酚醛树脂加成反应的最佳ph值

① 高中化学实验8——酚醛树脂的制备

一、背景介绍

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。

酚醛树脂是世界最早人工合成和工业化生产的一类合成树脂，其原料易得，生产工艺简单，综合性能优良，应用非常广泛，因此研究酚醛树脂的制备方法，具有很高的社会意义和经济价值。酚醛树脂合成反应分为两步，首先是苯酚与甲醛的加成反应，随后是缩合及缩聚反应。

缩聚反应是指具有两个或两个以上官能团的单体，相互反应生成高分子化合物，同时产生有小分子（如 H2O、HX、醇等）的化学反应。酚醛树脂是由苯酚和甲醛在催化剂条件下缩聚而成。反应机理是苯酚羟基邻位上的两个氢原子比较活泼，与甲醛基上的氧原子结合为水分子，其余部分连接起来成为高分子化合物——酚醛树脂。

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

二、实验仪器

试管，烧杯，胶头滴管，酒精灯，石棉网，三脚架，药匙，玻璃棒，天平，量筒

三、实验试剂

苯酚，40%甲醛溶液，浓盐酸，乙醇

四、实验原理

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。

五、实验装置

六、实验步骤及现象

1、往试管中加入2g苯酚和3mL甲醛溶液，再用胶头滴管加入3滴浓盐酸，放在沸水浴中加热。

2、当试管中反应物渐渐沸腾时，从沸水中取出试管，并用玻璃棒不断搅拌试管中的溶液，可以观察到有白色固体生成。

3、待试管冷却至室温，往试管中加入无水乙醇，发现固体不溶解。

4、再将试管放在沸水浴中加热，白色固体也不溶解。说明制得了酚醛树脂。

七、 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。

② 化学为什么用碱催化生成的酚醛树脂形成的

酚醛树脂合成过程抄有两个反应
一个是加成
另一个是缩合。PH＜3
酸性条件下，缩合反应速录远高于加成反应，有利于形成线性结构大分子；PH=7~11
碱性条件下，加成速率高于缩合，形成交联网状结构
因此，酸碱条件不同得到的酚醛树脂的结构不同。

③ 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。

④ 酚醛树脂合成原理

酚醛树脂的合成原理主要是通过加成反应与缩合及缩聚反应来实现的。

1. 加成反应： 在合成酚醛树脂的初始阶段，一元羟甲基苯酚在特定条件下进行加成反应。 这一反应导致生成二元及多元羟甲基苯酚，这些羟基化产物为后续缩合及缩聚反应提供了基础。

2. 缩合及缩聚反应： 羟基化产物通过缩合及缩聚反应，进一步形成特定分子量的酚醛树脂。 缩聚反应具有逐步特征，即反应逐步进行，导致产物分子链的增长和稳定。 缩聚反应过程中会产生小分子副产物，如水、氨等，这些副产物的去除有助于酚醛树脂的纯化和稳定。

3. 影响因素： 酚醛树脂的合成受到多种因素的影响，包括原料的化学结构、酚与醛的摩尔比、反应介质的酸碱性以及生产操作方法。 这些因素共同决定了酚醛树脂的合成效率、结构和特性。

综上所述，酚醛树脂的合成是一个复杂的过程，涉及加成反应、缩合及缩聚反应等多个步骤和多种影响因素。通过精确控制这些条件和因素，可以制备出具有不同性能和用途的酚醛树脂。

⑤ 甲醛与苯酚制酚醛树脂

甲醛与苯酚在特定条件下可以反应制得酚醛树脂。具体过程如下：

1. 反应条件：

   • 酸性条件：在酸性环境中，H+首先进攻甲醛，生成羟甲基正离子。该正离子具有较强的亲电性，易于与苯酚发生亲电取代反应。
   • 碱性条件：在碱性环境中，苯酚首先转变为苯氧负离子，然后与甲醛发生亲核加成反应，同样生成邻或对位羟甲基酚。

2. 反应产物：

   • 醛过量时：主要生成含羟甲基较多的2，4二羟甲基苯酚和2，6二羟甲基苯酚。
   • 酚过量时：主要生成不含羟甲基的4，4’二羟基二苯甲烷和2，2’二羟基二苯甲烷。

3. 缩聚过程：

   • 这些中间产物会相互缩合，并与更多的甲醛和苯酚继续作用，最终得到线型或体型的缩聚物，即酚醛树脂。

4. 反应机理简化：

   • 在高中阶段，可以简化为甲醛的C=O羰基键断裂，然后加到两个苯酚分子的邻位上，形成初步的加成产物。这些产物进一步缩聚，得到酚醛树脂。

综上所述，甲醛与苯酚在适当的条件下，通过一系列复杂的化学反应，可以制得酚醛树脂这一重要的高分子材料。