酚醛树脂的认识
酚醛树脂简介演示
04
在聚合反应阶段，低分 子量酚醛树脂发生聚合 ，生成高分子量酚醛树 脂。
酚醛树脂的制备方法
热固性酚醛树脂的制备方法可以分为一步法和两步法。
一步法是将酚类和醛类化合物在酸性催化剂存在下加热反应，直接得到热固性酚醛 树脂。
两步法是先在酸性催化剂存在下，将酚类和醛类化合物进行加成反应，得到低分子 量酚醛树脂，然后再加热进行聚合反应，得到热固性酚醛树脂。
酚醛树脂在绝缘材料中的应用
酚醛树脂具有良好的介电性能和耐热 性，是制备绝缘材料的重要原料。它 可以用于生产绝缘漆、浸渍漆、层压 制品和云母制品等。
在电线电缆、电机电器、变压器等领 域，酚醛树脂绝缘材料发挥着重要的 作用，保障了电器设备的正常运行和 安全性能。
酚醛树脂在粘合剂与涂料中的应用
酚醛树脂具有较好的粘附性和耐久性，可以作为粘合剂和 涂料的基料。在粘合剂方面，酚醛树脂主要用于木材、皮 革、金属等材料的粘结。
酚醛树脂简介演示
汇报人： 2024-01-10
目录
• 酚醛树脂的概述 • 酚醛树脂的合成与制备 • 酚醛树脂的性能特点 • 酚醛树脂的应用领域 • 酚醛树脂的发展趋势与挑战
01
酚醛树脂的概述
定义与性质
定义
酚醛树脂是由酚类和醛类化合物 通过聚合反应形成的合成树脂。
性质
酚醛树脂具有较高的耐热性、耐 腐蚀性和电绝缘性，同时具有良 好的加工性能和力学性能。
历史与发展
历史
酚醛树脂最早由美国人于1909年发 明，经过一个世纪的发展，其性能和 应用领域不断拓展。
发展
随着环保意识的提高和新型复合材料 的出现，酚醛树脂在高性能复合材料 、电子封装材料、航空航天等领域的 应用越来越广泛。
分类与应用
酚醛树脂
一、酚醛树脂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。
酚醛树脂是以酚类化合物、醛类化合物作原料，在催化剂作用下缩聚而成的高分子化合物，其中以苯酚和甲醛缩聚的酚醛树脂最为重要。
酚醛树脂大体分为热固型和热塑型两大类。
热固性树脂是由苯酚在碱性条件下与过量的甲醛发生反应合成；热塑性树脂是苯酚在酸性条件下与少量的甲醛反应合成。
影响酚醛树脂合成和决定树脂性能的因素有：原料化学结构和单体官能度，酚醛摩尔比，催化剂的性质和反应介质的PH值。
热固性树脂具有活性官能团，在加热和酸的作用下都会固化。
这种自动反应确切解释了热固性树脂在储存过程中，粘度升高，凝胶速度加快的原因。
由于自动反应是热固性树脂内在的本性，温度平均每升高10℃反应速度就会加倍。
所以热固性树脂必须储存再低温条件下，才能尽量延长其保存期。
热塑性树脂需要加入固化剂才能交联。
对于热塑性树脂来说最常用的固化剂就是六次甲基四胺（俗称乌洛托品），已经交联固化的树脂含部分氮，氮来源于乌洛托品。
酚醛树脂从A阶段向B阶段和C阶段转化后形成三维网状结构成为固化。
线性树脂和甲阶分子量小的树脂都能溶熔，因此称此时的树脂为A阶段树脂。
当树脂硬化后，就到凝胶阶段即B阶段。
这个阶段树脂肿胀氮仍可以被溶剂溶解，这就到了C阶段。
随着工业的发展，对高性能材料提出了更高的要求，如较高的分解温度，较好的耐磨性能，足够的韧性和强度等。
由于酚醛树脂在结构上存在弱点：酚羟基和亚基易氧化，因此耐热性受到影响。
普通酚醛树脂在200℃以下能够长期稳定使用，但超过200℃便明显发生变化。
从300℃-360℃起进入热分解阶段，到600℃-900℃释放CO、C02、H2O、苯酚等物质。
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2.4 热塑性树脂
• 热塑性树脂是指具有线型或分枝型结构的 有机高分子化合物。
• 这一类树脂的特点是遇热软化或熔融而处 于可塑性状态，冷却后又变坚硬，而且这 一过程可以反复进行。
热塑性树脂
典型代表性热塑性树脂如聚烯烃、氟树 脂、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚甲醛、 聚丙烯-丁二烯-苯乙烯、聚苯乙烯-丙烯腈 等。
热塑性树脂
这类塑料虽有许多优点，但仍有不少不 足之处，如强度、硬度、耐热性、尺寸精 度等较低，热膨胀系数较大，力学性能受 温度影响较大，蠕变、冷流、耐负荷变形 较大等。
热塑性树脂
