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酚醛树脂

热固性酚醛树脂固化

返回列表 来源:河南派胜祥化工有限公司 日期:2019-11-26 13:38:01

碱催化反响——热固性酚醛树脂

 

在碱存在下(如氨、碳酸钠、氢氧化钠等)苯酚处于共振稳定的阴离子状态:

邻对位阴离子进攻甲醛的C原子,发作亲核加成反响,先生成邻、对位羟甲基酚: 

如上图最后的生成物,在强碱性环境中是酚的离子状态,普通最后中和成中性或弱酸性,成为酚。

甲醛过量的情况下,进一步加成,构成一羟甲基酚、二羟甲基酚、三羟甲基酚的混合物:

羟基酚进一步相互缩合,在碱性条件下,羟甲基与其他苯环上的活性氢缩合,构成由亚甲基桥连的多元酚醇:

接下来就会继续中止系列的加成缩合反响,构成二、三或更多环的酚醇化合物,从而组成酚醛树脂的预聚体。

 

碱催化酚醛树脂常被分为三个阶段:A、B、C。A阶段,预聚体可溶解,可熔融且活动性能良好,反响程度小于凝胶点;B阶段是进一步缩聚的结果,反响程度接近凝胶点,熔融粘度有所进步,但仍能熔融塑化加工。A和B两阶段的酚醛树脂受热时,交联固化,进一步构成C阶段,C阶段树脂就不在溶解和熔融。工厂运用酚醛树脂就是用的B或A阶段的树脂。

 

碱催化常见的合成过程如:

苯酚、40%甲醛水溶液、氢氧化钠或氨(苯酚量的1%)混合,80℃左右下回流2H,即可抵达预聚恳求,延长反响可能会招致交联凝胶。要及时取样,分析熔点、凝胶时间、溶解性能、苯酚含量等,以便控制反响的中止和终点。反响终了前,加酸中和成弱酸性,暂停聚合反响,减压脱水,冷却即可得到酚醛预聚物。

 

另外,碱性酚醛树脂中的反响基团是无规排布的,酚醛预聚的阶段和后期凝胶交联或者热固化阶段都是难以定量计算的,官能团的活性概念也不再适用。

 

碱催化的热固性酚醛树脂主要用作胶粘剂,用来消费层压板:

2、酸催化反响——热塑性酚醛树脂

 

盐酸、硫酸、磷酸、草酸等无机酸都可以催化酚醛树脂加成缩聚反响,其中草酸的酸性和腐蚀性小,被优先选用。

 

在酸性环境中,甲醛的羰基先质子化:

然后质子化的羰基进攻苯酚的邻、对位的C原子,中止亲电芳香取代反响,构成羟甲基酚:

苯酚过量的情况下,一元羟甲基酚进一步缩合成亚甲基桥,邻位-对位、邻-邻、对-对随机衔接:

需留意,制备时,必需苯酚过量!!假设苯酚甲醛等摩尔比或者比甲醛还少,即使在酸性条件下,也会交联。如酚醛摩尔比在10:1~10:9之间,预聚物分子量可在230~1000之间变动,苯环含量可抵达6~10个,呈现出不同的缩聚程度。

 

合成过程如下:将熔融后的苯酚(约60℃)参与到反响器中,加热至95℃,先后参与草酸(苯酚量的1%)和甲醛水溶液,在回流温度下反响3H左右,甲醛即可消耗完好。

 

由于甲醛用量少,树脂结构中也不会存在羟甲基,即使再加热也不会发作交联固化,正由于此,该法制备的酚醛树脂被称为热塑性酚醛树脂。树脂会从水中沉淀析出,减压蒸出水分和未完好反响的苯酚,测定产物熔点,肯定下来反响的终点。最后冷却,破碎,即得酚醛树脂粉末。工厂里运用热塑性酚醛树脂多为粉末状态。

 

酚醛树脂粉末在运用时,普通与木粉等填料、六亚甲基四胺交联剂等助剂混合,即可得到模塑粉。模塑粉是热塑性酚醛树脂的主要应用。它的固化过程是:模塑粉受热,六亚甲基四胺合成,提供交联所需的亚甲基,其作用与甲醛相类似,从而使树脂交联固化。
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