硼酸钠-甲阶酚醛树脂配合物结构和反应机理1
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酚醛树脂是由酚类化合物(如苯酚、甲酚、二甲酚、间苯二酚、叔丁酚、双酚A等)与醛类化合物(如甲醛、乙醛、多聚甲醛、糠醛等)在碱性或酸性催化剂作用下,经加成缩聚反应制得的树脂统称为酚醛树脂。
酚与醛的反应是比较复杂的,由于苯酚与甲醛的摩尔比,所用催化剂的不同,加成与缩聚反应的速度和生成物也有差异。
一、碱性催化剂的反应很多无机碱和有机碱都可用作碱性催化剂,常用的有氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化铵、氢氧化钙、乙胺等。
1mol(有时高达2.5mol)甲醛在碱性催化剂条件下,加成反应占优势,而缩合反应进行较慢,生成的初期树脂为甲阶酚醛树脂,主要反应历程如下:1、加成反应(羟甲基化)苯酚与甲醛首先进行加成反应,生成1~3羟甲基苯酚2、缩合反应(亚甲基化)羟甲基酚进一步缩合形成初期树脂或称热固性酚醛树(resols)、甲阶树脂(A-stage resins)、一步树脂。
(1)、苯酚与羟甲基酚进行反应生成二(羟苯基甲烷)(2)、羟甲基酚之间进行反应(3)、苯酚或羟甲基与二聚体或多聚体进行反应,多聚体之间进行反应。
二、酸性催化剂的反应酸性催化剂是较强的酸,包括无机酸和有机酸,常用的有盐酸、硫酸、草酸、苯磺酸、石油磺酸、氯代醋酸等。
在酸性催化反应中,一般采均用苯酚与甲醛的摩尔比大于1:0.9,生成的羟甲基与酚核的缩合速度远远超过甲醛与苯酚的加成速度,得到的树脂呈线型结构,是可熔的。
因此称为热塑性酚醛树脂(novolak)或线型酚醛树脂。
反应历程如下: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。
(1)、甲醛与水结合可形成亚甲基二醇(HOCH2OH),在酸性介质中,亚甲基二醇生成羟甲基正离子;(+CH2OH)羟甲基正离子在苯酚的邻位和对位上进行亲电取代反应,生成邻羟甲基苯酚和对羟甲基苯酚(2)、羟甲基苯酚现苯酚缩合生成二(羟苯基)甲烷(dihydroxydiphenylmethane)二(羟苯基)甲烷有3种异构体:2,2’—二(羟苯基)甲烷;2,4’—二(羟苯基)甲烷和4,4’—二(羟苯基)甲烷。
硼酚醛树脂的合成与固化机理的研究
高俊刚
【期刊名称】《化学学报》
【年(卷),期】1990(48)4
【摘要】本文研究了硼酚醛树脂的合成与固化反应过程的机理.结果表明,甲阶段的硼酚醛树脂主要是硼酸苄酯,固化过程中形成硼酸苯酯.反应过程中有醚键生成,醚键断裂产生羰基.
【总页数】4页(P411-414)
【作者】高俊刚
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】O634.31
【相关文献】
1.高分子土固化剂的合成及固化机理研究 [J], 刘瑾;陈晓明;张峰君;朱文锋
2.改性环氧胶粘剂合成,固化机理的研究 [J], 赵飞明;韩其勇
3.硼酚醛树脂的合成及应用研究进展 [J], 何金桂;薛向欣;李勇
4.硼酚醛树脂及其塑料的合成制备研究进展 [J], 杨莹;王汝敏;王德君
5.硼酚醛树脂分析及其塑料合成制备相关研究 [J], 薛红艳
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酚醛树脂聚合反应机理
酚醛树脂是一种广泛应用于工业生产中的高分子材料,常用于制作电器、家具、建筑材料等。
酚醛树脂的聚合反应机理是指酚与甲醛在适当的条件下发生聚合反应生成酚醛树脂的过程。
该反应一般分为三个阶段:请看下面的详细介绍。
第一阶段:
在酚醛树脂聚合反应中,第一阶段是酚和甲醛的化学反应。
酚与甲醛在适当的条件下反应,生成醛醇缩合物。
在此过程中,甲醛经过自身自由基反应生成甲醛多聚体。
这些多聚体可以继续与酚反应,并转化为醛醇缩合物。
在醛醇缩合物形成后,反应系统进入第二阶段。
在这个阶段,甲醛和酚之间发生的醛醇缩合反应会继续进行,从而生成大分子酚醛物质。
由于酚和甲醛含有许多亲电性原子,因此它们能够在一起自由地形成分子。
在这个阶段,酚醛分子在反应过程中能够与其他酚醛分子形成脂肪链状结构,这是酚醛树脂能够高度交联的原因。
在酚醛树脂反应的第三阶段中,酚醛分子形成了高度交联的网络结构。