用玻璃纤维增强热塑性树脂而制得的 热塑性玻璃纤维增强复合材料，不仅可使 上述缺点得到不同程度的改善，还可使某 些性能达到或超过热固性玻璃纤维增强复 合材料的水平，而且仍可以用一般注射方 法成型。纤维的含量通常在20%～40%。
三、酚醛树脂的性能特点
• 密度低，强度较高，具有很高的热强度。 • 价格低廉。 • 工艺性能好，有甲、乙、丙三个阶段，生
产的调节和控制较方便。 • 耐火焰性好。 • 有较好的电性能。
四、酚醛树脂的应用
• 电绝缘材料 • 制备复合材料 • 用于隔热，耐高温 • 制备发泡蜂窝材料 • 胶粘剂
火箭
• 运载火箭是由多级火箭组成的航天运输工 具，是星际间航行的唯一交通员。因为它 靠自身携带的燃料产生的喷气反作用力飞 行，而不是像气球要靠空气的浮力，飞机 要靠空气的升力飞行，有没有空气对它来 讲无所谓，没有空气时它受到的阻力小， 飞起来反而更“惬意”。所以，到没有空 气的宇宙空间去，非它莫属。
的耐热性、尺寸稳定性、抗蠕变、尺寸公 差小。
1、热固性酚醛树脂
原料：苯酚和甲醛 条件：甲醛过量
以碱为催化剂 特点：含有羟甲基结构，可自固化
酚醛树脂概述
酚醛树脂概述酚醛树脂（Phenol-Formaldehyde Resin，PF），也称为电木或电木粉。
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一类聚合物的统称。
它是合成树脂中发现最早、最先实现工业化生产的树脂品种，已有百年历史。
1872年，德国化学家Bayer首先发现酚和醛在酸的存在下可以缩合得到无定形棕红色的不可处理的树枝状产物，但未开展研究；1902年，布卢默（Blumer）用酒石酸作催化剂，得到了第一个商业化酚醛树脂，命名为Laccain，但没有形成工业化规模；1905—1907年，酚醛树脂创始人美国科学家贝克兰（Baekeland）对酚醛树脂进行了系统而广泛的研究，并于1909年提出了关于酚醛树脂“加压、加热”固化的专利，实现了酚醛树脂的实用化，解决了重大的关键问题。
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，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，获得广泛的应用。
1913年，德国科学家阿尔贝特（Albert）发明在苯酚-甲醛酸性缩合物中加松香，制得了油溶性酚醛树脂。
这一发明开辟了酚醛树脂在涂料工业中的应用。
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。
酚醛树脂作为三大热固性树脂之一，其产量在合成高分子聚合物中居第五位，在热固性树脂中居第一位。
以选用催化剂的不同，酚醛树脂可分为热固性和热塑性两类。
以酚醛树脂为主要成分并添加大量其他助剂而制得的制品称为酚醛塑料，主要包括PF模塑料制品、PF层压制品、PF泡沫塑料制品、PF纤维制品、PF铸造制品、PF封装材料等。
1.酚醛树脂的生产酚醛树脂的生产可以按两条具有显著差异的工艺路线来生产，即通称为热塑性树脂（又称二步法树脂、线型树脂、Novolak树脂）路线和热固性树脂（又称一步法树脂、甲阶或A阶树脂、Resole树脂）路线，两条工艺路线示意图如图2-12所示。
酚醛树脂 木质素基酚醛树脂
酚醛树脂木质素基酚醛树脂
酚醛树脂是一种热固性树脂，通常由酚和甲醛或其他醛类化合
物在酸性媒介中聚合而成。
它具有优异的耐热性、耐化学腐蚀性和
机械强度，因此被广泛应用于制造复合材料、胶黏剂、涂料和绝缘
材料等领域。
木质素基酚醛树脂是以木质素为原料制备的一种酚醛树脂。
木
质素是植物细胞壁的主要成分，其结构中含有丰富的酚羟基和甲醛基，因此可以与甲醛等醛类化合物发生反应，形成木质素基酚醛树脂。
这种树脂不仅具有一般酚醛树脂的优异性能，还具有木质素原
生材料的天然特性，如可再生、生物降解等优点。
从应用角度来看，酚醛树脂和木质素基酚醛树脂在建筑、汽车、航空航天、电子电器等领域有着广泛的应用。
比如，它们可以用作
粘合剂，制备高强度的复合材料，用于制造高温耐腐蚀的零部件等。
此外，由于木质素基酚醛树脂具有天然的木质素特性，因此在环保
材料领域也备受关注。
总的来说，酚醛树脂和木质素基酚醛树脂作为热固性树脂，在
工业生产和科学研究中发挥着重要作用，其优异的性能和广泛的应用前景使其成为材料领域的研究热点之一。
