高中化学实验8——酚醛树脂的制备

制取酚醛树脂:nc6h5oh+nhcho→(条件催化剂加热)-[-c7h6o-]-n+nh2o

当过量苯酚与甲醛在酸性介质中反应时生成线型结构的酚醛树脂（热塑性）.

当甲醛过量时碱性条件下,苯酚与甲醛反应生成体型结构的热固型淡黄色酚醛树脂.

苯酚+甲醛→水+酚醛树脂

酚醛树脂的是高分子化合物是由多个相同个体组成

故其化学方程式外要加中括号在右下方写小写的n,

括号内是苯酚羟基两个邻位失去氢,成两个半键,其中一个连上-ch2-

首先由甲醛和苯酚反应生成一元羟甲基苯酚，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，最后多元羟甲基苯酚发生缩聚反应即可得到酚醛树脂。

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。

高温性能

酚醛树脂最重要的特征就是耐高温性，即使在非常高的温度下，也能保持其结构的整体性和尺寸的稳定性。正因为这个原因，酚醛树脂才被应用于一些高温领域，例如耐火材料，摩擦材料，粘结剂和铸造行业。

影响酚醛树脂的合成、结构及特性的主要因素：

(1)原料的化学结构；

(2)酚与醛的摩尔比；

(3)反应介质的酸、碱性；

(4)生产操作方法。

应用：

酚醛树脂主要用于制造各种塑料、涂料、胶粘剂及合成纤维等。

【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2.5mL化学纯甲醛溶液（密度约1.1g/cm3、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2.5g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。

生产方法: 常用的原料为苯酚、间苯二酚、间甲酚、二甲酚、对叔丁基或对苯基酚和甲醛、糠醛等。生产过程包括缩聚和脱水两步。按配方将原料投入反应器并混合均匀，加入催化剂，搅拌，加热至55～65℃，反应放热使物料自动升温至沸腾。此后，继续加热保持微沸腾（96～98℃）至终点，经减压脱水后即可出料。近年来，开发成功连续缩聚生产酚醛树脂新工艺。影响树脂合成和性能的主要因素为酚与醛的化学结构、摩尔比和反应介质的pH。酚与醛的摩尔比大于或等于1时,初始产物为一羟甲基酚,缩聚时生成线型树脂小于1时，生成多羟甲基酚衍生物,形成的缩聚树脂可交联固化。反应介质的pH小于7时,生成的羟甲基酚很不稳定，易缩聚成线型树脂；大于7时,缩聚缓慢，有利于多羟甲基酚衍生物的生成。生产热塑性酚醛树脂常用盐酸、磷酸、草酸作催化剂(见酸碱催化剂)使介质pH为0.5～1.5。为避免剧烈沸腾,催化剂可分次加入。沸腾反应时间一般为3～6h。脱水可在常压或减压下进行，最终脱水温度为140～160℃。树脂分子量为500～900。生产热固性酚醛树脂可用氢氧化钠、氢氧化钡、氨水和氧化锌作催化剂，沸腾反应时间1～3h，脱水温度一般不超过90℃，树脂分子量为500～1000。强碱催化剂有利于增大树脂的羟甲基含量与水的相溶性。氨催化剂能直接参加树脂化反应，相同配方制得的树脂分子量较高，水溶性差。氧化锌催化剂能制得贮存稳定性好的高邻位结构酚醛树脂。

酚醛树脂也叫电木，又称电木粉

是一种以酚类化合物和醛类化合物经缩聚而制得的一大类合成树脂。

所用酚类主要是苯酚，其他还可用甲酚、shang酚A或几种酚的混合物等；所用醛类化合物主要是甲醛，其他还可用多聚甲醛、糠醛、乙醛或几种醛的混合物。苯酚-甲醛树脂是酚醛树脂中最典型和最重要的一种。

生产酚醛树脂，根据所采用原料反应官能度、酚与醛的摩尔比以及合成反应催化剂，反应物系PH值不同又分为热塑性酚醛树脂和热固性酚醛树脂两大产品，热塑酚醛树脂（或称两步法酚醛树脂），为浅色至暗褐色脆性固体，溶于乙醇、丙酮等溶剂中，长期具有可溶可熔性，仅在六亚甲基四胺或聚甲醛等交联剂存在下，才固化(加热时可快速固化)。主要用于制造压塑粉，也用于制造层压塑料、清漆和胶粘剂。热固性酚醛树脂（或称一步法酚醛树脂），可根据需要制成固体、液体和乳液，都可在热或（和）酸作用下不用交联剂即可交联固化。热固性酚醛树脂可用于制造各种层压塑料、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。

更具体的步骤可参考 ：http://wenku.baidu.com/link?url=S4g9Wn-OSfrMvknv3FJE9fvgS9VjlbCZJ6ZDIyMVsHVQwwg9Wy705QJtGDkOcaysxOquVf9_jgrBi3rN3-GygdVyFFzrXZaWIcc-75FUlDq

酚醛树脂的合成方程式是nHCHO+nR-OH==-(-R-CH2-)n-OH。

酚醛树脂的合成分为两步，首先是苯酚与甲醛发生加成反应，生成羟甲基苯酚，其次羟甲基苯酚间发生缩聚反应。随着缩聚反应不断进行，形成了一定分子量的酚醛树脂，影响酚醛树脂的合成、结构及特性的主要因素有原料的化学结构、酚与醛的摩尔比、反应介质的酸碱性和合成工艺方法等。

性质：

固体酚醛树脂为黄色、透明、无定形块状物质，因含有游离酚而呈微红色，实体的比重平均1.7左右，易溶于醇，不溶于水，对水、弱酸、弱碱溶液稳定。

由苯酚和甲醛在催化剂条件下缩聚、经中和、水洗而制成的树脂。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耐酸性能、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。

以上内容参考：百度百科-酚醛树脂