酚醛樹脂在酸催化機理

Ⅰ 酚醛樹脂 如何合成 機理是什麼

酚醛樹脂也叫電木，又稱電木粉。原為無色或黃褐色透明物，市場銷售往往加著色劑而呈紅、黃、黑、綠、棕、藍等顏色，有顆粒、粉末狀。耐弱酸和弱鹼，遇強酸發生分解，遇強鹼發生腐蝕。不溶於水，溶於丙酮、酒精等有機溶劑中。苯酚醛或其衍生物縮聚而得。
合成原理
1 加成反應

在適當條件下，一元羥甲基苯酚繼續進行加成反應，就可生成二元及多元羥甲基苯酚：
2 縮合及縮聚反應
縮合及縮聚反應，隨反應條件的不同可以發生在羥甲基苯酚與苯酚分子之間，也可發生在各個羥甲基苯酚分子之間。
縮合反應不斷進行的結果是縮聚形成一定分子量的酚醛樹脂，由於縮聚反應具有逐步的特點，中間產物相當穩定因而能夠分離而加以研究。
縮聚反應是縮合聚合反應的簡稱，是指單體之間相互作用生成高分子，同時還生成小分子（如水、氨、鹵化氫等）的聚合反應。例如合成酚醛樹脂的反應就是縮聚反應。合成酚醛樹脂通常是以苯酚和甲醛為原料，在催化劑作用下，經縮聚反應而得到。
縮聚反應根據參加反應的單體種數又分為共縮聚和均縮聚，由不同種單體參加的縮聚反應稱為共縮聚。如酚醛樹脂的合成反應就是共縮聚，它是由苯酚和甲醛兩種物質為單體的。由同種單體進行的縮聚反應稱為均縮聚。如氨基酸聚合成多肽的縮聚反應就屬均縮聚。
縮聚反應的特點是：
（1）單體不一定含有不飽和鍵，但必須含有兩個或兩個以上的反應基團（如—OH、—COOH、—NH2、—X等）。
（2）縮聚反應的結果，不僅生成高聚物，而且還有副產物（小分子）生成。
（3）所得高分子化合物的化學組成跟單體的化學組成不同。
實驗製取
【原理】苯酚和甲醛在酸性或鹼性的催化劑作用下，通過縮聚反應生成酚醛樹脂。在酸性催化劑作用下，苯酚過量時生成線型熱塑性樹脂；在鹼性催化劑作用下，甲醛過量時生成體型熱固性樹脂。
【操作】
（1）在25×200mm的試管中加入 4g化學純苯酚和2.5mL化學純甲醛溶液（密度約1.1g/cm3、濃度為36～38%），再加入1mL化學純的濃鹽酸，振盪均勻後塞上帶有直玻璃管（長300mm）的橡皮塞。把上述試管固定在鐵架台上，放在80～90℃的水浴中加熱（如左圖）。片刻後，試管中發生劇烈反應，反應後還要繼續加熱，直到生成粉紅的固體樹脂為止。取出固體樹脂（用鐵絲鉤出），用水沖洗後得到熱塑性樹脂。
（2）在25×200mm的試管中加入2.5g化學純苯酚和3mL化學純甲醛溶液（濃度同前），再加入1mL化學純濃氨水（濃度為25～28%），振盪均勻之後塞上帶有直玻璃管（長300mm）的橡皮塞。把上述的試管固定在鐵架台上，用沸水浴加熱，直到混合物分成兩層。當底層的樹脂粘度增大時，取下試管用水冷卻，等樹脂固化後倒出，用水沖洗，得到黃色的熱固性樹脂。
【說明】
（1）苯酚和甲醛在鹼性條件下反應，要比在酸性條件下反應慢。要使生成的樹脂冷卻後呈固體，必須加熱半小時以上。
（2）苯酚和甲醛在鹼性條件下是逐漸生成體型樹脂的。開始生成的液態物是可溶於酒精、丙酮和鹼性水溶液的樹脂，叫做甲階樹脂。繼續加熱後，生成粘稠狀的液體，冷卻後成為脆性固體，能部分溶於酒精、丙酮，但不溶於鹼性水溶液。它叫乙階樹脂（固體受熱能軟化）。再繼續加熱，才生成不溶不熔的體型樹脂，叫做丙階樹脂。在課堂教學實驗中制備，由於加熱的時間不夠，一般生成乙階樹脂。
（3）苯酚有毒，它的濃溶液對皮膚有強烈的腐蝕性，使用時要小心。如沾到皮膚上，要立即用酒精擦洗干凈。
（4）苯酚在常溫下是無色晶體，不易從瓶中取出。取用時先把裝有苯酚的瓶子放在60～70℃的熱水中，使晶體液化，再用長滴管吸出，滴入小燒杯中稱量。