酚醛树脂
1.简介酚醛树脂（电木），是一种以酚类化合物与醛类化合物经缩聚而制得的一大类合成树脂。
其中苯酚-甲醛树脂是酚醛树脂中最典型和最重要的一种。
酚醛树脂在制备之初由于其优良的耐热性、绝缘性而被广泛应用与电器材料，这也是酚醛树脂俗称电木的由来。
酚醛树脂根据所采用原料反应官能度、酚与醛的摩尔比及合成反应催化剂的不同可分为热塑性酚醛树脂和热固性酚醛树脂两大类产品。
热塑性酚醛树脂在无固化剂促进下具有热可塑性，热固性不需要固化剂也具有自固化特性。
酚醛树脂通过合成时加入不同组分，可获得功能各异的改性酚醛树脂。
2.属性其他属性：耐酸性、耐水性、绝缘性、机械强度优异、易切割加工。
3.应用：酚醛泡沫是由酚醛树脂通过发泡而得到的一种泡沫塑料。
与早期占市场主导地位的聚苯乙烯泡沫、聚氯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫等材料相比，在阻燃方面它具有特殊的优良性能。
其重量轻，刚性大，尺寸稳定性好，耐化学腐蚀，耐热性好，难燃，自熄，低烟雾，耐火焰穿透，遇火无洒落物，价格低廉，是电器、仪表、建筑、石油化工等行业较为理想的绝缘隔热保温材料。
4．产能情况：2002-2018年中国酚醛树脂产量变化趋势(单位：万吨，%)目前我国约有200多家酚醛树脂生产企业，年产能已达到130万吨，实际生产量约为100万吨。
国内酚醛树脂消费量为110万吨，已占到全球消费量的三分之一，我国已经成为酚醛树脂最大的生产商与消费者。
在国内生产酚醛树脂的诸多企业主要集中在华东地区，尤其是产量较大的厂家集中在江苏、浙江、福建、上海、山东五省市。
年产能靠前的有济南圣泉基团（年产能35万吨，公司拟再扩大高端酚醛树脂23万吨产能。
成为世界最大的酚醛树脂生产企业。
）、辽宁锦城化工（年产能6万吨）、河南邦德化工（年产能3万吨）、山东莱芜润达新材料（年产能3万吨）、新疆美克斯新材料（年产能3万吨）、大石桥市天源炉料化工有限公司（年产能1.5万吨）等。
由于技术的进步，酚醛树脂优良的性价比也使得酚醛树脂也从单纯作为生产酚醛塑料的原材料逐步被应用于诸多工业领域，比如汽车、建筑、铸造、涂料、冶金、电子领域对酚醛树脂的需求量就在逐年增大。
2402 酚醛树脂 平均分子量
酚醛树脂是一种重要的合成树脂，具有优异的机械性能和耐热性，在工业生产中有着广泛的应用。
其中，平均分子量是酚醛树脂的重要参数之一，对其性能和应用具有重要影响。
本文将从深度和广度两个方面对酚醛树脂的平均分子量进行全面评估，并据此撰写一篇有价值的文章。
一、什么是酚醛树脂？酚醛树脂是一类以酚和醛类化合物为主要原料合成的树脂，具有优异的绝缘性能、机械性能和耐热性，是一种重要的合成树脂。
它在建筑材料、电子电器、汽车制造等领域有着广泛的应用。
二、平均分子量对酚醛树脂的影响1. 机械性能：酚醛树脂的平均分子量对其机械性能有着重要影响。
一般来说，平均分子量越高，酚醛树脂的强度和硬度就越高，但同时可能会降低其韧性。
2. 加工性能：平均分子量也会影响酚醛树脂的加工性能，高分子量的酚醛树脂通常具有较高的熔点和黏度，加工时需要更高的温度和压力。
3. 耐热性：平均分子量的提高通常会提高酚醛树脂的耐热性，使其能够在更高的温度下稳定工作。
4. 其他性能：平均分子量还可能影响酚醛树脂的绝缘性能、耐化学性能等其他方面的性能。
三、如何确定酚醛树脂的平均分子量确定酚醛树脂的平均分子量通常需要通过实验手段，常用的方法包括色谱法、凝胶渗透色谱法、粘度法等。
1. 色谱法：通过高效液相色谱法（HPLC）或气相色谱法（GC）对酚醛树脂进行分析，得到其分子量分布情况，从而推导出平均分子量。
2. 凝胶渗透色谱法：利用凝胶渗透色谱仪对酚醛树脂进行分析，根据其在凝胶柱上的流动情况推导出平均分子量。
3. 粘度法：通过测定酚醛树脂的溶液粘度来推导其平均分子量，这是一种简单粗暴的方法，但在工业生产中仍然有着一定的应用。
四、酚醛树脂平均分子量的应用和发展趋势1. 应用领域：酚醛树脂的平均分子量对其在不同领域中的应用有着重要影响。
比如在电子电器领域，需要高强度和高耐热性的酚醛树脂；在汽车制造领域，需要既有一定强度又具有一定韧性的酚醛树脂。
2. 发展趋势：随着科技的进步，人们对酚醛树脂性能的要求越来越高，对平均分子量的控制也越来越严格。
酚醛树脂功能特点工艺应用配方!
