实验二 水溶性酚醛树脂胶的制备
一、目的要求
了解酚醛树脂胶粘剂的合成原理，掌握水溶性酚醛树脂胶的制备方法
二、实验原理
酚醛树脂是最早用于胶粘剂工业的合成树脂品种之一，它是由苯酚(或甲酚、二甲酚、间苯二酚)与甲醛在酸性或碱性催化剂存在下缩聚而成。

随着苯酚，甲醛用量配比和催化剂的不同，可生成热固性酚醛树脂和热塑性酚醛树脂两类。

热固性酚醛树脂是用苯酚与甲醛以小于1摩尔比用量在碱性催化剂存在下(氨水、氢氧化钠)反应制成，它一般能溶于酒精和丙酮中．为了降低价格减少污染，可配制成水溶性酚醛树脂。

热固性酚醛树脂经加热可进一步交联固化成不熔不溶物。

热塑性酚醛树脂（又称线性酚醛树脂）是用苯酚与甲醛以1个摩尔比用量，在酸性 催化剂（如盐酸）存在下反应制得，可溶于酒精和丙酮中。

由于它是线形结构，所以虽经加热也不固化，使用时必须加入环六次甲基四胺等固化剂，才能使之发生交联变为不溶不熔物。

热固性酚醛树脂和热塑性酚醛树脂结构式分别示意如下： OH CH 2OH CH 2
CH 2OH CH 2OH OH CH 2OH n OH CH 2CH 2OH OH n
热固性酚醛树脂 热塑性酚醛树脂
在实际使用时，一般情况下，往往首选热固性酚醛树脂胶粘剂，而热塑性酚醛树脂应用量要比热固性树脂少得多。

末改性的热固性酚醛树脂胶粘剂的品种很多，现在国内通用的有三种，钡酚醛树脂胶是用氢氧化钡为催化剂制取的甲阶酚醛树脂，可以在石油磺酸的强酸作用下于室温固化，缺点是游离酚含量高达20％左右，对操作者身体有害。

同时由于含有酸性催化剂，粘结木材时会使木材纤维素水解，胶接强度随时间增长而下降。

醇溶性酚醛树脂胶是用氢氧化钠为催化剂制取的甲阶酚醛树脂，也可用酸催化剂室温固化，性能与钡酚树脂胶相同但游离酚含量在5％以下，水溶性酚醛树脂胶在这三种中是最重要的，因取游离酚含量低2.5％，对人体危害较小，同时，以水为溶剂可节约大量有机溶剂，目前，国产的酚醛树脂胶粘剂的性能已经以在石油磺酸的强酸作用下于室温固化，缺点是游离酚含量高达20％左右，对操作者身体有害。

同时由于含有酸性催化剂，粘结木材时会使木材纤维素水解，胶接强度随时间增长而下降。

醇溶性酚醛树脂胶是用氢氧化钠为催化剂制取的甲阶酚醛树脂，也可用酸催化剂室温固化，性能与钡酚树脂胶相同但游离酚含量在5％以下，水溶性酚醛树脂胶在这三种中是最重要的，因取游离酚含量低2.5％，对人体危害较小，同时，以水为溶剂可节约大量有机溶剂，目前，国产的酚醛树脂胶粘剂的性能已经达到指标。

本实验为水溶性酚醛树脂的制备法。

三、药品和仪器
氢氧化钠2g，苯酚47g、甲醛(含量37％)61g，500mL三口瓶1个、机械搅拌器1台，100℃温度计1支，400mL烧杯1个，量筒100mL 1个
四、合成方法
1．将2g氢氧化钠溶于29mL水中，加入三口烧瓶中，然后投入全部的苯酚，加热到40℃，搅拌使苯酚溶解后，加入总量80％的甲醛。

2．升温至70℃（注意：务必控制升温速度，不能使升温过猛），保温30min。

3．升温至80℃，保温5min。

加入余下的甲醛，在80℃保温20min。

4．升温至90℃，保温20min。

用吸管取样，滴入水中形成白云状胶体，即可降温出料。

测定粘度性质。

五，说明
l、所得产品为深棕色透明粘稠状液体，粘度为100、200恩(于20℃)，游离酚含量不大于2.5％，固体含量45～50％。

2、本实验合成产品的粘度是用恩格勒粘度计测定的条件粘度。

恩格勒粘度计是一种精密度低于1％的粗略粘度计，广泛用于工厂现场进行简单的牛顿粘度测定和比较。

其测定方法是把200cm3的试料盛于容器中达一定的高度，使其通过容器底部的短细管或锐孔流出，测定试料从容器中流室所需的时间(秒)，此时间称为条件粘度。

条件粘度也可用恩格勒度来表示，即把试料流空所需的时间用20℃下同样体积(200cm3)的新鲜蒸馏水的流出时间除，除得的值可用来表示条件粘度的大小，称为恩格勒度。

水流50、52秒之间。

本实验也可以用其他方法测定产品与水的流出时间比值。

六、思考题
1、对于热固性酚醛树脂和热塑性酚醛树脂在甲醛和苯酚配比上有何不同?对各自的树脂结构有何影响?
2、在整个反应过程中，为什么要逐步有控制的升温?
3、在碱性催化剂存在下，酚醛缩合生成树脂的全过程可分几个阶段?各个阶段的结构特点、溶解性、熔融性有何不同?
4、用于制备胶粘剂的酚醛树脂在合成时应将反应控制在哪个阶段，为什么?。