制酚醛树脂为什么加盐酸

A. 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。

B. 谁知道 酚醛树脂 具体是怎么做成的

一、酚醛树脂

酚醛树脂是由苯酚和甲醛在酸、碱触媒作用下合成的。由于工艺不同可以制成液体酚醛树脂和粉状酚醛树脂两种。

1、制造酚醛树脂的原材料

（1）苯酚

苯酚又称石炭酸，纯白无色针状晶体，在空气中可氧化成浅粉色。

分子式

C6H5OH

分子量

94.11

比重

1.0545g/cm3

熔点

40.8℃

沸点

182℃

苯酚能溶于热水，溶于酒精，碱等。有弱酸性，易渗入皮肤，引起过敏现象。将2%左右的苯酚肥皂水溶液用于消毒，医用名称“来苏儿”。

表1 制造酚醛树脂用的苯酚的技术条件

名称

苯酚（又名石炭酸）

分子式

C6H5OH

外观

有特殊气味的无色结晶，在空气中显粉红色

酸碱性

呈弱酸性

含量要求

苯酚含量96%

（2）甲醛

甲醛为无色气体，用于制造酚醛树脂的是甲醛的水溶液。

甲醛分子式

HCHO

分子量

30.03

气体比重

1.067 即比空气略重

液体比重

（-20℃）0.815

熔点

-92℃

沸点

-21℃

甲醛溶于水和酒精，40%的水溶液医学上称 “福尔马林”，做防腐剂使用。长期存放的甲醛易聚合沉淀出白色块状物，加入8-12%的甲醇（CH3OH）可防聚合。甲醛具有强烈的刺激性气味，能刺激眼睛和呼吸道粘膜，并引起皮肤过敏现象。甲醛的技术条件见表2

表2 甲醛的技术条件

名称

甲醛（水溶液）

分子式

HCHO

分子量

30.03

溶解性

能溶于水，最大浓度可达50%

使用要求

甲醛含量 >34%，沉淀物<1%

（3）催化剂

① 碱性催化剂 氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化铵等都可以做合成酚醛树脂的催化剂生成液体酚醛树脂。

磨料磨具行业用的液体酚醛树脂通常是用氢氧化铵作催化剂，因氢氧化铵属于弱碱性。对不耐碱地酚醛树脂影响不大。残留部分在硬化加热时大部分挥发掉了，所以用氢氧化铵作催化剂的酚醛树脂具有较高的强度，耐水性较好。氢氧化钡也是较好的催化剂；而氢氧化钠是一种强碱，残留在磨具的结合剂中对磨具有破坏作用，因此在磨具制造中很少使用氢氧化钠作催化剂的酚醛树脂。

苯酚与甲醛生成树脂的反应速度随催化剂的用量增多而加快，但是反应太快则不易控制，通常氢氧化铵的水溶液用量为苯酚的3-6%。

作为催化剂的氢氧化铵含量不小于17%，比重为0.88-0.92 g/cm3。

②酸性催化剂 生产粉状的酚醛树脂通常使用盐酸作催化剂。盐酸是氯化氢的水溶液。工业盐酸的氯化氢含量为25-40%，比重为1.12-1.20。用量以苯酚为100%计，盐酸加入量，以纯HCl计为0.1-0.3%。残留在树脂中的盐酸在硬化加热过程中几乎全部挥发掉，对树脂性能没有明显影响。

C. 苯酚和甲醛制酚醛树脂时加浓盐酸

H+作为催化剂催化反应进行

D. 在制备酚醛树脂时,浓盐酸是如何发挥催化作用的

在制备酚醛来树脂时,反应源为缩聚反应,生成体形高分子
一般反应有很多种但高中只讲临间缩聚
催化剂一般为浓盐酸或浓氨水,催化剂不同生成的酚醛树脂也不同,但苯酚含有酚羟基在空气中就极易被氧化,因此浓盐酸有防止作用并且接触在活化机处发挥催化作用的

E. 酚醛树脂用盐酸为什么要用盐酸

预处理的目的：新树脂在使用前需清洗是任何类型的树脂都不可少版的一个步骤！ 主要是因权为，树脂在出售时，并非绝对的“干净”，多会含有少量低聚物和未参加反应的单体，以及铁、铅、铜等无机杂质。这些物质或多或少都对树脂的交换性能有一定影响