酚醛树脂功能特点工艺应用配方!酚醛树脂是一种常见的热固性树脂，具有广泛的功能和应用领域。
下面将从功能、特点、工艺、应用以及配方等方面进行详细介绍，并确保字数超过1200字。
一、功能：1.优异的耐热性：酚醛树脂具有出色的耐热性能，在高温下能保持稳定性，并且能够承受高温下的长期使用。
2.良好的电性能：酚醛树脂具有良好的电绝缘性能，能够在高电压和高频率下工作，并具有较低的介电常数和介电损耗。
3.优异的机械性能：酚醛树脂具有较高的硬度、强度和刚性，具有良好的耐磨性和耐冲击性，适用于制造各种耐磨、耐冲击的工程零件。
4.优秀的耐化学性能：酚醛树脂能够抵抗酸、碱等化学物质的侵蚀，不易受腐蚀。
二、特点：1.耐候性强：酚醛树脂具有较好的耐候性，能够长期抵御紫外线、湿度等外界环境对材料的影响，不易退色和老化。
2.高强度：酚醛树脂具有较高的强度，可以制造出具有较高承载能力的零件和产品。
3.耐磨性好：酚醛树脂具有优异的耐磨性能，可以制造出具有较长寿命的耐磨件。
4.抗裂纹性：酚醛树脂含有交联结构，在受力时不易产生裂纹，具有较好的抗裂纹性能。
三、工艺：1.配料：按照配方要求，将酚醛树脂粉末与其它填料、增韧剂等进行配比。
2.反应：将配料加入反应釜中，加热并搅拌反应，将树脂粉末与填料、增韧剂等进行反应交联。
3.压制成型：将反应得到的树脂糊液注入模具中，在高温高压条件下进行压制成型。
4.固化：在一定温度条件下，树脂糊液中的酚醛树脂与填料、增韧剂等进行交联固化。
四、应用：1.电子电器领域：酚醛树脂具有优良的电绝缘性能，广泛应用于电子电器产品中的绝缘零件、绝缘包装材料等。
2.机械领域：由于酚醛树脂具有较高的硬度和强度，能够制造出各种机械零件和磨具。
3.汽车制造：酚醛树脂由于其耐热性和优良的机械性能，被广泛应用于汽车制造中的发动机零部件、离合器片等。
4.化工领域：酚醛树脂能够抵抗酸碱和其他化学物质的侵蚀，被广泛应用于管道、储罐、阀门等化工设备中。
酚醛树脂
酚醛树脂
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。
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。
热固性酚醛树脂在防腐蚀领域中常用的几种形式：酚醛树脂涂料；酚醛树脂玻璃钢、酚醛-环氧树脂复合玻璃钢；酚醛树脂胶泥、砂浆；酚醛树脂浸渍、压型石墨制品。
热固性酚醛树脂的固化形式分为常温固化和热固化两种。
常温固化可使用无毒常温固化剂NL，也可使用苯磺酰氯或石油磺酸，但后两种材料的毒性、刺激性较大。
建议使用低毒高效的NL固化剂。
填料可选择石墨粉、瓷粉、石英粉、硫酸钡粉，不宜采用辉绿岩粉。
酚醛树脂的质量指标
2130酚醛树脂常温下的耐蚀性
因2130、2127、2124属于热固性树脂，故不能长期存放，否则会发生B阶反应而导致增稠而影响使用，甚至胶凝报废。
远离热源，避免日照。
保质期自生产之日起一个月。
《酚醛树脂》课件
酚醛树脂的特性
耐高温
酚醛树脂能耐受高温环境，不易熔化和变形。
化学稳定性
它具有优异的化学稳定性，能抵御酸、碱和 溶剂的腐蚀。
机械强度
酚醛树脂具有良好的机械强度和硬度，适用 于需要承受压力和冲击的应用场景。
电绝缘性
它是一种良好的电绝缘材料，可广泛应用于 电子和电气领域。
酚醛树脂的用途
模塑成型
绝缘材料
总结
通过这份课件，我们了解了酚醛树脂的定义、特性、用途、制作工艺、优缺 点和市场前景。希望这些知识能为您的理解和应用提供帮助。
酚醛树脂的优缺点
1 优点
2 缺点
具有良好的耐热性、耐腐蚀性和绝缘性， 广泛应用于各行各业。
酚醛树脂在制作过程中会产生有害气体， 对环境和人体健康有一定影响。
酚醛树脂的市场前景
1
现状
酚醛树脂的市场正不断ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ大，应用领域不断拓展。
2
发展
随着科技和工业的进步，酚醛树脂的市场前景将更加广阔。
3
创新
未来可能会有更多创新的酚醛树脂产品问世。
酚醛树脂可用于制造各种塑料 制品，如开关、插座和壳体等。
由于其优良的电绝缘性，酚醛 树脂常用于电线电缆绝缘材料 的制造。
装饰材料
酚醛树脂也用于制造装饰材料， 如台面、墙板和家具配件。
酚醛树脂的制作工艺
原料准备
首先准备酚和醛作为原料。
聚合反应
将酚和醛进行聚合反应，生 成酚醛树脂。
成型
将酚醛树脂进行成型，如注 塑成型或压力成型。
《酚醛树脂》PPT课件
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酚醛树脂的结构特点和应用
酚醛树脂的结构特点和应用酚醛树脂是一种广泛应用于工业、建筑和家居等领域中的合成材料。
