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酚醛树脂酸性合成机理

发布时间:2023-07-28 19:53:51

❶ 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。

❷ 酚醛树脂的合成方程式是什么

酚醛树脂的合成方程式nHCHO+nR-OH = -(-R-CH₂-)n-OH。

酚醛树脂的合成原理:

在适当条件下,一元羟甲基苯酚进行加成反应,不饱和烃或含不饱和键的物质为单体,通过不饱和键的加成,聚合成高聚物,可生成二元及多元羟甲基苯酚,接着继续进行缩合及缩聚反应,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。

(2)酚醛树脂酸性合成机理扩展阅读:

酚醛树脂的性质:

固体酚醛树脂为黄色、透明、无定形块状物质,含有游离酚所以微红色,易溶于醇,不溶于水,对水、弱酸、弱碱溶液稳定。苯酚和甲醛在催化剂条件下会缩聚、经中和、水洗而制成的树脂。

酚醛树脂最重要的特征就是耐高温性,即使在温度大约为1000℃ 的惰性气体条件下,酚醛树脂能产生很高的残碳,酚醛树脂也因此能保持其结构的整体性和尺寸的稳定性。这使得酚醛树脂被应用于一些高温领域。

❸ 酚醛树脂的制取原理

缩聚反应.
苯酚羟基邻位上2个H与HCHO中O脱去,形成1个水.
n (C6H5)-OH + n HCHO ----> -[-(C6H5OH)-CH2-]-n + n H2O

❹ 求酚醛树脂合成原理(带图)

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。 (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。

❺ 在酸催化下 苯酚跟甲醇生成酚醛树脂

(1)酸性条件下生成酚醛树脂的反应是苯酚和甲醛利用C-H键加成羰基生成邻羟基苯甲醇,酸溶液中邻羟基苯甲醇缩聚反应生成酚醛树脂,反应的化学方程式为: , , 故答案为: , ; (2)实验装置采用沸水浴加热的原因是:沸水浴便于控制温度,受热均匀,加快反应速率,及时蒸出反应产物, 故答案为:沸水浴便于控制温度,受热均匀,加快反应速率,及时蒸出反应产物; (3)反应有大量热放出,苯酚、甲醛溶液易挥发,反应装置中的长玻璃管除导气外,还对对挥发的反应物起冷凝回流作用. 故答案为:导气冷凝回流.

❻ 酚醛树脂的制备及性质

苯酚+甲醛复===酚醛树脂(催化剂只会也影响制酚醛树脂的形状),酚醛树脂是高分子化合物,原理如下:苯酚上的酚OH会影响苯环上邻位上的氢,使邻位上H变的更活泼,更容易反应,所以反应时相当于苯环是还有俩个半键,而甲醛中的碳氧双键同时断开,与苯环是的俩个半键结合,有多个这样的单体的聚合体就形成了酚醛树脂.

❼ 酚醛树脂合成原理是什么

苯酚现在70℃左右熔融,然后与甲醛溶液(37%浓度)按摩尔比100:110~130混合加入三颈烧瓶专中(当然,你属若想合成高邻位的酚醛就要增加甲醛的用量,苯酚与甲醛最高摩尔比可以达到1: 2.5),再加入1.5份的ZnO做催化剂,然后缓慢升温至70℃(注意控温,这是一个放热反应),保温一个小时,便可得到酚醛树脂的水溶液。将此水溶液减压蒸馏至70℃,除去其中的水分,加入一定量的乙醇,便得到醇溶性酚醛树脂。你多看点书,这些合成条件摸索个两三遍就整明白了,不外乎就是根据合成产品的指标确定苯酚与甲醛的摩尔比,催化剂用的少就反应慢点,反之快点。温度70~100度的情况都有,催化剂活性低就提高反应温度,反之依然

❽ 酚醛树脂的实验制取

【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。

❾ 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。

❿ 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。

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