酚醛树脂11903

酚醛树脂,1、什么是酚醛树脂,酚醛树脂就是一类由酚类化合物与醛类化合物缩聚而成，其中以苯酚与甲醛缩聚而得的酚醛树脂最为重要。,酚醛树脂和环氧树脂、不饱和树脂合称三大热固性树脂，应用广泛，产量大。,2、酚醛树脂的历史,1872年，德国化学家拜耳（A. Baeyer）首先发现酚和醛在酸的存在下可以缩合得到无定形棕红色的不可处理的树枝壮产物，但未开展研究；,1902年，布卢默（L. Blumer）用酒石酸135份作催化剂，得到了第一个商业化酚醛树脂，命名为Laccain，但没有形成工业化规模；,19051907年，酚醛树脂创始人美国科学家巴克兰（Baekeland）对酚醛树脂进行了系统而广泛的研究，于1909年提出了关于酚醛树脂“加压、加热”固化的专利，实现了酚醛树脂的实用化，有人提议将此年定为酚醛树脂元年（或合成高分子元年）。,Baekeland,3、酚醛树脂的特性,原料价格便宜，生产工艺简单而成熟，制造及加工设备投资少，成型加工容易； 树脂既可混入无机填料或有机填料做成膜塑料，也可浸渍织物制层压制品，还可以发泡； 制品尺寸稳定； 耐热、耐燃，可自灭，电绝缘性能好，但耐电弧性差； 化学稳定性好，耐酸性强，但不耐碱。,4.酚醛树脂的分类,由于采用酚、醛的种类、催化剂类别、酚与醛的摩尔比的不同可生产出多种多样的酚醛树脂，它包括：线型酚醛树脂、热固性酚醛树脂和油溶性酚醛树脂、水溶性酚醛树脂。,5、酚醛树脂的合成,不同的催化剂得到的酚醛树脂是不一样的。合成酚醛树脂主要以酸（盐酸、草酸等）和碱（氢氧化钠、氨水等）做催化剂，其中酸催化的得到热塑性酚醛树脂，是线性的，固化时须加固化剂六次甲基四胺；碱催化的得到热固性酚醛树脂，加热就可以发生固化反应。,线性酚醛树脂的制备,实验原理 线性酚醛树脂是甲醛和苯酚以0.75-0.85:1的摩尔比聚合得到的，常以草酸或硫酸作催化剂，加热回流2-4h，聚合反应就可以完成。催化剂的用量为每100份苯酚加1-2份草酸或不足1份的硫酸。由于加入甲醛的量少，只能生成低分子量线性聚合物。反应混合物在高温脱水、冷却后粉碎，混入5%-15%的六亚甲基四胺，加热即迅速发生交联。,反应机理及方程式如下,酸催化,实验装置图,仪器设备：三颈瓶、冷凝管、机械搅拌器、温度计,制备步骤,1.向装置图中所示的三口瓶中加入18.5g苯酚（0.207mol，14.7ml） 13.8g 37%甲醛水溶液（0.169mol，13ml），2.5ml蒸馏水和0.3g 水合草酸。 2.水浴加热（慢慢升温到90左右）并开动搅拌，反应混合物回流1-1.5h。 3.将三口瓶中反应液倒入装有90ml蒸馏水的烧杯中，搅拌均匀后，静置，冷却至室温，分离去出水层。 4.称取六亚甲基四胺粉末0.5g，加入上述步骤所得糊状产物中，充分搅拌，观察产物的黏性变化。,热塑性酚醛树脂的合成与固化,影响因素, 苯酚与甲醛摩尔比的影响 苯酚与甲醛的摩尔比影响历程反应和分子结构，在酸性催化反应中，苯酚应当过量；当苯酚的摩尔数少于甲醛时，不能形成足够的羟甲基，使缩合反应进行到一定程度便停止；苯酚与甲醛的摩尔比亦影响树脂的反应速度和固化时间，摩尔比越大（即甲醛用量增大）树脂反应速度越快、固化时间缩短而粘度下降储存稳定性变差； 催化剂的影响 催化剂的性质、种类、用量对树脂反应速度、固化速度和产物都有影响。酸性或碱性催化剂都可加快羟甲基化速度。PH值为4时反应速度最慢。随着H+浓度增加亚甲基化速度加快固化速度亦快。苯酚与甲醛无论摩尔比大小在碱性催化剂作用下都能生成热固性酚醛树脂。酸性催化下甲醛被活化亚甲基化反应速度大于羟甲基化反应速度生成线型热塑性酚醛树脂； 应温度和反应时间的影响 反应温度和反应时间对酚醛树脂有很大的影响。苯酚与甲醛混合时，化学反应随即开始，但在低温下很慢，而在高温下反应速度加快。酚醛树脂的合成要缓慢地阶级性升温，反应初期升温慢些，当温度升至50-60时由于反应放热温度会自行上升，升温过快反应激烈，缩聚反应不完全，致使树脂相对分子质量大小相差悬殊，游离酚含量高，树脂质量下降。反应时间以长些为好生成的树脂相对分子量分布均匀; 投料方式的影响 在弱碱的催化下，苯酚与甲醛可一次投料进行缩聚反应形成酚醛树脂；在强碱催化下，甲醛应分两次加料，与苯酚进行缩聚反应形成酚醛树脂。两次投烊可减缓反应放热，易于控制，有利降低游离酚含量，提高树脂质量。,热塑性酚醛树脂的性能,这类树脂的分子中不存在未反应的羟甲基，所以在长期或反复加热下，它本身不会交联转变成体型结构的大分子，因而是热塑性的。然而这类树脂的分子中苯环上羟基的邻位和对位上还存在未作用的反应点，因此，这种树脂在多聚甲醛或六次甲基四胺的作用下，可再进一步反应，而交联形成不溶不熔的体型结构的大分子。,热塑性酚醛树脂用途,热塑性酚醛树脂主要用于制造日用品、低压电器和无线电元件的原料酚醛压塑粉。具有优良的电性能以及较好的耐酸性、耐热性和防霉性能。,酚醛树脂塑料是第一个商品化的人工合成聚合物，具有高强度和尺寸稳定性好、抗冲击、抗蠕变、抗溶剂和耐湿气性能良好等优点。,酚醛分子中的酚羟基和亚甲基易氧化，使其耐热性能受到影响，限制了应用范围，故酚醛树脂要经过改性后才能满足高性能材料对胶粘剂的使用要求。改性的目的主要是提高其韧性、耐热性、粘接性及固化工艺性能(如降低成型压力) 等。,5、酚醛树脂的改性,廊坊三星化工有限公司于2010年建成新厂，投入生产酚醛板，经过两年多的生产和技术人员的研究改进，我公司终于研究出了 新型的酚醛板 ，既比挤塑、聚苯抗燃烧、价格低，又比聚氨酯成本少是外墙保温的首选新品 山东圣泉安特福是国内最大的酚醛树脂保温材料生产基地,生产工艺达到国际领先水平,Honghe University Prof Guo Ya-li,