它具有高强度、硬度、耐热性和耐腐蚀性等特点，因此在制造高质量的制品方面非常有用。
本文将重点介绍酚醛树脂的结构特点和应用。
一、酚醛树脂的结构特点酚醛树脂是一种由酚和甲醛反应得到的聚合物。
其分子结构具有以下特点：1.酚醛树脂的分子中含有许多酚基和甲醛基，它们通过亲核加成反应生成大分子结构。
2.酚醛树脂的分子结构中含有大量交联结构，这使得它具有高强度、硬度和耐热性。
3.酚醛树脂的分子结构中含有大量苯环结构，这使得它的分子结构更加稳定，同时也使得它具有良好的耐腐蚀性。
4.酚醛树脂的分子结构中还含有一些活性基团，这使得它具有良好的可加工性和可修复性。
二、酚醛树脂的应用酚醛树脂由于具有高强度、硬度、耐热性和耐腐蚀性等特点，因此广泛应用于以下领域：1.机械制造业酚醛树脂作为一种高强度、硬度和耐磨性的材料，广泛应用于机械制造业中，如制造轴承、齿轮、齿条、凸轮等。
2.建筑业酚醛树脂在建筑业中主要用于生产复合材料，如玻璃钢、石膏板等。
这些复合材料具有优异的防水性、防火性和耐腐蚀性，因此在建筑业中得到广泛应用。
3.电子工业酚醛树脂在电子工业中主要用于制造绝缘材料，如电器开关、电气插头等。
这些材料具有良好的绝缘性能和耐热性能，因此在电子工业中得到广泛应用。
4.家居用品酚醛树脂在家居用品中主要用于制造家具、厨房用具和卫生间用具等。
这些制品具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，同时也具有高强度和硬度，因此在家居用品中得到广泛应用。
酚醛树脂是一种具有广泛应用前景的合成材料。
在未来，随着科学技术的不断进步和发展，酚醛树脂的应用领域将会不断扩大和深化。
酚醛树脂的基本知识
A阶：粘流态，可熔，可溶；P<Pc，线型或支链型低聚物。 阶 粘流态，可熔，可溶； ，线型或支链型低聚物。 B阶：凝胶态；半溶；P接近 ，高度支链，溶解性变差， 阶 凝胶态；半溶； 接近 接近Pc，高度支链，溶解性变差， 但可熔融。 但可熔融。 C阶：固化态；不溶，不熔；P>Pc，已交联。 阶 固化态；不溶，不熔； ，已交联。
b．Ba(OH)2 催化作用相对较弱，反应较缓和且容易控制。 催化作用相对较弱，反应较缓和且容易控制。 用量相对NaOH要高一些，1~1.5%。 要高一些， 用量相对 要高一些 。 树脂反应完成后，可通入 沉淀，较易处理。 树脂反应完成后，可通入CO2，生成BaCO3沉淀，较易处理。 生成 c．NH3·H2O ． 浓度25% 浓度 催化作用较弱，缩聚反应易控制，不易产生凝胶 催化作用较弱，缩聚反应易控制，不易产生凝胶. 用量0.5~3%。 。 用量 残留催化剂易除去(只需加热，逸出 气体)。 残留催化剂易除去 只需加热，逸出NH3气体 。 只需加热
7 . 75
热塑性、热固性酚醛树脂 热塑性、 均可形成
只能形成热塑性酚醛树脂
取代酚有几种情况： 取代酚有几种情况：
苯酚的邻、对位取代基位置上三个活性点全部被取代， 苯酚的邻、对位取代基位置上三个活性点全部被取代，一般不能再与 甲醛发生加成缩合反应； 甲醛发生加成缩合反应； 邻、对位取代基位置上二个活性点被取代，则与甲醛反应形成低分子 对位取代基位置上二个活性点被取代， 量缩合物； 量缩合物； 邻、对位取代基位置上一个活性点被取代，则与甲醛反应形成线型酚 对位取代基位置上一个活性点被取代， 醛树脂，且不能继续固化形成交联结构； 醛树脂，且不能继续固化形成交联结构； 邻、对位取代基位置上三个活性点均未被取代，则可与甲醛反应形成 对位取代基位置上三个活性点均未被取代， 交联体型的酚醛树脂。 交联体型的酚醛树脂。
酚醛树脂
酚醛树脂的合成
热 塑 性 酚 醛 树 脂 生 成 原 理
• 生成条件：酸催化、苯酚过量 • 聚合反应过程：加成反应&缩合反应 • 加成反应机理：苯酚与甲醛反应生成羟甲基酚，邻、对位 均可反应，反应速度与氢离子浓度成正比。
HO CH2 OH + H
OH 慢 + CH2OH OH H CH2OH 快
CH2OH + H2O
OH CH2OH
+ H
酚醛树脂的合成
热 塑 性 酚 醛 树 脂 生 成 原 理
缩合反应机理：酸性催化剂促进各种羟甲基酚脱水生成羟苄基正 离子，再与苯酚反应，两个酚核通过亚甲基桥连在一起。
OH CH2OH + H OH CH2 + H2O OH CH2OH2
OH CH2
OH +
OH CH2
OH + H
酚醛树脂的合成
酚
羟基直接与芳烃相连的化 合物称为酚，由于分子中 饱和烃基，其物理性质与 醇相似，沸点、熔点较相 应烃高，能溶于乙醇、乙 醚等有机溶剂中，大部分 酚位结晶固体，具有较强 的腐蚀性。酚分子苯环的 邻、对位容易发生亲电取 代反应，合成酚醛树脂主 要就是利用这一特性
