碱催酚醛树脂摩尔比

1. 酚醛树脂熔点

酚醛树脂结合剂(phenolic resin binder)是指耐火材料用的一种有机结合剂。它是用苯(或甲酚、或二甲酚、或间苯二酚)与甲醛(或糖醛)混合物在催化剂作用下缩聚得到的树脂。它是一种非水性有机结合剂。以前，含碳耐火材料的结合多数采用焦油和沥青，但随着镁-碳和铝-碳耐火材料的推广应用，用酚醛树脂取代或部分取代沥青作结合剂得到广泛采用。

中文名
酚醛树脂结合剂

外文名
phenolic resin binder

学 科
冶金工程

领 域
能源

范 围
耐火材料

释 义
耐火材料用的一种有机结合剂

简介
酚醛树脂结合剂(phenolic resin binder)是指耐火材料用的一种有机结合剂。它是用苯(或甲酚、或二甲酚、或间苯二酚)与甲醛(或糖醛)混合物在催化剂作用下缩聚得到的树脂。它是一种非水性有机结合剂。以前，含碳耐火材料的结合多数采用焦油和沥青，但随着镁-碳和铝-碳耐火材料的推广应用，用酚醛树脂取代或部分取代沥青作结合剂得到广泛采用，其主要原区在于：

(1)碳化率高(52%)；

(2)结性好，成型的坯体强度高；

(3)烧后的结合强度高；

(4)常温下碳化速度可以控制；

(5)有害物质含量少，可改善作业环境。

酚醛树脂结合剂随所用的原料成分、配比、催化剂，以及制备工艺不同而不同。酚醛树脂结合剂的分类有以以下3种。

(1)按加热性状或结构形态分类，有热固性酚醛树脂结合剂-一甲阶酚醛树脂结合剂和热塑性酚醛树脂结合剂-一线型酚醛树脂结合剂。

(2)按产品形态分类，有液态酚醛析脂结合剂。又可分为水溶性酚醛树脂和醇溶性酚醛树脂结合剂。固态酚醛树脂结合剂，有粒状、块状和粉末状之分。

(3)按固化温度分类，有高温固化型酚醛树脂结合剂，固化温度130-150℃；中温固化型酚醛树脂结合剂，固化温度105-110℃；常温固化型酚醛树脂结合剂，固化温度20-30℃。

此外，还有各种改性酚醛树脂，如间苯二酸改性树脂、甲酚改性树脂、烷基酚醛树脂、密胺改性树脂、尿素改性树脂和沥青改性树脂等。

线型酚醛树脂
也称热塑性酚醛树脂，由甲醛(F)和苯酚(p)按摩尔比F/P=0.6-0.9配合，在酸性催化剂(如盐酸、硫酸等)作用下形成。反应结果一般聚合度(核体)n为2-10，多数为7，分子量为400-1000。

但在工业上生产酚醛树脂时，不可能控制到每个分子都具有相同的聚合度，因而工业酚醛树脂是不同聚合度的同系物的混合物。

线型酚醛树脂的粘度一与其分子量和温度有关。图粘度是随着温度升高而下降。在相同温度下，粘度随分子量增大而提高。线型酚醛树脂在较低温度下可长时间存放，但未反应的酚会挥发掉，使粘度略有升高。在较高温度下存放时，会发生再聚合现象，分子量增大，也会使粘度升高。线型酚醛树脂可溶于有机溶剂，如二甘醇、乙撑二醇、乙醇、甲醇等。因此用作耐火材料的结合剂时，为了取得较合适的粘度，可用有机溶剂来调整。线型酚醛树脂除有液体状的外，还有固体状，其熔化温度随分子量的增大而提高，加入苯酚可使其熔点降低。固态线型酚醛树脂加热时出现热塑性。

