鹼催酚醛樹脂摩爾比

1. 酚醛樹脂熔點

酚醛樹脂結合劑(phenolic resin binder)是指耐火材料用的一種有機結合劑。它是用苯(或甲酚、或二甲酚、或間苯二酚)與甲醛(或糖醛)混合物在催化劑作用下縮聚得到的樹脂。它是一種非水性有機結合劑。以前，含碳耐火材料的結合多數採用焦油和瀝青，但隨著鎂-碳和鋁-碳耐火材料的推廣應用，用酚醛樹脂取代或部分取代瀝青作結合劑得到廣泛採用。

中文名
酚醛樹脂結合劑

外文名
phenolic resin binder

學 科
冶金工程

領 域
能源

范 圍
耐火材料

釋 義
耐火材料用的一種有機結合劑

簡介
酚醛樹脂結合劑(phenolic resin binder)是指耐火材料用的一種有機結合劑。它是用苯(或甲酚、或二甲酚、或間苯二酚)與甲醛(或糖醛)混合物在催化劑作用下縮聚得到的樹脂。它是一種非水性有機結合劑。以前，含碳耐火材料的結合多數採用焦油和瀝青，但隨著鎂-碳和鋁-碳耐火材料的推廣應用，用酚醛樹脂取代或部分取代瀝青作結合劑得到廣泛採用，其主要原區在於：

(1)碳化率高(52%)；

(2)結性好，成型的坯體強度高；

(3)燒後的結合強度高；

(4)常溫下碳化速度可以控制；

(5)有害物質含量少，可改善作業環境。

酚醛樹脂結合劑隨所用的原料成分、配比、催化劑，以及制備工藝不同而不同。酚醛樹脂結合劑的分類有以以下3種。

(1)按加熱性狀或結構形態分類，有熱固性酚醛樹脂結合劑-一甲階酚醛樹脂結合劑和熱塑性酚醛樹脂結合劑-一線型酚醛樹脂結合劑。

(2)按產品形態分類，有液態酚醛析脂結合劑。又可分為水溶性酚醛樹脂和醇溶性酚醛樹脂結合劑。固態酚醛樹脂結合劑，有粒狀、塊狀和粉末狀之分。

(3)按固化溫度分類，有高溫固化型酚醛樹脂結合劑，固化溫度130-150℃；中溫固化型酚醛樹脂結合劑，固化溫度105-110℃；常溫固化型酚醛樹脂結合劑，固化溫度20-30℃。

此外，還有各種改性酚醛樹脂，如間苯二酸改性樹脂、甲酚改性樹脂、烷基酚醛樹脂、密胺改性樹脂、尿素改性樹脂和瀝青改性樹脂等。

線型酚醛樹脂
也稱熱塑性酚醛樹脂，由甲醛(F)和苯酚(p)按摩爾比F/P=0.6-0.9配合，在酸性催化劑(如鹽酸、硫酸等)作用下形成。反應結果一般聚合度(核體)n為2-10，多數為7，分子量為400-1000。

但在工業上生產酚醛樹脂時，不可能控制到每個分子都具有相同的聚合度，因而工業酚醛樹脂是不同聚合度的同系物的混合物。

線型酚醛樹脂的粘度一與其分子量和溫度有關。圖粘度是隨著溫度升高而下降。在相同溫度下，粘度隨分子量增大而提高。線型酚醛樹脂在較低溫度下可長時間存放，但未反應的酚會揮發掉，使粘度略有升高。在較高溫度下存放時，會發生再聚合現象，分子量增大，也會使粘度升高。線型酚醛樹脂可溶於有機溶劑，如二甘醇、乙撐二醇、乙醇、甲醇等。因此用作耐火材料的結合劑時，為了取得較合適的粘度，可用有機溶劑來調整。線型酚醛樹脂除有液體狀的外，還有固體狀，其熔化溫度隨分子量的增大而提高，加入苯酚可使其熔點降低。固態線型酚醛樹脂加熱時出現熱塑性。

甲階酚醛樹脂
也稱熱固性酚醛樹脂，由甲醛與苯酚按摩爾比F/P=1-3，在鹼性催化劑(如氫氧化鈉、氫氧化銨、氫氧化鋇、氫氧化鈣等)作用下形成。

反應形成鄰經甲基酚或對經甲基酚，繼續進行加成反應，便可生成多獨甲基酚；再經縮聚反應，形成初期酚醛樹脂(即甲階酚醛樹脂)。

反應結果一般形成平均分子量為150-500甲階酚醛樹脂，反應中也會生成低分子量的異形體。如果不斷進行縮聚反應，最後會形成不溶不熔狀態的丙階酚醛樹脂(為末期酚醛樹脂)。

