4.1 酚醛树脂及其合成
酚醛树脂及其合成
未改性酚醛胶粘剂：主要用于胶粘木材。制造耐 水胶合板、航空胶合板、船舶板、车厢板、高级 刨花板等。 改性酚醛胶粘剂：用作结构胶粘剂。粘接金属与 非金属。制造蜂窝结构、刹车片 、砂轮、复合材 料等，还可用于其他胶粘剂的改性，提高耐老化 性、耐水性和粘接强度。
酚醛树脂的种类
1、热固性酚醛树脂 又称一阶酚醛树脂。不稳定，含有可 进一步反应的羟甲基活性基团。 2、热塑性酚醛树脂 又称二阶酚醛树脂，为线型结构；稳 定，进一步反应不会形成体型结构， 需加固化剂才可形成。
生产工艺
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，开动 搅拌，加热升温至70℃，由于反应放热使物料自动升温。当 升至78 ℃时即用冷水调节，使反应温度缓慢上升并保温在 85~95 ℃之间，保温反应直到终点，经减压脱水并加入乙醇稀 释溶解后过滤出料即为产品。 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。PH值大于7时，缩聚缓慢，有利于多羟甲基 酚衍生物的生成。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 。 反应终点一看脱水量（应脱水至树脂呈透明状），二看凝 胶化时间（约70s/160 ℃ ）。
关于“电木”
酚醛树脂俗称电木，又称电木粉。不溶于水，溶于丙 酮、酒精等有机溶剂中。 电木是将酚醛树脂、锯木粉、滑石粉（填料）、固化剂， 硬脂酸(脱模剂)、颜料等充分混合，并在混炼机中加热混 炼，即得电木粉。将电木粉在模具中加热压制成型后得到 热固性酚醛塑料制品。 电木具有较高的机械强度、良好的绝缘性，耐热、耐腐 蚀，因此常用于制造电器材料，如开关、灯头、耳机、电 话机壳、仪表壳等，“电木”由此而得名。
4.2 合成原理
苯酚和甲醛在催化剂存在的条件下缩聚而成。反应机理：苯 酚羟基邻位和对位上的氢原子比较活泼，与甲醛醛基上的氧原 子结合为水分子，其余部分连接起来成为酚醛树脂。
酚醛树脂的合成反应方法
酚醛树脂的合成反应方法酚醛树脂是一种常见的热固性树脂，具有良好的机械性能、耐热性能和耐化学性能等优点，广泛应用于粘接、涂料、复合材料等领域。
其合成反应方法主要有以下几种：1.加热缩聚法：这是合成酚醛树脂最常用的方法之一、将适量的酚和甲醛按一定比例混合后，在碱性催化剂的作用下进行加热缩聚反应。
缩聚反应会在缩聚剂之间形成酚甲醛亚胺，再进一步聚合形成酚醛树脂。
该方法反应速度快、操作简单，但在高温下易生成有害气体。
2.硝化磺化法：该方法是在加热缩聚法的基础上引入了硝酸和磺酸作为诱导剂。
加入硝酸和磺酸可以加快缩聚反应的速度并改善产物的性能。
硝化磺化法合成的酚醛树脂具有更高的强度和耐热性能，适用于一些高要求的应用。
3.环氧化酚醛树脂法：通过环氧化反应合成酚醛树脂是一种新型的方法。
在环氧化酚醛树脂反应中，酚和甲醛会先发生环氧化反应，形成环氧酚和甲醛加合物。
然后，在酸性条件下，酚和甲醛加合物会进行环化反应，生成酚醛树脂。
该方法反应条件温和，且产物具有较高的聚合度和交联度，具有优异的性能。
4.溶胀法：溶胀法是一种比较特殊的合成方法。
它首先将酚和甲醛按一定比例混合，并加入不溶于甲醛的溶剂如石油醚，形成溶液。
然后，在催化剂的作用下，将溶液中的甲醛脱氢生成甲醛醇。
甲醛醇与酚发生缩聚反应，形成酚醛树脂。
这种方法能够合成分散度很好的酚醛树脂，适用于克服其他方法中产物团聚的问题。
总的来说，酚醛树脂的合成方法各有特点，选择适合的方法要根据具体需求和条件来决定。
各种方法在合成过程中都需要控制温度、时间和催化剂的使用量，以保证合成的酚醛树脂具有理想的性能。
同时，为了提高酚醛树脂的性能，也可以通过调整酚和甲醛的比例、引入其他添加剂等手段来进行改性。
酚醛树脂的合成原理
酚醛树脂的合成原理
首先，酚醛树脂的合成是通过酚和醛的缩聚反应而实现的。
在这个过程中，酚和醛分子之间发生亲核加成反应，生成缩聚产物。
酚醛树脂的合成过程主要包括三个阶段，缩聚、聚合和固化。
在缩聚阶段，酚和醛首先发生缩聚反应，生成具有醛基和羟基的中间产物。
