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。耐弱酸和弱堿,遇強酸發(fā)生分解,遇強堿發(fā)生腐蝕。不溶于水,溶于丙酮、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(yè)化生產(chǎn)的一類合成樹脂,其原料易得,生產(chǎn)工藝簡單,綜合性能優(yōu)良,應(yīng)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(jīng)濟價值。酚醛樹脂合成反應(yīng)分為兩步,首先是苯酚與甲醛的加成反應(yīng),隨后是縮合及縮聚反應(yīng)。
縮聚反應(yīng)是指具有兩個或兩個以上官能團的單體,相互反應(yīng)生成高分子化合物,同時產(chǎn)生有小分子(如 H2O、HX、醇等)的化學(xué)反應(yīng)。酚醛樹脂是由苯酚和甲醛在催化劑條件下縮聚而成。反應(yīng)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(jié)合為水分子,其余部分連接起來成為高分子化合物——酚醛樹脂。
酚醛樹脂主要用于制造各種塑料、涂料、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(wǎng),三腳架,藥匙,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堿性的催化劑作用下,通過縮聚反應(yīng)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。
在堿性催化劑作用下,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(xiàn)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(dāng)試管中反應(yīng)物漸漸沸騰時,從沸水中取出試管,并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(fā)現(xiàn)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。說明制得了酚醛樹脂。
七、縮聚反應(yīng)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(yīng)基團(如—OH、—COOH、—NH2、—X等)。
(2)縮聚反應(yīng)的結(jié)果,不僅生成高聚物,而且還有副產(chǎn)物(小分子)生成。
(3)所得高分子化合物的化學(xué)組成跟單體的化學(xué)組成不同。