甲階酚醛樹脂也有固體塊狀、粉狀和液態狀產品，甲階酚醛樹脂有可溶於水的和可溶於有機溶劑的兩類。水溶性的是由於有親水性的輕甲基(-CH2OH)存在所致。而經過脫水的甲階酚醛樹脂為溶於有機溶劑的樹脂，可溶於甲醉、乙醉、甘醇、丙酮等。標准型的甲階酚醛樹脂為溶於有機溶劑型的。

液狀甲階酚醛樹脂的粘度與樹脂的分子量大小、溶劑種類和樹脂含量有關。常溫下的粘度在0.02-100Pa·s范圍內，而且其粘度也隨溫度而變化，溫度升高粘度下降。同時也存在著粘度隨存放時間而變化的現象，存放時間延長，粘度變大，存放期過長會凝固而無法使用。一般夏季存放時間為2-3個月，冬季要長些。用甲階酚醛樹脂作為結合劑時、為了使其發生便化(固化)，可藉助於加熱使其發土硬化，也可在常溫下加酸促使其硬化。其碳化過程為甲階酚醛樹脂的進一步縮聚反應，即由甲階酚醛樹脂(初期酚醛樹脂)經過乙階酚醛樹脂最後縮聚成為丙階酚醛樹脂(末期酚醛樹脂)，成為不溶不熔的硬化體。

酚醛樹脂既可作燒成和不燒含碳或含碳化硅耐火製品的結合劑，又可作含碳和碳化硅不定形耐火材料的結合劑。

2. 酚醛樹脂的制備

酚醛樹脂的實驗室制沖帶法指的是用實驗室的環境制備酚醛樹脂的過程。

合成酚醛樹脂的化學方程式是 nHCHO+nR-OH = -(-R-CH2-)n-OH

R為苯，生成的高聚物CH2和OH是鄰位，另一條鍵與CH2分別在OH兩邊的C上。

酚醛樹脂是1907年世界上第一個合成的高分子材料。

3、發生加聚反應的過程中，沒有副產物產生，得高聚物的化學組成跟單散睜蘆體的化學組成相同。

4、加聚反應生成的高聚物相對分子質量為單體相對分子質量的整數倍。

酚醛樹脂縮聚合成方程式反應的特點

1、酚醛樹脂縮聚合成方程式單體不一定含有不飽和鍵，但必須含有兩個或兩個以上的反應基團（如—OH、—COOH、—NH2、—X等）。

2、縮聚反應的結果，不僅生成高聚物，而且還有副產物（小分子）生成。

3、所得高分子化合物的化學組成跟單體的化學組成不同。

3. 甲醛 苯酚制酚醛樹脂的催化劑是什麼

熱塑型 用酸催化 熱固性的 用鹼催化

4. 酚醛樹脂膠粘劑的作用是什麼

以酚類與醛類在一定條件下反應的聚合物為主體材料的膠粘劑。酚類物質主要是苯酚，還包括甲酚、二甲酚、特丁基酚和苯基苯酚等；醛類物質主要是甲醛，有時也包括間苯二酚和糠醛。酚醛樹脂的正式名稱是苯酚—甲醛樹脂，其平均分子量不大。有水溶性、醇溶性、油溶性和乳液等幾種。一般呈液態，也有粉狀固態的。

酚醛樹脂是第一個人工合成的樹脂。1872年拜耳（A.von Bayer）發現苯酚與甲醛在酸催化下能生成樹脂。1883年邁克爾（A.Michael）報告鹼亦可催化得樹脂。1907年貝克蘭（L.H.Baekeland）獲得熱壓工藝專利，推動了酚醛樹脂的應用。1909年酚醛樹脂用作木材塗料。1910年酚醛紙質層壓板製成。1915年有了酚醛纖維板的專利。此後，酚醛樹脂的理論研究和實際應用都得到了很大發展。

反應機理

苯酚與甲醛的反應，由於催化劑的不同和反應體系pH值的高低，反應有下列類型：

強酸催化

甲醛的水溶液是平衡體系，內含甲醛單體和甲醛水化物甲二醇的縮合物。在酸性溶液里，甲二醇第一步生成羥基甲叉陽碳離子，然後與苯酚反應，生成羥甲基酚，這一步反應緩慢。在酸性條件下，生成的羥甲基酚很快與另一個苯酚分子作用，就開始縮合反應，分子鏈逐步加長為線性樹脂，所以強酸催化的苯酚—甲醛反應相當激烈。方程式如下：

5. 熱固性酚醛樹脂和熱塑性酚醛樹脂在甲醛和苯酚的配比上有何不同,各用什麼催化劑

熱固性酚醛樹脂中酚醛摩爾比為6:7,在鹼性介質中.
熱塑性酚醛樹脂中酚醛摩爾比為6:5,在酸性介質中,用二價金屬鹽作催化劑.

