【文章內(nèi)容簡介】 苯酚鋇，由于酚氧負離子與苯環(huán)上的 n電子形成共軛體系，發(fā)生電子離域，可使苯環(huán)上原羥基的鄰、對位碳上帶有負電荷，它們做為親核試劑，與甲醛發(fā)生親核加成反應(yīng)，生成羥甲基苯酚 (反應(yīng)式 a和反應(yīng)式 b)。 生成的鄰、對位羥甲基苯酚鹽，既具有酚的性質(zhì)，又屬于芐醇，具有很高的反應(yīng)活性，可與甲醛繼續(xù)反應(yīng)生成 2， 4一二羥甲基酚鹽及多元產(chǎn)物。此反應(yīng)因生成羥甲基故又稱為羥甲基化反應(yīng) (反應(yīng)式 c)。 反應(yīng)式 a： O H+ B a ( O H ) 2O 反應(yīng)式 b: 濱州學(xué)院本科畢業(yè)論文 5 O OO OH C H OH C H O H C H OO OOHC H2OH C H2OH O H2COC H2OOC H2O HOH O H2C 反應(yīng)式 c: OC H 2 O HOC H 2 O HH C H OO C H 2 O HC H 2 O HH C H OH O H 2 COC H 2 O HC H 2 O H 當溫度超過 40℃以后反應(yīng)進入縮聚反應(yīng)階段。主要發(fā)生：①羥甲基相互反應(yīng)脫水，生成亞甲基醚基團 (反應(yīng)式 e)；②羥甲基基團進攻苯酚或多羥基酚的活潑 H，進行親核取代反應(yīng)，生成亞甲基基團連接酚基的結(jié)構(gòu) (反應(yīng)式 f)。 反應(yīng)式 e: 2O HC H 2 O HO HC H 2 O C H 2 + H2 O 濱州學(xué)院本科畢業(yè)論文 6 反應(yīng)式 f: O H O H O HC H 2C H 2 O HO H+ + H 2 O O HC H 2 O HO H O HC H 2+ + H 2 OO H O HC H 2 O HO H O HC H 2C H 2 O HC H 2 O HO H+ + H 2 O O HC H 2 O HO HC H 2 O HO HC H 2C H 2 O HO H+ + H 2 O 反應(yīng)并不是只進行到上述階段即停止，而是連續(xù)重復(fù)上述各反應(yīng)，生成以亞甲基和亞甲基醚鍵連接起來的高分子化臺物一酚醛樹脂，其結(jié)構(gòu)大致如下； H2CO C H2O HH2CH2CO HH2CO HO HH2CH2CO H O HO HO H 濱州學(xué)院本科畢業(yè)論文 7 至此，制得了熱固性酚醛樹脂。應(yīng)用時需加熱固化，生成三向交聯(lián)固體穩(wěn)態(tài)產(chǎn)物，其具體結(jié)構(gòu)因高分子反應(yīng)非常復(fù)雜，尚不十分清楚。國外十分重視酚醛樹臘的合成反應(yīng)及固化機理的研究。這為產(chǎn)品的更新?lián)Q代、新品種的開發(fā)創(chuàng)造了必要的條件。如利用氣相滲透儀、凝膠滲透色譜儀、商效液相色譜儀對酚醛樹脂分子量及其分布的測定：用紅外光譜及核磁共 振方法對酚醛樹脂鄰對位比作定量分析；用巴科爾硬度儀測定熱剛性：用布拉德爾儀測定塑料在熔融時的轉(zhuǎn)矩和流變性能：依據(jù)動力學(xué)方面的分析結(jié)果從統(tǒng)計學(xué)的角度用計算機來預(yù)測其分子量分布和凝膠化時間等。