Ⅰ 酚醛树脂生产的影响因素有哪些如何控制
F/P,催化剂,温度,溶剂量(通常是水),一般常压;
当F/P>1时,注意:
通常蒸汽加热较好,反应放热很厉害,注意夹套要有好的冷却效果;
反应釜与冷凝器的接管要足够粗, 反应釜上最好安装防爆膜;
反应釜最好设一个快速注水口,便于发生意外是加水快速冷却.
当F/P<1时,还要注意注意苯酚在冷凝器中的结晶
个人总结,不对的请后来的人修正补充.
Ⅱ 酚醛树脂制备时,酚醛比例与催化剂等工艺条件不同对产物结构与性能有何影响
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。
Ⅲ 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。
Ⅳ 酚醛树脂合成原理是什么
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,就可生成二元及内多元羟甲基苯酚:
2
缩合及缩容聚反应
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,将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。
多年来研究分析通常认为,影响酚醛树脂的合成、结构及特性的主要因素为如下四点:
(1)原料的化学结构;
(2)酚与醛的摩尔比;
(3)反应介质的酸、碱性;
(4)生产操作方法。
Ⅳ 酚醛树脂的合成生产工艺及流程(落后的不要)
2、液体酚醛树脂的生产工艺
(1)生产液体酚醛树脂时甲醛的加入量要比正常的需要量略多一些,甲醛量多一些树脂的生产速度快,产量高,游离酚减少。通常取苯酚与甲醛的克分子比为:6 :7;催化剂氨水加入量为苯酚加入量的4%,(氨水中氢氧化铵含量按25%计时)。当混合物料加热到85℃左右时,可停止加热,物料以缩聚反应放出的热量自行升温到98℃左右,并开始沸腾,当反应过于激烈时应通水冷却。
(2)液体酚醛树脂的生产工艺流程,见图1
氨水
苯酚
甲醛
加热熔化
反应釜
加热缩聚
脱水
液体树脂
图1 液体酚醛树脂生产工艺流程
树脂合成后采用真空脱水,水分和挥发分脱除的比较干净,过多的水分和挥发分残留在树脂中在磨具硬化时易发泡。酚醛树脂生产设备示意图见图2。
图2 酚醛树脂生产装置示意图
1-反应釜; 2-反应釜夹套;3-进料口;4-电机、减速器;5-温度计;6-锚式搅拌器;7-出料口;8-冷凝器
9-放空阀;10-脱水缸;11-真空泵
(3)液体酚醛树脂的性质 液体酚醛树脂常温下是棕红色粘稠液体,有刺激性气味。比重1.15-1.2。能溶于乙醇、丙酮、糠醛等溶剂中。树脂中游离酚含量为10-18%。
液体酚醛树脂在100℃的温度下保持2个小时仍有流动性,属甲阶,称A型,A型的特点是能溶于酒精中。
在120℃保持2小时则失去流动性,变为乙阶、称B型。B型树脂的特点是不溶于酒精,但略有膨胀,成弹性体。在130℃以上保持2个小时则成坚硬的固体,属丙阶,称C型。C型树脂的特点是不溶于酒精,不变形;加热不溶化;加热到230℃以上则炭化。
(4)液体酚醛树脂的性质对磨具性能的影响
① 树脂粘度 液体树脂的粘度和温度和固体含量有关,固体含量高、温度低则粘度高,反之则粘度低。作为粉状酚醛树脂润湿剂使用时,低粘度的溶解能力较强,生产的磨具机械强度较高;树脂的粘度用落球法或杯流法测定。作为粉状润湿剂使用的液体酚醛树脂的粘度一般用杯流法测定,数值在40-400秒之间。
② 游离酚的影响 液体酚醛树脂中有一部分没有参加反应的苯酚,称为游离酚。游离酚在做为润湿剂的树脂中应控制在28%以下。虽然游离酚的这个数值较高,但因为苯酚可以溶解粉状树脂,使型料有较好的可塑性,有利于树脂对磨粒的粘结,可以提高磨具的强度。
③ 固体含量 将重量为W1(约5-10克)的树脂在150℃-180℃的温度下加热1小时的剩余量W2,按式(1),(2)计算出x称固含量,y为聚合损耗。
(1)
(2)
x ——固体含量
y ——聚合损耗
W1——加热前树脂量
W2——加热后树脂量
对于用粉状树脂生产磨具,作为润湿剂的液体酚醛树脂只占树脂总量的1/3左右,而且也可以和粉状树脂的数量互换,因液体量大时对磨料润湿好,对粉状树脂的溶解增强,所以虽然液体树脂的固体含量较低,但液体酚醛树脂用量增加并不降低磨具的强度和硬度。作为润湿剂的酚醛树脂其固体含量要求大于65%,聚合损耗小于35%。
Ⅵ 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%
Ⅶ 酚醛树脂生产工艺中,添加的原料,是否是在有水的环境下反应还是不加入水,若不加入的话,为什么
酚醛树抄脂一般都是溶液袭缩聚而成,原料基本上是液体,反应一段时间后会有大量的水生成,水分对树脂的影响你可以网络的到,基本上控制在6%左右,除水的方法是抽真空,降压并适当加热,使水分和一些没有反应完全的原料如甲醛等在低温60~70度下沸腾,当然这步操作是在反应中期,达到分离水的目的,抽完之后溶液粘度很大,只要在这时加有机溶剂溶解就可以了
Ⅷ 酚醛树脂胶粘剂的注意事项
1、酚醛胶粘剂含有溶剂,一般涂胶2~3次每次均需晾置一定时间,有时还要升温烘烤后趁热粘接。
2、固化时必须施加压力,防止气孔产生,保证胶层致密。
3、升温分段进行,以使温度均匀稳定。
4、达到规定的固化时间后,应缓慢降温冷却,以避免或减少产生内应力。
5、胶含有易燃溶剂,加热固化时还会有苯酚和甲醛气味注意通风防火。
6、胶液含有无机填料的储存易有沉淀,用前一定要搅匀用后应盖严密封。
Ⅸ 酚醛树脂的制备及性质
苯酚+甲醛复===酚醛树脂(催化剂只会也影响制酚醛树脂的形状),酚醛树脂是高分子化合物,原理如下:苯酚上的酚OH会影响苯环上邻位上的氢,使邻位上H变的更活泼,更容易反应,所以反应时相当于苯环是还有俩个半键,而甲醛中的碳氧双键同时断开,与苯环是的俩个半键结合,有多个这样的单体的聚合体就形成了酚醛树脂.
Ⅹ 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