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線型酚醛樹脂為什麼用酸催化

發布時間:2022-12-21 01:10:41

1. 酚醛在酸性條件下縮聚為什麼用濃鹽酸

在酸性介質中,羥甲基與羥甲基或羥甲基與酚環上的氫原子的反應速度都較酚與醛的加成反應速度快。研究表明,熱塑性酚醛樹脂和生成過程是通過羥甲基衍生物階段而進行的,且羥甲基彼此間的反應速度總小於羥甲基與苯酚鄰位或對位上氫原子的反應速度。通常認為,在酸催化下的反應是與甲醛或它在水溶液中的甲二醇形成的質子性質有關的親電取代反應。
動力學數據表明:H+ 在酚和醛反應的開始階段是活潑的催化劑,縮聚反應的速度大體上正比於氫質子的濃度。
催化劑:在酸性催化劑作用下苯酚與甲醛加成反應的速度與氫離子的濃度呈線性關系,進一步的縮聚反應對於酸性催化劑的用量也非常敏感,催化劑不僅對反應有催化作用,還影響樹脂的性能。
鹽酸是最強的催化劑,一般用量為0.05%~0.1%,反應體系的pH在1.8~2.2之間,為防止縮聚過程中的劇烈放熱,因此應分2~3次加入反應物中。優點:
價格低,反應速度快,在乾燥脫水過程中可隨水蒸氣逸出。缺點:腐蝕設備嚴重,生產出的樹脂中殘存有氯離子,會影響其性能。鹽酸曾一度廣泛使用,後來逐漸被拋棄,因易形成氯甲基醚副產物,鹽酸與甲醛形成的二氯甲基醚被認為是潛在的致癌物。
硫酸作催化劑較少,主要是因為總有部分硫酸殘存於樹脂中,必須使之中和生成惰性的硫酸鹽。所得樹脂顏色較深,對設備腐蝕嚴重。採用量為苯酚的0.4%~0.5%。
草酸是很好的催化劑,現普遍使用。催化作用緩和,用量為苯酚量的0.5%~2%。特點是縮聚反應平穩,容易控制。易實現自動控制,樹脂顏色較淺並具有較好的耐光性,反應後不必中和;對設備腐蝕小。缺點是反應速度較慢。
2)中和劑:由於熱塑性酚醛樹脂是在酸性條件下縮聚而成。因此,在樹脂的合成反應達到預期的程度時,通常要用鹼性物質對樹脂的殘余酸進行中和。中和的目的一方面是終止樹脂的縮聚反應,另一方面是消除樹脂中因酸而具有的腐蝕性。可用的中和劑可為各類鹼性物質,但是,從經濟以及來源等方面考慮,可用氨水和氫氧化鈉為中和劑。
3)原料的用量比:工業生產中,苯酚/甲醛(摩爾比)通常為1/0.85左右,在同樣條件下進行縮聚,甲醛對苯酚的摩爾比愈高,所得樹脂軟化點愈高,平均相對分子質量愈大,收率提高,樹脂中游離酚含量減少。
4)縮聚與脫水條件:延長縮聚時間,反應趨於完全,樹脂的平均相對分子質量、收率都有所提高。乾燥時間與最終脫水溫度的高低對所得樹脂的相對分子質量、溶液粘度、軟化點、滴點以及游離酚含量皆有影響[1]。最終脫水溫度的提高可顯著提高樹脂的滴點,甲醛的用料比增大時,對滴點的影響更大。