这一阶段的关键是选择合适的酚和醛原料，控制反应条件，如温度、压力和催化剂的选择，以促进缩聚反应的进行，得到理想的中间产物。
接下来是聚合阶段，中间产物在适当的条件下，如加热或加入催化剂，发生进一步的聚合反应，形成高分子量的酚醛树脂。
在聚合过程中，需要控制反应温度和时间，以及反应物的比例，确保产物具有理想的分子结构和性能。
最后是固化阶段，聚合得到的酚醛树脂需要进行固化处理，以提高其耐热性和机械性能。
固化过程主要通过热固化或者添加固化剂来实现，使酚醛树脂分子内部发生交联，形成三维网络结构，从而提高材料的稳定性和耐用性。
总的来说，酚醛树脂的合成原理是通过酚和醛的缩聚、聚合和固化三个阶段来实现的。
在实际生产中，需要严格控制每个阶段的反应条件和参数，以确保合成产物具有理想的结构和性能。
同时，对于不同用途的酚醛树脂，可以通过调整原料比例、反应条件和固化方式等手段，实现对产物性能的调控和优化。
总的来说，酚醛树脂的合成原理是一个复杂而又精密的过程，需要在实践中不断总结经验，改进工艺，以满足不同领域对于酚醛树脂的需求。
希望本文能够对酚醛树脂的合成原理有所帮助，谢谢阅读。
酚醛树脂的合成反应方法
酚醛树脂的合成反应方法酚醛树脂的合成反应分为两步，首先是苯酚与甲醛发生加成反应，生成拜甲基苯酚，其次径甲基苯酚间发生缩聚反应。
(1)加成反应CH2OH 在适当的条件下，一元軽甲基苯酚与甲醛继续反应，生成二元乃至三元轻甲基苯酚：HOCH释甲基苯酚与苯酚，轻甲基苯酚之间发生缩聚反应, 生成各种二聚体。
如图1・4所示^pCH20CH2-O-0H|-CH2O附着缩聚反应不断的进行，形成了一定分子屋的酚醛坍脂。
彫响酚醛树脂的合成、结构及特性的主要因素有原料的化学结构、酚与醛旳摩尔比、反应介质的酸碱性和合成工艺方法等卩％1.3.2热塑性酚酵树脂的合成在酸性的催化剂条件下，甲醃与苯酚的摩尔比VI的情况下制各的酚醃树脂为热塑性盼醛树脂，称为Novolac树脂。
在强酸介质（PHV3）中，苗先甲醛与水分子形成甲二醇，甲二醇与质子发生亲电取代反应，空成甲醇阳离子：CH2O + H2O—H0CII2OH —+CH2OH 4. IbO(2发生在对位的及应〈1）反应速率比较慢，发生在邻位的反应（2）反应比较快，因此反应（1）是决定Novolac树脂的反应速率.碳鋒离子与苯酚反应，主成H+和二酚基甲烷。
133热固性酚醛树脂的合成以碱为催化剂，甲醛与苯酚的摩尔比＞1的情况下.制备的酚醛树脂为热固性酚醛树脂，祢为Resole树脂。
在FHA7时，甲醛左水溶液中存在甲二醇的平衡反应：贏5十比一HOCgH苯酚左碱性条件下则形成负离子的形式:苯酚负离子具有较强的亲核性质，与甲醛起加成反应:对疑甲基苯酚可通过下■列历程形成;上述的形成一元坯甲基苯酚，不断与甲醛继续反应形成二元甚至三元的绘甲 基苯酚，耗甲基苯酚与苯酚，超甲基苯酚直接不断地进疔縉聚反应，最终形成热 固性酚醛树脂。
1.4酚醛树脂的固化朗1.4.1固化的含义固化是低分子物质转变成不溶不熔的髙分子网状结构的化学过程，表现出凝 胶化和完全固化的两个阶段。
无论是Novolac 和Resole 的甲阶酚醛树脂，都是由低 分子量的低聚物和各种疑甲基苯酚组成的混合协体系，尽管在结构上存在着差 异，但是在物理性质上它们均表现出可溶可熔的性质。
酚醛树脂
酚醛树脂1.摘要酚醛树脂是一种最经典的人工合成树脂，有近百年的使用史。
由于酚醛树脂的原料易得，价格低廉，生产工艺和设备简单，而且制品具有优异的机械性能，耐热性、耐寒性、电绝性、尺寸稳定性、成型加工型、阻燃性及低烟雾性。
因此其成为工业部门不可缺少的材料，被广泛应用于固结磨具、涂附磨具、摩擦材料、耐火材料以及电木粉、烟花爆竹、铸造等各个领域。
2.引言酚醛树脂是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，其中以苯酚和甲醛树脂为最重要。
也是世界上最早由人工合成的，至今仍很重要的高分子材料。
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。
酚醛树脂为热固性树脂，与其它热固性树脂相比，其优点有：(1)固化时不需要加入催化剂、促进剂，只需加热、加压，调整酚与醛的摩尔比与介质pH值，就可得到具有不同性能的产物。
