酚醛树脂的合成ppt课件

1、酚醛树脂的合成2016.3.291.2目录n1.有机化合物的概念n2.有机化合物中碳原子的成键特点n3.有机化合物的分类n4.酚醛树脂的合成3一有机化合物概念(1)有机化合物：有机化合物：通常称含C元素的化合物为有机化合物，简称有机物，但碳的氧化物、碳酸盐、氰化物、硫氰化物等除外。氰化钾(KCN) 氰酸铵(NH4CNO)尿素(H2NCONH2) 碳化硅(SiC)乙炔(C2H2) 醋酸(2)有机化学：有机化学：研究有机物的组成、结构、性质、制备方法与应用的科学。4（3）有机化合物的基本概念）有机化合物的基本概念A.烃：仅含碳和氢两种元素的有机物，又称为碳氢化合物。烃的衍生物：烃分子里的氢原子被其

2、他原子或原子团取代而衍变成的有机物。B.基：有机物分子中去掉某些原子或者原子团后剩下的原子团。注意：基不带电荷，呈电中性。有未成对电子存在。不稳定，不能单独存在。如：OH(羟基)电子式：OH(氢氧根)电子式：必须掌握的烃基包括：甲基(CH3)、乙基(C2H5)、正丙基(CH2CH2CH3)、异丙基CH(CH3)2等。元素周期表.jpg5C.官能团：决定化合物特殊性质的原子或原子团。必须掌握的官能团包括：碳碳双键(C=C)、碳碳三键(CC)、卤素原子(X)、羟基(OH)、醛基(CHO)、羧基(COOH)、酯键(COO)、氨基(NH2)、肽键(CNHO)、硝基(NO2)等。注意：苯环不是官能团。元

3、素周期表.jpg6二、有机化合物中碳原子的成键特点二、有机化合物中碳原子的成键特点1碳原子的成键特点(1)每个C不但可与其他原子形成四个共价键，而且C与C间也可形成共价键；(2)C原子间不仅可以形成 ，还可以形成 与(3)多个C原子间可以形成长短不一的C链，C链中带有支链；还可以结合成C环，且C链与C环也可结合；在计算碳原子的化合价时一般先算出别的原子的总化合价，在有机物中H：1价、O：2价、N(氨基中)：3价、X(卤素)：1价。73有机化合物的分类(1)按照构成有机化合物分子的碳的骨架来分8(2)按照有机物的特性和官能团来分烃类别通式官能团代表物烷烃CnH2n2(n1)CH4烯烃CnH2n(

4、n2) (单烯烃)炔烃CnH2n2(n2) (单炔烃)CCHCCH苯及同系物CnH2n6(n6) (不包括萘等)9烃的衍生物合成酚醛树脂合成酚醛树脂10.11n酚醛树脂酚醛树脂：酚类化合物，醛类化合物缩聚产物的通称。 其中以苯酚、甲醛缩聚而成的酚醛树脂最重要。合成条件 酚醛树脂的合成及固化符合体型缩聚规律。 体型缩聚：某一2官能度单体和另一个2以上官能度单体缩聚，将交联成体型高聚物。单体分子在发生聚合反应时，参加反应的官能团数目或某些功能团在化学反应中所具有的反应能力，也就是在反应体系中实际起反应的单体的官能团数。例1： 2HOOC-（CH2）4-COOH HO-（CH2）4-OH12 酚醛树

5、脂所用的原料有： 醛类(2官能度单体) ：常用甲醛 酚类(多官能度单体)：如 苯酚 三官能度 ； HCHOOH为什么苯酚（俗称石炭酸）苯酚（俗称石炭酸）1,熔点熔点40.9，沸点，沸点181.7，无色针状晶体；，无色针状晶体； 2,有特殊气味，在空气中易氧化呈微红色；有特殊气味，在空气中易氧化呈微红色；3,有毒，对皮肤有刺激性和腐蚀性，易渗入皮肤；有毒，对皮肤有刺激性和腐蚀性，易渗入皮肤；4,能溶于极性和非极性溶剂中，如乙醇，苯，甲醛水溶液；能溶于极性和非极性溶剂中，如乙醇，苯，甲醛水溶液；5,在水中部分溶解，溶解度随温度增高而增大，当在水中部分溶解，溶解度随温度增高而增大，当T65时，时，

