丁酮对萘酚酚醛树脂合成影响的初步的研究.pdfVIP

C一8 玻璃钢学会第十五届全国玻璃钢／复合材料学术年会论文集 2003年 丁酮对萘酚酚醛树脂合成影响的初步研究 王凌君周源斌冯青平 陈 淳李英华 (北京玻璃钢研究设计院102101) (中原工学院) 摘要： 本文研究和讨论了以丁酮作溶剂对萘酚酚醛树脂的分子聚合度的影响；并分析了在萘酚酚醛树 脂舍成中，分子聚合度和分子量分布与树脂粘度的关系。 关键词： 纂酚酚醛树脂丁酮分子量分布聚合度树脂粘度 1前言 作为RTM使用的改性酚醛树脂中间体，一般要求粘度很小，能满足工艺使用要求。分子 量越大的聚合物其粘度越高，这就需要控制酚醛树脂的分子量在一个较低的范围内。本文所 提的萘酚酚醛树脂是刚性大的新型酚醛树脂，由于萘酚本身在室温下难溶于水(随温度升高它 在水中的溶解度增加)，与甲醛反应制得的这种新型线性酚醛树脂也不溶于水，在反应后期不 便于操作，造成分子量难以控制。基于这种情况，本文选择既溶解萘酚又溶解酚醛树脂的丁酮 作溶剂进行合成研究。 2实验部分 使用的主要原料有甲醛，工业级，北京实验化工厂；萘酚，分析纯，北京瀛海精细化工厂；丁 酮，分析纯，北京化学试剂公司；草酸：分析纯。使用的主要仪器有四口瓶(500ral)、冷凝管、加 热套、搅拌器、场解析质谱仪(德国MAT90)、旋转粘度计(同济大学机电厂，NDJ一79)等。 在室温下，将原料按一定的摩尔比一次性投入四口瓶中(溶剂与萘酚的重量比为2：1)，升 J，最后 温过程中搅拌，反应到一定的时间后脱丁酮，加水水洗至中性除去多余的酸和游离酚ll 得到酚醛树脂。 取试样委托北京微量化学分析所做场解析质谱；粘度用旋转粘度计测试。 3结果与分析 3．1无溶剂合成体系 实验过程中出现严重的分相现象，到反应后期树脂呈膏状，粘附在搅拌器上完全与水相分 离，而且无法水洗除去多余的酸和游离酚。取样做场解析质谱见图1。测试结果表明树脂由 三、四、五聚体为主的聚合物构成，还存在分子量较大的六、七聚体，树脂粘度很高。 不含溶剂时，甲醛在水中虽然以水合物的形式存在。但是在酸性条件下由于氧原子的吸 电子能力比碳原子的强，氧原子上结合一个氢离子，双键电子云向氧原子偏移造成在碳原子上 5 缺电子具有亲电性；而萘酚环上的2…4 7位上的碳原子有亲核性。这样萘酚和甲醛在草酸 作用下聚合成萘酚酚醛树脂。由于萘酚和生成的树脂都不溶于水，在这种情况下有容易形成 较大分子量的聚合物，造成树脂粘度很大。反应如下列方程(1)和方程(2)： 136 图1不舍丁酮溶剂的树脂场解析质谱 巴萨哪、菩扣吼 (1) !／——■＼、 滞一∞ +H℃皿 ．H H…当贷厂OH ．圆、忒一 (n=O一-7)(2)‘2,3] O∥OH卧◇HO，T、@HO 3．2采用丁酮作溶剂 合成条件不变，采用丁酮作溶剂，丁酮在水中溶解度为10％水中溶解269。萘酚和酚醛 树脂在丁酮中的溶解性很好；且脱丁酮之后易水洗除去草酸。取样做场解析质谱见图2。从 图2可以看出，树脂以二聚体和三聚体为主，且没有较大分子生成；树脂粘度很小。 137 图2含丁酮溶剂的树脂场解析质谱 在萘酚酚醛树脂合成过程中，体系呈酸性，反应前原料以下列状态存在 H0、 ，0 0—0