6. 線性和體型酚醛樹脂在制備方法的差別

線性和體型酚醛樹脂在制備方法的差別：酚醛樹脂是由苯酚、甲醛經聚合縮聚而成。甲階酚醛樹脂的聚合度比較低，一般都是些二聚體，三聚體，是分子量比較低的高分子。根據不同的使用要求，可以控制進而反應變成乙階、丙階。

線性酚醛樹脂是相對於體型而言，苯酚甲醛合成初期有臨、間、對三個活潑位，用催化劑可以控制只在其中一位進行合成，進而在合成的位置上縮聚就形成線性酚醛樹脂。

制備方法

酚酚醛樹脂是由苯酚和甲醛聚合得到。在強鹼催化作用下，聚合產物為甲階酚醛樹脂，甲醛與苯酚摩爾比為1.2~3.0：1。甲醛用36~50%的水溶液，催化劑為1~5%的NaOH或Ca(OH)2，在80~95℃加熱反應3h就得到預聚物。為了防止反應過頭和凝膠化，要真空快速脫水。預聚物為固體或液體，分子為一般500~5000，呈微酸性，其水溶性與分子量和組成有關。

7. 酚醛樹脂合成原理是什麼

1
加成反應
在適當條件下，一元羥甲基苯酚繼續進行加成反應，就可生成二元及內多元羥甲基苯酚：
2
縮合及縮容聚反應
縮合及縮聚反應，隨反應條件的不同可以發生在羥甲基苯酚與苯酚分子之間，也可發生在各個羥甲基苯酚分子之間。
縮合反應不斷進行的結果，將縮聚形成一定分子量的酚醛樹脂，由於縮聚反應具有逐步的特點，中間產物相當穩定因而能夠分離而加以研究。
多年來研究分析通常認為，影響酚醛樹脂的合成、結構及特性的主要因素為如下四點：
(1)原料的化學結構；
(2)酚與醛的摩爾比；
(3)反應介質的酸、鹼性；
(4)生產操作方法。

8. 酚醛樹脂 如何合成 機理是什麼

酚醛樹脂也叫電木，又稱電木粉。原為無色或黃褐色透明物，市場銷售往往加著色劑而呈紅、黃、黑、綠、棕、藍等顏色，有顆粒、粉末狀。耐弱酸和弱鹼，遇強酸發生分解，遇強鹼發生腐蝕。不溶於水，溶於丙酮、酒精等有機溶劑中。苯酚醛或其衍生物縮聚而得。
合成原理
1 加成反應

