酚醛樹脂是一種最經(jīng)典的人工合成樹脂,有近百年的使用史。由于酚醛樹脂原料易得,價(jià)格低廉,生產(chǎn)工藝和設(shè)備簡(jiǎn)單,而且所生產(chǎn)的玻璃鋼制品具有優(yōu)異的性能而被廣泛使用。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)??s聚反應(yīng)是指單體間相互反應(yīng),生成高分子化合物同時(shí)生成小分子的聚合反 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(jī)理是苯酚羥基鄰位上的兩個(gè)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。
如果采用不同的催化劑,苯酚羥基對(duì)位上的氫原子也可以和甲醛進(jìn)行縮聚,使分子鏈之間發(fā)生交聯(lián),生成體型酚醛樹脂,而體型酚醛樹脂絕緣性很好,是用作電木的原料。另外,以玻璃纖維作骨架,以酚醛樹脂為肌肉,組合固化制成復(fù)合材料即玻璃鋼。
酚醛樹脂的合成原理
加成反應(yīng)
在適當(dāng)條件下,一元羥甲基苯酚繼續(xù)進(jìn)行加成反應(yīng),就可生成二元及多元羥甲基苯酚。
縮合及縮聚反應(yīng)
縮合及縮聚反應(yīng),隨反應(yīng)條件的不同可以發(fā)生在羥甲基苯酚與苯酚分子之間,也可發(fā)生在各個(gè)羥甲基苯酚分子之間??s合反應(yīng)不斷進(jìn)行的結(jié)果,將縮聚形成一定分子量的酚醛樹脂,由于縮聚反應(yīng)具有逐步的特點(diǎn),中間產(chǎn)物相當(dāng)穩(wěn)定因而能夠分離而加以研究。
加聚反應(yīng)的反應(yīng)特點(diǎn)
(1)單體必須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,都可以發(fā)生加聚反應(yīng)。
(2)加聚反應(yīng)發(fā)生在不飽和鍵上。
(3)發(fā)生加聚反應(yīng)的過程中,沒有副產(chǎn)物產(chǎn)生,得高聚物的化學(xué)組成跟單體的化學(xué)組成相同。
(4)加聚反應(yīng)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。
縮聚反應(yīng)的反應(yīng)特點(diǎn)
(1)單體不一定含有不飽和鍵,但必須含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的反應(yīng)基團(tuán)(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。