常用的酚类化合物：苯酚 OH 甲酚 二甲酚 烷基酚 苯酚（俗称石炭酸）: 1,熔点40.9℃，沸点181.7℃，无色针状晶 体； 2,有特殊气味，在空气中易氧化呈微红色； 3,有毒，对皮肤有刺激性和腐蚀性，易渗入 皮肤； 4,能溶于极性和非极性溶剂中，如乙醇，苯， 甲醛水溶液； 5,在水中部分溶解，溶解度随温度增高而增 大，当T﹥65℃时， 能与水以任意比例互溶。
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酚醛树脂的合成
热 塑 性 酚 醛 树 脂 生 成 原 理
酚醛树脂
酚醛树脂(一)简介:名称:酚醛树脂phenolic resin,简称PF 。
化学式:颜色:固体酚醛树脂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 形状:有颗粒、粉末状。
溶解性 :不溶于水,溶于丙酮、酒精等有机溶剂中 化学稳定性:耐弱酸与弱碱,遇强酸发生分解,遇强碱发生腐蚀。
分类:因选用催化剂得不同,可分为热固性与热塑性两类(二)酚醛树脂合成原理:热固性酚醛树脂得生成原理与制备工艺热固性酚醛树脂得生成原理热固性酚醛树脂得生成条件:碱催化,醛过量。
聚合反应过程:加成反应 缩合反应 加成反应机理:用无机碱或叔胺(没有活性氢)催化时O+H C O HOCH 2OHOHCH 2OH+ OHO+H C O HOCH 2HO OCH 2OH在碱性条件下,上述产物组分复杂,为各种羟甲基酚得混合物。
缩合反应机理:当温度进一步升高时,各种羟甲基酚之间发生缩合反应,生成二酚核与多酚核得低聚物。
OHOCH OH CH 2OH HOCH 2OCH 2CH 2OHOHOHOHHOCH 2OCH 2OH +H 2O OCH 2OH+H 2O +CH 2O(1)(2)随着反应温度升高,反应时间延长,最后将生成高度交联得体型结构。
工业上生产热固性酚醛树脂时,常用氨水做碱性催化剂,此时氨水有两个作用:① 起催化作用② 参与树脂生成反应OH+CH 2O+NH 3OHCH 2NH 22CH 2O O CH 2CH 2NH+65OHCH 2NH CH 2OH22OHCH 2N CH 2OCH 265OHCH 2N CH 2OHCH 2(3)反应特点:1、碱性介质中,各种羟甲基酚都稳定,加成反应快,缩合反应慢。
2、放热较少,反应进行较缓与。
3、根据反应程度,一般将反应过程分为三个阶段,各阶段产物性质不同。
A 阶段:产物为液体或固体,含较多得羟甲基,极性较强,能全部或部分溶于水中,有时称水溶性树脂或可溶性酚醛树脂。
酚醛树脂的结构特点和应用
酚醛树脂的结构特点和应用
酚醛树脂是一种热固性树脂，主要由酚和甲醛组成，具有以下几个结构特点：
1. 交联结构：酚醛树脂是一种热固性树脂，其分子中存在着大量的交联结构，这些交联结构使得酚醛树脂具有优异的机械性能、热稳定性和耐化学腐蚀性。
2. 凝胶结构：酚醛树脂在制备过程中，会形成一些凝胶结构。
这些凝胶结构具有较高的分子量和分子量分布，可以提高酚醛树脂的强度和耐热性。
3. 水解性：酚醛树脂在潮湿环境下容易发生水解反应，从而降低其性能。
因此，在使用酚醛树脂制品时，需要注意防潮、防水等措施。
酚醛树脂具有广泛的应用领域，主要包括以下几个方面：
1. 机械制造：酚醛树脂可以用于制造各种机械零部件，如齿轮、轴承座、制动器等。
这些制品具有优异的耐磨性、耐腐蚀性和耐高温性能。
2. 电气制造：酚醛树脂可以用于制造各种电气绝缘件，如开关、插座、电器外壳等。
这些制品具有优异的耐热性、耐电性和耐化学腐蚀性能。
3. 建筑装饰：酚醛树脂可以用于制造各种建筑装饰材料，如地板、墙板、天花
板等。
这些制品具有优异的耐磨性、耐腐蚀性和耐火性能。
4. 汽车制造：酚醛树脂可以用于汽车制造领域，如制造车身部件、内饰件、制动器等。
这些制品具有优异的耐磨性、耐腐蚀性和耐高温性能。
总之，酚醛树脂是一种重要的工程塑料，具有优异的性能和广泛的应用前景。
酚醛树脂简介
热塑性型
加入固化剂（如六亚甲基四胺）后 才可反应形成具有三向网络结构的 固化树脂。
1、加成反应 2、缩聚反应(以苯酚与甲醛 为例）
1、加成反应：苯酚与甲醛作用，在苯酚的邻位或对位上引入羟 甲基
这些产物分子之间可以脱水发生缩合反应。当所用原料的种类、 酚与醛的配比以及催化剂的种类不同时，缩合产物不同
防腐工程
其他性能及应用
热固性（开关、插座、插头等电气零件）
压塑粉
热塑性（高电绝缘制件）
耐烧蚀材料 广泛应用于火箭，导弹，
飞机，宇宙飞船等
酚醛树脂的一些局限性
废旧酚醛树脂产品及其 复合材料的循环利用
酚醛树脂的生产和使用会给环 对策 境带来一定程度的污染
废水处理
酚醛树脂的发展方向
1.高附加值 尖端领域如军事，航天航空等
酚醛树脂的简介
人类历史上第一种完全人工合成的塑料
什么是酚醛树脂？
