酚醛树脂
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酚醛树脂以酚类与醛类为原料,在催化剂作用下,缩聚而得到的树脂,统称为酚醛树脂。
酚醛树脂是应用于工业上最早的一种合成树脂。
由于它原材料来源丰富,合成工艺简单,成本较低,而且具有良好的化学性能、物理性能、力学性能和电气绝缘性能,具有广泛的用途。
它可以根据不同的使用要求,合成各种使用性能的酚醛树脂,例如,可制成耐热纤维、黏合剂、泡沫塑料等。
酚醛纤维酚醛纤维具有优异的阻燃、抗烧蚀、高热稳定性和吸声等特性,得到了广泛应用。
酚醛纤维是过量的苯酚与甲醛反应生成直线性酚醛树脂,酚醛树脂经熔融纺丝,在酸和醛的混合液中固化形成不溶不熔纤维。
纺出纤维的固化反应,就是此聚合物纤维原丝在酸催化作用下进一步同甲醛发生的加成缩合反应,生成亚甲基桥键-CH2-和亚甲基醚键-CH2OCH2-化合物。
(l)酚醛纤维的制备在草酸催化作用下,使过量苯酚与甲酸反应,合成直线形热塑性酚醛树脂;进一步分馏,制备出软化点130℃、数均分子量2000和游离酚含量小于0.3%的高纯可纺性热塑性酚醛树脂;再经熔融纺丝,纺制成平均直径1Oum的纤维;将初生纤维固定在石墨夹板上,浸入盛有甲醛和盐酸水溶液的固化液的反应器内,按一定的升温速率升温至95℃,进行固化反应,得到酚醛纤维。
甲醛浓度、盐酸浓度、升温速率等因素对固化反应产生影响,最终影响酚醛纤维的性能。
(2)影响酚醛纤维性能的因素初生纤维的熔并温度随着甲醛浓度的增大而依次降低。
其原因在于甲醛与酚醛树脂具有良好的相容性,甲醛的浓度越高,对酚醛树脂的渗透性越强;甲醛对酚醛树脂有显著的溶胀作用,并使其在甲醛浓溶液中的熔点降低。
为提高+CH2OH在纤维内部的扩散速度,在+CH20H马初生纤维的液固反应体系中,选用高浓度的+CH30(18.5%),即HCHO (37%)与HCl(37%)各50%相混合。
将初生纤维置于18.5%的盐酸溶液中,按10℃/h的速率升温至95℃,并在此温度下恒温2h。
初生纤维在反应结束后变成棕红色纤维,将此反应生成物用热台显微镜和IR进行分析,结果表明,初生纤维经盐酸处理后亚甲基-CH2-和酚羟基-OH吸收峰相对强度减少,出现了新的吸收峰芳香醚键C-O-C和芳香酮键C-C=O。
酚醛树脂酚醛树脂(一)简介: 名称:酚醛树脂phenolic resin,简称PF。
化学式:颜色:固体酚醛树脂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、蓝等颜色形状:有颗粒、粉末状。
溶解性:不溶于水,溶于丙酮、酒精等有机溶剂中化学稳定性:耐弱酸和弱碱,遇强酸发生分解,遇强碱发生腐蚀。
分类:因选用催化剂的不同,可分为热固性和热塑性两类(二)酚醛树脂合成原理:热固性酚醛树脂的生成原理和制备工艺热固性酚醛树脂的生成原理热固性酚醛树脂的生成条件:碱催化,醛过量。
聚合反应过程:加成反应缩合反应加成反应机理:用无机碱或叔胺(没有活性氢)催化时OH+ OHO+ H 2OO+H C O HOCH 2OHH 2OOHCH 2OH+ OHO+H C O HOCH 2HO OCH 2OH在碱性条件下,上述产物组分复杂,为各种羟甲基酚的混合物。
缩合反应机理:当温度进一步升高时,各种羟甲基酚之间发生缩合反应,生成二酚核和多酚核的低聚物。
OHOCH 2+OHHOCH 2OH CH 2OH HOCH 2OCH 2CH 2OHOHHOCH 2OCH 2OH +H 2O OCH 2OH+H 2O +CH 2O(1)(2)随着反应温度升高,反应时间延长,最后将生成高度交联的体型结构。
工业上生产热固性酚醛树脂时,常用氨水做碱性催化剂,此时氨水有两个作用:① 起催化作用② 参与树脂生成反应OH+CH 2O+NH 3OHCH 2NH 222O CH 2CH 2NH+65OHCH 2NH CH 2OH22OHCH 2N CH 2OCH 265OHCH 2N CH 2OHCH 2(3)反应特点:1、碱性介质中,各种羟甲基酚都稳定,加成反应快,缩合反应慢。