Ⅱ 高中化學實驗8——酚醛樹脂的制備

一、背景介紹

酚醛樹脂也叫電木，又稱電木粉。原為無色或黃褐色透明物，市場銷售往往加 著色劑 而呈紅、黃、黑、綠、棕、藍等顏色，有顆粒、粉末狀。耐弱酸和弱鹼，遇強酸發生分解，遇強鹼發生腐蝕。不溶於水，溶於 丙酮 、酒精等 有機溶劑 中。苯酚醛或其衍生物縮聚而得。

酚醛樹脂是世界最早人工合成和工業化生產的一類合成樹脂，其原料易得，生產工藝簡單，綜合性能優良，應用非常廣泛，因此研究酚醛樹脂的制備方法，具有很高的社會意義和經濟價值。酚醛樹脂合成反應分為兩步，首先是苯酚與甲醛的加成反應，隨後是縮合及縮聚反應。

縮聚反應是指具有兩個或兩個以上官能團的單體，相互反應生成高分子化合物，同時產生有小分子（如 H2O、HX、醇等）的化學反應。酚醛樹脂是由苯酚和甲醛在催化劑條件下縮聚而成。反應機理是苯酚羥基鄰位上的兩個氫原子比較活潑，與甲醛基上的氧原子結合為水分子，其餘部分連接起來成為高分子化合物——酚醛樹脂。

酚醛樹脂主要用於製造各種塑料、塗料、膠粘劑及 合成纖維 等

二、實驗儀器

試管，燒杯，膠頭滴管，酒精燈，石棉網，三腳架，葯匙，玻璃棒，天平，量筒

三、實驗試劑

苯酚，40%甲醛溶液，濃鹽酸，乙醇

四、實驗原理

苯酚和甲醛在酸性或鹼性的催化劑作用下，通過縮聚反應生成酚醛樹脂。

在酸性催化劑作用下，苯酚過量時生成線型熱塑性樹脂。

在鹼性催化劑作用下，甲醛過量時生成體型熱固性樹脂。

五、實驗裝置

六、實驗步驟及現象

1、往試管中加入2g苯酚和3mL甲醛溶液，再用膠頭滴管加入3滴濃鹽酸，放在沸水浴中加熱。

2、當試管中反應物漸漸沸騰時，從沸水中取出試管，並用玻璃棒不斷攪拌試管中的溶液，可以觀察到有白色固體生成。

3、待試管冷卻至室溫，往試管中加入無水乙醇，發現固體不溶解。

4、再將試管放在沸水浴中加熱，白色固體也不溶解。說明製得了酚醛樹脂。

七、 縮聚反應的特點是：

（1）單體不一定含有不飽和鍵，但必須含有兩個或兩個以上的反應基團（如—OH、—COOH、—NH2、—X等）。

（2）縮聚反應的結果，不僅生成高聚物，而且還有副產物（小分子）生成。

（3）所得高分子化合物的化學組成跟單體的化學組成不同。

Ⅲ 酚醛樹脂的制備及性質

苯酚+甲醛復===酚醛樹脂(催化劑只會也影響制酚醛樹脂的形狀),酚醛樹脂是高分子化合物,原理如下:苯酚上的酚OH會影響苯環上鄰位上的氫,使鄰位上H變的更活潑,更容易反應,所以反應時相當於苯環是還有倆個半鍵,而甲醛中的碳氧雙鍵同時斷開,與苯環是的倆個半鍵結合,有多個這樣的單體的聚合體就形成了酚醛樹脂.

Ⅳ 在酸催化下 苯酚跟甲醇生成酚醛樹脂

（1）酸性條件下生成酚醛樹脂的反應是苯酚和甲醛利用C-H鍵加成羰基生成鄰羥基苯甲醇，酸溶液中鄰羥基苯甲醇縮聚反應生成酚醛樹脂，反應的化學方程式為： ， ， 故答案為： ， ； （2）實驗裝置採用沸水浴加熱的原因是：沸水浴便於控制溫度，受熱均勻，加快反應速率，及時蒸出反應產物， 故答案為：沸水浴便於控制溫度，受熱均勻，加快反應速率，及時蒸出反應產物； （3）反應有大量熱放出，苯酚、甲醛溶液易揮發，反應裝置中的長玻璃管除導氣外，還對對揮發的反應物起冷凝迴流作用． 故答案為：導氣冷凝迴流．