(2)固化后密度小，机械强度、热强度高，变形倾向小，耐化学腐蚀及耐湿性高，是高绝缘材料。
3.1酚醛树脂的合成原理酚醛树脂也叫电木，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。
苯酚与甲醛缩聚而得。
它包括：线型酚醛树脂、热固性酚醛树脂和油溶性酚醛树脂。
主要用于生产压塑粉、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。
常见的高压电插座、家具塑料把手等等phenolic resin,简称PF，酚醛树脂.为黄色、透明、无定形块状物质，因含有游离分子而呈微红色，比重1.25~1.30，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。
3.2酚醛树脂的重要性能高温性能酚醛树脂最重要的特征就是耐高温性，即使在非常高的温度下，也能保持其结构的整体性和尺寸的稳定性。
酚醛树脂的合成与应用
酚醛树脂的合成与应用酚醛树脂是一种由酚和醛类化合物反应合成的无定形聚合物。
它广泛应用于建筑材料、绝缘材料、表面涂料、粘合剂等领域。
本文将从酚醛树脂的合成和其一些主要应用方面进行详细介绍。
一、酚醛树脂的合成1.酚醛树脂的合成一般分为两步骤：缩聚反应和固化反应。
缩聚反应是通过酸性催化剂使酚和醛类反应生成酚醛缩聚物。
常用的酚有苯酚、间甲酚等，常用的醛有甲醛、乙醛等。
缩聚反应可以选择在常压下进行，也可以通过高温高压的条件来进行。
2.固化反应是指将缩聚物在碱性催化剂的作用下进行串联反应，形成大分子聚合物结构。
常用的碱性催化剂有氢氧化钠、氢氧化钡等。
固化过程中的温度和时间可以根据所需的聚合物性能进行调节。
二、酚醛树脂的应用1.建筑材料：酚醛树脂具有较好的绝缘性能和耐热性能，广泛应用于建筑材料中，如墙砖、天花板、管道等。
它们能够提供良好的保温和隔热效果，同时具有一定的阻燃性能，能够提高建筑物的安全性。
2.绝缘材料：酚醛树脂的绝缘性能优异，可用于电气绝缘材料的制备，如绝缘管、电缆绝缘层、变压器绝缘板等。
酚醛树脂的绝缘性能在高温和高湿度条件下仍然稳定，能够有效保护电器设备的安全运行。
3.表面涂料：酚醛树脂具有良好的耐磨性和耐化学性，因此广泛应用于表面涂料中，如家具表面涂层、汽车涂料等。
它们能够提供优异的光泽度和抗划伤性，同时还能保持涂层的稳定性和耐久性。
4.粘合剂：酚醛树脂是一种优秀的粘合剂材料，具有很强的粘接强度和抗剪切性能。
它们广泛应用于家具、木质制品、纸板箱等领域，能够提供很好的粘接效果和耐久性。
5.其他应用：酚醛树脂还能够用作压制材料、模具材料、阻燃剂等。
在压制材料中，酚醛树脂能够提供良好的硬度和耐磨性，用作模具材料时，具有较低的收缩率和稳定性。
在阻燃剂中，酚醛树脂能够提高材料的阻燃性能，提高材料的安全性。
总结：酚醛树脂作为一种重要的合成材料，在建筑材料、绝缘材料、表面涂料、粘合剂等领域都有广泛的应用。
它具有优异的绝缘性能、耐热性能和耐化学性能，能够满足各种复杂环境下的要求。
酚醛树脂及其合成
酚醛树脂及其合成
酚醛树脂是一种广泛应用于制作各种塑料和涂料的合成树脂。
酚醛树
脂的合成方法有多种，包括酚醛缩聚法和酚醛酸碱缩聚法等。
酚醛树脂的合成主要是通过酚和醛的缩聚反应生成，其最早的合成方
法是酚醛酸碱缩聚法。
首先，在碱性条件下，将酚和醛混合反应生成酚醛
酸型预聚体。
然后，在弱酸条件下，将酚醛酸型预聚体进行进一步的缩聚
反应，生成酚醛树脂。
酚醛缩聚法是另一种常用的合成方法。
在此方法中，使用酚和醛的缩
聚反应生成酚醛树脂。
这种方法的特点是操作简单，反应时间短，适用于
大量生产。
酚醛树脂的合成过程是一个复杂的化学反应链。
缩聚反应发生在活性
酚和缩聚剂的作用下。
在这个过程中，首先，活性酚作为缩聚剂的亲核试
剂与酚发生亲核取代反应。
然后，生成的活性酚与醛发生缩酮反应，形成
中间酚醛酸型预聚体。
最后，通过酚醛酸型预聚体的缩聚反应，形成酚醛
树脂。
酚醛树脂具有许多优良的性能，包括优异的机械强度、耐磨性、耐化
学性等。