在適當條件下，一元羥甲基苯酚繼續進行加成反應，就可生成二元及多元羥甲基苯酚：
2 縮合及縮聚反應
縮合及縮聚反應，隨反應條件的不同可以發生在羥甲基苯酚與苯酚分子之間，也可發生在各個羥甲基苯酚分子之間。
縮合反應不斷進行的結果是縮聚形成一定分子量的酚醛樹脂，由於縮聚反應具有逐步的特點，中間產物相當穩定因而能夠分離而加以研究。
縮聚反應是縮合聚合反應的簡稱，是指單體之間相互作用生成高分子，同時還生成小分子（如水、氨、鹵化氫等）的聚合反應。例如合成酚醛樹脂的反應就是縮聚反應。合成酚醛樹脂通常是以苯酚和甲醛為原料，在催化劑作用下，經縮聚反應而得到。
縮聚反應根據參加反應的單體種數又分為共縮聚和均縮聚，由不同種單體參加的縮聚反應稱為共縮聚。如酚醛樹脂的合成反應就是共縮聚，它是由苯酚和甲醛兩種物質為單體的。由同種單體進行的縮聚反應稱為均縮聚。如氨基酸聚合成多肽的縮聚反應就屬均縮聚。
縮聚反應的特點是：
（1）單體不一定含有不飽和鍵，但必須含有兩個或兩個以上的反應基團（如—OH、—COOH、—NH2、—X等）。
（2）縮聚反應的結果，不僅生成高聚物，而且還有副產物（小分子）生成。
（3）所得高分子化合物的化學組成跟單體的化學組成不同。
實驗製取
【原理】苯酚和甲醛在酸性或鹼性的催化劑作用下，通過縮聚反應生成酚醛樹脂。在酸性催化劑作用下，苯酚過量時生成線型熱塑性樹脂；在鹼性催化劑作用下，甲醛過量時生成體型熱固性樹脂。
【操作】
（1）在25×200mm的試管中加入 4g化學純苯酚和2.5mL化學純甲醛溶液（密度約1.1g/cm3、濃度為36～38%），再加入1mL化學純的濃鹽酸，振盪均勻後塞上帶有直玻璃管（長300mm）的橡皮塞。把上述試管固定在鐵架台上，放在80～90℃的水浴中加熱（如左圖）。片刻後，試管中發生劇烈反應，反應後還要繼續加熱，直到生成粉紅的固體樹脂為止。取出固體樹脂（用鐵絲鉤出），用水沖洗後得到熱塑性樹脂。
（2）在25×200mm的試管中加入2.5g化學純苯酚和3mL化學純甲醛溶液（濃度同前），再加入1mL化學純濃氨水（濃度為25～28%），振盪均勻之後塞上帶有直玻璃管（長300mm）的橡皮塞。把上述的試管固定在鐵架台上，用沸水浴加熱，直到混合物分成兩層。當底層的樹脂粘度增大時，取下試管用水冷卻，等樹脂固化後倒出，用水沖洗，得到黃色的熱固性樹脂。
【說明】
（1）苯酚和甲醛在鹼性條件下反應，要比在酸性條件下反應慢。要使生成的樹脂冷卻後呈固體，必須加熱半小時以上。
（2）苯酚和甲醛在鹼性條件下是逐漸生成體型樹脂的。開始生成的液態物是可溶於酒精、丙酮和鹼性水溶液的樹脂，叫做甲階樹脂。繼續加熱後，生成粘稠狀的液體，冷卻後成為脆性固體，能部分溶於酒精、丙酮，但不溶於鹼性水溶液。它叫乙階樹脂（固體受熱能軟化）。再繼續加熱，才生成不溶不熔的體型樹脂，叫做丙階樹脂。在課堂教學實驗中制備，由於加熱的時間不夠，一般生成乙階樹脂。
（3）苯酚有毒，它的濃溶液對皮膚有強烈的腐蝕性，使用時要小心。如沾到皮膚上，要立即用酒精擦洗干凈。
（4）苯酚在常溫下是無色晶體，不易從瓶中取出。取用時先把裝有苯酚的瓶子放在60～70℃的熱水中，使晶體液化，再用長滴管吸出，滴入小燒杯中稱量。

9. 熱固性酚醛樹脂的反應原理是什麼

熱固性酚醛樹脂的反應原理是什麼？ 熱固性酚醛樹脂的制備過程分為三個階段。 (1)甲階酚醛樹脂酚和醛的反應是很復雜的，苯酚分子中酚羥基的對位和兩個鄰位（官能度等於3)的氫都能和甲醛（官能度等於2)反應，生成各種羥甲基酚的異構體。所生成的羥甲基酚異構體，除了能繼續和苯酚反應外，也可以與甲醛反應生成多羥基甲基酚。 上述各種羥甲基酚能相互反應，也能和酚、醛反應，生成甲階酚醛樹脂，此外，甲階還可能存在醚鍵結構，這是由於兩個酚醇間的兩個羥甲基縮聚反應。甲階的樹脂是線型結構，可用如下典型式表示。 甲階酚醛樹脂易溶於乙醇、丙酮等有機溶劑中，加熱時能熔融，具有熱塑性，這種狀態的樹脂又稱可溶（熔）性樹脂，可以改性劑配製改性酚醛樹脂膠黏劑。 (2)乙階酚醛樹脂將初期酚醛樹脂加熱至115〜14℃。可以進一步縮聚得到中間酚醛樹脂。這種樹脂的相對分子質量約為1000左右，聚合度為6〜7。它是不溶（熔）的高分子物質和一些游離酚及羥甲基酚的混合物。這種樹脂像彈性的高分子一樣，可拉成長絲，但冷卻後變成脆性的物質，僅能部分地溶解在丙酮及醇類溶劑中，其餘的樹脂溶脹。 (3)丙階酚醛樹脂中期酚醛樹脂繼續加熱縮合，反應物中羥基全部作用完，此時分子結構為網狀的最終產品，即丙階酚醛樹脂，達到不溶（熔）的硬化階段。丙階樹脂究竟是什麼結構，現在尚無定論，一般認為是因為生成了三面交聯的體型大分子，如 但也有人認為並非如此，因為酚醛樹脂的分子是很僵硬的，其僵硬性妨礙了生成深度的交聯，其所以不能熔化是因為分子在達到熔點以前就發生了熱分解的緣故。