酚醛樹脂的合成課件

酚醛樹脂的合成馮玲2016.3.29酚醛樹脂的合成馮玲目錄1.有機化合物的概念2.有機化合物中碳原子的成鍵特點3.有機化合物的分類4.酚醛樹脂的合成目錄1.有機化合物的概念一．有機化合物概念(1)有機化合物：通常稱含C元素的化合物為有機化合物，簡稱有機物，但碳的氧化物、碳酸鹽、氰化物、硫氰化物等除外。①氰化鉀(KCN)②氰酸銨(NH4CNO)③尿素(H2NCONH2)④碳化硅(SiC)⑤乙炔(C2H2)⑥醋酸(2)有機化學(xué)：研究有機物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備方法與應(yīng)用的科學(xué)。一．有機化合物概念（3）有機化合物的基本概念A(yù).烴：僅含碳和氫兩種元素的有機物，又稱為碳氫化合物。烴的衍生物：烴分子里的氫原子被其他原子或原子團取代而衍變成的有機物。B.基：有機物分子中去掉某些原子或者原子團后剩下的原子團。注意：①基不帶電荷，呈電中性。②有未成對電子存在。③不穩(wěn)定，不能單獨存在。如：—OH(羥基)電子式：OH－(氫氧根)電子式：必須掌握的烴基包括：甲基(—CH3)、乙基(—C2H5)、正丙基(—CH2CH2CH3)、異丙基[—CH(CH3)2]等。元素周期表.jpg（3）有機化合物的基本概念元素周期表.jpgC.官能團：決定化合物特殊性質(zhì)的原子或原子團。必須掌握的官能團包括：碳碳雙鍵(C=C)、碳碳三鍵(—C≡C—)、鹵素原子(—X)、羥基(—OH)、醛基(—CHO)、羧基(—COOH)、酯鍵(—COO—)、氨基(—NH2)、肽鍵(—C—NH—O)、硝基(—NO2)等。注意：苯環(huán)不是官能團。元素周期表.jpgC.官能團：決定化合物特殊性質(zhì)的原子或原子團。注意：苯環(huán)不是二、有機化合物中碳原子的成鍵特點1．碳原子的成鍵特點(1)每個C不但可與其他原子形成四個共價鍵，而且C與C間也可形成共價鍵；(2)C原子間不僅可以形成，還可以形成與(3)多個C原子間可以形成長短不一的C鏈，C鏈中帶有支鏈；還可以結(jié)合成C環(huán)，且C鏈與C環(huán)也可結(jié)合；在計算碳原子的化合價時一般先算出別的原子的總化合價，在有機物中H：＋1價、O：－2價、N(氨基中)：－3價、X(鹵素)：－1價。二、有機化合物中碳原子的成鍵特點1．碳原子的成鍵特點3．有機化合物的分類(1)按照構(gòu)成有機化合物分子的碳的骨架來分3．有機化合物的分類(2)按照有機物的特性和官能團來分①烴類別通式官能團代表物烷烴CnH2n＋2(n≥1)—CH4烯烴CnH2n(n≥2)(單烯烴)炔烴CnH2n－2(n≥2)(單炔烴)—C≡C—H—C≡C—H苯及同系物CnH2n－6(n≥6)(不包括萘等)—(2)按照有機物的特性和官能團來分類別通式官能團代表物烷烴C②烴的衍生物②烴的衍生物合成酚醛樹脂合成酚醛樹脂酚醛樹脂：酚類化合物，醛類化合物縮聚產(chǎn)物的通稱。其中以苯酚、甲醛縮聚而成的酚醛樹脂最重要。合成條件酚醛樹脂的合成及固化符合體型縮聚規(guī)律。體型縮聚：某一2官能度單體和另一個2以上官能度單體縮聚，將交聯(lián)成體型高聚物。單體分子在發(fā)生聚合反應(yīng)時，參加反應(yīng)的官能團數(shù)目或某些功能團在化學(xué)反應(yīng)中所具有的反應(yīng)能力，也就是在反應(yīng)體系中實際起反應(yīng)的單體的官能團數(shù)。例1：2HOOC-（CH2）4-COOHHO-（CH2）4-OH酚醛樹脂：酚類化合物，醛類化合物縮聚產(chǎn)物的通稱。合成條件單體

酚醛樹脂所用的原料有：

醛類(2官能度單體)：常用甲醛

酚類(多官能度單體)：如苯酚三官能度；

為什么苯酚（俗稱石炭酸）1,熔點40.9℃，沸點181.7℃，無色針狀晶體；2,有特殊氣味，在空氣中易氧化呈微紅色；3,有毒，對皮膚有刺激性和腐蝕性，易滲入皮膚；4,能溶于極性和非極性溶劑中，如乙醇，苯，甲醛水溶液；5,在水中部分溶解，溶解度隨溫度增高而增大，當T﹥65℃時，能與水以任意比例互溶。甲醛（又稱蟻醛）物理性質(zhì)：無色氣體，有特殊刺激氣味；易溶于水、醇、二甲苯等中；