Ⅳ 酚醛在酸性條件下縮聚為什麼用濃鹽酸

在酸性介質中，羥甲基與羥甲基或羥甲基與酚環上的氫原子的反應速度都較酚與醛的加成反應速度快。研究表明，熱塑性酚醛樹脂和生成過程是通過羥甲基衍生物階段而進行的，且羥甲基彼此間的反應速度總小於羥甲基與苯酚鄰位或對位上氫原子的反應速度。通常認為，在酸催化下的反應是與甲醛或它在水溶液中的甲二醇形成的質子性質有關的親電取代反應。
動力學數據表明：H+ 在酚和醛反應的開始階段是活潑的催化劑，縮聚反應的速度大體上正比於氫質子的濃度。
催化劑：在酸性催化劑作用下苯酚與甲醛加成反應的速度與氫離子的濃度呈線性關系，進一步的縮聚反應對於酸性催化劑的用量也非常敏感，催化劑不僅對反應有催化作用，還影響樹脂的性能。
鹽酸是最強的催化劑，一般用量為0.05%～0.1%，反應體系的pH在1.8～2.2之間，為防止縮聚過程中的劇烈放熱，因此應分2～3次加入反應物中。優點：
價格低，反應速度快，在乾燥脫水過程中可隨水蒸氣逸出。缺點：腐蝕設備嚴重，生產出的樹脂中殘存有氯離子，會影響其性能。鹽酸曾一度廣泛使用，後來逐漸被拋棄，因易形成氯甲基醚副產物，鹽酸與甲醛形成的二氯甲基醚被認為是潛在的致癌物。
硫酸作催化劑較少，主要是因為總有部分硫酸殘存於樹脂中，必須使之中和生成惰性的硫酸鹽。所得樹脂顏色較深，對設備腐蝕嚴重。採用量為苯酚的0.4%～0.5%。
草酸是很好的催化劑，現普遍使用。催化作用緩和，用量為苯酚量的0.5%～2%。特點是縮聚反應平穩，容易控制。易實現自動控制，樹脂顏色較淺並具有較好的耐光性，反應後不必中和；對設備腐蝕小。缺點是反應速度較慢。
2）中和劑：由於熱塑性酚醛樹脂是在酸性條件下縮聚而成。因此，在樹脂的合成反應達到預期的程度時，通常要用鹼性物質對樹脂的殘余酸進行中和。中和的目的一方面是終止樹脂的縮聚反應，另一方面是消除樹脂中因酸而具有的腐蝕性。可用的中和劑可為各類鹼性物質，但是，從經濟以及來源等方面考慮，可用氨水和氫氧化鈉為中和劑。
3）原料的用量比：工業生產中，苯酚/甲醛（摩爾比）通常為1/0.85左右，在同樣條件下進行縮聚，甲醛對苯酚的摩爾比愈高，所得樹脂軟化點愈高，平均相對分子質量愈大，收率提高，樹脂中游離酚含量減少。
4）縮聚與脫水條件：延長縮聚時間，反應趨於完全，樹脂的平均相對分子質量、收率都有所提高。乾燥時間與最終脫水溫度的高低對所得樹脂的相對分子質量、溶液粘度、軟化點、滴點以及游離酚含量皆有影響[1]。最終脫水溫度的提高可顯著提高樹脂的滴點，甲醛的用料比增大時，對滴點的影響更大。

