酚醛树脂的合场研究分析论文

第一步是C=O断开成-C-O-，苯环上羟基邻位的H与苯环断开，然后C连苯环，O连H第二步是C-OH断开，苯酚上羟基对位的H与苯环断开，然后-OH与H结合成水，C连苯环第三步图好像有问题，明明是邻位，为什么消水后变间位了？绝对是图问题

酚醛树脂也叫电木，又称电木粉。原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，有颗粒、粉末状。耐弱酸和弱碱，遇强酸发生分解，遇强碱发生腐蚀。不溶于水，溶于丙酮、酒精等有机溶剂中。苯酚醛或其衍生物缩聚而得。合成原理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 缩合及缩聚反应缩合及缩聚反应，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。缩合反应不断进行的结果是缩聚形成一定分子量的酚醛树脂，由于缩聚反应具有逐步的特点，中间产物相当稳定因而能够分离而加以研究。缩聚反应是缩合聚合反应的简称，是指单体之间相互作用生成高分子，同时还生成小分子（如水、氨、卤化氢等）的聚合反应。例如合成酚醛树脂的反应就是缩聚反应。合成酚醛树脂通常是以苯酚和甲醛为原料，在催化剂作用下，经缩聚反应而得到。缩聚反应根据参加反应的单体种数又分为共缩聚和均缩聚，由不同种单体参加的缩聚反应称为共缩聚。如酚醛树脂的合成反应就是共缩聚，它是由苯酚和甲醛两种物质为单体的。由同种单体进行的缩聚反应称为均缩聚。如氨基酸聚合成多肽的缩聚反应就属均缩聚。缩聚反应的特点是：（1）单体不一定含有不饱和键，但必须含有两个或两个以上的反应基团（如—OH、—COOH、—NH2、—X等）。（2）缩聚反应的结果，不仅生成高聚物，而且还有副产物（小分子）生成。（3）所得高分子化合物的化学组成跟单体的化学组成不同。实验制取【原理】苯酚和甲醛在酸性或碱性的催化剂作用下，通过缩聚反应生成酚醛树脂。在酸性催化剂作用下，苯酚过量时生成线型热塑性树脂；在碱性催化剂作用下，甲醛过量时生成体型热固性树脂。【操作】（1）在25×200mm的试管中加入 4g化学纯苯酚和化学纯甲醛溶液（密度约、浓度为36～38%），再加入1mL化学纯的浓盐酸，振荡均匀后塞上带有直玻璃管（长300mm）的橡皮塞。把上述试管固定在铁架台上，放在80～90℃的水浴中加热（如左图）。片刻后，试管中发生剧烈反应，反应后还要继续加热，直到生成粉红的固体树脂为止。取出固体树脂（用铁丝钩出），用水冲洗后得到热塑性树脂。（2）在25×200mm的试管中加入化学纯苯酚和3mL化学纯甲醛溶液（浓度同前），再加入1mL化学纯浓氨水（浓度为25～28%），振荡均匀之后塞上带有直玻璃管（长300mm）的橡皮塞。把上述的试管固定在铁架台上，用沸水浴加热，直到混合物分成两层。当底层的树脂粘度增大时，取下试管用水冷却，等树脂固化后倒出，用水冲洗，得到黄色的热固性树脂。【说明】（1）苯酚和甲醛在碱性条件下反应，要比在酸性条件下反应慢。要使生成的树脂冷却后呈固体，必须加热半小时以上。（2）苯酚和甲醛在碱性条件下是逐渐生成体型树脂的。开始生成的液态物是可溶于酒精、丙酮和碱性水溶液的树脂，叫做甲阶树脂。继续加热后，生成粘稠状的液体，冷却后成为脆性固体，能部分溶于酒精、丙酮，但不溶于碱性水溶液。它叫乙阶树脂（固体受热能软化）。再继续加热，才生成不溶不熔的体型树脂，叫做丙阶树脂。在课堂教学实验中制备，由于加热的时间不够，一般生成乙阶树脂。（3）苯酚有毒，它的浓溶液对皮肤有强烈的腐蚀性，使用时要小心。如沾到皮肤上，要立即用酒精擦洗干净。（4）苯酚在常温下是无色晶体，不易从瓶中取出。取用时先把装有苯酚的瓶子放在60～70℃的热水中，使晶体液化，再用长滴管吸出，滴入小烧杯中称量。

