⑴ 酚醛树脂 如何合成 机理是什么
酚醛树脂也叫电木,又称电木粉。原为无色或黄褐色透明物,市场销售往往加着色剂而呈红、黄、黑、绿、棕、蓝等颜色,有颗粒、粉末状。耐弱酸和弱碱,遇强酸发生分解,遇强碱发生腐蚀。不溶于水,溶于丙酮、酒精等有机溶剂中。苯酚醛或其衍生物缩聚而得。
合成原理
1 加成反应
在适当条件下,一元羟甲基苯酚继续进行加成反应,就可生成二元及多元羟甲基苯酚:
2 缩合及缩聚反应
缩合及缩聚反应,随反应条件的不同可以发生在羟甲基苯酚与苯酚分子之间,也可发生在各个羟甲基苯酚分子之间。
缩合反应不断进行的结果是缩聚形成一定分子量的酚醛树脂,由于缩聚反应具有逐步的特点,中间产物相当稳定因而能够分离而加以研究。
缩聚反应是缩合聚合反应的简称,是指单体之间相互作用生成高分子,同时还生成小分子(如水、氨、卤化氢等)的聚合反应。例如合成酚醛树脂的反应就是缩聚反应。合成酚醛树脂通常是以苯酚和甲醛为原料,在催化剂作用下,经缩聚反应而得到。
缩聚反应根据参加反应的单体种数又分为共缩聚和均缩聚,由不同种单体参加的缩聚反应称为共缩聚。如酚醛树脂的合成反应就是共缩聚,它是由苯酚和甲醛两种物质为单体的。由同种单体进行的缩聚反应称为均缩聚。如氨基酸聚合成多肽的缩聚反应就属均缩聚。
缩聚反应的特点是:
(1)单体不一定含有不饱和键,但必须含有两个或两个以上的反应基团(如—OH、—COOH、—NH2、—X等)。
(2)缩聚反应的结果,不仅生成高聚物,而且还有副产物(小分子)生成。
(3)所得高分子化合物的化学组成跟单体的化学组成不同。
实验制取
【原理】苯酚和甲醛在酸性或碱性的催化剂作用下,通过缩聚反应生成酚醛树脂。在酸性催化剂作用下,苯酚过量时生成线型热塑性树脂;在碱性催化剂作用下,甲醛过量时生成体型热固性树脂。
【操作】
(1)在25×200mm的试管中加入 4g化学纯苯酚和2.5mL化学纯甲醛溶液(密度约1.1g/cm3、浓度为36~38%),再加入1mL化学纯的浓盐酸,振荡均匀后塞上带有直玻璃管(长300mm)的橡皮塞。把上述试管固定在铁架台上,放在80~90℃的水浴中加热(如左图)。片刻后,试管中发生剧烈反应,反应后还要继续加热,直到生成粉红的固体树脂为止。取出固体树脂(用铁丝钩出),用水冲洗后得到热塑性树脂。
(2)在25×200mm的试管中加入2.5g化学纯苯酚和3mL化学纯甲醛溶液(浓度同前),再加入1mL化学纯浓氨水(浓度为25~28%),振荡均匀之后塞上带有直玻璃管(长300mm)的橡皮塞。把上述的试管固定在铁架台上,用沸水浴加热,直到混合物分成两层。当底层的树脂粘度增大时,取下试管用水冷却,等树脂固化后倒出,用水冲洗,得到黄色的热固性树脂。
【说明】
(1)苯酚和甲醛在碱性条件下反应,要比在酸性条件下反应慢。要使生成的树脂冷却后呈固体,必须加热半小时以上。
(2)苯酚和甲醛在碱性条件下是逐渐生成体型树脂的。开始生成的液态物是可溶于酒精、丙酮和碱性水溶液的树脂,叫做甲阶树脂。继续加热后,生成粘稠状的液体,冷却后成为脆性固体,能部分溶于酒精、丙酮,但不溶于碱性水溶液。它叫乙阶树脂(固体受热能软化)。再继续加热,才生成不溶不熔的体型树脂,叫做丙阶树脂。在课堂教学实验中制备,由于加热的时间不够,一般生成乙阶树脂。
(3)苯酚有毒,它的浓溶液对皮肤有强烈的腐蚀性,使用时要小心。如沾到皮肤上,要立即用酒精擦洗干净。
