酚醛树脂的合成课件

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,酚醛树脂的合成,冯玲,2016.3.29,目录,1.,有机化合物的概念,2.,有机化合物中碳原子的成键特点,3.,有机化合物的分类,4.,酚醛树脂的合成,一有机化合物概念,(1),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：研究有机物的组成、结构、性质、制备方法与应用的科学。,（,3,）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,(CH,3,),、乙基,(C,2,H,5,),、正丙基,(CH,2,CH,2,CH,3,),、异丙基,CH(CH,3,),2,等。,元素周期表,.jpg,C.,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,(NH,2,),、肽键,(CNHO),、硝基,(NO,2,),等。,注意：,苯环不是官能团。,元素周期表,.jpg,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。,3,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,(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,C,n,H,2,n,2,(,n,1),CH,4,烯烃,C,n,H,2,n,(,n,2),(,单烯烃,),炔烃,C,n,H,2,n,2,(,n,2),(,单炔烃,),C,C,HC,CH,苯及同,系物,C,n,H,2,n,6,(,n,6),(,不包括萘等,),烃的衍生物,合成酚醛树脂,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-OH,酚醛树脂所用的原料有：,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；,为什么,苯酚（俗称石炭酸）,1,熔点,40.9,，沸点,181.7,，无色针状晶体；,2,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；,4,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,T,65,时，能与水以任意比例互溶。,甲醛（又称蚁醛）,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；,水溶液最高浓度达,55%,，,40%,的水溶液称福尔马林（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 聚甲醛，呈白色粉末状。,影响缩聚的因素：,醛,:,酚,1(,摩尔比,),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,),。,酸催化：反应难以控制，无实用价值。,醛,:,酚,1,，一般控制在,1,1.5,之间；,碱催化,，如,NaOH,、,Ba(OH),2,、,NH,3,H,2,O,等。,(1),苯酚、甲醛的加成反应：缩聚反应起始阶段发生,（,2,）当温度进一步升高时，各种羟甲基酚之间发生缩合反应，生成二酚核和多酚核的低聚物。,（,3,）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型结构。,热固性树脂最终结构,工业上生产热固性酚醛树脂时，常用氨水做碱性催化剂，此时氨水有两个作用：,1,，起催化作用,2,，参与树脂生成反应,2,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,常用催化剂：,NaOH,，,NH,3,H,2,O,，,Ba(OH),2,等。,催化剂不同，合成的酚醛树脂性能也不同。,催化能力：,NaOH Ba(OH),2,NH,3,H,2,O,(2),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。,),(3),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,),。,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,3.1.3,热塑性酚醛树脂的合成,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,树脂形成及性能的影响因数,(1),催化剂,催化剂的酸性大小及用量对反应有较大影响。酸量越多，酸性越强，反应速度就越大，树脂的平均分子量也就越高。,常用品种：盐酸，草酸，硫酸等。,(2),酚、醛比例,实际应用中，酚、醛的摩尔比控制在,1,:,0.81,:,0.9,之间。,醛量增加，会对酚醛树脂的性能产生以下影响：,