间苯二酚树脂胶粘剂是什么?
以间苯二酚或间苯二酚和苯酚与甲醛反应而成的聚合物为主体材料的胶粘剂。
1897年,斯派欧(A.Speier)从间苯二酚与甲醛的反应中得到不溶物。1921年,间苯二酚被用来制造树脂。1930年有了专利。1943年,间苯二酚树脂胶粘剂出现。同苯酚相比,间苯二酚的苯环上引入了第二个羟基,反应活性大大增加。皮兹(A.Pizzi)等对比了反应条件相同的间苯二酚—甲醛体系和苯酚一甲醛体系(摩尔比、浓度等均一致),发现前者的反应速度是后者的10~15倍。间苯二酚树脂既可在碱性条件下固化,也可在中性条件下室温固化。它的胶接强度高,抗老化性好,在荷重状态下不发生蠕变,所以,主要用作结构胶粘剂,也用于室外快速胶接和含水量偏高木材的胶接,如湿材(含水量≤30%)指接。不足之处是价格高和颜色深。
间苯二酚与甲醛的反应速度,取决于两者之间的摩尔比、反应浓度、反应温度和pH值等因素。
纯间苯二酚树脂合适的摩尔比是间苯二酚/甲醛=1/0.5~0.7。为了便于控制,甲醛可以分批逐步加入,如2500份(以重量计)的间苯二酚,以5份草酸作催化剂,第一批加入37%的甲醛液500份,第二批的750份甲醛要逐步加入,防止暴沸。若用苛性钠代替草酸有时更为方便,因为弱碱性有利于树脂固化。纯间苯二酚树脂生产时反应强烈,且成本高,所以多用带有苯酚的共聚物。
苯酚—间苯二酚—甲醛树脂
这是间苯二酚树脂中用得最多的一类,无论是苯酚、间苯二酚与甲醛共聚,还是分别制成苯酚—甲醛树脂和间苯二酚—甲醛树脂再混合,效果一样。苯酚对间苯二酚之比常为50/50,多的可达80/20。但是,随着间苯二酚用量的减少,树脂的性能也相应降低。根据要求,变化摩尔比、反应条件等,可得到多种性能的树脂。其反应示意如左下。
尿素—间苯二酚—甲醛树脂
间苯二酚接到脲醛树脂的两端,反应式如下。此树脂性能稍次于苯酚—间苯二酚—甲醛树脂,耐水,能高频固化,可用于胶合板生产。这类树脂有较高的甲醛/尿素比,一般是先制成二羟甲基脲,再同间苯二酚反应,多数是酸催化,常用对甲苯磺酸,也可用氢氧化钠催化。
单宁—间苯二酚—苯酚—甲醛树脂
单宁是多酚化合物,易与甲醛反应,而且价格比间苯二酚便宜得多,常常是部分代替间苯二酚。这类树脂在南非和澳大利亚已作为胶合板和指接用胶,多数选用黑荆树单宁和130100木单宁。
因为间苯二酚树脂是线性树脂,需加入固化剂才能固化,其加入量使总甲醛含量与间苯二酚的摩尔比为1~2∶1,才能达到室温固化,常用多聚甲醛。另外,为了减少固化后的收缩,改善其填隙性,降低成本,提高固含量,一般都加入填料,常用的是椰壳粉、核桃壳粉等。加入固化剂后,胶的适用期不长,要用时现配。
酸碱性:由于吡咯中的N原子上孤对电子参与环的共轭体系,使N原子的电子云密度降低,使N-H键电子向N原子方向偏移,使吡咯具有一定的酸性,能与KOH作用生成盐;吡啶分子中的N原子上孤对电子处在sp2杂化轨道上,未参与环的共轭,它能作为电子给予体接受质子.因此,吡啶显碱性,能与酸反应成盐.
(2)环对氧化剂的稳定性:由于吡咯是一个5原子6电子的共轭体系,是一富电子芳香体系,所以容易给出电子而被氧化剂氧化,使环被破坏.而吡啶是一个6原子6电子的共轭体系,由于环中N原子吸电子诱导作用,使吡啶环的电子密度比苯小,是一缺电子的芳香体系,从而使其给出电子的能力减弱,对氧化剂的稳定性很强,比苯环稳定.
