酚醛樹脂的制備受很多因素的影響,其中原料摩爾比、催化劑種類和用量、反應(yīng)溫度和投料方式等對酚醛樹脂的反應(yīng)速度、產(chǎn)物結(jié)構(gòu)和質(zhì)量都有很大影響。
一、苯酚與甲醛摩爾比的影響
苯酚與甲醛的摩爾比影響歷程反應(yīng)和分子結(jié)構(gòu),在酸性催化反應(yīng)中,當(dāng)甲醛的摩爾比小于苯酚時,不能形成足夠的羥甲基,使縮合反應(yīng)進行到一定程度便停止;在堿性催化反應(yīng)中,當(dāng)甲醛摩爾數(shù)小于苯酚時,又有部分苯酚以游離狀態(tài)存在于樹脂中,反應(yīng)不完全。從酚醛樹脂較理想的結(jié)構(gòu)考慮,作為熱固性樹脂苯酚的摩爾數(shù)應(yīng)略小于甲醛的摩爾數(shù)。
二、催化劑的影響
催化劑的性質(zhì)、種類、用量對樹脂反應(yīng)速度、固化速度和產(chǎn)物都有影響。酸性或堿性催化劑都可加快羥甲基化速度。PH值為4時反應(yīng)速度最慢。堿性催化劑對亞甲基化速度影響不大。苯酚與甲醛無論摩爾比大小在堿性催化劑作用下都能生成熱固性酚醛樹脂。酸性催化下甲醛被活化亞甲基化反應(yīng)速度大于羥甲基化反應(yīng)速度生成線型熱塑性酚醛樹脂。
三、 投料方式的影響
在弱堿(如氫氧化銨)的催化下,苯酚與甲醛可一次投料進行縮聚反應(yīng)形成酚醛樹脂,該法工藝簡單,但游離酚含量高。一般甲醛與苯酚摩爾比(F/P)較低時,如制備醇溶性酚醛樹脂則可采用一次投料法。
在強堿(如氫氧化鈉)催化下,甲醛應(yīng)分兩次加料,與苯酚進行縮聚反應(yīng)形成酚醛樹脂。兩次投樣可減緩反應(yīng)放熱,易于控制,有利降低游離酚含量,提高樹脂質(zhì)量。一般甲醛與苯酚摩爾比較高時采用2次投料方式。