草酸催化合成酚醛树脂实验

❶ 线型酚醛树脂的制备方法

酚酚醛树脂是由苯酚和甲醛聚合得到。在强碱催化作用下，聚合产物为甲阶酚醛树脂，甲醛与苯酚摩尔比为1.2~3.0：1。甲醛用36~50%的水溶液，催化剂为1~5%的NaOH或Ca(OH)2，在80~95℃加热反应3h就得到预聚物。为了防止反应过头和凝胶化，要真空快速脱水。预聚物为固体或液体，分子为一般500~5000，呈微酸性，其水溶性与分子量和组成有关。
线形酚醛树脂是甲醛和苯酚以0.75~0.85：1的摩尔比聚合得到，常以草酸或硫酸作催化剂，加热回流一定时间，聚合反应就可以完成。催化剂的用量为每100份苯酚加1-2份草酸或不足1份的硫酸。由于加入甲醛的量少，只能生成低分子量线形聚合物。反应混合物在高温脱水、冷却后粉碎，混入5%-15%的六亚甲基四胺，加热即迅速交联。

❷ 酚醛树脂的合成方程式

酚醛树脂的合成方程式：nHCHO+nR-OH=-(-R-CH2-)n-OH。R为苯，生成的高聚物CH2和OH是邻位，另一条键与CH2分别在OH两边的C上，酚醛树脂是1907年世界上第一个合成的高分子材料。
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、阻燃材料、砂轮片制造等行业。

❸ 酚醛树脂的生产技术

1905～1909年L.H.贝克兰对酚醛树脂及其成型工艺进行了系统的研究，1910年在柏林吕格斯工厂建立通用酚醛树脂公司，实现了工业生产。1911年J.W.艾尔斯沃思提出用六亚甲基四胺固化热塑性酚醛树脂，并制得了性能良好的塑料制品，获得了广泛的应用。1969年，由美国金刚砂公司开发了以苯酚－甲醛树脂为原料制得的纤维，随后由日本基诺尔公司投入生产。现美国、苏联和中国也有生产。酚醛树脂的生产至今不衰，1984年世界总产量约1946kt，居热固性树脂的首位。中国自20世纪40年代开始生产，1984年产量为77.6kt。 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。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；pH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和与水的相溶性。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。

❹ 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

❺ 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。

❻ 酚醛树脂的合成原理

第一步是苯酚和甲醛的加成，同时醛的羰基与芳烃的氢加成，羰基的加回成是在亲答核试剂作用下完成的。亲核加成反应可以在酸性或碱性条件下进行。(参阅邢其毅著《基础有机化学》第三版上册第十二章亲核加成)。
第二三步的缩合反应是缩聚，缩聚(反应)：一种或几种含有二个以上官能团的单体化合成为聚合物同时析出低分子副产物(如水、氨、氯化氢等)的过程。缩聚反应的特点是：大多数是可逆反应和逐步反应，分子量随反应时间而逐渐增大，但单体的转化率却几乎与时间无关。根据反应条件可分为熔融缩聚、溶液缩聚、界面缩聚和固相缩聚。根据所用原料可分为均缩聚、混缩聚和共缩聚根据产物的结构可分为二向缩聚或线型缩聚和三向缩聚或体型缩聚。本反应是溶液缩聚的逐步反应，最终的产物根据加入的固化剂不同，成为热塑性线型缩聚物和热固性的体型缩聚物。

❼ 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％

❽ 合成酚醛树脂5311用什么催化剂

合成酚醛树来脂5311可以采自用多种酸碱催化剂。

合成酚醛树脂的催化剂有酸、碱两大类，酸性催化剂多用盐酸、草酸，有时也用磷酸、硫酸等其他酸；碱性催化剂多用氨水、氢氧化钠，有时也用氢氧化钡、氧化镁、苯胺等作为辅助催化剂。近年来对采用金属盐类作为酚醛树脂合成的催化剂有了更多的研究和应用。金属盐类催化剂，不会有强酸强碱的残留，不会导致树脂吸水，也没有味道，是以后酚醛树脂合成的趋势。

❾ 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。
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 ：

❿ 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%。