Ⅵ 酚醛樹脂的合成工藝路線、方法、原理是其間的關鍵技術或需注意之處是

酚醛樹脂是以酚類化合物與醛類化合物為原料經縮聚反應製得的合成樹脂的總稱。它是最早實現工業化的合成樹脂，由於它具有很多優點，如絕緣性能好、隔熱、防腐、防潮、其模塑品強度高、尺寸穩定性好，耐高溫、價廉等，因此在現代工業中是應用最廣的塑料之一。本實驗是在酸性催化劑下，使甲醛與過量的苯酚縮聚而得到熱塑性樹脂。其反應式為： 分子量在1000以下。可加熱熔融，可溶於丙酮、酒精或鹼性溶液中。三、實驗內容1、實驗葯品 苯酚 甲醛（30%水溶液） 鹽酸（d=1.19）2、實驗步驟 將40g苯酚及33g甲醛溶液放入250ml的三口燒瓶中混合，用水浴加熱，溫度維持在60±2℃，取樣2～3g後，加入0.5ml鹽酸，反應立即開始，每隔30min用滴管取樣2～3g樣品放入三角瓶中，進行分析。反應3h後，將三口燒瓶內所有物料倒入水蒸發器中，冷卻倒掉上層水，將下層縮聚物用水攪拌洗滌數次，直到呈中性為止。然後用小火加熱，以除去水及未反應的苯酚等揮發成分。揮發完畢後泡沫消失，而且樹脂表面變得光滑。當溫度約達170～180℃時，停止加熱，把樹脂放在鐵皮上 使其冷卻，稱其產量，計算產率。四、苯酚存在下甲醛含量的測定 1、分析甲醛含量： 根據甲醛與亞硫酸鈉作用，生成氫氧化鈉，然後用標准鹽酸溶液滴定生成的氫氧化鈉 。2、測定步驟： 將准確稱量過的2—3g苯酚、甲醛混合物置於250ml的錐形瓶中，加入25ml蒸餾水，再加入3滴百里酚酞指示劑，用CNaOH=0.1mol·L-1NaOH標准液滴定至溶液出現藍色。然後加入1mol亞硫酸鈉溶液25ml，為了使亞硫酸鈉與甲醛反應完全，混合物在室溫下放置2h，然後用CHCl=0.5mol·L-1鹽酸滴定至藍色褪去。甲醛的百分含量計算式為：x%=C·V·MHCHO/1000W式中：x——甲醛含量 V——滴定所消耗的鹽酸體積，ml C——鹽酸的mol濃度 W——稱量樣品物質量 MHCHO——甲醛分子量五、實驗數據處理1、實驗數據：反 應時 間反 應現 象反 應溫 度取 樣空瓶質量g空瓶質量＋樣品質量g物料量g百分含量 2、根據分析結果，計算在不同時間甲醛的轉化率，以時間對甲醛的濃度作圖。六、思考題：1、計算配方中苯酚甲醛mol比，為什麼要如此配方?2、苯酚與甲醛縮聚為什麼既能生成線型縮聚物，又能生成體型縮聚物？任務書實驗項目考核標准成果展示實驗室規則總結

Ⅶ 求酚醛樹脂合成反應方程式，酸性條件下的！！！

Ⅷ 酚醛樹脂的實驗製取

【原理】苯酚和甲醛在酸性或鹼性的催化劑作用下，通過縮聚反應生成酚醛樹脂。在酸性催化劑作用下，苯酚過量時生成線型熱塑性樹脂；在鹼性催化劑作用下，甲醛過量時生成體型熱固性樹脂。
【操作】
（1）在25×200mm的試管中加入 4g化學純苯酚和2.5mL化學純甲醛溶液（密度約1.1g/cm3、濃度為36～38%），再加入1mL化學純的濃鹽酸，振盪均勻後塞上帶有直玻璃管（長300mm）的橡皮塞。把上述試管固定在鐵架台上，放在80～90℃的水浴中加熱（如左圖）。片刻後，試管中發生劇烈反應，反應後還要繼續加熱，直到生成粉紅的固體樹脂為止。取出固體樹脂（用鐵絲鉤出），用水沖洗後得到熱塑性樹脂。
（2）在25×200mm的試管中加入2.5g化學純苯酚和3mL化學純甲醛溶液（濃度同前），再加入1mL化學純濃氨水（濃度為25～28%），振盪均勻之後塞上帶有直玻璃管（長300mm）的橡皮塞。把上述的試管固定在鐵架台上，用沸水浴加熱，直到混合物分成兩層。當底層的樹脂粘度增大時，取下試管用水冷卻，等樹脂固化後倒出，用水沖洗，得到黃色的熱固性樹脂。
【說明】
（1）苯酚和甲醛在鹼性條件下反應，要比在酸性條件下反應慢。要使生成的樹脂冷卻後呈固體，必須加熱半小時以上。
（2）苯酚和甲醛在鹼性條件下是逐漸生成體型樹脂的。開始生成的液態物是可溶於酒精、丙酮和鹼性水溶液的樹脂，叫做甲階樹脂。繼續加熱後，生成粘稠狀的液體，冷卻後成為脆性固體，能部分溶於酒精、丙酮，但不溶於鹼性水溶液。它叫乙階樹脂（固體受熱能軟化）。再繼續加熱，才生成不溶不熔的體型樹脂，叫做丙階樹脂。在課堂教學實驗中制備，由於加熱的時間不夠，一般生成乙階樹脂。
（3）苯酚有毒，它的濃溶液對皮膚有強烈的腐蝕性，使用時要小心。如沾到皮膚上，要立即用酒精擦洗干凈。
（4）苯酚在常溫下是無色晶體，不易從瓶中取出。取用時先把裝有苯酚的瓶子放在60～70℃的熱水中，使晶體液化，再用長滴管吸出，滴入小燒杯中稱量。