(4)苯酚在常温下是无色晶体,不易从瓶中取出。取用时先把装有苯酚的瓶子放在60~70℃的热水中,使晶体液化,再用长滴管吸出,滴入小烧杯中称量。
⑵ 热塑性酚醛树脂的固化原理以及影响固化的的主要因素
一分都没啊来,一般都自是拿乌洛托品做固化剂。由于热塑性酚醛树脂分子链是线性的,且没有足够多的残余甲醛,因此其自身不会固化。加入固化剂后,加热分解,就产生活性点了,就能将线性分子链交联固化了。说白了,固化剂就相当于甲醛的作用。
⑶ 热固性酚醛树脂的反应原理是什么
热固性酚醛树脂的反应原理是什么? 热固性酚醛树脂的制备过程分为三个阶段。 (1)甲阶酚醛树脂酚和醛的反应是很复杂的,苯酚分子中酚羟基的对位和两个邻位(官能度等于3)的氢都能和甲醛(官能度等于2)反应,生成各种羟甲基酚的异构体。所生成的羟甲基酚异构体,除了能继续和苯酚反应外,也可以与甲醛反应生成多羟基甲基酚。 上述各种羟甲基酚能相互反应,也能和酚、醛反应,生成甲阶酚醛树脂,此外,甲阶还可能存在醚键结构,这是由于两个酚醇间的两个羟甲基缩聚反应。甲阶的树脂是线型结构,可用如下典型式表示。 甲阶酚醛树脂易溶于乙醇、丙酮等有机溶剂中,加热时能熔融,具有热塑性,这种状态的树脂又称可溶(熔)性树脂,可以改性剂配制改性酚醛树脂胶黏剂。 (2)乙阶酚醛树脂将初期酚醛树脂加热至115〜14℃。可以进一步缩聚得到中间酚醛树脂。这种树脂的相对分子质量约为1000左右,聚合度为6〜7。它是不溶(熔)的高分子物质和一些游离酚及羟甲基酚的混合物。这种树脂像弹性的高分子一样,可拉成长丝,但冷却后变成脆性的物质,仅能部分地溶解在丙酮及醇类溶剂中,其余的树脂溶胀。 (3)丙阶酚醛树脂中期酚醛树脂继续加热缩合,反应物中羟基全部作用完,此时分子结构为网状的最终产品,即丙阶酚醛树脂,达到不溶(熔)的硬化阶段。丙阶树脂究竟是什么结构,现在尚无定论,一般认为是因为生成了三面交联的体型大分子,如 但也有人认为并非如此,因为酚醛树脂的分子是很僵硬的,其僵硬性妨碍了生成深度的交联,其所以不能熔化是因为分子在达到熔点以前就发生了热分解的缘故。
⑷ 热塑性酚醛树脂的反应原理是什么
在热塑性酚醛树脂的配比中,由于苯酚多于甲醛,反应生成双羟基苯甲垸(二专羟基二苯基甲烷)的中间体,属其反应方程式如下。 二羟基二苯基甲垸 中间产物二羟基二苯基甲烷继续与甲醛、苯酚作用,但因为甲醛用量不足,所以只能生成线型热塑性酚醛树脂,通式如下。 上述热塑性酚醛树脂,是相对分子质量为200~1300的混合物。一般的聚合度为2~10。在它的聚合体分子链中,几乎没有未 反应的羟甲基,在加热的情况下,仅能熔化而不能发生縮聚反应。 若在热塑性酚醛树脂中,加入适量甲醛或六亚甲基四胺与之反应,就能转变成不溶(熔)的体型结构——热固性酚醛树脂,因此,线型酚醛树脂亦称两步法树脂,加人六亚甲基四胺硬化为第二步反应。 值得一提的是,线型酚醛树脂也可以在碱性催化剂的作用下制得,不过这种办法用得较少。这时,苯酚与甲醛的物质的量的比仍需大于1。也曾有人报道,在弱酸性介质中,在两价金属离子的存在下,可以制得"高邻位"的线型酚醛树脂,此种"高邻位"线型酚醛树脂用六亚甲基四胺固化时,其凝胶速度要比普通酸催化的线型酚醛树脂快得多。低分子量高邻位线型酚醛树脂,可以制备环氧化酚醛,作为高温使用的环氧胶黏剂。 查看原帖>>
⑸ 酚醛树脂的制取原理
缩聚反应.