它们还具有良好的耐温性能，在高温下保持较好的物理和化学性质。
因此，酚醛树脂被广泛应用于制造电器、汽车零部件、家具和建筑材
料等。
此外，酚醛树脂还可以用作涂料的成膜剂，提高涂料的附着力和耐
久性。
总之，酚醛树脂是一种重要的合成树脂，通过酚和醛的缩聚反应合成。
酚醛树脂具有许多优良的性能，并且可以广泛应用于制造塑料和涂料。
它
的合成方法有酚醛缩聚法和酚醛酸碱缩聚法等。
酚醛树脂的研究和应用在化学工业领域具有重要的意义。
酚醛树脂的合成
酚醛树脂的合成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。
酚醛树脂的合成实验产率计算
酚醛树脂的合成实验产率计算酚醛树脂是一种重要的有机高分子材料，广泛应用于化学工业和材料工程领域。
合成酚醛树脂的实验产率计算是评价合成过程的效果和准确性的重要指标之一、下面将详细介绍酚醛树脂的合成实验产率计算方法。
一、酚醛树脂的合成实验产率计算方法：1.理论产率计算方法：理论产率是根据理论计算得到的酚醛树脂合成产物的最大量。
计算方法如下：理论产率=反应物的摩尔量×反应物的摩尔配比×反应物的摩尔质量/酚醛树脂的摩尔质量例如，合成酚醛树脂的反应方程为：nC6H6O+nHCHO→(C6H6O)n(HCHO)n+nH2O其中，n为反应物的摩尔配比，(C6H6O)n(HCHO)n为酚醛树脂的产物。
假设反应物C6H6O和HCHO的摩尔配比n为1:2，则理论产率可以计算为：理论产率=1×2×94.11/(酚醛树脂单位重量)2.实际产率计算方法：实际产率是根据实验结果得到的酚醛树脂合成产物的量。
计算方法如下：实际产率=实际得到的酚醛树脂质量/反应物的理论产量例如，实验中得到了10克酚醛树脂的产物，反应物的理论产量为20克，则实际产率可以计算为：实际产率=10/20×100%=50%二、影响酚醛树脂合成实验产率的因素：1.反应物的质量和纯度：反应物的质量和纯度越高，产物的质量和产率就越高。
2.反应条件的选择：反应温度、压力和反应时间等反应条件的选择对产率有重要影响。
3.催化剂的选择和用量：催化剂的种类和用量对反应速率及产物质量有很大影响。
4.水分的影响：水分的存在对酚醛树脂的合成产率有很大影响，因此，在合成过程中要控制水分的含量。
总之，酚醛树脂的合成实验产率计算是评价合成过程的效果和准确性的重要指标之一、通过合理的选择反应条件、优化反应方案和提高反应物的纯度，可以有效提高酚醛树脂的产率，从而更好地满足实际应用的需求。
酚醛树脂的合成原理
酚醛树脂的合成原理
酚醛树脂的合成原理主要有两个步骤：首先是酚和甲醛在碱性催化剂的存在下发生缩聚反应生成缩聚物；然后缩聚物在酸性条件下进行缩合反应生成酚醛树脂。
具体的合成原理如下：
1. 缩聚反应：酚和甲醛在碱性催化剂（如氧化钠、氢氧化钠等）的存在下发生缩聚反应，生成酚甲醛缩聚物。
此反应是通过酚中的羟基与甲醛中的甲基发生亲核加成反应而实现的，生成酚甲醛缩聚物，同时释放水分子。
2. 缩合反应：酚甲醛缩聚物在酸性催化剂（如稀盐酸、硫酸等）的存在下发生缩合反应，生成酚醛树脂。
在酸性条件下，酚甲醛缩聚物中的活性甲醛基与酚甲醛缩聚物中的其他活性甲醛基反应，生成酚醛树脂链长分子，同时再次释放水分子。
通过缩聚和缩合反应，酚醛树脂的结构中含有大量的酚醛结构单元，形成三维网络结构。
这种网络结构赋予酚醛树脂优异的物理性能和化学性能，使其广泛应用于胶粘剂、涂料、塑料、绝缘材料等领域。
酚醛树脂化学方程式
酚醛树脂化学方程式引言：酚醛树脂是一种常见的合成树脂，它由酚和醛的缩聚反应而成。
这种树脂在工业生产中被广泛应用，用作胶合剂、涂料、粘合剂等。
本文将介绍酚醛树脂的化学方程式及其应用。
1.酚醛树脂的合成:酚醛树脂的合成是通过酚和醛的缩聚反应进行的。
常用的酚是邻苯二酚或间苯二酚，醛可以是甲醛或其他醛类。
下面是酚醛树脂合成的一般化学方程式：2C6H6O2 + 3(CH2O)n → C6H6O·(CH2O)n + 2H2O在这个化学方程式中，酚和醛的比例可以调整，以获得不同性质的酚醛树脂。
当n为1时，得到的是甲醛酚醛树脂，当n大于1时，得到的是其他醛类酚醛树脂。