2、放热较少,反应进行较缓和。
3、根据反应程度,一般将反应过程分为三个阶段,各阶段产物性质不同。
A 阶段:产物为液体或固体,含较多的羟甲基,极性较强,能全部或部分溶于水中,有时称水溶性树脂或可溶性酚醛树脂。
1.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。
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; 1905~1907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)。
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.热塑性酚醛树脂的制备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。
本实验采用酸催化,其反应机理及方程式如下:CHO H +CH HHO+OHCH 2OHOHH 2COHCHH O OH+n nOHH 2Cnn +H 2O(在酸性催化剂存在下,甲醛与过量的苯酚(其摩尔比约为6:7或5:6)反应生成热塑性酚醛树脂,其反应过程如下:苯酚和甲醛之间首先发生加成反应得一羟甲基苯酚:在酸性介质条件下,一羟甲基苯酚很活泼,它很快与另一苯酚分子上的邻、对位的氢原子发生脱水反应(缩合反应),以次甲基桥连接起来:因为反应可以发生在邻位和对位,故产物是各种不同位置的异构体的混合物,它们还可以继续与甲醛和苯酚反应。
酚醛树脂生产工艺类型
酚醛树脂是一种广泛用于制造塑料、涂料和粘合剂等的有机化合物。
其生产工艺一般可分为两种类型:碱催化法和酸催化法。
1. 碱催化法:
碱催化法是酚醛树脂生产中最常用的方法。
其主要步骤包括酚和甲醛的缩聚反应、水脱甲基反应和酸性中和反应。
(1)酚和甲醛的缩聚反应:
在鹼性催化劑(如氢氧化钠)的存在下,酚和甲醛进行缩聚反应,生成酚醛中间产物。
(2)水脱甲基反应:
在碱性条件下,通过加水,使缩聚产物中的醛基发生水脱甲基反应,生成更稳定的酚醛树脂。
(3)酸性中和反应:
通过加入酸性催化剂(如硫酸、盐酸等)进行酸性中和反应,将碱性催化剂中的碱中和掉,使体系中的PH值逐渐下降,从
而控制酚醛树脂的分子量和官能团的数量。
2. 酸催化法:
酸催化法是另一种常用的酚醛树脂生产方法,其主要步骤包括预聚法和后聚法。
(1)预聚法:
在酸性催化剂(如盐酸)的存在下,酚和甲醛进行预聚反应,
生成具有一定分子量的酚醛预聚物。
(2)后聚法:
通过将酚醛预聚物溶解在酸性条件下,加入甲醛进行后聚反应,生成终聚物。
在该过程中,通过控制酸性催化剂的用量和反应温度,可以调控酚醛树脂终聚物的分子量和官能团的数量。
在酚醛树脂的生产过程中,还需要进行溶剂脱水、洗涤、过滤、干燥等后续处理工艺,最终得到符合要求的酚醛树脂产品。
这些工艺可以根据具体的生产要求进行调整和补充。
酚醛树脂生产工艺流程
酚醛树脂是一种聚合物材料,其生产工艺流程主要包括原料准备、缩合聚合、干燥和成型等几个步骤。
下面简单介绍一下酚醛树脂的生产工艺流程。
1. 原料准备:
酚醛树脂的主要原料是酚和醛。
酚主要有苯酚、间甲酚等,醛主要有甲醛、乙醛等。
原料要求纯度高,质量可靠。
在生产过程中,根据需要选择合适的原料。
2. 缩合聚合:
将酚和醛按一定的比例加入反应釜中,并加热。
通过缩合反应,将酚和醛分子之间的化学键连接起来,形成酚醛树脂聚合物。
反应要求控制反应时间、反应温度和反应压力等参数,以确保反应的完全性和产物质量。
3. 干燥:
缩合聚合反应结束后,产生的树脂是一种胶体状物质。
这时需要将胶体物质经过干燥处理,去除水分和其他有机溶剂,使树脂变得干燥固体。