F. 实验室制酚醛树脂 为什么先放苯酚 再放甲醛 最后放盐酸

如果先放甲醛再放苯酚，苯酚和甲醛分成，加入盐酸后，盐酸就和苯酚反应了：

G. 酚醛在酸性条件下缩聚为什么用浓盐酸

在酸性介质中，羟甲基与羟甲基或羟甲基与酚环上的氢原子的反应速度都较酚与醛的加成反应速度快。研究表明，热塑性酚醛树脂和生成过程是通过羟甲基衍生物阶段而进行的，且羟甲基彼此间的反应速度总小于羟甲基与苯酚邻位或对位上氢原子的反应速度。通常认为，在酸催化下的反应是与甲醛或它在水溶液中的甲二醇形成的质子性质有关的亲电取代反应。
动力学数据表明：H+ 在酚和醛反应的开始阶段是活泼的催化剂，缩聚反应的速度大体上正比于氢质子的浓度。
催化剂：在酸性催化剂作用下苯酚与甲醛加成反应的速度与氢离子的浓度呈线性关系，进一步的缩聚反应对于酸性催化剂的用量也非常敏感，催化剂不仅对反应有催化作用，还影响树脂的性能。
盐酸是最强的催化剂，一般用量为0.05%～0.1%，反应体系的pH在1.8～2.2之间，为防止缩聚过程中的剧烈放热，因此应分2～3次加入反应物中。优点：
价格低，反应速度快，在干燥脱水过程中可随水蒸气逸出。缺点：腐蚀设备严重，生产出的树脂中残存有氯离子，会影响其性能。盐酸曾一度广泛使用，后来逐渐被抛弃，因易形成氯甲基醚副产物，盐酸与甲醛形成的二氯甲基醚被认为是潜在的致癌物。
硫酸作催化剂较少，主要是因为总有部分硫酸残存于树脂中，必须使之中和生成惰性的硫酸盐。所得树脂颜色较深，对设备腐蚀严重。采用量为苯酚的0.4%～0.5%。
草酸是很好的催化剂，现普遍使用。催化作用缓和，用量为苯酚量的0.5%～2%。特点是缩聚反应平稳，容易控制。易实现自动控制，树脂颜色较浅并具有较好的耐光性，反应后不必中和；对设备腐蚀小。缺点是反应速度较慢。
2）中和剂：由于热塑性酚醛树脂是在酸性条件下缩聚而成。因此，在树脂的合成反应达到预期的程度时，通常要用碱性物质对树脂的残余酸进行中和。中和的目的一方面是终止树脂的缩聚反应，另一方面是消除树脂中因酸而具有的腐蚀性。可用的中和剂可为各类碱性物质，但是，从经济以及来源等方面考虑，可用氨水和氢氧化钠为中和剂。
3）原料的用量比：工业生产中，苯酚/甲醛（摩尔比）通常为1/0.85左右，在同样条件下进行缩聚，甲醛对苯酚的摩尔比愈高，所得树脂软化点愈高，平均相对分子质量愈大，收率提高，树脂中游离酚含量减少。
4）缩聚与脱水条件：延长缩聚时间，反应趋于完全，树脂的平均相对分子质量、收率都有所提高。干燥时间与最终脱水温度的高低对所得树脂的相对分子质量、溶液粘度、软化点、滴点以及游离酚含量皆有影响[1]。最终脱水温度的提高可显著提高树脂的滴点，甲醛的用料比增大时，对滴点的影响更大。

H. 制取酚醛树脂的催化剂除了选用盐酸和浓氨水外，还有哪些物质可以选用

如盐酸、草酸、硫酸、对甲苯磺酸、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氨气、氧化镁和乙酸锌等都可以选择。
1、盐酸

分子式：HCl

盐酸是五色或黄色透明的液体，由食盐电解，合成等方法制成。是一种强酸，具有酸类的通性。

盐酸是制造苯酚甲醛热塑性树脂的催化剂，使用时要稀释后加入，采用盐酸作催化剂的优点是价格低，在树脂脱水干燥中盐酸可以蒸发出去，它的缺点是对设备有腐蚀作用。

盐酸有强腐蚀性，能腐蚀织物及皮肤，操作时须穿戴橡皮手套等防护用品。皮肤溅上盐酸后，应立即用清水冲洗。

生产酚醛树脂对盐酸的技术要求如下：

外观无色或黄色透明液体；

HCl质量分数≥3l％。

2、草酸

分子式：（COOH)2，2H2O

草酸又名乙二酸。系无色透明结晶或白色结晶颗粒。在热空气中易被风化。放入干燥器中或加热高于30℃时，也会失去结晶水。

草酸易溶于水和乙醇，难溶于醚，不溶于三氯甲烷和苯，熔点为101℃。
草酸在高温下则分解为二氧化碳和甲酸。
3、液碱
分子式：NaOH
液碱系氢氧化钠的水溶液，由食盐电解制得。NaOH又名苛性钠，烧碱，是一种典型的强碱。它具有强腐蚀性，操作时应注意好劳动安全防护。生产酚醛树脂对液碱的要求是：
外观白色或微红色无机械杂质之液体；
NaOH质量分数≥30％。
4、氨水
分子式：NH4OH或NH3·H2O
氨水又名阿莫尼亚水。是无色有强刺激性臭味的透明液体。它是由氮气和氢气直接合
成制得的氨气溶于水而制得的，并呈弱碱性。氨水是苯酚甲醛树脂的催化剂，因催化性能较
缓所以在生产过程中容易控制。氨水对人体皮肤有刺激性，使用时空气要流通，避免气味吸
入呼吸道。在生产酚醛树脂时对氨水的技术要求是：
外观五色透明或微带黄色的液体；
NH3质量分数≥20％。
5、氢氧化钡
分子式：Ba（OH）2
氢氧化钡是—种白色单斜晶系晶体，相对密度：2.18，熔点：78℃，微溶于乙醇，溶于水，其水溶液呈强碱性，在空气中极易吸收二氧化碳而成碳酸钡。受热后逐渐失去结晶水，780℃失去全部结晶水变成无水物，有毒。

其合格品技术指标为：
Ba（OH）2·8H2O 质量分数≥95％
BaCO3 质量分数≤2.0％
氯化物（以Cl计） 质量分数≤0.30％
铁（Fe） 质量分数≤0.010％

I. 酚醛树脂是怎么生成的

酚醛树脂是由酚类化合物(如苯酚、甲酚、二甲酚、间苯二酚、叔丁酚、双酚A等)与醛类化合物(如甲醛、乙醛、多聚甲醛、糠醛等)在碱性或酸性催化剂作用下，经加成缩聚反应制得的树脂统称为酚醛树脂

J. 酚醛树脂的实验制取

【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。