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线型酚醛树脂为什么用酸催化

发布时间:2022-12-21 01:10:41

1. 酚醛在酸性条件下缩聚为什么用浓盐酸

在酸性介质中,羟甲基与羟甲基或羟甲基与酚环上的氢原子的反应速度都较酚与醛的加成反应速度快。研究表明,热塑性酚醛树脂和生成过程是通过羟甲基衍生物阶段而进行的,且羟甲基彼此间的反应速度总小于羟甲基与苯酚邻位或对位上氢原子的反应速度。通常认为,在酸催化下的反应是与甲醛或它在水溶液中的甲二醇形成的质子性质有关的亲电取代反应。
动力学数据表明:H+ 在酚和醛反应的开始阶段是活泼的催化剂,缩聚反应的速度大体上正比于氢质子的浓度。
催化剂:在酸性催化剂作用下苯酚与甲醛加成反应的速度与氢离子的浓度呈线性关系,进一步的缩聚反应对于酸性催化剂的用量也非常敏感,催化剂不仅对反应有催化作用,还影响树脂的性能。
盐酸是最强的催化剂,一般用量为0.05%~0.1%,反应体系的pH在1.8~2.2之间,为防止缩聚过程中的剧烈放热,因此应分2~3次加入反应物中。优点:
价格低,反应速度快,在干燥脱水过程中可随水蒸气逸出。缺点:腐蚀设备严重,生产出的树脂中残存有氯离子,会影响其性能。盐酸曾一度广泛使用,后来逐渐被抛弃,因易形成氯甲基醚副产物,盐酸与甲醛形成的二氯甲基醚被认为是潜在的致癌物。
硫酸作催化剂较少,主要是因为总有部分硫酸残存于树脂中,必须使之中和生成惰性的硫酸盐。所得树脂颜色较深,对设备腐蚀严重。采用量为苯酚的0.4%~0.5%。
草酸是很好的催化剂,现普遍使用。催化作用缓和,用量为苯酚量的0.5%~2%。特点是缩聚反应平稳,容易控制。易实现自动控制,树脂颜色较浅并具有较好的耐光性,反应后不必中和;对设备腐蚀小。缺点是反应速度较慢。
2)中和剂:由于热塑性酚醛树脂是在酸性条件下缩聚而成。因此,在树脂的合成反应达到预期的程度时,通常要用碱性物质对树脂的残余酸进行中和。中和的目的一方面是终止树脂的缩聚反应,另一方面是消除树脂中因酸而具有的腐蚀性。可用的中和剂可为各类碱性物质,但是,从经济以及来源等方面考虑,可用氨水和氢氧化钠为中和剂。
3)原料的用量比:工业生产中,苯酚/甲醛(摩尔比)通常为1/0.85左右,在同样条件下进行缩聚,甲醛对苯酚的摩尔比愈高,所得树脂软化点愈高,平均相对分子质量愈大,收率提高,树脂中游离酚含量减少。
4)缩聚与脱水条件:延长缩聚时间,反应趋于完全,树脂的平均相对分子质量、收率都有所提高。干燥时间与最终脱水温度的高低对所得树脂的相对分子质量、溶液粘度、软化点、滴点以及游离酚含量皆有影响[1]。最终脱水温度的提高可显著提高树脂的滴点,甲醛的用料比增大时,对滴点的影响更大。

2. 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。

3. 酚醛树脂用盐酸

嗯,楼主应该是要问反应的时候为什么要用盐酸吧?就是起催化剂的作用。酚醛的合成分为两种:碱催化和酸催化,前者生成热固性体型酚醛树脂,后者生成热塑性线形的酚醛树脂

4. 酚醛树脂的固化机理是什么

酚醛树脂制备所用的酚抄有苯酚、甲酚、二甲酚、间苯二酚,常用苯酚; 醛类则有甲醛、糠醛等。以苯酚一甲醛树脂最为重要。根据催化剂的酸碱性以及酚与醛的配比不同,所得产物的结构、性能有很大差异,因而使用方法也不同。如采用酸性催化剂,且酚过量,得到的是可溶可熔的线型酚醛树脂,用以制造酚醛模塑粉(俗称电木粉)。配制模塑粉时必须加入适量填充剂、润滑剂、着色剂、固化剂,此为二步法。如用碱性催化剂,且甲醛过量,控制分子量为300~700,可获得溶于有机溶剂的树脂,使用时不必添加固化剂,只要加热即可转变为热固性塑料,所以称为一步法。酚醛层压树脂、粘合树脂、铸型树脂都由一步法制得。
酚醛树脂是热固性树脂的最大品种,与其他热固性树脂相比,酚醛树脂的优点: ①固化时不需要加入催化剂、促进剂,只需加热、加压。② 固化后密度比聚酯树脂小,机械强度、耐化学腐蚀及耐湿性良好。③热强度高,变形倾向小。缺点是: 脆性大,颜色深,固化速度慢,贮存期短,加工成型压力高。

5. 制取酚醛树脂中浓盐酸的作用

浓盐酸调节体系的酸碱性,从而影响获得的产物。
苯酚和甲醛在酸性或碱性版的催化剂作用下权,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。

6. 酚醛树脂,酚醛树脂有什么作用

酚醛树脂来也叫电木,又称电木粉。自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。

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,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。

酚醛树脂主要用于制造各种塑料、涂料、胶粘剂及合成纤维等。

压塑粉、酚醛胶、酚醛纤维、防腐蚀材料、隔热保温材料等。

7. 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。

8. 酚醛树脂线型为什么加酸 体型要加碱

酸、碱的作用都是催化,其中碱的催化能力大,第一步可是苯酚上加上多个羟甲基,缩聚后呈网状;酸的催化能力较小,第一步一般加上一个羟甲基,缩聚后呈线状.

9. 在制备酚醛树脂时,浓盐酸是如何发挥催化作用的

在制备酚醛来树脂时,反应源为缩聚反应,生成体形高分子
一般反应有很多种但高中只讲临间缩聚
催化剂一般为浓盐酸或浓氨水,催化剂不同生成的酚醛树脂也不同,但苯酚含有酚羟基在空气中就极易被氧化,因此浓盐酸有防止作用并且接触在活化机处发挥催化作用的

10. 酚醛树脂是什么有什么作用

酚醛树脂,来是由由烷源基苯酚和甲醛酚在酸碱催化作用下缩聚而成的合成树脂的统称。酚醛树脂的外观通常是无色或黄色至棕红色透明块状固体。可溶于水。溶于丙酮、酒精等有机溶剂。酚醛树脂耐弱酸和弱碱,在强酸中易分解,在强碱中发生腐蚀。酚醛树脂具有优良的耐热性、耐磨性、耐水性和耐老化性,并具有刚性好,尺寸稳定性,电性能好的特点。广泛被用于制造特殊用途塑料、涂料、粘合剂和耐酸胶泥等。

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