苯酚羟基邻位上2个H与HCHO中O脱去,形成1个水.
n (C6H5)-OH + n HCHO ----> -[-(C6H5OH)-CH2-]-n + n H2O
⑹ 酚醛树脂合成原理是什么
苯酚现在70℃左右熔融,然后与甲醛溶液(37%浓度)按摩尔比100:110~130混合加入三颈烧瓶专中(当然,你属若想合成高邻位的酚醛就要增加甲醛的用量,苯酚与甲醛最高摩尔比可以达到1: 2.5),再加入1.5份的ZnO做催化剂,然后缓慢升温至70℃(注意控温,这是一个放热反应),保温一个小时,便可得到酚醛树脂的水溶液。将此水溶液减压蒸馏至70℃,除去其中的水分,加入一定量的乙醇,便得到醇溶性酚醛树脂。你多看点书,这些合成条件摸索个两三遍就整明白了,不外乎就是根据合成产品的指标确定苯酚与甲醛的摩尔比,催化剂用的少就反应慢点,反之快点。温度70~100度的情况都有,催化剂活性低就提高反应温度,反之依然
⑺ 酚醛树脂的合成工艺路线、方法、原理是其间的关键技术或需注意之处是
酚醛树脂是以酚类化合物与醛类化合物为原料经缩聚反应制得的合成树脂的总称。它是最早实现工业化的合成树脂,由于它具有很多优点,如绝缘性能好、隔热、防腐、防潮、其模塑品强度高、尺寸稳定性好,耐高温、价廉等,因此在现代工业中是应用最广的塑料之一。本实验是在酸性催化剂下,使甲醛与过量的苯酚缩聚而得到热塑性树脂。其反应式为: 分子量在1000以下。可加热熔融,可溶于丙酮、酒精或碱性溶液中。三、实验内容1、实验药品 苯酚 甲醛(30%水溶液) 盐酸(d=1.19)2、实验步骤 将40g苯酚及33g甲醛溶液放入250ml的三口烧瓶中混合,用水浴加热,温度维持在60±2℃,取样2~3g后,加入0.5ml盐酸,反应立即开始,每隔30min用滴管取样2~3g样品放入三角瓶中,进行分析。反应3h后,将三口烧瓶内所有物料倒入水蒸发器中,冷却倒掉上层水,将下层缩聚物用水搅拌洗涤数次,直到呈中性为止。然后用小火加热,以除去水及未反应的苯酚等挥发成分。挥发完毕后泡沫消失,而且树脂表面变得光滑。当温度约达170~180℃时,停止加热,把树脂放在铁皮上 使其冷却,称其产量,计算产率。四、苯酚存在下甲醛含量的测定 1、分析甲醛含量: 根据甲醛与亚硫酸钠作用,生成氢氧化钠,然后用标准盐酸溶液滴定生成的氢氧化钠 。2、测定步骤: 将准确称量过的2—3g苯酚、甲醛混合物置于250ml的锥形瓶中,加入25ml蒸馏水,再加入3滴百里酚酞指示剂,用CNaOH=0.1mol·L-1NaOH标准液滴定至溶液出现蓝色。然后加入1mol亚硫酸钠溶液25ml,为了使亚硫酸钠与甲醛反应完全,混合物在室温下放置2h,然后用CHCl=0.5mol·L-1盐酸滴定至蓝色褪去。甲醛的百分含量计算式为:x%=C·V·MHCHO/1000W式中:x——甲醛含量 V——滴定所消耗的盐酸体积,ml C——盐酸的mol浓度 W——称量样品物质量 MHCHO——甲醛分子量五、实验数据处理1、实验数据:反 应时 间反 应现 象反 应温 度取 样空瓶质量g空瓶质量+样品质量g物料量g百分含量 2、根据分析结果,计算在不同时间甲醛的转化率,以时间对甲醛的浓度作图。六、思考题:1、计算配方中苯酚甲醛mol比,为什么要如此配方?2、苯酚与甲醛缩聚为什么既能生成线型缩聚物,又能生成体型缩聚物?任务书实验项目考核标准成果展示实验室规则总结
⑻ 酚醛树脂的生产工艺是什么呢