(3)取代反应:由于吡咯是一富电子芳香体系,所以比苯容易发生亲电取代反应,取代反应主要发生在α-位;吡啶是一缺电子的芳香体系,亲电取代反应比苯困难,而且主要在β-位上取代
若是电子云向显碱性的基团这边偏移,碱性就会增强;
电子云远离显碱性的基团,碱性就会减弱。
杂环化合物是分子中含有杂环结构的有机化合物。构成环的原子除碳原子外,还至少含有一个杂原子。是数目最庞大的一类有机化合物。最常见的杂原子是氮原子、硫原子、氧原子。可分为脂杂环、芳杂环两大类。杂环化合物普遍存在于药物分子的结构之中。
杂环化合物广泛存在于自然界,与生物学有关的重要化合物多数为杂环化合物,例如核酸、某些维生素、抗生素、激素、色素和生物碱等。此外,还合成了多种多样具有各种性能的杂环化合物 ,其中有些可作药物、杀虫剂、除草剂、染料、塑料等。当然还有其他的。
化学性质:
1、五元杂环化合物
对于亲电取代反应来说,杂原子都分别使环上碳原子的电子云密度升高并使环活化,它们都比苯活泼,其活泼性同苯酚、苯胺相似。它们都可以进行通常的亲电取代反应,如硝化、磺化、卤化反应。由于它们的高度活泼性以及呋喃和吡咯对于无机强酸的敏感性,其亲电取代反应需要比较温和的条件。例如,呋喃和吡咯进行磺化时要用吡啶-三氧化硫加成物;如用硫酸,环将被打开。
2、六元杂环化合物
与吡咯不同,吡啶氮原子上的未共用电子对不参与大π体系,可与质子结合。因此吡啶的碱性比吡咯和苯胺强。由于氮的电负性比碳大,吡啶环上的电子云密度较低,且α位的电子云密度比β位低。因此,吡啶与硝基苯类似,一般要在强烈条件下才能发生亲电取代反应,且主要在β位。
嘧啶的亲电取代反应比吡啶困难,其亲核取代反应则比吡啶容易。
苯酚是一种具有特殊气味的无色针状晶体,有毒,是生产某些树脂、杀菌剂、防腐剂以及药物(如阿司匹林)的重要原料。可用于消毒外科器械和排泄物的处理,皮肤杀菌、止痒及中耳炎。熔点43℃,常温下微溶于水,易溶于有机溶剂;当温度高于65℃时,能跟水以任意比例互溶。
扩展资料
苯酚是德国化学家龙格(Runge F)于1834年在煤焦油中发现的,故又称石炭酸(Carbolic acid)。使苯酚首次声名远扬的应归功于英国著名的医生里斯特。里斯特发现病人手术后死因多数是伤口化脓感染。偶然之下用苯酚稀溶液来喷洒手术的器械以及医生的双手,结果病人的感染情况显著减少。这一发现使苯酚成为一种强有力的外科消毒剂。里斯特也因此被誉为“外科消毒之父”。
参考资料:苯酚-百度百科
【英文名称】phenol
【结构或分子式】
所有C原子均以sp2杂化轨道形成σ键,O原子均以sp3杂化轨道形成σ键。
【相对分子量或原子量】94.11
【密度】1.071
【熔点(℃)】42~43
【沸点(℃)】182
【折射率】1.5425(41)
【毒性LD50(mg/kg)】
大鼠经口530。
【性状】
无色或白色晶体,有特殊气味。
【溶解情况】
溶于乙醇、乙醚、氯仿、甘油、二硫化碳等。
【用途】
用于制染料合成树脂、塑料、合成纤维和农药、水杨酸等。作外科消毒剂消毒能力大小的标准(石炭酸系数)。
【制备或来源】
由煤焦油经分馏,由苯磺酸经碱熔。由氯苯经水解,由异丙苯经氧化重排,或由甲苯经侧链氯化和水解而制得。
【其他】
加热能溶于水(在室温下,在水中的溶解度是9.3g,当温度高于65°C时能与水混溶),有毒,具有腐蚀性如不甚滴落到皮肤上应马上用酒精清洗,在空气中易被氧化而变粉红色。在民间有土方用石炭酸来治皮肤顽疾,以毒攻毒,如用来治脚底起泡。
