用苯酚，甲醛，浓硫酸制取酚醛树脂

一、背景介绍

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。

酚醛树脂是世界最早人工合成和工业化生产的一类合成树脂，其原料易得，生产工艺简单，综合性能优良，应用非常广泛，因此研究酚醛树脂的制备方法，具有很高的社会意义和经济价值。酚醛树脂合成反应分为两步，首先是苯酚与甲醛的加成反应，随后是缩合及缩聚反应。

缩聚反应是指具有两个或两个以上官能团的单体，相互反应生成高分子化合物，同时产生有小分子（如 H2O、HX、醇等）的化学反应。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。

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

二、实验仪器

试管，烧杯，胶头滴管，酒精灯，石棉网，三脚架，药匙，玻璃棒，天平，量筒

三、实验试剂

苯酚，40%甲醛溶液，浓盐酸，乙醇

四、实验原理

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。

五、实验装置

六、实验步骤及现象

1、往试管中加入2g苯酚和3mL甲醛溶液，再用胶头滴管加入3滴浓盐酸，放在沸水浴中加热。

2、当试管中反应物渐渐沸腾时，从沸水中取出试管，并用玻璃棒不断搅拌试管中的溶液，可以观察到有白色固体生成。

3、待试管冷却至室温，往试管中加入无水乙醇，发现固体不溶解。

4、再将试管放在沸水浴中加热，白色固体也不溶解。说明制得了酚醛树脂。

七、 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。

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-

【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。

①它们具有高甲醛传酚摩尔比，由高水溶性树脂组成，而且是快干性的，因此可在相对低的温度(93～108℃)下固化。其产品的pH为8或更高，粘度范围500～18000mPa·S，固含量50％～75％。这类树脂既可用作膜料膜具的胶衣，又可用作面部上浆。可以用水稀释法或同这类树脂中不同粘度的树脂共混而调节粘度。低粘度、低固含量树脂用作面部上浆。如果制造者的最高固化温度限制在108℃，可以采用这类树脂的共混物。

②它们具有低甲醛／苯酚摩尔比。这类树脂同水的混溶性很低，因此要求采用比①类更高的固化温度。其产品pH约为8，固含量75％～87％。它们的固化比①类慢。它们的粘度范围较宽，从1000～1000000mPa·S。

③它们具有中等甲醛／苯酚摩尔比。这类树脂同水的混溶性也较低，采用比②类还要高的固化温度。其产品pH约为6～8，固含量75％～87％。它们的粘度范围也较宽，从l000～l000000mPa·S。

(2)铸造型芯砂用水基酚醛胶粘剂 可以采用的典型水基酚醛树脂为75％固含量的线性酚醛树脂。当采用比其固体片状树脂较低的砂温时(约80℃)，可得到最佳结果。这类树脂较低的初始熔体粘度导致它们对砂粒有极佳的润湿性和树脂分布。因为它们是溶液型树脂，所以在铸造时，必须添加"六次"和润滑剂。在初期加热研磨搅合期间，加入一半的润滑剂，再在涂胶砂堆溃散后加入另一半，可以取得最佳结果。硬脂酸钙或Acrawax C可以使用。

(3)纤维粘接它们也可以采用液体甲阶酚醛树脂进行粘接，所用水溶性树脂固含量范围40％～70％，pH范围7～7．5。这类树脂要在冷冻下贮存或装运，并且要马上使用。

采用的液体树脂包括含可溶性盐的树脂与脱除了不溶性盐的树脂，由于成本较低，前一种树脂常优先采用。

石家庄甲醛检测治理定点企业石家庄比好更好环保工程有限公司总经理介绍，甲醛虽然是有毒的物质，但是在人们的生活当中却是形影不离，可以说离开了甲醛，人们的生活质量会受影响。

一、甲醛的应用领域：

1、木材工业

用于生产脲醛树脂及酚醛树脂.由甲醛与尿素按一定摩尔比混合进行反应生成脲醛树脂。由甲醛与苯酚按一定摩尔比混合进行反应生成酚醛树脂。甲醛在木材加工业中不可替代的位置正在被MDI胶取代。

2、纺织产业

甲醛在纺织业的应用

服装在树酯整理的过程中都要涉及甲醛的使用。服装的面料生产，为了达到防皱、防缩、阻燃等作用，或为了保持印花、染色的耐久性，或为了改善手感，就需 在助剂中添加甲醛。用甲醛印染助剂比较多的是纯棉纺织品，因为纯棉纺织品容易起皱，使用含甲醛的助剂能提高棉布的硬挺度。含有甲醛的纺织品，在人们穿着和使用过程中，会逐渐释出游离甲醛，通过人体呼吸道及皮肤接触引发呼吸道炎症和皮肤炎症，还会对眼睛产生刺激。甲醛能引发过敏，还可诱发癌症。厂家使用含甲醛的染色助剂，特别是一些生产厂为降低成本，使用甲醛含量极高的廉价助剂，对人体十分有害。

3、防腐溶液

甲醛是由（即甲醛亚硫酸氢钠）在60℃以上分解释放出的一种物质，它无色，有刺激气味，易溶于水。35%～40%的甲醛水溶 液俗称福尔马林，具有防腐杀菌性能，可用来浸制生物标本，给种子消毒等但是由于使蛋白质变性的原因易使标本变脆。