这种结构让酚醛树脂分子像橡胶一样变得坚硬、耐用。
此时,酚醛树脂已经完全的聚合反应,并且形成了非常稳定的网络结构。
酚醛树脂的物理性质和化学性质都取决于反应的条件和原先酚醛比例的合适性。
酚醛树脂聚合反应是一个复杂的过程,涉及到许多化学反应。
理解酚醛树脂聚合反应机理有助于我们更好地应用酚醛树脂,提高其性能、改善其缺点。
酚醛树脂(PF树脂)研究~~酚醛树脂(PF树脂)⾸先由德国化学家A.Bayer在1872年通过苯酚与甲醛反应制得的,⽽其⼯业化还是美国化学家L.H.Baekeland在1909年先后发表了两项酚醛树脂胶粘剂⼯业合成专利的基础上逐步发展起来的。
19世纪20年代末30年代初,PF树脂胶粘剂开始⼴泛⽤于⽣产耐沸⽔、耐候的胶合板。
如今,酚醛树脂胶粘剂以其胶接强度⾼、耐⽔、耐热、耐磨、耐化学药品腐蚀、成本较低等优点⽽⼴泛应⽤于⽊材加⼯业,其⽤量仅次于脲醛树脂胶粘剂,特别是在⽣产耐⽔、耐候⽊制品中具有脲醛树脂胶粘剂⽆可⽐拟的优势。
另外,随着⼈们对⽊制品等甲醛释放给健康造成危害的认识的提⾼,强制性国家标准GB18580-2001《室内建筑装饰装修材料-⼈造板及其制品中甲醛释放限量》的颁布与实施,酚醛树脂胶粘剂及其胶接制品由于较⼩的甲醛释放问题,⽽必然会得到更进⼀步的发展,将成为最有希望最终取代脲醛树脂胶粘剂的有⼒候选之⼀。
然⽽,酚醛树脂胶粘剂也存在着颜⾊深、固化后的胶层硬脆、易龟裂、成本较脲醛树脂胶粘剂贵等缺点;特别是酚醛树脂胶粘剂固化温度⾼、固化速度慢(⼀般要在130~160℃下热压才能得到好的胶合强度),造成⽣产效率低、能量和设备消耗⼤。
这些都限制了酚醛树脂胶粘剂更⼴泛的应⽤。
因此,提⾼酚醛树脂胶粘剂的固化速度、降低固化温度是⽊材加⼯业的⼀个⾮常重要的课题,决定着酚醛树脂胶粘剂的⽣命⼒,在⼀定程度上也影响着⽊材⼯业的发展。
为此,世界各国的科技⼯作者在这⼀⽅⾯进⾏了⼤量研究,取得了可喜成果。
酚醛树脂(未特别指明的情况下,是指⽊材⼯业常⽤的碱催化条件下合成的⽔溶性热固性甲阶初期树脂)的固化速度跟树脂的甲醛/苯酚的摩尔⽐、催化剂种类与⽤量、树脂浓度、反应程度、固化温度、固化促进剂的种类与⽤量、添加剂的种类与⽤量等有关。
1 酚醛树脂胶粘剂合成配⽅、⼯艺改进研究发现[1],当树脂浓度、固化温度等⼀定时,树脂的甲醛/苯酚的摩尔⽐(在⼩于3的情况下)越⾼固化速度越快。
硼酸络合反应硼酸络合反应是一种化学反应,指硼酸与其他化合物形成络合物的过程。
这种反应广泛应用于多个领域,如医学、农业和工业等。
本文将从以下几个方面详细介绍硼酸络合反应。
一、硼酸的结构和性质硼酸是一种无机化合物,化学式为H3BO3。
它是一种白色晶体或粉末,具有良好的水溶性。
在水中,硼酸分子会自动形成B(OH)4-离子,并且可以与金属离子形成络合物。
二、硼酸络合反应的机理硼酸络合反应的机理涉及到两个过程:配位和脱配位。
1. 配位:当硼酸与其他化合物接触时,其B(OH)4-离子会通过氢键作用与其他分子中的羟基或氨基等配体结合,形成稳定的络合物。
2. 脱配位:在某些情况下,经过一定条件下处理后,可以使得已经形成的络合物中离子或分子脱离出来并重新进入溶液中。
三、硼酸络合反应的应用硼酸络合反应在医学、农业和工业等领域都有广泛的应用。
1. 医学:硼酸络合物可以作为药物载体,将药物与其配位,增加其稳定性和生物利用率。
例如,硼酸-葡萄糖络合物可以作为肿瘤治疗药物的载体,提高其抗肿瘤效果。
2. 农业:硼酸可以与植物中的多种化合物形成络合物,如葡萄糖、果糖、苏氨酸等,提高植物对硼元素的吸收和利用效率。
因此,在农业生产中广泛使用硼肥料。
3. 工业:硼酸络合反应也被广泛应用于工业领域。
例如,在半导体制造过程中,硼酸可以与多种化合物形成络合物,并且这些络合物具有良好的电子输运性能和稳定性。
四、常见的硼酸络合反应1. 硼酸与葡萄糖的络合反应将葡萄糖加入含有硼酸的溶液中,经过一定条件下处理后,可以形成硼酸-葡萄糖络合物。
这种络合物可以作为肿瘤治疗药物的载体,提高其抗肿瘤效果。
2. 硼酸与苏氨酸的络合反应将苏氨酸加入含有硼酸的溶液中,经过一定条件下处理后,可以形成硼酸-苏氨酸络合物。
这种络合物可以用于制备电子器件和半导体材料。
3. 硼酸与多羟基化合物的络合反应多羟基化合物如乙二醇、丙二醇等可以与硼酸形成稳定的络合物。
这些络合物具有良好的稳定性和水溶性,在医学和工业领域都有广泛应用。