Сырьё для получения фенолальдегидных полимеров

1. Сырьё для получения фенолальдегидных полимеров

Основное сырьё – фенол и
формальдегид.
Гомологи фенола (крезол, ксиленол) и
двухатомный фенол – резорцин.
Другие альдегиды – фурфурол

2. Фенол кристаллы Тпл=41 С, Ткип=182 С

3. Синтетические способы получения фенола: 1. бензолсульфонатный метод 2. хлорбензольный метод 3. метод Рашига 4. кумольный метод:

4. Ближайшие гомологи фенолов - крезолы

5. Ксилинолы

6. Резорцин 

Резорцин
• Тпл=110С и Ткип.=276,5С.
представитель
трехатомного фенола –
пирогаллол

7.

• Формальдегид
• Фурфурол

8.

• Синтез фенолальдегидных полимеров
• При поликонденсации фенола и его
гомологов с альдегидами могут
образовываться как термопласты, так и
реактопласты.
• Термопластичные фенолальдегидные
олигомеры – новолачные (или новолаки), а
термореактивные – резольные (или
резолы)

9. Основные факторы, определяющие строение и свойства фенолальдегидных полимеров:

• функциональность фенола
• мольное соотношение фенола
и альдегида
• рН среды.

10. Функциональность фенолов – число атомов водорода в феноле и его гомологах, способных взаимодействовать с альдегидами

• Трифункциональные: фенол, мета-крезол, 3,5ксиленол и резорцин.
• бифункциональные: орта и пара-крезолы, а также 2,3, 2,5
3,4-ксиленолы
• Другие ксиленолы (2,6 и 2,4) – монофункциональны.

11.

• При поликонденсации формальдегида и
фурфурола с трифункциональными фенолами
- как термопластичные, так и
термореактивные олигомеры.
Бифункциональные фенолы – только
термопластичные олигомеры.
• Формальдегид и фурфурол при
поликонденсации с трифункциональными
фенолами – как термореактивные, так и
термопластичные олигомеры.
• Другие альдегиды – (уксусный, масляный и
т.д.) - только термопластичные олигомеры (у
них низкая реакционная способность).

12. Мольное соотношение фенола и альдегида 1. фенол : альдегид = 1:1

+
+
- H2O
новолак

13. Побочные реакции при синтезе новолака

14. 2. фенол : альдегид = 1:2

резол

15. Кислотность среды

• Кислая среда (рН < 7): фенолоспирты
неустойчивы →быстрая конденсация →
термопластичные смолы
• Щелочная среда (рН > 7): фенолоспирты
устойчивы → конденсация при нагревании
или при добавлении кислых катализаторов.

16. Взаимодействие трифункциональных фенолов с формальдегидом

Образование новолака
• Избыток фенола
(фенол/формальдегид=1/
0,78-0,86). Кислая среда. При
отсутствии избытка фенола –
резол
• Большой избыток
формальдегида
(фенол/формальдегид=1/ 22,5). Сильная кислота –
катализатор. При
добавлении небольшого
кол-ва основания – новолаки
переходят в резолы.
Образование резола
• Избыток
трифункционального
фенола и основной
катализатор. Избыток
фенола может оставаться
в продуктах реакции.
• При небольшом избытке
формальдегида в
присутствии как основных
так и кислых
катализаторов.

17.

• Реактивные свободные центры в
новолачных смолах → обработка
формальдегидом или
гексаметилентетрамином (уротропин)
→ неплавкое нерастворимое состояние
• Уротропин + Н2О → NH3, CH2O
↘NH(CH2OН)2 , N(CH2OН)3

18. Строение отверждённых новолачных смол

19. Резол – смесь линейных и разветвлённых продуктов общей формулы:

20. Синтез резольной смолы

21. Отверждение в присутствии катализаторов

22. Стадии отверждения

• Стадия А (резольная) – олигомер по свойствам
близок к новолаку (плавится, растворяется в
щелочах спирте, ацетоне), но это нестойкий
продукт. При нагревании – переходит в неплавкое и
нерастворимое состояние.
• Стадия В (резитол). Растворимость – частичная. Не
плавится, но при нагревании размягчается
(переходит в высокоэластичное, каучукоподобное
состояние). Ограниченно набухает в растворителях.
• Стадия С (резит) – конечная стадия отверждения.
Неплавкий и нерастворимый продукт, не набухает в
растворителях и не размягчается при нагревании.

23. Строение резита

24. Типовая рецептура производства новолачных (НС) и резольных смол (РС)