2.酚醛树脂的特性：酚醛树脂具有很多优良的特性，包括耐热性、耐化学品腐蚀性、机械强度高等。
它还具有良好的绝缘性能和耐磨性能。
这些特性使得酚醛树脂在不同领域得到了广泛的应用。
3.酚醛树脂的应用：酚醛树脂广泛应用于胶合剂、涂料、粘合剂等领域。
3.1 胶合剂：酚醛树脂作为一种胶合剂，在木材、纤维板等材料的粘接和胶合过程中起到了重要的作用。
它具有良好的粘接强度和耐水性，能够有效提高粘接面的强度和耐久性。
3.2 涂料：酚醛树脂在涂料中可以起到增强涂层硬度和抗刮擦性的作用。
它还可以提高涂膜的耐久性和抗化学腐蚀性能。
因此，酚醛树脂广泛应用于汽车、建筑等领域的涂料制造。
3.3 粘合剂：酚醛树脂在粘合剂中起到了粘接材料的作用。
它可以提高粘接面的强度和耐久性，常用于金属、陶瓷等材料的粘接。
4.酚醛树脂的未来发展：随着科学技术的不断发展，酚醛树脂将会面临更多创新和应用。
例如，在高温环境下的应用、环保性能的提升等方面都有很大的发展潜力。
结论：酚醛树脂是一种重要的合成树脂，它由酚和醛的缩聚反应而成。
它具有耐热性、耐化学腐蚀性、机械强度高等优良特性，并广泛应用于胶合剂、涂料、粘合剂等领域。
随着科学技术的进步，酚醛树脂有着广阔的发展前景。
酚醛树脂的合成实验报告
一、实验目的1. 了解酚醛树脂的合成原理及过程；2. 掌握酚醛树脂的制备方法及工艺条件；3. 探究不同反应条件对酚醛树脂性能的影响。
二、实验原理酚醛树脂是由苯酚和甲醛在酸性或碱性催化剂的作用下，通过缩聚反应生成的一种热固性树脂。
在酸性条件下，苯酚过量时生成线型热塑性树脂；在碱性条件下，甲醛过量时生成体型热固性树脂。
本实验采用碱性催化合成酚醛树脂，通过调节反应条件，合成出具有良好性能的酚醛树脂。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：苯酚、甲醛、氢氧化钠、六亚基四胺、硼酸、豆油、顺丁烯二酸酐等；2. 实验仪器：三口烧瓶、回流装置、水溶锅、搅拌器、温度计、pH计、分析天平、滴定管、玻璃棒等。
四、实验步骤1. 称取苯酚117g与75.6g硼酸反应，制备硼酸酚脂；2. 将甲醇152g、氢氧化钠6.2g加入装有回流装置的三口烧瓶中，混合搅拌后，用水溶锅控制温度为90℃左右进行加热；3. 在500mL三颈瓶中加入85.7g精制豆油，搅拌，加热至120℃，一次加入顺丁烯二酸酐15.9g，升温至190～200℃时，保温2h；4. 测定反应后溶液的溶水比，合格后降温出料；5. 在500mL三颈瓶中加入85.7g精制豆油，搅拌，加热至120℃，一次加入顺丁烯二酸酐15.9g，升温至190～200℃时，保温2h；6. 测定水溶性并分析酸值，加入自制的酚醛树脂82.7g，升温至230～240℃时，保温1h；7. 取样测水溶性并分析酸值，酸值在30～40mgKOH/g之间并水溶时，降温至200℃反应1h关炉；8. 反应后的产物用草酸调整其pH值为7.5左右，然后过滤脱盐；9. 向溶液中加入10g左右的六亚甲基四胺，适当加热搅拌使六亚甲基四胺完全溶解，即制得水溶性改性酚醛树脂涂料。
五、实验结果与分析1. 反应温度对酚醛树脂性能的影响：实验结果表明，随着反应温度的升高，酚醛树脂的固化速度加快，但性能略有下降。
在90℃左右时，酚醛树脂的性能较好。
酚醛树脂合成原理
酚醛树脂合成原理
酚醛树脂是一种重要的热固性树脂，它是通过苯酚和甲醛的缩聚反应合成而成的。
酚醛树脂的合成原理主要包括以下几个步骤：
1.溶胶的形成：将甲醛和苯酚以适当的物质摩尔比混合在一起，加入酸性或碱性催化剂，形成溶胶。
溶胶中的甲醛和苯酚分子起到开环反应的作用，催化剂增加了反应速率。
2.缩聚反应：在催化剂的作用下，溶胶中的苯酚分子进行缩聚
反应，形成芳香环和缩聚单元。
这个过程是通过芳香羧酸的羟基与芳香醛的CHO基团进行缩合反应而实现的。
缩聚反应过
程中，甲醛发生自身缩聚，形成甲醛二聚体和多聚体。
3.交联反应：在合适的温度和压力条件下，甲醛和苯酚的缩聚
产物进行交联反应，形成三维网状结构。
这个过程中，缩聚产物之间的甲醛缩聚物通过甲醛的CHO基团与缩聚产物的芳香
羧酸基团之间的交联反应，形成网络结构。
4.固化：在适当的温度下，酚醛树脂进行固化反应，形成硬化
的固体。