干燥过程中要控制温度和湿度,以防止树脂在干燥过程中发生分解或其它不良反应。
4. 成型:
经过干燥处理后的酚醛树脂可用于各种成型工艺,如压制、注塑、浇铸等。
在成型过程中,可以根据需要添加填料、增塑剂、颜料等辅助物质,以改善树脂的物理性能和工艺性能。
5. 后处理:
成型后的酚醛树脂制品通常还需要进行后处理,包括表面处理、烘干、修整等。
后处理的目的是提高制品的表面光洁度、度量稳定性和机械性能,以满足使用要求。
总结:
酚醛树脂的生产工艺流程主要包括原料准备、缩合聚合、干燥和成型等几个步骤。
这些步骤的控制和操作,直接影响着酚醛树脂的质量和性能。
因此,在生产过程中需要严格控制各种参数,确保生产出质量可靠的酚醛树脂制品。
酚醛树脂固化促进剂是一种在酚醛树脂硬化过程中起催化或促进作用的化学物质。
酚醛树脂是一类广泛应用于胶粘剂、涂料、塑料等领域的热固性树脂,其固化过程是通过酚和醛之间的缩聚反应进行的。
固化促进剂的添加可以加速酚醛树脂的固化速度和提高固化效率。
常见的酚醛树脂固化促进剂有以下几种:
1.硫酸盐类固化促进剂:如氯化锌、氯化铵等,可在酚醛树脂固化过程中起催化作用,加速缩聚反应的进行。
2.有机酸类固化促进剂:如甲酸、醋酸等,可以与酚醛树脂中的碱性物质发生反应,产生酸性条件,促进酚醛树脂的固化。
3.金属盐类固化促进剂:如氯化亚锡、氯化锌等,可以作为催化剂加速酚醛树脂的固化反应。
4.碱性固化促进剂:如氢氧化钠、氢氧化钾等,可以在酚醛树脂固化过程中提供碱性条件,促进缩聚反应的进行。
选择适当的酚醛树脂固化促进剂需要考虑具体的应用需求和树脂体系,以确保固化过程的效率和性能得到最佳的平衡。
在使用过程中,应按照固化促进剂的使用说明和建议添加量进行操作,以免影响固化反应的质量和性能。
一、酚醛树脂酚醛树脂是一种最经典的人工合成树脂,有近百年的使用史。
由于酚醛树脂原料易得,价格低廉,生产工艺和设备简单,而且制品具有优异的机械性能,耐热性、耐寒性、电绝性、尺寸稳定性、成型加工型、阻燃性及低烟雾性。
因此其成为工业部门不可缺少的材料,被广泛应用于固结磨具、涂附磨具、摩擦材料、耐火材料以及电木粉、烟花爆竹、铸造等各个领域。
酚醛树脂是以酚类化合物、醛类化合物作原料,在催化剂作用下缩聚而成的高分子化合物,其中以苯酚和甲醛缩聚的酚醛树脂最为重要。
酚醛树脂大体分为热固型和热塑型两大类。
热固性树脂是由苯酚在碱性条件下与过量的甲醛发生反应合成;热塑性树脂是苯酚在酸性条件下与少量的甲醛反应合成。
影响酚醛树脂合成和决定树脂性能的因素有:原料化学结构和单体官能度,酚醛摩尔比,催化剂的性质和反应介质的PH值。
热固性树脂具有活性官能团,在加热和酸的作用下都会固化。
这种自动反应确切解释了热固性树脂在储存过程中,粘度升高,凝胶速度加快的原因。
由于自动反应是热固性树脂内在的本性,温度平均每升高10℃反应速度就会加倍。
所以热固性树脂必须储存再低温条件下,才能尽量延长其保存期。
热塑性树脂需要加入固化剂才能交联。
对于热塑性树脂来说最常用的固化剂就是六次甲基四胺(俗称乌洛托品),已经交联固化的树脂含部分氮,氮来源于乌洛托品。
酚醛树脂从A阶段向B阶段和C阶段转化后形成三维网状结构成为固化。
线性树脂和甲阶分子量小的树脂都能溶熔,因此称此时的树脂为A阶段树脂。
当树脂硬化后,就到凝胶阶段即B阶段。
这个阶段树脂肿胀氮仍可以被溶剂溶解,这就到了C阶段。
随着工业的发展,对高性能材料提出了更高的要求,如较高的分解温度,较好的耐磨性能,足够的韧性和强度等。
由于酚醛树脂在结构上存在弱点:酚羟基和亚基易氧化,因此耐热性受到影响。
普通酚醛树脂在200℃以下能够长期稳定使用,但超过200℃便明显发生变化。
从300℃-360℃起进入热分解阶段,到600℃-900℃释放CO、C02、H2O、苯酚等物质。
酚醛树脂阻燃原理
酚醛树脂是一种重要的合成树脂,其阻燃原理主要基于其自身的化学结构。
由于酚醛树脂分子结构中含有的苯环和酚羟基,使其具有较高的热稳定性和氧指数,能够有效抑制燃烧。