這些現(xiàn)代化的儀器和先進的測試方法對酚醛樹脂的開發(fā)、物化性能的改進以及推廣應(yīng)用都具有很大的實用意義，特別是發(fā)展快速固化酚醛樹脂將起到重要作用。 濱州學(xué)院本科畢業(yè)論文 8 第 二 章 雙酚 A 改性酚醛樹脂膠黏劑 人們?yōu)榱嗽黾臃尤渲z粘劑的韌性，除了向酚醛樹脂長鏈中引入高分子的增韌荊如聚乙烯醇縮醛外，也可想辦法減少交聯(lián)點，增加柔韌性，為此，可在樹脂合成過程中加 入鄰甲酚、對甲酚以及間甲酚一類的酚類代替苯酚，得到耐磨性好的酚醛樹脂膠粘劑。本文引入了雙酚 A作為增塑劑。用雙酚 A改性甲階酚醛樹脂 (甲階酚醛樹脂以下簡稱酚醛樹脂 )，不僅可以提高其耐熱性，還可以改善韌性和抗?jié)裥?。因為芳雜環(huán)引入到分子結(jié)構(gòu)中，可以提高其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與熱穩(wěn)定性，可以改善耐熱性能尤其是瞬時耐高溫性能，這正是涂敷磨料所必須的。而且雙酚 A屬活性較強但耐熱性能好的“柔性段”，用它進行改性．能增加網(wǎng)鏈分子的活動能力，從而獲得理想的增韌效果。本章利用雙酚 A、苯酚和甲醛水溶液進行縮合共聚，得到一種高羥 甲基的雙酚 A改性酚醛樹脂，以期獲得良好的耐熱性、柔韌性和抗?jié)裥?，從而達到砂布使用要求 。 雙酚 A 簡介 雙酚 A 又名二酚基丙烷、 2,2 一雙 (4 一羥基苯基 )丙烷，是白色片狀粉末，可燃，有苯酚味。溶于乙醇及稀堿液，易溶于四氯化碳。不溶于水。沸點 220。 C，熔點 153℃，閃點 79． 4℃，比重 1． 195(25／ 4℃ )。本實驗用雙酚 A 規(guī)格見表 5— 1。所用雙酚 A 是由丙酮和苯酚反應(yīng)而得，此反應(yīng)式及雙酚 A 結(jié)構(gòu)如下： O H2 + H 3 C C C H 3OH O CC H 3C H 3O H雙 酚 A 合成純酚醛樹脂方法 酚醛樹脂生產(chǎn)工藝流程 濱州學(xué)院本科畢業(yè)論文 9 實驗研究方法 本文主要采用 以苯酚和甲醛反應(yīng)為標準與雙酚 A 改性做對比 。 對游離甲醛含量、可被溴化物含量、粘度、羥甲基含量進行測量并做出對比。 實驗原料： 96g 甲醛 +35g 苯酚 +4g 氫氧化鋇 實驗步驟：把原料放入三口瓶中，固定在水浴鍋里，開加熱，記錄從室溫升到60℃時間。溫度控制在 6068℃，保溫 2h，然后冷卻至室溫（約 2 個小時）。 后處理：用鹽酸羥胺法測樹脂中游離甲醛含量；用溴量法測樹脂中可被溴化物含量；用碘量法測定樹脂中羥甲基含量；用粘度計測量粘度。 數(shù)據(jù)記錄： (1)2030℃ 9min； 3040℃ 7min； 4050℃ 8min； 5060℃ 8min；6068℃ 2h (2)粘度測量 (40℃ )：反應(yīng) 1h ；反應(yīng) 2h ；反應(yīng) 3h ；反應(yīng)終點 10min (3)甲醛含量測定 (v=):反應(yīng) 1h 甲醛含量 ％；反應(yīng) 2h 甲醛含量％；反應(yīng) 3h 甲醛含量 ％；反應(yīng)終點甲醛含量 ％ (4)可被溴化物含量測定：反應(yīng) 1h ％；反應(yīng) 2h ％；反應(yīng) 3h %；反應(yīng) 終點 ％ (5)羥甲基含量測定（ v=）： 30℃ ； 40℃ ； 45℃ ； 50℃ ；55℃ 0. 