在固化过程中，缩聚产物之间的交联结构进一步加强，形成强度较高的固体树脂。
酚醛树脂合成原理的实质是甲醛与苯酚之间的缩聚反应和交联反应。
这些反应通过催化剂的存在和适当的温度压力条件下进行，最终形成具有特定性能和应用价值的酚醛树脂。
酚醛树脂合成原理介绍
( 一)合成反应酚醛树脂的合成反应分为两步，首先是苯酚与甲醛的加成反应，随后是缩合及缩聚反应。
即： 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( 一)合成反应酚醛树脂的合成反应分为两步，首先是苯酚与甲醛的加成反应，随后是缩合及缩聚反应。
即：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，包括：等等。
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。
酚醛树脂机理(二)合成3热塑结构(5)2009-03-12酚醛树脂网 admin 31次:来源::点击作者:时间酚醛树脂泛指酚(苯酚、甲酚、二甲酚、间苯二酚等)与醛(甲醛、乙醛、糠醛等)合成的树脂，其中以苯酚与甲醛合成的苯酚甲醛树脂最为重要，它的产量占酚醛类树脂的首位，应用也最广酚醛树脂泛指酚(苯酚、甲酚、二甲酚、间苯二酚等)与醛(甲醛、乙醛、糠醛等)合成的树脂，其中以苯酚与甲醛合成的苯酚甲醛树脂最为重要，它的产量占酚醛类树脂的首位，应用也最广泛。
合成酚醛树脂的催化剂有酸、碱两大类，前者多用盐酸、草酸，有时也用磷酸、硫酸等其他酸；后者多用氨水、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其他有机酸此外还有用酶、有了更多的研究和应用。
为酚醛树脂合成的催化剂，作为催化剂的报道。
据酚醛树脂网(专家介绍，酚醛树脂在合成反应阶段分子量逐步增长，合成终点维持在线型及带支链的结构，相对分子质量一般均低于1000，特殊应用场合要高一些，甚至高于4000。
酚醛树脂的合成方程式
酚醛树脂的合成方程式
酚醛树脂（Phenolic Resin）是由酚和醛反应合成的一类热固性树脂。
其合成方程式可以根据不同的合成方法而有所差异。
下面将介绍两种典型
的合成方法。
1. 老湿法（Bakelite法）：
老湿法是早期酚醛树脂合成的主要方法，得名于奥地利化学家莱
奥·贝克兰特（Leo Baekeland）。
合成方程式如下：
酚+进气式甲醛⇒酚甲醛预聚物
酚甲醛预聚物+进气式甲醛+酸催化剂⇒酚醛树脂+水
在这个过程中，酚和进气式甲醛按照一定比例混合，在酸催化剂的作
用下反应生成酚甲醛预聚物。
然后，再添加进气式甲醛和酸催化剂，继续
反应生成酚醛树脂，并释放出水分。
2. 无溶剂法（Resol法）：
无溶剂法是另一种常用的酚醛树脂合成方法，其特点是在合成过程中
不需要溶剂，并且可以得到高固态含量的树脂。
合成方程式如下：酚+液态甲醛+酸催化剂⇒酚甲醛预聚物
酚甲醛预聚物+固态甲醛+碱催化剂+热处理（固化）⇒酚醛树脂
在这个过程中，酚和液态甲醛在酸催化剂的作用下反应生成酚甲醛预
聚物。
然后，将酚甲醛预聚物与固态甲醛、碱催化剂混合，在热处理的条
件下进行固化反应，最终得到酚醛树脂。
总结：
酚醛树脂的合成方程式根据不同的合成方法而有所差异，但都是通过酚和醛的反应合成。
其中，老湿法是早期采用的方法，通过两步反应得到酚醛树脂。
无溶剂法是一种无溶剂、高固态含量的合成方法，通过酸催化剂和碱催化剂的作用进行预聚合和固化反应。
这些方法都为酚醛树脂的合成提供了有效的途径。
酚醛树脂的合成反应方法
酚醛树脂的合成方程式
1、首先，我们要了解什么时酚醛树脂。
就是酚醛树脂。
2、我们可以看到，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，易溶于醇，不溶于水，对水、弱酸、弱碱溶液稳定。
3、接下来我们了解一下酚醛树脂的合成原理，也就是加成反应：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苤酚
4、合成酚百醛树脂的化学方程式是nHCHO+nR-OH=-(-R-CH2-)n-OH.
