甲階酚醛樹脂的合成

A. 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。

B. 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。

C. 線形酚醛樹脂和甲階酚醛樹脂在結構上有什麼差異

線形酚醛樹脂屬於熱塑性酚醛樹脂，甲階酚醛樹脂屬於熱固性酚醛樹脂
線形酚醛樹脂為對位結構
甲階酚醛樹脂為鄰位結構（對位，鄰位相對與羥基）

D. 請各位高分子高手幫幫忙：線性酚醛樹脂與甲階酚醛樹脂在結構上有什麼區別

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，一專般都是些二聚體屬
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。

E. 求酚醛樹脂合成原理（帶圖）

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。 （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。

F. 線型酚醛樹脂的制備方法

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。
線形酚醛樹脂是甲醛和苯酚以0.75~0.85：1的摩爾比聚合得到，常以草酸或硫酸作催化劑，加熱迴流一定時間，聚合反應就可以完成。催化劑的用量為每100份苯酚加1-2份草酸或不足1份的硫酸。由於加入甲醛的量少，只能生成低分子量線形聚合物。反應混合物在高溫脫水、冷卻後粉碎，混入5%-15%的六亞甲基四胺，加熱即迅速交聯。

G. 合成酚醛樹脂的詳細方法

(1)砂布等磨料膜具膠粘劑砂布等用的酚醛樹脂膠粘劑主要是液體型的一步甲階酚醛樹脂。這些樹脂可根據它們的甲醛／苯酚摩爾比分成三類。

①它們具有高甲醛傳酚摩爾比，由高水溶性樹脂組成，而且是快乾性的，因此可在相對低的溫度(93～108℃)下固化。其產品的pH為8或更高，粘度范圍500～18000mPa·S，固含量50％～75％。這類樹脂既可用作膜料膜具的膠衣，又可用作面部上漿。可以用水稀釋法或同這類樹脂中不同粘度的樹脂共混而調節粘度。低粘度、低固含量樹脂用作面部上漿。如果製造者的最高固化溫度限制在108℃，可以採用這類樹脂的共混物。

②它們具有低甲醛／苯酚摩爾比。這類樹脂同水的混溶性很低，因此要求採用比①類更高的固化溫度。其產品pH約為8，固含量75％～87％。它們的固化比①類慢。它們的粘度范圍較寬，從1000～1000000mPa·S。

③它們具有中等甲醛／苯酚摩爾比。這類樹脂同水的混溶性也較低，採用比②類還要高的固化溫度。其產品pH約為6～8，固含量75％～87％。它們的粘度范圍也較寬，從l000～l000000mPa·S。

(2)鑄造型芯砂用水基酚醛膠粘劑 可以採用的典型水基酚醛樹脂為75％固含量的線性酚醛樹脂。當採用比其固體片狀樹脂較低的砂溫時(約80℃)，可得到最佳結果。這類樹脂較低的初始熔體粘度導致它們對砂粒有極佳的潤濕性和樹脂分布。因為它們是溶液型樹脂，所以在鑄造時，必須添加"六次"和潤滑劑。在初期加熱研磨攪合期間，加入一半的潤滑劑，再在塗膠砂堆潰散後加入另一半，可以取得最佳結果。硬脂酸鈣或Acrawax C可以使用。

(3)纖維粘接它們也可以採用液體甲階酚醛樹脂進行粘接，所用水溶性樹脂固含量范圍40％～70％，pH范圍7～7．5。這類樹脂要在冷凍下貯存或裝運，並且要馬上使用。

採用的液體樹脂包括含可溶性鹽的樹脂與脫除了不溶性鹽的樹脂，由於成本較低，前一種樹脂常優先採用。

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I. 為什麼合成熱固性酚醛樹脂要先製成甲階樹脂

熱固性酚醛來樹脂的反應原理： 在NH4OH、NaOH或自NaCO3等鹼性物質的催化下，過量的甲醛與苯酚（其摩爾比大於1）反應生成熱固性酚醛樹脂。其反應過程如下：在鹼性催化劑存在下使反應介質PH大於7，苯酚和甲醛首先發生加成反應生成一羥甲基苯酚。

J. 甲階酚醛樹脂的性質

要什麼性質啊，