在高温下,酚醛树脂会分解产生酸性物质,这些酸性物质能够进一步分解产生不燃性气体,如二氧化碳和水蒸气。
这些气体的释放能够稀释可燃性气体,降低燃烧的剧烈程度。
此外,酚醛树脂还能够形成一层炭化层,这层炭化层具有很好的隔热和隔氧效果,能够有效地抑制可燃物与空气的接触,从而阻止燃烧的进一步进行。
除了阻燃性外,酚醛树脂还具有良好的电绝缘性能和机械性能,广泛应用于电线绝缘、耐高温电机、防火板、耐火材料等领域。
酚醛树脂(9003-35-4)化学品简介危险性概述急救措施消防措施泄漏应急处理操作处置与储存接触控制/个体防护理化特性稳定性和反应活性废弃处置运输信息化学品简介回目录【中文名称】酚醛树脂【英文名称】phenolic resin【中文同义词】苯酚树酯酚醛树脂苯酚与甲醛的聚合物酚醛树脂(热塑性)水溶性酚醛树脂直链酚醛树脂酚醛树脂(203型)松香改性酚醛树脂(2210型)酚醛模塑料(PF2C3-431J)酚醛模塑料(PF2C3-631)酚醛模塑粉(PF2A1-131F)快速模塑粉酚醛模塑料(PF2S1-4602)酚醛树脂(217型)电木粉R131胶木粉R131普通酚醛压塑粉(日用类,R131型)酚醛树脂(214型)酚醛模塑料(PF2A2-161J)PET改性酚醛树脂酚醛树脂(665型)电木粉D141【英文同义词】NOVOLAC COPOLYMER RESINPHENOL-FORMALDEHYDE RESINPhenolic resinRESOLERESOLE COPOLYMER RESINphenol,polymerwithformaldehydePhenol-formaldehydepolymerPhenol-formaldehydepolymerphenol-formaldehyderesinsPhenolicresin,thermoplasticresole(phenol-formaldehyderesin)【CAS No.】9003-35-4危险性概述回目录【健康危害】接触加工或使用本品过程中所形成的粉尘,可引起头痛、嗜睡、周身无力、呼吸道粘膜刺激症状、喘息性支气管炎和皮肤病,还可发生肾脏损害。
空气环境分析发现苯酚、甲醛和氨。
在缩聚过程中,可发生甲醛、酚、一氧化碳中毒。
【燃爆危险】本品易燃,具刺激性。
急救措施回目录【皮肤接触】脱去污染的衣着,用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。
【眼睛接触】提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。
酚醛树脂规格摘要:1.酚醛树脂的概述2.酚醛树脂的规格分类3.酚醛树脂的性能特点4.酚醛树脂的应用领域5.酚醛树脂的发展前景正文:酚醛树脂,又称酚醛塑料,是一种具有高强度、耐热性和电绝缘性的合成树脂。
它是由酚和甲醛在一定条件下缩聚而成的高分子化合物。
酚醛树脂广泛应用于航空、航天、电子、汽车等领域,有着举足轻重的地位。
一、酚醛树脂的概述酚醛树脂是一种重要的合成树脂,具有良好的物理、化学和机械性能。
它具有较高的耐热性、耐腐蚀性和电绝缘性,因此在各个领域都有广泛的应用。
二、酚醛树脂的规格分类酚醛树脂的规格主要根据其性能和用途进行分类。
常见的酚醛树脂规格有以下几种:1.酚醛树脂黏合剂:主要用于木材粘接、纸张粘接等。
2.酚醛泡沫塑料:具有良好的绝热性能和吸声性能,广泛应用于建筑、航空等领域。
3.酚醛层压板:具有较高的机械强度和电绝缘性,常用于电器、仪表等领域。
4.酚醛模压塑料:具有较高的耐热性和耐腐蚀性,应用于汽车、航空等领域。
三、酚醛树脂的性能特点酚醛树脂具有以下优良性能:1.高强度:酚醛树脂具有较高的抗压、抗拉和抗弯强度。
2.耐热性:酚醛树脂具有较好的耐热性,可在高温环境下长期使用。
3.电绝缘性:酚醛树脂具有良好的电绝缘性,适用于高压电器等领域。