5、我们要注意到，R为苯，生成的高聚物CH2和OH是邻位，另一条键与度CH2分别在OH两边的C上，是详细的分析。
6、如果想要在实验室制取酚醛树脂，可以准备的装置，制备完毕，试管壁上会有少量生成物。
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如：3,5－二甲酚的相对反应速率最大，2,6－二甲酚的相 对反应速率最小，两则相差可达50余倍。 注意：酚环上部分邻对位的氢被烷基取代加成后，由于活 性点减少，故通常只能得到低分子或热塑性树脂；而间位取 代加成后，虽可增加树脂的固化速度，但树脂的最后固化速 度却因位阻效应反而比未取代的树脂还低。
生产工艺
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，开动 搅拌，加热升温至70℃，由于反应放热使物料自动升温。当 升至78 ℃时即用冷水调节，使反应温度缓慢上升并保温在 85~95 ℃之间，保温反应直到终点，经减压脱水并加入乙醇 稀释溶解后过滤出料即为产品。 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。PH值大于7时，缩聚缓慢，有利于多羟甲基 酚衍生物的生成。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 。 反应终点一看脱水量（应脱水至树脂呈透明状），二看凝 胶化时间（约70s/160 ℃ ）。
4.2.3 高邻位酚醛树脂合成原理
OH + CH2 O OH CH2 OH
OH CH2
OH CH2
OH
用特殊的金属碱盐作催化剂，在PH=4-7，可合成酚环通过邻 位连接起来的高邻位热塑性酚醛。此外，脱水后还需在150~160 ℃除去未反应的游离酚，否则继续反应会引起凝胶。 最大特点：固化速度较一般热塑性酚醛快2-3倍，适于注射成 型，且其模压制品的热硬性较好。
5、 反应介质PH值的影响
1） 研究表明：当甲醛与苯酚等mol比反应时， PH值为3.0～3.1（中性点）时，反应不发生； 2）加酸使PH值＜3.0或加碱使PH值＞3.1时，缩 聚反应立即发生。 故有： 当二者mol比＜1，在PH值＜3.0，其反应产物为 热塑性酚醛； 当二者mol比＜1，在PH值为4-7，其反应产物为 高邻位线型酚醛； 当二者mol比＞1，在PH值为8-11，反应产物为 热固性酚醛。
课前回顾
1、缩水甘油酯类环氧、缩水甘油胺类环氧、脂环族环氧、 脂肪族环氧的主要特点、典型代表是什么？ 2、什么是酚醛树脂，其优缺点分别是什么？ 3、热固性酚醛与热塑性酚醛在结构、活性及应用领域方面各 有什么不同？ 4、热固性酚醛的合成原理与合成条件（比例、催化剂）？ 5、热塑性酚醛的合成原理与合成条件（比例、催化剂）？ 6、热固性酚醛的固化方式？ 7、酚醛树脂的热固化温度与压力一般是多少？ 8、热塑性酚醛树脂最常采用的固化剂，最佳用量，固化温度 与压力分别是什么？
4.3 合成酚醛树脂的条件及影响因素
1、单体官能度的影响
为了得到体型结构的酚醛，酚和醛两种单体的官 能团总数必须≥5。（甲醛官能度为2，为了进行体 型缩聚，酚类必须具有3个官能度）。
OH R R
R
（1）三个活性点全被R基取代后，一般不能再和 甲醛发生加成缩合反应；
OH R
OH
*
R
R
R
*
（2）若有两个活性点被R基取代，则其和甲醛反 应只能生成低分子量的缩合物；
OH
OH
*
R
*
* *
R
（3）若只有一个活性点被R基取代，其和甲醛反应 可生成线型酚醛树脂。而且，由于余下的两个活性 点已经反应掉，即使再加入固化剂，一般也不能生 成具有网状结构的树脂；
OH
OH
*
R
*
R* *Βιβλιοθήκη *R*（4）若三个活性点都未被取代，则它与甲醛反应可 以生成交联体型结构的酚醛树脂。
2、酚环上取代基的影响
苯酚＋甲醛
甲醛/苯酚＞1 PH≥7 A 阶树脂 （可溶、可熔）
加热或加酸
甲醛/苯酚＜1 PH＜7 线型热塑性树脂 加固化剂并加热 二阶过程
B 阶树脂（凝胶态）
加热或加酸
一阶过程
C 阶树脂 （不溶、不熔）
热固性酚醛： 贮存期短，自产自用，适用于模压与湿法成型。 技术指标： 色泽：棕色或棕红色透明液体; 粘度：5~10s（25℃）; 凝胶时间：1.5-2min/160℃或14-24 min/130℃; 固体含量(乙醇中)：57-62%; 游离酚含量：16-18%
关于“电木”
酚醛树脂俗称电木，又称电木粉。不溶于水，溶于丙 酮、酒精等有机溶剂中。 电木是将酚醛树脂、锯木粉、滑石粉（填料）、固化 剂，硬脂酸(脱模剂)、颜料等充分混合，并在混炼机中加 热混炼，即得电木粉。将电木粉在模具中加热压制成型后 得到热固性酚醛塑料制品。 电木具有较高的机械强度、良好的绝缘性，耐热、耐 腐蚀，因此常用于制造电器材料，如开关、灯头、耳机、 电话机壳、仪表壳等，“电木”由此而得名。
4.2 合成原理
苯酚和甲醛在催化剂存在的条件下缩聚而成。反应机理：苯 酚羟基邻位和对位上的氢原子比较活泼，与甲醛醛基上的氧原 子结合为水分子，其余部分连接起来成为酚醛树脂。
4.2.1 热固性酚醛树脂的合成