甲阶酚醛树脂
也称热固性酚醛树脂，由甲醛与苯酚按摩尔比F/P=1-3，在碱性催化剂(如氢氧化钠、氢氧化铵、氢氧化钡、氢氧化钙等)作用下形成。

反应形成邻经甲基酚或对经甲基酚，继续进行加成反应，便可生成多独甲基酚；再经缩聚反应，形成初期酚醛树脂(即甲阶酚醛树脂)。

反应结果一般形成平均分子量为150-500甲阶酚醛树脂，反应中也会生成低分子量的异形体。如果不断进行缩聚反应，最后会形成不溶不熔状态的丙阶酚醛树脂(为末期酚醛树脂)。

甲阶酚醛树脂也有固体块状、粉状和液态状产品，甲阶酚醛树脂有可溶于水的和可溶于有机溶剂的两类。水溶性的是由于有亲水性的轻甲基(-CH2OH)存在所致。而经过脱水的甲阶酚醛树脂为溶于有机溶剂的树脂，可溶于甲醉、乙醉、甘醇、丙酮等。标准型的甲阶酚醛树脂为溶于有机溶剂型的。

液状甲阶酚醛树脂的粘度与树脂的分子量大小、溶剂种类和树脂含量有关。常温下的粘度在0.02-100Pa·s范围内，而且其粘度也随温度而变化，温度升高粘度下降。同时也存在着粘度随存放时间而变化的现象，存放时间延长，粘度变大，存放期过长会凝固而无法使用。一般夏季存放时间为2-3个月，冬季要长些。用甲阶酚醛树脂作为结合剂时、为了使其发生便化(固化)，可借助于加热使其发土硬化，也可在常温下加酸促使其硬化。其碳化过程为甲阶酚醛树脂的进一步缩聚反应，即由甲阶酚醛树脂(初期酚醛树脂)经过乙阶酚醛树脂最后缩聚成为丙阶酚醛树脂(末期酚醛树脂)，成为不溶不熔的硬化体。

酚醛树脂既可作烧成和不烧含碳或含碳化硅耐火制品的结合剂，又可作含碳和碳化硅不定形耐火材料的结合剂。

2. 酚醛树脂的制备

酚醛树脂的实验室制冲带法指的是用实验室的环境制备酚醛树脂的过程。

合成酚醛树脂的化学方程式是 nHCHO+nR-OH = -(-R-CH2-)n-OH

R为苯，生成的高聚物CH2和OH是邻位，另一条键与CH2分别在OH两边的C上。

酚醛树脂是1907年世界上第一个合成的高分子材料。

3、发生加聚反应的过程中，没有副产物产生，得高聚物的化学组成跟单散睁芦体的化学组成相同。

4、加聚反应生成的高聚物相对分子质量为单体相对分子质量的整数倍。

酚醛树脂缩聚合成方程式反应的特点

1、酚醛树脂缩聚合成方程式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。

3. 甲醛 苯酚制酚醛树脂的催化剂是什么

热塑型 用酸催化 热固性的 用碱催化

4. 酚醛树脂胶粘剂的作用是什么

以酚类与醛类在一定条件下反应的聚合物为主体材料的胶粘剂。酚类物质主要是苯酚，还包括甲酚、二甲酚、特丁基酚和苯基苯酚等；醛类物质主要是甲醛，有时也包括间苯二酚和糠醛。酚醛树脂的正式名称是苯酚—甲醛树脂，其平均分子量不大。有水溶性、醇溶性、油溶性和乳液等几种。一般呈液态，也有粉状固态的。

酚醛树脂是第一个人工合成的树脂。1872年拜耳（A.von Bayer）发现苯酚与甲醛在酸催化下能生成树脂。1883年迈克尔（A.Michael）报告碱亦可催化得树脂。1907年贝克兰（L.H.Baekeland）获得热压工艺专利，推动了酚醛树脂的应用。1909年酚醛树脂用作木材涂料。1910年酚醛纸质层压板制成。1915年有了酚醛纤维板的专利。此后，酚醛树脂的理论研究和实际应用都得到了很大发展。