甲醛具有防腐杀菌性能的原因主要是构成生物体（包括细菌）本身的蛋白质上的氨基能跟甲醛发生反应。

二、甲醛有什么危害呢？

石家庄除甲醛定点企业石家庄比好更好环保工程有限公司总经理介绍说：

当甲醛浓度在每立方米空气中达到0.06-0.07mg/m3时，儿童就会发生轻微气喘；

当室内空气中甲醛达到0.1mg/m3时，就有异味和不适感；

甲醛达到0.5mg/m3时，可刺激眼睛，引起流泪；

甲醛达到0.6mg/m3，可引起咽喉不适或 疼痛。浓度更高时，可引起恶心呕吐，咳嗽胸闷，气喘甚至肺水肿；

甲醛达到30mg/m3时，会立即致人死亡。

三、甲醛中毒的症状

轻度中毒

明显的眼部及上呼吸道粘膜刺激症状。主要表现为眼结膜充血、红肿，呼吸困难，呼吸声粗重，喉咙沙哑、讲话或干涩暗哑或湿腻。中毒者还能感受到自己呼吸声音加粗。轻度甲醛中毒症状的另一个具体表现为一至二度的喉咙水肿。

中度中毒

咳嗽不止、咯痰、胸闷、呼吸困难及干湿性破锣音。胸透X光时肺部纹理实质化，转变为散布的点状小斑点或片状阴影，即为医学上的机型支气管肺炎；喉咙水肿增重至三级。进行血气分析之时会伴随着轻、中度的低氧血症。

重度中毒

肺部及喉部情况出现恶化，出现肺水肿与四度喉水肿的病症，血气分析亦随之严重，为重度低氧血症。

四、最有效的除甲醛方法有哪些呢

石家庄除甲醛定点企业石家庄比好更好环保工程有限公司张总根据10年的工作总结，认为以甲醛为代表的部分污染物是具有长久的挥发性和释放性的，比如甲醛的释放年限是 10-15年，以目前世界上的科学技术水平来说，还没有一项成型技术能够做到一次性彻底清除其污染，目前国内外常用的室内环境污染净化治理技术有物理法、化学法、生物法等几大类，各种技术都有自己的优点和局限，采用单一技术治理室内环境中多种污染物时，难以取得令人满意的效果。我们需要根据具体的污染状况，把几种治理技术有机的结合起来使用，才能做到各项技术取长补短，相得益彰，取得良好的污染治理效果。

我公司采用复合催化净化室内环境污染综合治理技术是在充分了解室内环境污染的特性、来源及危害的基础之上，根据实际污染情况，遵循“安全、有效、经济、可行”的原则，有针对性的运用现有室内环境污染治理技术和不同的施工工艺来进行治理。也就是：对症下药，综合治理，喷贴放拆，辨证施治。

（一）、“喷”是指把液态的治理产品在室内环境中可以喷涂的大部分表面。这样一方面治理产品在人和污染源之间构成了一道人为的屏障，防护范围最全面；另一方面治理产品可以直接接触污染源，快速有效的清除污染源，治理效果最到位。

利用喷涂方法使用的装修污染治理宝系列产品主要以化学作用为主，综合利用了纳米材料、光氧控制、生物化工、复合抗菌、纳米缓释等技术。“健康钛"作为”光触媒“的更新换代高科技产品效果更佳。”健康钛“是纳米二氧化钛、磷酸钛化合物。当”健康钛“喷施于物体表面，附着有纳米二氧化钛、磷酸钛化合物的表面在有光线时发生与光触媒同样的反应；在光线照不到的地方则与空气中的氧气和水分相接触时即反应生成三价臭氧和二价氧，这类氧气在不稳定的状态下来回在三价和二价之间继续氧化还原反应。由于氧化还原反应生成的02负离子在氧化反应中间体里不时附加形成过氧化物，然后经过过氧化氢成为强力的具有氧化力的氢氧原子团（OH游离基）。正是这氢氧游离基的作用起到了分解有机物、抗菌、防霉、除臭的效果。”健康钛“作为”光触媒“的更新换代产品，具有与”光触媒“相似的特性，但是可以不需要光线或紫外线的作用。

(二）、”贴“是指在不适合直接喷涂的污染源表面粘贴涂有治理作用成分的吸附纸、无纺布等，为不影响使用和居室美观，尽量在隐蔽处粘贴。如柜橱隔板、抽屉、桌子的下表面；柜顶、吊顶、床垫的上表面；地板、化纤地毯地下。粘贴是喷涂技术的一种演变与延伸。

（三）、”放“是指在家具里放椰壳活性炭，在居室、办公室、汽车里放空气净化器。活性炭是一种多孔的含碳物质，被国际公认为高效吸附材料，适合于封闭的空间使用来祛除污染或异味，比如抽屉、柜子、冰箱里等。普通椰壳炭有效期很短，一般在3个月左右。添加了具有净化分解作用的活性物质的，有效期可以延长到1年左右。净化器法的主要原理就是利用空气循环原理，将室内的空气抽入机器内，然后通过机器内的过滤网、含有污染物祛除剂的过滤棉、活性炭滤网、负离子发生器、纳米光催化网等来净化和清新空气。对于祛除游离出来的污染很有效果，适合于污染比较严重的家庭空间及公共场所，是全面化学治理的重要补充。另外在室内摆放一些像吊兰、常青藤之类的具有净化功能的绿色花木，既起到绿化美化的作用，也是全面化学治理的有益补充。

（四）、”拆“是指拆除室内环境中的富含氡辐射的红色、绿色天然花岗岩石材及刨花板、纤维板、大芯板等高污染物的部分。另外允许的情况下增加通风换气装置，也是一种经济有效的降低室内环境污染的方法。