一种重要的苯系中间体。又称石炭酸。低熔点(40.91℃)白色 晶体 ,在空气中放置及光照下变红 ,有臭味,沸点181.84℃。对人有毒,要注意防止触及皮肤。工业上主要由异丙苯制得。苯酚产量大,1984年,世界总生产能力约为5兆吨。苯酚用途广泛。第一次世界大战前,苯酚的唯一来源是从煤焦油中提取。绝大部分是通过合成方法得到。有磺化法、氯苯法、异丙苯法等方法。
分子结构: 苯环上的C原子以sp2杂化轨道成键,O原子以sp3杂化轨道成键。
苯酚主要用于制造酚醛树脂 ,双酚A及己内酰胺。其中生产酚醛树脂是其最大用途 ,占苯酚产量一半以上 。此外,有相当数量的苯酚用于生产卤代酚类。从一氯苯酚到五氯苯酚,它们可用于生产2,4-二氯苯氧乙酸( 2,4-滴 )和 2,4,5-三氯苯氧乙酸(2,4,5-涕 )等除草剂;五氯苯酚是木材防腐剂;其他卤代酚衍生物可作为杀螨剂、皮革防腐剂和杀菌剂 。由苯酚所制得的烷基苯酚是制备烷基酚-甲醛类聚合物的单体,并可作为抗氧剂、非离子表面活性剂、增塑剂、石油产品添加剂。苯酚也是很多医药(如水杨酸、阿司匹林及磺胺药等)、合成香料、染料(如分散红3B)的原料。此外,苯酚的稀水溶液可直接用作防腐剂和消毒剂。
苯酚俗名石炭酸,分子式C6H5OH,比重1.071,熔点42~43℃,沸点182℃,燃点79℃。无色结晶或结晶熔块,具有特殊气味(与浆糊的味道相似)。置露空气中或日光下被氧化逐渐变成粉红色至红色,在潮湿空气中,吸湿后,由结晶变成液体。酸性极弱(弱于H2CO3),有特臭,有毒,有强腐蚀性。室温微溶于水,能溶于苯及碱性溶液,易溶于乙醇、乙醚、氯仿、甘油等有机溶剂中,难溶于石油醚。常用于测定硝酸盐、亚硝酸盐及作有机合成原料等.实验室可用溴(生成白色沉淀2,4,6-三溴苯酚,十分灵敏)及FeCL3 (生成[Fe(C6H5O)6]3-络离子呈紫色)检验.
苯酚工业生产以异丙苯法为主,该法具有产品纯度高、原料和能源消耗低等优点,但其发展受联产物丙酮的制约。近年来,人们开始研究苯直接羟基化(也称氧化)制苯酚的方法,其中有些成果已显示出工业化前景。目前研究的氧化剂类型主要有N2O、H2O2、O2/H2等。
苯酚主要用于生产酚醛树脂、己内酰胺、双酚A、己二酸、苯胺、烷基酚、水杨酸等,此外还可用作溶剂、试剂和消毒剂等,在合成纤维、合成橡胶、塑料、医药、农药、香料、染料以及涂料等方面具有广泛的应用。
世界苯酚生产与消费现状
自1923年世界上采用苯磺化法首次生产苯酚以来,世界苯酚的生产发展很快。2003年世界苯酚的总生产能力约为805.3万吨,2004年增加到约865.6万吨,比2003年增长约7.5%。Ineos苯酚公司是目前世界上最大的苯酚生产厂商,生产能力约占世界苯酚总生产能力的18%。预计2005年世界苯酚的总生产能力将达到955.3万吨。
2003年,世界苯酚的总消费量约为735万吨,2004年总消费量增加到约748万吨,同比增长约1.8%。世界各个地区对苯酚的需求有所不同,其中美国的需求量约占总需求量的26.8%,欧洲的需求量约占总需求量的28.3%,日本的需求量约占总需求量的11%,亚洲(不包括日本)的需求量约占总需求量的20.1%,其他地区的需求量约占总需求量13.7%。
我国苯酚的产量不能满足国内实际生产的需求,每年都得大量进口,且进口量呈不断增加的趋势。2003年进口量达到32.27万吨,比2002年增长48.4%。2004年由于我国对苯酚进口进行了反倾销,进口量减少到28.12万吨。