第一步是苯酚和甲醛的加成，同时醛的羰基与芳烃的氢加成，羰基的加成是在亲核试剂作用下完成的。亲核加成反应可以在酸性或碱性条件下进行。(参阅邢其毅著《基础有机化学》第三版上册第十二章亲核加成)。第二三步的缩合反应是缩聚，缩聚(反应)：一种或几种含有二个以上官能团的单体化合成为聚合物同时析出低分子副产物(如水、氨、氯化氢等)的过程。缩聚反应的特点是：大多数是可逆反应和逐步反应，分子量随反应时间而逐渐增大，但单体的转化率却几乎与时间无关。根据反应条件可分为熔融缩聚、溶液缩聚、界面缩聚和固相缩聚。根据所用原料可分为均缩聚、混缩聚和共缩聚根据产物的结构可分为二向缩聚或线型缩聚和三向缩聚或体型缩聚。本反应是溶液缩聚的逐步反应，最终的产物根据加入的固化剂不同，成为热塑性线型缩聚物和热固性的体型缩聚物。

1、热塑性酚醛树脂。采用甲醛和苯酚，在酸性条件下反应（ph小于3）,生成线性酚醛树脂；2、热固性酚醛树脂。采用甲醛和苯酚，在碱性条件下反应，常用催化剂有氢氧化钠、氨水、氢氧化钡等，固化后生成体形酚醛树脂。性质：主要用于生产压塑粉、层压塑料；制造清漆或绝缘、耐腐蚀涂料；制造日用品、装饰品；制造隔音、隔热材料等。它是由苯酚和甲醛在催化剂和一定温度等条件下缩聚、经中和、终止反应而制成的树脂。因选用催化剂的不同，可分为热固性和热塑性两类。酚醛树脂具有良好的力学性能、耐热性能，广泛应用于防腐蚀工程、胶粘剂、阻燃材料、砂轮片制造等行业。图1：酚醛树脂结构示意图c6h5o-ch2(c6h4o-ch2-)nc6h5o

酚醛树脂是以酚类化合物与醛类化合物为原料经缩聚反应制得的合成树脂的总称。它是最早实现工业化的合成树脂，由于它具有很多优点，如绝缘性能好、隔热、防腐、防潮、其模塑品强度高、尺寸稳定性好，耐高温、价廉等，因此在现代工业中是应用最广的塑料之一。本实验是在酸性催化剂下，使甲醛与过量的苯酚缩聚而得到热塑性树脂。其反应式为： 分子量在1000以下。可加热熔融，可溶于丙酮、酒精或碱性溶液中。三、实验内容1、实验药品 苯酚 甲醛（30%水溶液） 盐酸（d=）2、实验步骤 将40g苯酚及33g甲醛溶液放入250ml的三口烧瓶中混合，用水浴加热，温度维持在60±2℃，取样2～3g后，加入盐酸，反应立即开始，每隔30min用滴管取样2～3g样品放入三角瓶中，进行分析。反应3h后，将三口烧瓶内所有物料倒入水蒸发器中，冷却倒掉上层水，将下层缩聚物用水搅拌洗涤数次，直到呈中性为止。然后用小火加热，以除去水及未反应的苯酚等挥发成分。挥发完毕后泡沫消失，而且树脂表面变得光滑。当温度约达170～180℃时，停止加热，把树脂放在铁皮上 使其冷却，称其产量，计算产率。四、苯酚存在下甲醛含量的测定 1、分析甲醛含量： 根据甲醛与亚硫酸钠作用，生成氢氧化钠，然后用标准盐酸溶液滴定生成的氢氧化钠 。2、测定步骤： 将准确称量过的2—3g苯酚、甲醛混合物置于250ml的锥形瓶中，加入25ml蒸馏水，再加入3滴百里酚酞指示剂，用CNaOH=·L-1NaOH标准液滴定至溶液出现蓝色。然后加入1mol亚硫酸钠溶液25ml，为了使亚硫酸钠与甲醛反应完全，混合物在室温下放置2h，然后用CHCl=·L-1盐酸滴定至蓝色褪去。甲醛的百分含量计算式为：x%=C·V·MHCHO/1000W式中：x——甲醛含量 V——滴定所消耗的盐酸体积，ml C——盐酸的mol浓度 W——称量样品物质量 MHCHO——甲醛分子量五、实验数据处理1、实验数据：反 应时 间反 应现 象反 应温 度取 样空瓶质量g空瓶质量＋样品质量g物料量g百分含量 2、根据分析结果，计算在不同时间甲醛的转化率，以时间对甲醛的浓度作图。六、思考题：1、计算配方中苯酚甲醛mol比，为什么要如此配方?2、苯酚与甲醛缩聚为什么既能生成线型缩聚物，又能生成体型缩聚物？任务书实验项目考核标准成果展示实验室规则总结