4.耐腐蚀性:酚醛树脂具有较好的耐腐蚀性,适用于化工、船舶等领域。
四、酚醛树脂的应用领域酚醛树脂广泛应用于各个领域,如航空、航天、电子、汽车、建筑等。
随着科技的发展,酚醛树脂在新能源、环保等领域的应用也日益广泛。
五、酚醛树脂的发展前景酚醛树脂作为一种具有优良性能的合成树脂,在未来的发展前景十分广阔。
随着科技的进步和环保意识的增强,酚醛树脂在环保、节能等领域的应用将更加广泛。
酚醛树脂合成工艺酚醛树脂是一种广泛应用于塑料、涂料等领域的重要合成树脂。
其合成工艺主要分为酚与醛的缩合反应和树脂的后处理两个部分。
下面将详细介绍酚醛树脂的合成工艺。
首先,酚醛树脂的合成过程是通过酚类化合物与醛类化合物的缩合反应来进行的。
常用的酚类化合物有苯酚、间甲酚等,常用的醛类化合物有甲醛、丁醛等。
在合成过程中,酚和醛按一定的摩尔比例加入反应釜中,并在一定的温度和pH值下进行反应。
合成过程中,首先将酚和醛两种原料加入反应釜中,控制温度在60~70℃,pH值在酸性区域(pH=1-3)进行搅拌反应。
在反应过程中,酚和醛发生缩合反应生成缩聚物。
缩聚物的形态有两种,一种是直链型缩聚物,另一种是环状型缩聚物。
反应时间一般为2~3小时,待反应结束后,通过冷却降温来停止反应。
在缩合反应结束后,得到的产物是一种无定形的胶状物质,需要经过后处理来得到固态的酚醛树脂。
后处理的目的是去除无用的杂质,提高产品的品质。
后处理工艺主要有湿法固化和干法固化两种方法。
湿法固化是将酚醛树脂加入到水中进行凝固。
首先将酚醛树脂溶解在酸性水溶液中,然后将溶液中的酚醛树脂通过一定的方式加热蒸发水分,使其逐渐形成固态。
整个固化过程要控制温度和时间,以确保固化产物的质量。
干法固化是将酚醛树脂放置在空气中进行固化。
这种方法主要适用于小规模生产或实验室研究中。
将酚醛树脂放置在通风良好的地方,利用自然干燥的方式进行固化。
固化过程中需要注意控制温度和湿度,以保证产品的质量。
最后,通过上述工艺,我们就可以得到固态的酚醛树脂。
这种树脂具有高硬度、耐磨、耐热等优点,在各个领域有广泛的应用。
当然,具体的合成工艺还需要根据实际情况进行调整和改进,以提高产品的品质和产能。
酚醛树脂性质的合成与应用化工1081 董腾 1081601106一、酚醛树脂性质与重要性能酚醛树脂属于高分子化合物,分子量有几百到几千甚至上万不等,根据树脂的类型有所分别。
酚醛树脂性能有高温性能、粘结强度、高残碳率、低烟低毒、抗化学性等。
二、酚醛树脂的生成和缩聚反应原理酚醛树脂是由苯酚和甲醛的缩聚而成,缩聚反应是指单体间相互反应,生成高分子化合物同时生成小分子的聚合反应。
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。
反应的方程式可以表示为:如果采用不同的催化剂,苯酚羟基对位上的氢原子也可以和甲醛进行缩聚,使分子链之间发生交联,生成体型酚醛树脂,如图:体型酚醛树脂绝缘性很好,是用作电木的原料。
另外,以玻璃纤维作骨架,以酚醛树脂为肌肉,组合固化制成复合材料即玻璃钢。
酚醛树脂的合成反应分为两步,首先是苯酚与甲醛的加成反应,随后是缩合及缩聚反应。
即:(1)、加成反应在适当条件下,一元羟甲基苯酚继续进行加成反应,就可生成二元及多元羟甲基苯酚:(2)、缩合及缩聚反应及缩聚反应,随反应条件的不同可以发生在羟甲基苯酚与苯酚分子之间,也可发生在各个羟甲基苯酚分子之间,包括:等等。
三、酚醛树脂的合成及生产工艺1、酚醛树脂的合成酚醛树脂的合成制备受很多因素影响,其中原料摩尔比、催化剂种类和用量、反应温度和投料方式、原料的化学结构等,对酚醛树脂的反应速度、产物结构和质量都有很大影响。
(1)、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。
碱性催化剂对亚甲基化速度影响不大。
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。