚，接著繼續進行縮合及縮聚反應，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。

(7)酚醛樹脂的碳化機理擴展閱讀：

酚醛樹脂的性質：

固體酚醛樹脂為黃色、透明、無定形塊狀物質，含有游離酚所以微紅色，易溶於醇，不溶於水，對水、弱酸、弱鹼溶液穩定。苯酚和甲醛在催化劑條件下會縮聚、經中和、水洗而製成的樹脂。

酚醛樹脂最重要的特徵就是耐高溫性，即使在溫度大約為1000℃ 的惰性氣體條件下，酚醛樹脂能產生很高的殘碳，酚醛樹脂也因此能保持其結構的整體性和尺寸的穩定性。這使得酚醛樹脂被應用於一些高溫領域。

H. 酚醛樹脂機理

酚醛樹脂（PF）是由苯酚或取代苯酚與甲醛反應得到的合成聚合物。作為電木的基礎原料，酚醛樹脂是第一批商業合成樹脂(塑料)。它們已被廣泛用於生產模製產品，包括檯球、實驗室檯面以及塗料和粘合劑。它們曾經是生產電路板的主要材料，但現在已經被環氧樹脂和玻璃纖維布取代，如耐火的FR-4電路板材料。
酚醛樹脂主要有兩種生產方法。一種是苯酚和甲醛直接反應生成熱固性網狀聚合物，而另一種是將甲醛限制在生成一種叫做酚醛清漆的預聚物，該預聚物可以被模製，然後通過添加更多的甲醛和提供額外的熱量而固化。用於生產各種特殊用途樹脂的生產材料和原材料有許多不同。

I. 酚醛樹脂加熱不會著火吧

不會。
酚醛樹脂是一種有機高分子材料，酚醛樹脂也是一種耐火材料，並且酚醛樹脂裡面的原料是有毒的，因為它裡面含有酚和醛，如果酚醛樹脂燃燒的話，是會排出一種氣味的，人如果大量呼吸這種氣味的話是會導致惡心嘔吐，頭暈目眩的現象。
酚醛樹脂是熱固性樹脂，燒了之後就固化了，然後是碳化，其實不能稱之為燃燒。

J. 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。