以酚类化合物与醛类化合物经缩聚反应而 制成的聚合物称为酚醛树脂，其中以苯酚 和甲醛为原料缩聚的酚醛树脂最为常用， 简称为PF。
■发展历史 ■原理与制法 ■性能与应用
德国化学 家拜尔首 先合成了 酚醛树甲基四胺可以使
路线A
酚/醛=1：（1.2~2.0） PH>7
苯酚和甲醛
路线B
酚/醛=1：（0.8~0.9） PH<3
甲阶酚醛树脂
线性热塑性酚醛树脂
加热或加酸
乙阶酚醛树脂
加入固化剂 加热
加热或加酸
丙阶酚醛树脂
■发展历史 ■原理与制法 ■性能与应用
高温性能
低烟低毒
高残碳率 粘结性能
重要 抗化学性 性能
热处理
抗化学性
条件：过量的苯酚，酸性介质（热塑性）
酚醛树脂
酚醛树脂的认识
1.酚与醛经聚合制得的合成树脂统称，其中以苯酚-甲醛树脂最重要。
酚醛树脂有热塑性和热固性两类。
热塑性酚醛树脂（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。
为指导树脂合成和成型加工，常将其固化过程分为A、B、C三个阶段。
具有可溶可熔性的预聚体称作A阶酚醛树脂;交联固化为不溶不熔的最终状态称C阶酚醛树脂；在溶剂中溶胀但又不完全溶解，受热软化但不熔化的中间状态称B阶酚醛树脂，热固性酚醛树脂存放过程中粘度逐渐增大，最后可变成不溶不熔的C阶树脂。
因此，其存放期一般不超过3～6个月。
热固性酚醛树脂可用于制造各种层压塑料、压塑粉、清漆、耐腐蚀塑料、胶粘剂和改性其他高聚物。
2.（1）Lee J. D.等制备出酚醛树脂基球形炭。
他们将苯酚和甲醛分散在以阿拉伯胶为分散剂的悬浮液中，利用六次甲基四胺为催化剂，搅拌加热使苯酚和甲醛聚合得到球形酚醛树脂。
这种球形酚醛树脂经炭化后可以得到酚醛树脂基球形炭。
注：（将废旧酚醛泡沫作为原料之一填入，酚醛泡沫含量、悬浮剂种类、悬浮剂含量、炭化温度、活化时间这5个方面设计变量）（2）刘朗、杨骏兵等在球形炭的基础上制备出球状活性炭，先将线型酚醛树脂、六次甲基四胺溶解在甲醇中并混合均匀，得到含有固化剂的线型酚醛树脂固态化合物。
将上述化合物破碎为1.25^-2.Smm的颗粒，作为成球的原料树脂。
将十二烷基硫酸钠和水一定比例加入高压釜中，搅拌均匀后将上述原料树脂加入。
匀速搅拌下升温，保持搅拌使高压釜自然冷却，得到酚醛树脂微球。
将所得到的酚醛树脂微球在氮气保持下升温炭化活化，得到粒径在2mm左右且分布均匀的酚醛树脂基球形活性炭。
酚醛树脂的特性及使用中注意事项
酚醛树脂的特性及使用中注意事项
1.酚醛树脂的特性：酚醛树脂是由酚类（苯酚、甲酚及间苯二酚等）与醛类（甲醛及糠醛等）在碱性或酸等介质中，加热缩聚形成。
酚醛树脂可制成下列三种状态的胶：
1、液状酚醛树脂前胶：它是有一定粘性的初期酚醛树脂。
能在碱性水溶液和酒精中溶解，前者称为水溶性酚醛树脂，后者为醇溶性酚醛树脂。
干燥可为固体，加热又可为液体。
初期酚醛树脂加热或长期贮存以及加入硬化剂，则缩聚反应继续进行，最后形成不溶不熔的坚硬固体。
2、粉状酚醛树脂胶：它是初期酚醛树脂胶经干燥制成的粉末。
粉状胶贮存期较长，运输方便，但成本较高，使用时加入溶剂调成胶液。
3、酚醛树脂胶膜：把初期的酚醛树脂浸或涂于纸张，经干燥而成的胶纸膜。
也可不经干燥制成湿状胶纸膜。
干状胶膜有一定贮存期，使用方便，但成本较高。
2、我公司使用粉状酚醛树脂胶，这类树脂的分子中不存在未反应的羟甲基，所以在长期或反复加热下，它本身不会交联转变成体型结构的大分子，因而是热塑性的。
然而这类树脂的分子中苯环上羟基的邻位和对位上还存在未作用的反应点，因此，这种树脂在多聚甲醛或六次甲基四胺的作用下，可再进一步反应，而交联形成不溶不熔的体型结构的大分子（热处理过程）。
酚醛树脂聚合温度在150±1℃。
3、酚醛树脂的使用中注意的事项：
A.保质期:酚醛树脂保存时间过长会改变其特性：改变聚合时间、热流动度。
因此酚醛。
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1.酚与醛经聚合制得的合成树脂统称，其中以苯酚-甲醛树脂最重要。
酚醛树脂有热塑性和热固性两类。
热塑性酚醛树脂（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。
为指导树脂合成和成型加工，常将其固化过程分为A、B、C三个阶段。
具有可溶可熔性的预聚体称作A阶酚醛树脂;交联固化为不溶不熔的最终状态称C阶酚醛树脂；在溶剂中溶胀但又不完全溶解，受热软化但不熔化的中间状态称B阶酚醛树脂，热固性酚醛树脂存放过程中粘度逐渐增大，最后可变成不溶不熔的C阶树脂。
因此，其存放期一般不超过3～6个月。
热固性酚醛树脂可用于制造各种层压塑料、压塑粉、清漆、耐腐蚀塑料、胶粘剂和改性其他高聚物。
2.（1）Lee J. D.等制备出酚醛树脂基球形炭。
