酚醛樹脂的合成機理總結(jié)
酚醛樹脂是“三醛”樹脂的主要種類，所謂三醛樹脂是指：酚醛樹脂，脲醛樹脂，三聚氰胺樹脂。由于它們的合成原料都有甲醛，所以權(quán)且統(tǒng)稱為“三醛”樹脂。另外以甲醛為原料的樹脂還有，酮醛樹脂、糠醛樹脂，它們都不是太常用。本文主要敘說酚醛樹脂的合成機理過程。
酚醛樹脂在十九世紀(jì)末就研制勝利了，并在1907年工業(yè)化消費，是世界上最早研制勝利的樹脂及塑料制品，目前在熱固性樹脂中依然很常用。
由于有時略有苯酚殘留，酚醛樹脂常泛紅。
固然老早之前人們就控制酚醛樹脂的運用辦法了，但實踐上，酚醛合成的原理還是比擬復(fù)雜的。
酚醛樹脂由苯酚和甲醛縮聚而成，甲醛的官能度為2，
苯酚的鄰、對位的氫原子才是活性基團，因而官能度是3。
酚醛反響有兩類催化劑，從而對應(yīng)合成兩類樹脂：一是 堿催化，醛過量，構(gòu)成熱固性聚合物；二是 酸催化，酚過量，生成熱塑性預(yù)聚物。
首先需求曉得的是，酚與甲醛的反響分為兩步，首先酚上的活性氫與甲醛加成，構(gòu)成各種羥甲基酚；然后這些酚醇類互相之間縮合，構(gòu)成一定分子量的酚醛樹脂。下面將堿催化和酸催化兩種不同的反響過程和不同類別的聚合物分開引見。
1、堿催化反響——熱固性酚醛樹脂
在堿存在下（如氨、碳酸鈉、氫氧化鈉等）苯酚處于共振穩(wěn)定的陰離子狀態(tài)：
鄰對位陰離子進攻甲醛的C原子，發(fā)作親核加成反響，先生成鄰、對位羥甲基酚： 
如上圖最后的生成物，在強堿性環(huán)境中是酚的離子狀態(tài)，普通最后中和成中性或弱酸性，成為酚。
在甲醛過量的狀況下，進一步加成，構(gòu)成一羥甲基酚、二羥甲基酚、三羥甲基酚的混合物：
羥基酚進一步互相縮合，在堿性條件下，羥甲基與其他苯環(huán)上的活性氫縮合，構(gòu)成由亞甲基橋連的多元酚醇：
接下來就會繼續(xù)停止系列的加成縮合反響，構(gòu)成二、三或更多環(huán)的酚醇化合物，從而組成酚醛樹脂的預(yù)聚體。
堿催化酚醛樹脂常被分為三個階段：A、B、C。A階段，預(yù)聚體可溶解，可熔融且活動性能良好，反響水平小于凝膠點；B階段是進一步縮聚的結(jié)果，反響水平接近凝膠點，熔融粘度有所進步，但仍能熔融塑化加工。A和B兩階段的酚醛樹脂受熱時，交聯(lián)固化，進一步構(gòu)成C階段，C階段樹脂就不在溶解和熔融。工廠運用酚醛樹脂就是用的B或A階段的樹脂。
堿催化常見的合成過程如：
將苯酚、40%甲醛水溶液、氫氧化鈉或氨（苯酚量的1%）混合，80℃左右下回流2H，即可到達預(yù)聚請求，延長反響可能會招致交聯(lián)凝膠。要及時取樣，剖析熔點、凝膠時間、溶解性能、苯酚含量等，以便控制反響的停止和終點。反響完畢前，加酸中和成弱酸性，暫停聚合反響，減壓脫水，冷卻即可得到酚醛預(yù)聚物。
另外，堿性酚醛樹脂中的反響基團是無規(guī)排布的，酚醛預(yù)聚的階段和后期凝膠交聯(lián)或者熱固化階段都是難以定量計算的，官能團的活性概念也不再適用。
堿催化的熱固性酚醛樹脂主要用作膠粘劑，用來消費層壓板：
2、酸催化反響——熱塑性酚醛樹脂
鹽酸、硫酸、磷酸、草酸等無機酸都能夠催化酚醛樹脂加成縮聚反響，其中草酸的酸性和腐蝕性小，被優(yōu)先選用。
在酸性環(huán)境中，甲醛的羰基先質(zhì)子化：
然后質(zhì)子化的羰基進攻苯酚的鄰、對位的C原子，停止親電芳香取代反響，構(gòu)成羥甲基酚：
苯酚過量的狀況下，一元羥甲基酚進一步縮合成亞甲基橋，鄰位-對位、鄰-鄰、對-對隨機銜接：
需留意，制備時，必需苯酚過量！！假如苯酚與甲醛等摩爾比或者比甲醛還少，即便在酸性條件下，也會交聯(lián)。如酚醛摩爾比在10:1~10:9之間，預(yù)聚物分子量可在230~1000之間變動，苯環(huán)含量可到達6~10個，呈現(xiàn)出不同的縮聚水平。
合成過程如下：將熔融后的苯酚（約60℃）參加到反響器中，加熱至95℃，先后參加草酸（苯酚量的1%）和甲醛水溶液，在回流溫度下反響3H左右，甲醛即可耗費完整。
由于甲醛用量少，樹脂構(gòu)造中也不會存在羥甲基，即便再加熱也不會發(fā)作交聯(lián)固化，正由于此，該法制備的酚醛樹脂被稱為熱塑性酚醛樹脂。樹脂會從水中沉淀析出，減壓蒸出水分和未完整反響的苯酚，測定產(chǎn)物熔點，肯定下來反響的終點。最后冷卻，破碎，即得酚醛樹脂粉末。工廠里運用熱塑性酚醛樹脂多為粉末狀態(tài)。 
酚醛樹脂粉末在運用時，普通與木粉等填料、六亞甲基四胺交聯(lián)劑等助劑混合，即可得到模塑粉。模塑粉是熱塑性酚醛樹脂的主要應(yīng)用。它的固化過程是：模塑粉受熱，六亞甲基四胺合成，提供交聯(lián)所需的亞甲基，其作用與甲醛相相似，從而使樹脂交聯(lián)固化。

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