定義

酚醛樹(shù)脂也叫電木，又稱電木粉。原為無(wú)色或黃褐色透明物，市場(chǎng)銷(xiāo)售常常加著色劑而呈紅、黃、黑、綠、棕、藍(lán)等顏色，有顆粒、粉末狀。耐弱酸和弱堿，遇強(qiáng)酸發(fā)作合成，遇強(qiáng)堿發(fā)作腐蝕。不溶于水，溶于丙酮、酒精等有機(jī)溶劑中。苯酚醛或其衍生物縮聚而得。

中文名	酚醛樹(shù)脂	化學(xué)式	C7H6O2
英文名	PHENOL-FORMALDEHYDE RESIN	分子量	122.12134
別稱	電木	CAS登錄號(hào)	9003-35-4
降生	1872年

二、主要性能

固體酚醛樹(shù)脂為黃色、透明、無(wú)定形塊狀物質(zhì)，因含有游離酚而呈微紅色，實(shí)體的比重均勻1.7左右，易溶于醇，不溶于水，對(duì)水、弱酸、弱堿溶液穩(wěn)定。由苯酚和甲醛在催化劑條件下縮聚、經(jīng)中和、水洗而制成的樹(shù)脂。因選用催化劑的不同，可分為熱固性和熱塑性兩類(lèi)。酚醛樹(shù)脂具有良好的耐酸性能、力學(xué)性能、耐熱性能，普遍應(yīng)用于防腐蝕工程、膠粘劑、阻燃資料、砂輪片制造等行業(yè)。

液體酚醛樹(shù)脂為黃色、深棕色液體，如：堿性酚醛樹(shù)脂主要做鑄造黏結(jié)劑。

高溫性能

酚醛樹(shù)脂最重要的特征就是耐高溫性，即便在十分高的溫度下，也能堅(jiān)持其構(gòu)造的整體性和尺寸的穩(wěn)定性。正由于這個(gè)緣由，酚醛樹(shù)脂才被應(yīng)用于一些高溫范疇，例如耐火資料，摩擦資料，粘結(jié)劑和鑄造行業(yè)。

粘結(jié)強(qiáng)度

酚醛樹(shù)脂一個(gè)重要的應(yīng)用就是作為粘結(jié)劑。酚醛樹(shù)脂是一種多功用，與各種各樣的有機(jī)和無(wú)機(jī)填料都能相容的物質(zhì)。設(shè)計(jì)正確的酚醛樹(shù)脂，潤(rùn)濕速度特別快。并且在交聯(lián)后能夠?yàn)槟ゾ?、耐火資料，摩擦資料以及電木粉提供所需求的機(jī)械強(qiáng)度，耐熱性能和電性能。

水溶性酚醛樹(shù)脂或醇溶性酚醛樹(shù)脂被用來(lái)浸漬紙、棉布、玻璃、石棉和其它相似的物質(zhì)為它們提供機(jī)械強(qiáng)度，電性能等。典型的例子包括電絕緣和機(jī)械層壓制造，離合器片和汽車(chē)濾清器用濾紙。

高殘?zhí)悸?/p>

在溫度大約為1000℃ 的惰性氣體條件下，酚醛樹(shù)脂會(huì)產(chǎn)生很高的殘?zhí)?，這有利于維持酚醛樹(shù)脂的構(gòu)造穩(wěn)定性。酚醛樹(shù)脂的這種特性，也是它能用于耐火資料范疇的一個(gè)重要緣由。

低煙低毒

與其他樹(shù)脂系統(tǒng)相比，酚醛樹(shù)脂系統(tǒng)具有低煙低毒的優(yōu)勢(shì)。在熄滅的狀況下，用科學(xué)配方消費(fèi)出的酚醛樹(shù)脂系統(tǒng)，將會(huì)遲緩合成產(chǎn)生氫氣、碳?xì)浠衔?、水蒸氣和碳氧化物。合成過(guò)程中所產(chǎn)生的煙相對(duì)少，毒性也相對(duì)低。這些特性使酚醛樹(shù)脂適用于公共運(yùn)輸和平安請(qǐng)求十分嚴(yán)厲的范疇，如礦山，防護(hù)欄和建筑業(yè)等。

抗化學(xué)性

交聯(lián)后的酚醛樹(shù)脂能夠抵抗任何化學(xué)物質(zhì)的合成。例如汽油，石油，醇，乙二醇，油脂和各種碳?xì)浠衔铩Ｒ蚱淇够瘜W(xué)穩(wěn)定性，合適用于制造廚衛(wèi)用具、飲用水凈化設(shè)備（酚醛碳纖維）、電木茶盤(pán)茶具、并普遍用于罐頭及易拉罐（國(guó)度規(guī)范GB 05009.069-2003）、液體容器等食品飲料包裝資料中。