反应机理

苯酚与甲醛的反应，由于催化剂的不同和反应体系pH值的高低，反应有下列类型：

强酸催化

甲醛的水溶液是平衡体系，内含甲醛单体和甲醛水化物甲二醇的缩合物。在酸性溶液里，甲二醇第一步生成羟基甲叉阳碳离子，然后与苯酚反应，生成羟甲基酚，这一步反应缓慢。在酸性条件下，生成的羟甲基酚很快与另一个苯酚分子作用，就开始缩合反应，分子链逐步加长为线性树脂，所以强酸催化的苯酚—甲醛反应相当激烈。方程式如下：

5. 热固性酚醛树脂和热塑性酚醛树脂在甲醛和苯酚的配比上有何不同,各用什么催化剂

热固性酚醛树脂中酚醛摩尔比为6:7,在碱性介质中.
热塑性酚醛树脂中酚醛摩尔比为6:5,在酸性介质中,用二价金属盐作催化剂.

6. 线性和体型酚醛树脂在制备方法的差别

线性和体型酚醛树脂在制备方法的差别：酚醛树脂是由苯酚、甲醛经聚合缩聚而成。甲阶酚醛树脂的聚合度比较低，一般都是些二聚体，三聚体，是分子量比较低的高分子。根据不同的使用要求，可以控制进而反应变成乙阶、丙阶。

线性酚醛树脂是相对于体型而言，苯酚甲醛合成初期有临、间、对三个活泼位，用催化剂可以控制只在其中一位进行合成，进而在合成的位置上缩聚就形成线性酚醛树脂。

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。

7. 酚醛树脂合成原理是什么

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，就可生成二元及内多元羟甲基苯酚：
2
缩合及缩容聚反应
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，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。

8. 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。

9. 热固性酚醛树脂的反应原理是什么

热固性酚醛树脂的反应原理是什么？ 热固性酚醛树脂的制备过程分为三个阶段。 (1)甲阶酚醛树脂酚和醛的反应是很复杂的，苯酚分子中酚羟基的对位和两个邻位（官能度等于3)的氢都能和甲醛（官能度等于2)反应，生成各种羟甲基酚的异构体。所生成的羟甲基酚异构体，除了能继续和苯酚反应外，也可以与甲醛反应生成多羟基甲基酚。 上述各种羟甲基酚能相互反应，也能和酚、醛反应，生成甲阶酚醛树脂，此外，甲阶还可能存在醚键结构，这是由于两个酚醇间的两个羟甲基缩聚反应。甲阶的树脂是线型结构，可用如下典型式表示。 甲阶酚醛树脂易溶于乙醇、丙酮等有机溶剂中，加热时能熔融，具有热塑性，这种状态的树脂又称可溶（熔）性树脂，可以改性剂配制改性酚醛树脂胶黏剂。 (2)乙阶酚醛树脂将初期酚醛树脂加热至115〜14℃。可以进一步缩聚得到中间酚醛树脂。这种树脂的相对分子质量约为1000左右，聚合度为6〜7。它是不溶（熔）的高分子物质和一些游离酚及羟甲基酚的混合物。这种树脂像弹性的高分子一样，可拉成长丝，但冷却后变成脆性的物质，仅能部分地溶解在丙酮及醇类溶剂中，其余的树脂溶胀。 (3)丙阶酚醛树脂中期酚醛树脂继续加热缩合，反应物中羟基全部作用完，此时分子结构为网状的最终产品，即丙阶酚醛树脂，达到不溶（熔）的硬化阶段。丙阶树脂究竟是什么结构，现在尚无定论，一般认为是因为生成了三面交联的体型大分子，如 但也有人认为并非如此，因为酚醛树脂的分子是很僵硬的，其僵硬性妨碍了生成深度的交联，其所以不能熔化是因为分子在达到熔点以前就发生了热分解的缘故。