热固性酚醛树脂的反应原理是什么?
热固性酚醛树脂的反应原理是什么? 热固性酚醛树脂的制备过程分为三个阶段。 (1)甲阶酚醛树脂酚和醛的反应是很复杂的,苯酚分子中酚羟基的对位和两个邻位(官能度等于3)的氢都能和甲醛(官能度等于2)反应,生成各种羟甲基酚的异构体。所生成的羟甲基酚异构体,除了能继续和苯酚反应外,也可以与甲醛反应生成多羟基甲基酚。 上述各种羟甲基酚能相互反应,也能和酚、醛反应,生成甲阶酚醛树脂,此外,甲阶还可能存在醚键结构,这是由于两个酚醇间的两个羟甲基缩聚反应。甲阶的树脂是线型结构,可用如下典型式表示。 甲阶酚醛树脂易溶于乙醇、丙酮等有机溶剂中,加热时能熔融,具有热塑性,这种状态的树脂又称可溶(熔)性树脂,可以改性剂配制改性酚醛树脂胶黏剂。 (2)乙阶酚醛树脂将初期酚醛树脂加热至115〜14℃。可以进一步缩聚得到中间酚醛树脂。这种树脂的相对分子质量约为1000左右,聚合度为6〜7。它是不溶(熔)的高分子物质和一些游离酚及羟甲基酚的混合物。这种树脂像弹性的高分子一样,可拉成长丝,但冷却后变成脆性的物质,仅能部分地溶解在丙酮及醇类溶剂中,其余的树脂溶胀。 (3)丙阶酚醛树脂中期酚醛树脂继续加热缩合,反应物中羟基全部作用完,此时分子结构为网状的最终产品,即丙阶酚醛树脂,达到不溶(熔)的硬化阶段。丙阶树脂究竟是什么结构,现在尚无定论,一般认为是因为生成了三面交联的体型大分子,如 但也有人认为并非如此,因为酚醛树脂的分子是很僵硬的,其僵硬性妨碍了生成深度的交联,其所以不能熔化是因为分子在达到熔点以前就发生了热分解的缘故。
羟甲基(CH2OH)又叫季戊四醇。季戊四醇主要用在涂料工业中,它是醇酸树脂涂料的原料,能使涂料膜的硬度、光泽和耐久性得以改善。它的松香酸酯用于制造清漆、地板漆、油墨等。此外,季戊四醇还用于制干性油和航空润滑油等。
季戊四醇的四硝酸酯是一种烈性炸药──太安;其脂肪酸酯是高效润滑剂和聚氯乙烯增塑剂;其环氧衍生物则是生产非离子表面活性剂的原料。
扩展资料:
羟甲基化反应:
甲醛本身不含α-H,不能自身缩合,但在碱如氢氧化钙、碳酸钾、碳酸氢钠、三烷基胺等的催化下,可与含α-H的醛、酮进行羟醛缩合,在醛、酮的α-碳原子上引入羟甲基,此反应称为羟甲基化反应,也就是所谓的Tollens缩合,生成的产物是β-不饱和醛、酮。该反应在药物合成中应用广泛。
甲醛和乙醛发生交叉羟醛缩合反应,乙醛α-碳原子上氢被羟甲基取代,这就是羟甲基化反应。乙醛α-碳原子上有三个氢,都可以被羟甲基取代,生成三羟甲基乙醛,它的醛基再被甲醛还原为羟甲基,就成为具有四个羟甲基的季戊四醇。通过羟甲基反应,可以在有机化合物分子中引入多个羟基,是合成多元醇的重要方法。
参考资料来源:百度百科-羟甲基化反应
参考资料来源:百度百科-CH2OH
2.5),再加入1.5份的ZnO做催化剂,然后缓慢升温至70℃(注意控温,这是一个放热反应),保温一个小时,便可得到酚醛树脂的水溶液。将此水溶液减压蒸馏至70℃,除去其中的水分,加入一定量的乙醇,便得到醇溶性酚醛树脂。你多看点书,这些合成条件摸索个两三遍就整明白了,不外乎就是根据合成产品的指标确定苯酚与甲醛的摩尔比,催化剂用的少就反应慢点,反之快点。温度70~100度的情况都有,催化剂活性低就提高反应温度,反之依然
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。
如果不要求我写的话,可以直接说一下:
就是酚羟基邻位的一个H和另一个分子中羟甲基的羟基一起脱去水,两个苯环之间以亚甲基(-CH2-)连接