熱處置

熱處置會(huì)進(jìn)步固化樹(shù)脂的玻璃化溫度，能夠進(jìn)一步改善樹(shù)脂的各項(xiàng)性能。玻璃化溫度與結(jié)晶固體如聚丙烯的凝結(jié)狀態(tài)類(lèi)似。酚醛樹(shù)脂最初的玻璃化溫度與在最初固化階段所用的固化溫度有關(guān)。熱處置過(guò)程能夠進(jìn)步交聯(lián)樹(shù)脂的活動(dòng)性促使反響進(jìn)一步發(fā)作，同時(shí)也能夠除去殘留的揮發(fā)酚，降低收縮、加強(qiáng)尺寸穩(wěn)定性、硬度和高溫強(qiáng)度。同時(shí)，樹(shù)脂也趨向于收縮和變脆。樹(shù)脂后處置升溫曲線將取決于樹(shù)脂最初的固化條件和樹(shù)脂系統(tǒng)。

發(fā)泡性

酚醛泡沫是由酚醛樹(shù)脂經(jīng)過(guò)發(fā)泡而得到的一種泡沫塑料。與早期占市場(chǎng)主導(dǎo)位置的聚苯乙烯泡沫、聚氯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫等資料相比，在阻燃方面它具有特殊的優(yōu)秀性能。其重量輕，剛性大，尺寸穩(wěn)定性好，耐化學(xué)腐蝕，耐熱性好，難燃，自熄，低煙霧，耐火焰穿透，遇火無(wú)灑落物，價(jià)錢(qián)低廉，是電器、儀表、建筑、石油化工等行業(yè)較為理想的絕緣隔熱保溫資料，因此遭到人們的普遍注重。

酚醛泡沫已成為泡沫塑料中開(kāi)展最快的種類(lèi)之一。消費(fèi)量不時(shí)增長(zhǎng)，應(yīng)用范圍不時(shí)擴(kuò)展，國(guó)內(nèi)外研討和開(kāi)發(fā)都相當(dāng)活潑。但是，酚醛泡沫最大的弱點(diǎn)是脆性大，開(kāi)孔率高，因而進(jìn)步它的韌性是改善酚醛泡沫性能的關(guān)鍵技術(shù)。

三、合成工藝

1、加成反響
在恰當(dāng)條件下，一元羥甲基苯酚繼續(xù)停止加成反響，就可生成二元及多元羥甲基苯酚。

2、縮合及縮聚反響
縮合及縮聚反響，隨反響條件的不同能夠發(fā)作在羥甲基苯酚與苯酚分子之間，也可發(fā)作在各個(gè)羥甲基苯酚分子之間。

縮合反響不時(shí)停止的結(jié)果是縮聚構(gòu)成一定分子量的酚醛樹(shù)脂，由于縮聚反響具有逐漸的特性，中間產(chǎn)物相當(dāng)穩(wěn)定因此可以別離而加以研討。
 

多年來(lái)研討剖析通常以為，影響酚醛樹(shù)脂的合成、構(gòu)造及特性的主要要素為如下四點(diǎn)：
(1)原料的化學(xué)構(gòu)造；
(2)酚與醛的摩爾比；
(3)反響介質(zhì)的酸、堿性；
(4)消費(fèi)操作辦法。

怎樣認(rèn)識(shí)加聚反響和縮聚反響

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加聚反響和縮聚反響是合成有機(jī)高分子的兩種根本反響。這兩種反響固然都由單體（小分子）產(chǎn)生高聚物（大分子）的反響，但它們還是有著實(shí)質(zhì)的區(qū)別。

加聚反響是加成聚合反響的簡(jiǎn)稱，是指以不飽和烴或含不飽和鍵的物質(zhì)為單體，經(jīng)過(guò)不飽和鍵的加成，聚合成高聚物的反響。例如，乙烯加聚成聚乙烯，是在恰當(dāng)?shù)臏囟?、壓?qiáng)和催化劑存在的條件下，乙烯分子中的雙鍵會(huì)斷裂其中的一個(gè)鍵，發(fā)作加成反響，使乙烯分子里的碳原子分離成為很長(zhǎng)的鍵。

反響的產(chǎn)物是聚乙烯，它是一種相對(duì)分子質(zhì)量很大的化合物，其分子組成能夠表示為(C2H4)n。

加聚反響依據(jù)參與反響的單體品種，又分為均聚反響和共聚反響。僅由一種單體發(fā)作的加聚反響叫做均聚反響，合成聚乙烯的反響就是均聚反響。由兩種以上單體共同參與的聚合反響叫共聚反響。例如，合成丁苯橡膠的反響即為共聚反響。

加聚反響的特性是：
（1）單體必需是含有雙鍵等不飽和鍵的化合物。例如，氯乙烯、丙烯腈等含不飽和鍵的物質(zhì)，在一定條件下，都能夠發(fā)作加聚反響。
（2）加聚反響發(fā)作在不飽和鍵上。
（3）發(fā)作加聚反響的過(guò)程中，沒(méi)有副產(chǎn)物產(chǎn)生，得到高聚物的化學(xué)組成跟單體的化學(xué)組成相同。
（4）加聚反響生成的高聚物相對(duì)分子質(zhì)量為單體相對(duì)分子質(zhì)量的整數(shù)倍。