他们将苯酚和甲醛分散在以阿拉伯胶为分散剂的悬浮液中，利用六次甲基四胺为催化剂，搅拌加热使苯酚和
甲醛聚合得到球形酚醛树脂。
这种球形酚醛树脂经炭化后可以得到酚醛树脂基球形炭。
注：（将废旧酚醛泡沫作为原料之一填入，酚醛泡沫含量、悬浮剂种类、悬浮剂含量、炭化温度、活化时间这5个方面设计变量）
（2）刘朗、杨骏兵等在球形炭的基础上制备出球状活性炭，先将线型酚醛树脂、六次甲基四胺溶解在甲醇中并混合均匀，得到含有固化剂的线型酚醛树脂固态化合物。
将上述化合物破碎为1.25^-2.Smm的颗粒，作为成球的原料树脂。
将十二烷基硫酸钠和水一定比例加入高压釜中，搅拌均匀后将上述原料树脂加入。
匀速搅拌下升温，保持搅拌使高压釜自然冷却，得到酚醛树脂微球。
将所得到的酚醛树脂微球在氮气保持下升温炭化活化，得到粒径在2mm左右且分布均匀的酚醛树脂基球形活性炭。
（3）谢飞以苯酚和甲醛为原料，以盐酸为催化剂在1100C下回流1h，加入适量的氨水，维持恒温反应15min，得到了线型为主的原料树脂。
将上述原料树脂加热至熔融态加入到成球液中，在一定温度下搅拌，分散得到球形树脂。
经冷却、真空干燥后得到粒径分布在450-900wm的酚醛树脂微球。
将酚醛树脂微球炭化活化后即得到了酚醛树脂基球形活性炭。
（3）Chao Ye等人之后利用碳纳米管、线型酚醛树脂制得球形活性炭。
将六次甲基四服在乙醇中混合，并在80℃下除去乙醇得到固体混合物，将其破碎为不规则的颗粒。
将其颗粒分散在含分散剂的溶液中升温固化，然后冷却固液分离的得到了碳纳米管酚醛树脂基球形炭。
之后炭化活化得到了球形活性炭。
3化学气相沉积法是以金属粒子（如Fe、Co、Ni及其合金等）为催化剂（作用：），以笨、甲苯、二甲苯、甲烷等碳氢化合物为碳源，在700~1200°c温度范围内，在氢气（作用：）气氛中沉积而获得碳纳米管。
气相生长法主要包括基体法、喷淋法以及气相流动催化法。
基体法指在陶瓷或石墨基体上散布纳米催化剂颗粒，高温下通入烃类气体，热解后析出碳纳米管。
喷淋法是将催化剂混于苯或者甲苯等液态有机物中，在外力的作用下，将含有催化剂的混合溶液喷淋到高温反应炉中，制备出碳纳米管。
该方法可以实现催化剂的连续喷入，为大量制备碳纳米管提供了可能。
但是催化剂与烃类气体的比例难以优化，喷洒过程中催化剂颗粒分布不均勾，而且很难以纳米级形态存在，因此所得产物中碳纳米管所占比例不是太大，常常伴有一定量的碳黑生成。
气相流动催化法是将含有金属催化剂前驱体的金属有机物（如二茂铁）溶解在碳氢化合物（如苯、甲苯、二甲苯、正己烷等）中，然后将混合溶液注入反应管中，在氢气气氛下分解成碳，此时金属有机物被还原成金属单质，形成催化剂粒子，并以催化剂粒子为核心生长碳纳米管。
该方法所制得的碳纳米管直径较小，分布比较宽，可以大规模生产，生产效率比较高，容易实现工业化。
碳纳米管的CVD法制备通常需要有适当的催化剂才能进行。
催化剂的产生方法可以分成两种:一是预先在合适的载体表面负载催化剂的固定催化剂法,另一种是利用化学反应直接在反应区域由气相催化剂前驱物反应生成催化剂的浮动催化剂法。
化学气相沉积法制备碳纳米管的实验采用本实验室自制的装置。
该装置主要包括以下几部分:(一)加热炉,(二)温度控制系统,(三)气体流量控制系统,(四)反应室,(五)尾气处理。
设备装置示意图如图2一1。
反应室
我们采用高纯石英管做为反应室,用石英舟装载催化剂。
石英管长1400mm,内径70mm,石英舟长200mm,宽40mmo
尾气处理
使用一盛水的洗气瓶做为简易的尾气处理装置。
尾气在排入大气之前先流经洗气瓶,其作用是:一、在反应前可以用来进行检漏;二、反应时系统内与外界保持一个压力差,系统压力高于外界,阻止空气
进入反应室;三、可以滤去尾气带出的一些固态反应产物和副产物,
以免造成排气管阻塞。
碳纳米管的制备
在我们的实验中,原料气为价格低廉的乙炔,使用氢气作为还气体,氮气为保护气。
将催化剂均匀的铺在石英舟上,再将载有催化剂的石英舟推至石英管中部,橡皮管接好各端口,使气体处于畅通状态,通N2,检查气路无漏气后流量升至300ml/min用于排空石英管及整条气路上的空气,排气5min一10min后,电阻炉通电加热升温至500度,
开始通H2还原,H2流量50ml/min,调整N2流量,使H2与N2比例为1:1,还原1小时后把温度升至750度,停止通H2,接着通反应气乙炔,流量30ml/min,使气体比例为C2H2:N2为1:9,反应30分钟后关乙炔,同时电阻炉断电降温,通从直至炉内温度降至室温后关闭。
理论计算表明,生成碳纳米管的催化剂颗粒存在一个临界值193],当催化剂颗粒的尺寸小于临界值时,才能生成碳纳米管,而在尺寸大
于临界值的催化剂颗粒上是不会形成碳纳米管的。
因此,催化剂纳米颗粒的有效分散是合成碳纳米管的关键因素之一。