为了满足日益增长的需求,国内许多苯酚生产厂家都纷纷扩建或新建生产装置。蓝星化工材料公司计划新建两套分别为6.2万吨/年和12.4万吨/年苯酚生产装置,2005年、2006年相继建成投产。香港建滔拟在常州新建一套12.4万吨/年苯酚生产装置。燕山石化拟将现有苯酚生产能力扩大到24.0万吨/年。沈阳化工集团公司拟新建一套12.4万吨/年苯酚生产装置。若这些项目能够按计划完成,预计到2006年,我国苯酚的总生产能力将达到100万吨。
近几年,我国苯酚的需求增长速度较快。2004年我国苯酚的表观消费量为61.96万吨,1999-2004年表观消费量的年均增长率为17.3%。目前,我国苯酚主要用于生产酚醛树脂、双酚A、水杨酸以及壬基酚等。2004年我国苯酚的消费结构为:酚醛树脂对苯酚的消费量占总消费量的29.0%,双酚A占31.1%,水杨酸占10.5%,壬基酚占8.1%,其他方面占21.3%。
预计在今后几年中,双酚A将成为我国苯酚下游产品中重点发展的品种之一,目前有许多公司准备新建或扩建双酚A生产装置。2005年,我国双酚A的需求量达到35万吨,对苯酚的需求量将达到30万吨。
酚醛树脂是目前我国苯酚最主要的消费领域,随着新材料的发展,其部分用途将逐渐被其他材料所取代,因此在今后苯酚消费中所占的比例将会逐渐下降。2005年我国酚醛树脂对苯酚的需求量约为17.5万吨。
水杨酸主要用于生产阿司匹林。目前我国水杨酸的总生产能力约为5万吨/年,2004年对苯酚的需求量约为6.5万吨,2005年对苯酚的需求量将达到约7万吨。预计未来几年我国水杨酸对苯酚的需求量将以年均约11%的速度增长。
壬基酚主要用作非离子表面活性剂,目前我国总生产能力约为3万吨/年,产量约为1.6万吨/年,2004年对苯酚的需求量约为5万吨。随着我国日用化工和合成材料工业等的快速发展,加上国内壬基酚合成技术日益完善以及下游系列产品的不断开发,壬基酚的消费量将保持较高的增长势头,2005年我国壬基酚对苯酚的需求量达到5.5万吨。
苯酚(别名:石炭酸 )
分子式:C6H6O
分子量:94.11
CAS NO.108-95-2
结构式:C6H5OH
CAS 登录号108-95-2
EINECS 登录号203-632-7
物化性质:
性状 无色针状结晶或白色结晶熔块。有特殊的臭味和燃烧味,极稀的溶液具有甜味。
熔点 43℃
沸点 181.7℃
凝固点 41℃
相对密度 1.0576
折射率 1.54178
闪点 79.5℃
溶解性 易溶于乙醇、乙醚、氯仿、甘油、二硫化碳、凡士林、挥发油、固定油、强碱水溶液。几乎不溶于石油醚
储存注意事项:
储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。避免光照。库温不超过30℃,相对湿度不超过70%。包装密封。应与氧化剂、酸类、碱类、食用化学品分开存放,切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应备有合适的材料收容泄漏物。应严格执行极毒物品“五双”管理制度。
【钠与苯酚反应的实验】
苯酚在通常温度下是固体,与钠不难顺利发生反应,如果采用加热熔化苯酚,再加入金属钠的方法进行实验,苯酚易被氧化,在加热时苯酚颜色发生变化而影响实验效果。本人在教学中采取下面的方法实验,操作简单,取得了满意的实验效果。
在一支试管中加入2~3毫升无水乙醚,取黄豆粒大小的一块金属钠,用滤纸吸干表面的煤油,放入乙醚中,可以看到钠不与乙醚发生反应。然后再向试管中加入少量苯酚,振荡,这时可观察到钠在试管中迅速反应,产生大量气体。这一实验的原理是苯酚溶解在乙醚中,使苯酚与钠的反应得以顺利进行。