水溶液最高濃度達55%，40%的水溶液稱福爾馬林（無色透明）化學(xué)性質(zhì)：常溫下極易聚合生成高分子量的聚合體→聚甲醛，呈白色粉末狀。酚醛樹脂所用的原料有：為什么苯酚（俗稱石炭酸）甲醛（又

影響縮聚的因素：醛:酚>1(摩爾比)

堿催化：可以人為控制縮聚反應(yīng)程度。如可控制在可溶，可熔階段的熱固性酚醛樹脂或一階酚醛樹脂。進一步加熱可使其進一步縮聚，固化，(無規(guī)予聚物)。酸催化：反應(yīng)難以控制，無實用價值。

醛:酚<1

酸催化：合成熱塑性酚醛樹脂(線型結(jié)構(gòu)，又稱為二階酚醛樹脂)。堿催化：反應(yīng)初期得到的是一階樹脂在酚中的溶液，如保持酚存在，進一步加熱可得二階酚醛樹脂。

酚、醛反應(yīng)存在一個中性點，即PH=3.0～3.1時，酚、醛不反應(yīng)。影響縮聚的因素：3.1.2熱固性一階酚醛樹脂的合成

1．合成原理合成條件：醛:酚>1，一般控制在1～1.5之間；堿催化，如NaOH、Ba(OH)2、NH3·H2O等。

(1)苯酚、甲醛的加成反應(yīng)：縮聚反應(yīng)起始階段發(fā)生

3.1.2熱固性一階酚醛樹脂的合成1．合成原理酚醛樹脂的合成課件（2）當溫度進一步升高時，各種羥甲基酚之間發(fā)生縮合反應(yīng)，生成二酚核和多酚核的低聚物。（3）隨著反應(yīng)溫度升高，反應(yīng)時間延長，最后將生成高度交聯(lián)的體型結(jié)構(gòu)。（2）當溫度進一步升高時，各種羥甲基酚之間發(fā)生縮合反應(yīng)，生成熱固性樹脂最終結(jié)構(gòu)熱固性樹脂最終結(jié)構(gòu)工業(yè)上生產(chǎn)熱固性酚醛樹脂時，常用氨水做堿性催化劑，此時氨水有兩個作用：1，起催化作用2，參與樹脂生成反應(yīng)工業(yè)上生產(chǎn)熱固性酚醛樹脂時，常用氨水做堿性催化劑，此時氨水有2．樹脂形成及性能的影響因素

影響因素包括：酚、醛類型及二者的摩爾比；催化劑類型等。

(1)催化劑常用催化劑：NaOH，NH3·H2O，Ba(OH)2等。催化劑不同，合成的酚醛樹脂性能也不同。催化能力：NaOH>Ba(OH)2>NH3·H2O

(2)酚、醛比例理論上來講：苯酚，甲醛二者等當量反應(yīng)時，摩爾比應(yīng)為1:1.5。(苯酚：三官能度單體；甲醛：二官能度單體。)

2．樹脂形成及性能的影響因素影響因素包括：酚、醛類型及(3)酚、醛類型各種酚和醛，按其化學(xué)結(jié)構(gòu)的不同，則其所具有官能團的反應(yīng)能力(反應(yīng)活性)也不同。酚：不同類型的酚，由于取代基的不同，會影響其反應(yīng)活性(反應(yīng)速率)。(3)酚、醛類型

醛：以甲醛和糠醛應(yīng)用最廣。

糠醛：糠醛由于取代基大，與甲醛相比，反應(yīng)較緩慢。除了含醛基外，還有雙鍵存在，故反應(yīng)能力大。苯酚與糠醛縮合的樹脂，具有耐熱性較高的特點。其他：乙醛，丁醛。但反應(yīng)活性較低，常與甲醛混合使用。但在酚環(huán)間存在較長的碳鏈，使酚醛樹脂固化后在受熱時剛性下降醛：以甲醛和糠醛應(yīng)用最廣。3.1.3熱塑性酚醛樹脂的合成

1．合成原理合成條件：甲醛:苯酚摩爾比<1，酸催化(采用三官能度酚，也可采用二官能度酚)。

最終結(jié)構(gòu)3.1.3熱塑性酚醛樹脂的合成1．合成原理最終結(jié)構(gòu)2．樹脂形成及性能的影響因數(shù)

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