苯酚 +40%Ba(OH)2 混合攪拌 雙酚 A 緩慢加甲醛 恒溫數(shù)小時 降溫 酚醛樹脂 加 入 縮 酸 恒溫攪拌 降溫出料 濱州學(xué)院本科畢業(yè)論文 10 最佳物料比的確定 3 5 :0 3 0 :5 2 5 :1 0 2 0 :1 5 1 5 :2 0 1 0 :2 5 5 :3 0 0 :3 56 .57 .07 .58 .08 .59 .09 .5反應(yīng)終點粘度min苯酚：雙酚A質(zhì)量之比（g） 圖 231反應(yīng)終點粘度曲線圖 35 ： 0 30 ： 5 2 5 :1 0 2 0 :1 5 1 5 :2 0 1 0 :2 5 5 :3 0 0 :3 50 .00 .51 .01 .52 .02 .53 .0游離甲醛含量%苯酚：雙酚A質(zhì)量比/g 圖 233反應(yīng)終點游離甲醛含量曲線圖 濱州學(xué)院本科畢業(yè)論文 11 3 5 :0 3 0 :5 2 5 :1 0 2 0 :1 5 1 5 :2 0 1 0 :2 5 5 :3 0 0 :3 53 .63 .84 .04 .24 .44 .64 .85 .05 .25 .45 .6可被溴化物含量%苯酚：雙酚A質(zhì)量比/g 圖 233反應(yīng)終點可被溴化物含量曲線圖 由表 23一系列數(shù)值可以看出，反應(yīng)終點粘度與配料比的改變 呈遞減趨勢且下降幅度越來越小，但甲醛含量與可被溴化物的含量卻是在苯酚與雙酚 A為 25： 10時的含量最低。所以可以確定在次條件下的反應(yīng)物料比較為合適。 最佳物料比下的分析測定 實驗原料： 96g 甲醛 +25g 苯酚 +10g 雙酚 A+4g 氫氧化鋇 實驗步驟：把原料放入三口瓶中，固定在水浴鍋里，開加熱，記錄從室溫升到60℃時間。溫度控制在 6068℃，保溫 2h，然后冷卻至室溫即降溫 2h。 后處理：用鹽酸羥胺法測樹脂中游離甲醛含量；用溴量法測樹脂中可被溴化物含量；用碘量法測定樹脂中羥甲基含量；用粘度計測量粘度。 濱州學(xué)院本科畢業(yè)論文 12 30 35 40 45 50 550102030405060708090百分含量%反應(yīng)溫度℃ 甲醛含量 可被溴化物含量 羥甲基含量 圖 24最佳配比各溫度下指標數(shù)值曲線 數(shù)據(jù)記錄： （ 1） 2030℃ 9min； 3040℃ 8min； 4050℃ 8min； 5060℃ 8min； 6068℃ 2h （ 2）粘度測量 (40℃ )：反應(yīng) 1h 。反應(yīng) 2h 。 反應(yīng) 3h ；反應(yīng)終點 ； （ 3）甲醛含量測定 (v=):反應(yīng) 1h甲醛含量 ％；反應(yīng) 2h甲醛含量 ％；反應(yīng) 3h 甲醛含量 ％；反應(yīng)終點甲醛含量 ％； （ 4）可被溴化物含量測定：反應(yīng) 1h ％；反應(yīng) 2h ％；反應(yīng) 3h ％ ；反應(yīng)終點 ％ ( 5）羥甲基含量測定 （ v=）： 30℃ ； 40℃ ； 45℃ ； 50℃ ；55℃ 此溫度下的甲醛含量為 87％； ％； ％； ％； ％，可被溴化物含量為 24％； 22％； ％； ％； ％根據(jù)此數(shù)據(jù)畫出出圖表 濱州學(xué)院本科畢業(yè)論文