生产方法: 常用的原料为苯酚、间苯二酚、间甲酚、二甲酚、对叔丁基或对苯基酚和甲醛、糠醛等。生产过程包括缩聚和脱水两步。按配方将原料投入反应器并混合均匀,加入催化剂,搅拌,加热至55~65℃,反应放热使物料自动升温至沸腾。此后,继续加热保持微沸腾(96~98℃)至终点,经减压脱水后即可出料。近年来,开发成功连续缩聚生产酚醛树脂新工艺。影响树脂合成和性能的主要因素为酚与醛的化学结构、摩尔比和反应介质的pH。酚与醛的摩尔比大于或等于1时,初始产物为一羟甲基酚,缩聚时生成线型树脂;小于1时,生成多羟甲基酚衍生物,形成的缩聚树脂可交联固化。反应介质的pH小于7时,生成的羟甲基酚很不稳定,易缩聚成线型树脂;大于7时,缩聚缓慢,有利于多羟甲基酚衍生物的生成。生产热塑性酚醛树脂常用盐酸、磷酸、草酸作催化剂(见酸碱催化剂)使介质pH为0.5~1.5。为避免剧烈沸腾,催化剂可分次加入。沸腾反应时间一般为3~6h。脱水可在常压或减压下进行,最终脱水温度为140~160℃。树脂分子量为500~900。生产热固性酚醛树脂可用氢氧化钠、氢氧化钡、氨水和氧化锌作催化剂,沸腾反应时间1~3h,脱水温度一般不超过90℃,树脂分子量为500~1000。强碱催化剂有利于增大树脂的羟甲基含量与水的相溶性。氨催化剂能直接参加树脂化反应,相同配方制得的树脂分子量较高,水溶性差。氧化锌催化剂能制得贮存稳定性好的高邻位结构酚醛树脂。
酚醛树脂也叫电木,又称电木粉
是一种以酚类化合物和醛类化合物经缩聚而制得的一大类合成树脂。
所用酚类主要是苯酚,其他还可用甲酚、shang酚A或几种酚的混合物等;所用醛类化合物主要是甲醛,其他还可用多聚甲醛、糠醛、乙醛或几种醛的混合物。苯酚-甲醛树脂是酚醛树脂中最典型和最重要的一种。
生产酚醛树脂,根据所采用原料反应官能度、酚与醛的摩尔比以及合成反应催化剂,反应物系PH值不同又分为热塑性酚醛树脂和热固性酚醛树脂两大产品,热塑酚醛树脂(或称两步法酚醛树脂),为浅色至暗褐色脆性固体,溶于乙醇、丙酮等溶剂中,长期具有可溶可熔性,仅在六亚甲基四胺或聚甲醛等交联剂存在下,才固化(加热时可快速固化)。主要用于制造压塑粉,也用于制造层压塑料、清漆和胶粘剂。热固性酚醛树脂(或称一步法酚醛树脂),可根据需要制成固体、液体和乳液,都可在热或(和)酸作用下不用交联剂即可交联固化。热固性酚醛树脂可用于制造各种层压塑料、压塑粉、层压塑料;制造清漆或绝缘、耐腐蚀涂料;制造日用品、装饰品;制造隔音、隔热材料等。
更具体的步骤可参考 :http://wenku..com/link?url=S4g9Wn-_jgrBi3rN3-GygdVyFFzrXZaWIcc-75FUlDq
⑼ 合成酚醛树脂的化学方程式是什么
合成酚醛树脂的化学方程式是 nHCHO+nR-OH = -(-R-CH2-)n-OH
R为苯,生成的高聚物CH2和OH是邻位,另一条键专与CH2分别在OH两边的C上。
酚醛树属脂是1907年世界上第一个合成的高分子材料。
固体酚醛树脂为黄色、透明、无定形块状物质,因含有游离酚而呈微红色,实体的比重平均1.7左右,易溶于醇,不溶于水,对水、弱酸、弱碱溶液稳定。
由苯酚和甲醛在催化剂条件下缩聚、经中和、水洗而制成的树脂。因选用催化剂的不同,可分为热固性和热塑性两类。酚醛树脂具有良好的耐酸性能、力学性能、耐热性能,广泛应用于防腐蚀工程、胶粘剂。
液体酚醛树脂为黄色、深棕色液体,如:碱性酚醛树脂主要做铸造黏结剂。
⑽ 酚醛树脂的合成方程式是什么
酚醛树脂的合成方程式nHCHO+nR-OH = -(-R-CH₂-)n-OH。
酚醛树脂的合成原理:
在适当条件下,一元羟甲基苯酚进行加成反应,不饱和烃或含不饱和键的物质为单体,通过不饱和键的加成,聚合成高聚物,可生成二元及多元羟甲基苯酚,接着继续进行缩合及缩聚反应,随反应条件的不同可以发生在羟甲基苯酚与苯酚分子之间,也可发生在各个羟甲基苯酚分子之间。
(10)热塑性酚醛树脂合成原理扩展阅读:
酚醛树脂的性质:
固体酚醛树脂为黄色、透明、无定形块状物质,含有游离酚所以微红色,易溶于醇,不溶于水,对水、弱酸、弱碱溶液稳定。苯酚和甲醛在催化剂条件下会缩聚、经中和、水洗而制成的树脂。
酚醛树脂最重要的特征就是耐高温性,即使在温度大约为1000℃ 的惰性气体条件下,酚醛树脂能产生很高的残碳,酚醛树脂也因此能保持其结构的整体性和尺寸的稳定性。这使得酚醛树脂被应用于一些高温领域。