2. 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。

3. 酚醛樹脂用鹽酸

嗯,樓主應該是要問反應的時候為什麼要用鹽酸吧?就是起催化劑的作用。酚醛的合成分為兩種:鹼催化和酸催化,前者生成熱固性體型酚醛樹脂,後者生成熱塑性線形的酚醛樹脂

4. 酚醛樹脂的固化機理是什麼

酚醛樹脂制備所用的酚抄有苯酚、甲酚、二甲酚、間苯二酚,常用苯酚; 醛類則有甲醛、糠醛等。以苯酚一甲醛樹脂最為重要。根據催化劑的酸鹼性以及酚與醛的配比不同,所得產物的結構、性能有很大差異,因而使用方法也不同。如採用酸性催化劑,且酚過量,得到的是可溶可熔的線型酚醛樹脂,用以製造酚醛模塑粉(俗稱電木粉)。配製模塑粉時必須加入適量填充劑、潤滑劑、著色劑、固化劑,此為二步法。如用鹼性催化劑,且甲醛過量,控制分子量為300~700,可獲得溶於有機溶劑的樹脂,使用時不必添加固化劑,只要加熱即可轉變為熱固性塑料,所以稱為一步法。酚醛層壓樹脂、粘合樹脂、鑄型樹脂都由一步法製得。
酚醛樹脂是熱固性樹脂的最大品種,與其他熱固性樹脂相比,酚醛樹脂的優點: ①固化時不需要加入催化劑、促進劑,只需加熱、加壓。② 固化後密度比聚酯樹脂小,機械強度、耐化學腐蝕及耐濕性良好。③熱強度高,變形傾向小。缺點是: 脆性大,顏色深,固化速度慢,貯存期短,加工成型壓力高。

5. 製取酚醛樹脂中濃鹽酸的作用

濃鹽酸調節體系的酸鹼性,從而影響獲得的產物。
苯酚和甲醛在酸性或鹼性版的催化劑作用下權,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。

6. 酚醛樹脂,酚醛樹脂有什麼作用

酚醛樹脂來也叫電木,又稱電木粉。自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。

固體酚醛樹脂為黃色、透明、無定形塊狀物質,因含有游離酚而呈微紅色,實體的比重平均1.7左右,易溶於醇,不溶於水,對水、弱酸、弱鹼溶液穩定。由苯酚和甲醛在催化劑條件下縮聚、經中和、水洗而製成的樹脂。因選用催化劑的不同,可分為熱固性和熱塑性兩類。酚醛樹脂具有良好的耐酸性能、力學性能、耐熱性能,廣泛應用於防腐蝕工程、膠粘劑、阻燃材料、砂輪片製造等行業。

酚醛樹脂主要用於製造各種塑料、塗料、膠粘劑及合成纖維等。

壓塑粉、酚醛膠、酚醛纖維、防腐蝕材料、隔熱保溫材料等。

7. 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。

8. 酚醛樹脂線型為什麼加酸 體型要加鹼

酸、鹼的作用都是催化,其中鹼的催化能力大,第一步可是苯酚上加上多個羥甲基,縮聚後呈網狀;酸的催化能力較小,第一步一般加上一個羥甲基,縮聚後呈線狀.

9. 在制備酚醛樹脂時,濃鹽酸是如何發揮催化作用的

在制備酚醛來樹脂時,反應源為縮聚反應,生成體形高分子
一般反應有很多種但高中只講臨間縮聚
催化劑一般為濃鹽酸或濃氨水,催化劑不同生成的酚醛樹脂也不同,但苯酚含有酚羥基在空氣中就極易被氧化,因此濃鹽酸有防止作用並且接觸在活化機處發揮催化作用的

10. 酚醛樹脂是什麼有什麼作用

酚醛樹脂,來是由由烷源基苯酚和甲醛酚在酸鹼催化作用下縮聚而成的合成樹脂的統稱。酚醛樹脂的外觀通常是無色或黃色至棕紅色透明塊狀固體。可溶於水。溶於丙酮、酒精等有機溶劑。酚醛樹脂耐弱酸和弱鹼,在強酸中易分解,在強鹼中發生腐蝕。酚醛樹脂具有優良的耐熱性、耐磨性、耐水性和耐老化性,並具有剛性好,尺寸穩定性,電性能好的特點。廣泛被用於製造特殊用途塑料、塗料、粘合劑和耐酸膠泥等。

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