摩尔比：甲醛/苯酚=（1.1-1.5）:1 催化剂：碱性，如氢氧化钠、氨水或氢氧化钡等。 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。呈弱酸性。 甲醛为无色气体，用于制造PF的是甲醛的水溶液，浓度为 37%。具有强烈的刺激性气味，能刺激眼睛和呼吸道粘膜。
酚醛树脂的特点
1、极性大，粘接力强。 含有大量的羟甲基和酚羟基，极性较大，对金属和多数 非金属都有良好的胶粘性能，粘接强度高。 酚醛树脂与各种有机和无机填料都能相容，且交联后可 以为磨具、耐火材料，摩擦材料以及电木粉提供所需的机 械强度，耐热性能以及电性能。 2、刚性大、耐热性高。 大量的苯环，又能交联成体型结构。酚醛树脂最重要的 特征就是耐高温性，即使在非常高的温度下，也能保持其 结构的整体性和尺寸的稳定性。因此，酚醛树脂被应用于 一些高温领域，例如耐火材料，摩擦材料和铸造行业。
热塑性酚醛： 易溶于乙醇与丙酮，贮存稳定，广泛用于酚醛模压 料。 技术指标： 色泽：黄色或棕红色透明脆性固体; 凝胶时间：1-1.5min/150℃(14%六次甲基四胺)； 固体含量：未加乙醇时，≥95%; 游离酚含量：≤9%
HO CH2
OH + CH2O H OH CH2O H HO
OH CH2OH
OH CH2 CH2O H
由上述反应形成的一元酚醇、多元酚醇在反应过 程中不断进行缩聚反应，使树脂的分子量不断增大， 若不加控制，就会提前凝胶。
控制方法：冷却法。 不同分子量的酚醛树脂： 1、水溶性 控制较低的反应程度，分子量很低； 2、醇溶性 进一步缩聚反应至脱水成半固体树脂； 3、固体酚醛 再进一步反应至仔细脱水。 结构特点：上述各种树脂的分子中均含有 可进一步反应的羟甲基基团。
3、瞬时耐高温、耐烧蚀。 烧蚀材料：一般是指在2800℃或更高温度时,通过材料 的热分解来消散或吸收热量的材料。大多数是复合材料， 涂敷于宇航器的表面上，构成烧蚀层，当突然产生高温时， 烧蚀层会逐层燃烧分解产生气体、散发热量，同时残留一 层炭质耐热层起隔热作用，起到保护飞行器、阻止高热传 至内部的作用。 4、需要高温高压较长时间固化，收缩率较大（8-10%）。
生产工艺
生产热塑性酚醛树脂常用盐酸、磷酸、草酸作 催化剂使介质PH为＜3 。 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；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。
水溶性酚醛：胶合板与木材用粘接剂； 氨酚醛：用于浸渍增强填料，制备增强复合材料; 钡酚醛：树脂粘度小，固化速度快，适于低压成型。 2）碱土金属氧化物催化剂 BaO、MgO、 CaO： 催化效果较碱性催化剂弱，但可制得高邻位的酚醛。
3）酸性催化剂 无机酸代表：盐酸 用量：（0.05-0.3）%； 特点：活性高，催化效果好，最常用的酸性催化剂。 缺点：对设备腐蚀性较大。 有机酸代表：草酸 用量：较大，（1.5-2.5）%； 特点：活性适当，缩聚过程容易控制，生成树脂色 浅，耐光。
第四章 酚醛树脂
4.1 引言
以酚类（苯酚、甲酚、二甲酚、间苯二酚等）与醛类（甲 醛、糠醛等）在催化剂作用下，缩聚而得到的树脂，统称为 酚醛树脂（PF）。它是最早工业化生产的合成树脂品种。 其中，以苯酚和甲醛缩聚制得的酚醛树脂最为重要，应用 最广。创始人：巴克兰（L.H.Backeland）。将1910年，定为 酚醛树脂元年，或合成高分子元年；将其本人称为酚醛树脂 之父。
4.2.2 热塑性酚醛树脂的合成 摩尔比：甲醛/苯酚=（0.8-0.86）:1 催化剂：强酸，PH＜3。
二阶酚醛树脂合成原理
OH OH
+
OH CH2
+
2
CH2O
H2 O
OH CH2
OH CH2
OH
HO
CH2
OH CH2
CH2 OH
OH CH2 OH
由于酸对缩聚反应的催化能力强，缩聚速度是 加成的5倍以上，因此分子中没有羟甲基。
加成反应（快）：生成多种羟甲基酚，形成 一元酚醇和多元酚醇的混合物。
OH CH2O H
HO CH2 OH CH2O H
OH
+ CH2 O
OH CH2O H
+
CH2 O
OH
CH2O H
CH2O H
OH + CH2 O HO CH2 CH2O H
CH2O H
缩合反应（慢）：
OH + CH2O H OH CH2O H HO CH2O CH2 CH2O H OH CH2OH
OH
O H C H
发展历程
（1）1905～1909年，L.H.巴克兰对酚醛树脂及其成型工 艺进行了系统的研究，1910年在柏林建立通用酚醛树脂公 司，实现工业化生产。 （2）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，并制得性能良好的塑料制品，获得广 泛应用。 （3）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，后由日本基诺尔公司投入生产。 1984年世界总产量约1946kt，曾居热固性树脂首位。 我国自40年代开始生产，1986年研发成功酚醛发泡； 1994年现场发泡技术研发成功；1996年可用于接触成型、 拉挤、缠绕、RTM等工艺的“新型酚醛树脂”项目通过 国家验收。 2006年产量约40万吨，为日本1.4倍。