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縮聚反響是縮合聚合反響的簡(jiǎn)稱，是指單體之間互相作用生成高分子，同時(shí)還生成小分子（如水、氨、鹵化氫等）的聚合反響。例如合成酚醛樹(shù)脂的反響就是縮聚反響。合成酚醛樹(shù)脂通常是以苯酚和甲醛為原料，在催化劑作用下，經(jīng)縮聚反響而得到。

縮聚反響依據(jù)參與反響的單體種數(shù)又分為共縮聚和均縮聚，由不同種單體參與的縮聚反響稱為共縮聚。如酚醛樹(shù)脂的合成反響就是共縮聚，它是由苯酚和甲醛兩種物質(zhì)為單體的。由同種單體停止的縮聚反響稱為均縮聚。如氨基酸聚合成多肽的縮聚反響就屬均縮聚。

縮聚反響的特性是：
（1）單體不一定含有不飽和鍵，但必需含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的反響基團(tuán)（如—OH、—COOH、—NH2、—X等）。
（2）縮聚反響的結(jié)果，不只生成高聚物，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。

由上可見(jiàn)，加聚反響和縮聚反響的單體構(gòu)造、反響機(jī)理、產(chǎn)物的化學(xué)組成都是截然不同的。

四、工藝開(kāi)展史

1905～1909年L.H.貝克蘭對(duì)酚醛樹(shù)脂及其成型工藝停止了系統(tǒng)的研討，1910年在柏林呂格斯工廠樹(shù)立通用酚醛樹(shù)脂公司，完成了工業(yè)消費(fèi)。

1911年J.W.艾爾斯沃思提出用六亞甲基四胺固化熱塑性酚醛樹(shù)脂，并制得了性能良好的塑料制品，取得了普遍的應(yīng)用。

1969年，由美國(guó)金剛砂公司開(kāi)發(fā)了以苯酚－甲醛樹(shù)脂為原料制得的纖維，隨后由日本基諾爾公司投入消費(fèi)。現(xiàn)美國(guó)、蘇聯(lián)和中國(guó)也有消費(fèi)。酚醛樹(shù)脂的消費(fèi)至今不衰，1984年世界總產(chǎn)量約1946kt，居熱固性樹(shù)脂的首位。

中國(guó)自20世紀(jì)40年代開(kāi)端消費(fèi)，1984年產(chǎn)量為77.6kt。 消費(fèi)辦法常用的原料為苯酚、間苯二酚、間甲酚、二甲酚、對(duì)叔丁基或?qū)Ρ交雍?a href="http://skillgame.cn/" target="_blank" class="autolink">甲醛、糠醛等。消費(fèi)過(guò)程包括縮聚和脫水兩步。按配方將原料投入反響器并混合平均，參加催化劑，攪拌，加熱至55～65℃，反響放熱使物料自動(dòng)升溫至沸騰。爾后，繼續(xù)加熱堅(jiān)持微沸騰（96～98℃）至終點(diǎn)，經(jīng)減壓脫水后即可出料。開(kāi)發(fā)勝利連續(xù)縮聚消費(fèi)酚醛樹(shù)脂新工藝。影響樹(shù)脂合成和性能的主要要素為酚與醛的化學(xué)構(gòu)造、摩爾比和反響介質(zhì)的pH。酚與醛的摩爾比大于或等于1時(shí)，初始產(chǎn)物為一羥甲基酚,，縮聚時(shí)生成線型樹(shù)脂；小于1時(shí)，生成多羥甲基酚衍生物，構(gòu)成的縮聚樹(shù)脂可交聯(lián)固化。反響介質(zhì)的pH小于7時(shí)，生成的羥甲基酚很不穩(wěn)定，易縮聚成線型樹(shù)脂；pH大于7時(shí)，縮聚遲緩，有利于多羥甲基酚衍生物的生成。消費(fèi)熱塑性酚醛樹(shù)脂常用鹽酸、磷酸、草酸作催化劑(見(jiàn)酸堿催化劑)使介質(zhì)pH為0.5～1.5。為防止猛烈沸騰，催化劑可分次參加。沸騰反響時(shí)間普通為3～6h。脫水可在常壓或減壓下停止，最終脫水溫度為140～160℃，樹(shù)脂分子量為500～900。消費(fèi)熱固性酚醛樹(shù)脂可用氫氧化鈉、氫氧化鋇、氨水和氧化鋅作催化劑，沸騰反響時(shí)間1～3h，脫水溫度普通不超越90℃，樹(shù)脂分子量為500～1000。強(qiáng)堿催化劑有利于增大樹(shù)脂的羥甲基含量和與水的相溶性。氨催化劑能直接參與樹(shù)脂化反響，相同配方制得的樹(shù)脂分子量較高，水溶性差。氧化鋅催化劑能制得儲(chǔ)存穩(wěn)定性好的高鄰位構(gòu)造酚醛樹(shù)脂。

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