6、能能与水以任意比例互溶。与水以任意比例互溶。甲醛（又称蚁醛）甲醛（又称蚁醛）物理性质：无色气体，有特殊刺激气味；物理性质：无色气体，有特殊刺激气味； 易溶于水、醇、二甲苯等中；易溶于水、醇、二甲苯等中； 水溶液最高浓度达水溶液最高浓度达55%，40%的水溶液称福尔马林的水溶液称福尔马林 （无色透明）（无色透明）化学性质：常温下极易聚合生成高分子量的聚合体化学性质：常温下极易聚合生成高分子量的聚合体 聚甲醛，呈白色粉末状。聚甲醛，呈白色粉末状。13 影响缩聚的因素：影响缩聚的因素： 醛醛:酚酚1(摩尔比摩尔比) 碱催化：碱催化：可以人为控制缩聚反应程度。如可控制在可溶，可熔阶段的热固性酚可以人为

7、控制缩聚反应程度。如可控制在可溶，可熔阶段的热固性酚醛树脂或一阶酚醛树脂。进一步加热可使其进一步缩聚，固化，醛树脂或一阶酚醛树脂。进一步加热可使其进一步缩聚，固化，(无规予聚物无规予聚物)。 酸催化：反应难以控制，无实用价值。酸催化：反应难以控制，无实用价值。 醛醛:酚酚1，一般控制在11.5之间；碱催化碱催化，如NaOH、Ba(OH)2、NH3H2O等。 (1) 苯酚、甲醛的加成反应：缩聚反应起始阶段发生苯酚、甲醛的加成反应：缩聚反应起始阶段发生 15OH+ OHO+ H2OO+ HCOHOCH2OH H2OOHCH2OH+ OHOHHHCOOHCH2OHOHCH2OHCH2OHOH2COH

8、CH2OHOHCH2OHCH2OHCH2O HOH2COHCH2OHCH2OH16（2）当温度进一步升高时，各种）当温度进一步升高时，各种羟甲基酚之间发生缩合反应，生成羟甲基酚之间发生缩合反应，生成二酚核和多酚核的低聚物。二酚核和多酚核的低聚物。（3）随着反应温度升高，反应时）随着反应温度升高，反应时间延长，最后将生成高度交联的体间延长，最后将生成高度交联的体型结构。型结构。OHOCH2+OHHOCH2OHCH2OHHOCH2OCH2CH2OHOHOHOHHOCH2OCH2OH+H2OOCH2OH+H2O+CH2O(1)(2)17热固性树脂最终结构18工业上生产热固性酚醛树脂时，常工业上生产热

9、固性酚醛树脂时，常用氨水做碱性催化剂，此时氨水有用氨水做碱性催化剂，此时氨水有两个作用：两个作用：1，起催化作用，起催化作用2，参与树脂生成反应，参与树脂生成反应OH+CH2O+NH3OHCH2NH2CH2OCH2OOCH2CH2NH+ C6H5OHOHCH2NHCH2OHCH2OCH2OOHCH2NCH2OCH2C6H5OHOHCH2NCH2OHCH2OH(3)192树脂形成及性能的影响因素树脂形成及性能的影响因素 影响因素包括：酚、醛类型及二者的摩尔比；催化剂类型等。 (1) 催化剂催化剂 常用催化剂：NaOH，NH3H2O，Ba(OH)2等。 催化剂不同，合成的酚醛树脂性能也不同。 催化

10、能力：NaOH Ba(OH)2 NH3H2O (2) 酚、醛比例酚、醛比例 理论上来讲：苯酚，甲醛二者等当量反应时，摩尔比应为1:1.5。(苯酚：三官能度单体；甲醛：二官能度单体。) 20(3) 酚、醛类型酚、醛类型 各种酚和醛，按其化学结构的不同，则其所具有官能团的反应能力(反应活性)也不同。 酚：不同类型的酚，由于取代基的不同，会影响其反应活性(反应速率)。OHCH3H3C3,5二甲酚OHCH3间甲酚7 75.2 88.OH苯酚1OHCH3CH33， 4二甲酚0 83. OHCH3H3C2 5,二甲酚0 71.OHCH3对甲酚0 35.OHCH3邻甲酚0.2621 醛：以甲醛和糠醛应用最广。醛：以甲醛和糠醛应用最广。 糠醛： 糠醛由于取代基大，与甲醛相比，反应较缓慢。除了含醛基外，还有双键存在，故反应能力大。苯酚与糠醛缩合的树脂，具有耐热性较高的特点。 其他：乙醛，丁醛。但反应活性较低，常与甲醛混合使用。但在酚环间存在较长的碳链，使酚醛树脂固化后在受热时刚性下降HCHCCHCCHOO223.1.3 热塑性酚醛树脂的合成热塑性酚醛树脂的合成 OHHCHOH+OHCH2OHOHCH2OHOHOHCH2OHHOCH2OHHOCH2HOH2O 1合成原理 合成条件：甲醛:苯酚摩尔比1，酸催化(采用三官能度酚，也可采用二官能度酚)。 最终结构2