ФЕНОПЛАСТЫ

ХИМИЗМ ОБРАЗОВАНИЯ ФЕНОЛЬНЫХ СМОЛ

Как уже отмечалось, фенопласты представляют собой продукты поликонденсации, образующиеся при взаимодействии фенолов с альдегидами (обычно с формальдегидом). К фенопластам отно­сятся также продукты, полученные поликонденсацией фенолов с другими реакционноспособными соединениями, например с лиг­нином или с такими фенольными соединениями, которые помимо фенольных гидроксилов и метилольных групп содержат другие реакционноспособные группы, в частности сульфокислотные или группы о ненасыщенными связями. Состав продуктов поликон­денсации определяется поэтому функциональностью и структур­ными особенностями исходных соединений.

Образование нерастворимых и неплавких продуктов поли­конденсации достигается с помощью реакций отверждения, в ре­зультате которых происходит сшивание молекул. Реакция отвер­ждения может проводиться в несколько стадий — до состояния резита, т. е. продукта полного отверждения, или до получения частично отвержденного продукта. Кроме того, нередко исполь­зуют исходные соединения, цнгибирующие дальнейший процесс отверждения (например, при получении алкилфенольных смол).

Несмотря на обилие накопленных данных, до настоящего времени не установлена взаимосвязь между закономерностями синтеза фенольных смол, их составом и эксплуатационными характеристиками. Синтез смол и впредь, по-видимЬму, будет осуществляться эмпирическим путем [1]. При этом важно знать механизм и порядок реакций образования смол [2].

Как известно, фенольные гидроксилы, являясь заместителями первого рода, ориентируют присоединяющиеся молекулы форм­альдегида преимущественно в орто - и пара-положения. Число свободных реакционноспособных орто - и пара-положений в бен­зольном кольце (X) определяет функциональность фенола и его гомологов при образовании продуктов поликонденсации [1].

Трифункциональные фенолы

Бифункциональные фенолы ОН ОН ОН ОН

XX, ,,.^у

X СН3 СНз X

О-крезол п-крезол 3,4-ксиленол 2,5-ксиленол

Монофункциональные фенолы ОН ОН

НзсД^сня /сн*

XX X

X СНз

2,6-ксиленол 2,4-ксиленол

Ниже приведены данные о реакционной способности фенола и его гомологов по отношению к формальдегиду в процессе поли­конденсации в щелочной среде (за единицу принята реакционная способность фенола):

ОН ОН ОН ОН ОН

Л Л /6с°н’ о ч

НзС-^^^СНз ^^СНз НзС'^'/^'СНз 4 " ^СН3

Н3

7,75 2,88 1,49 1,00 0,83

ОН ОН ОН ОН ОН

СНз ^^^^СНгОН ^ /СНз Н3С^ ^ ^СН»

НзС-^

СН3

0,71 0,35 0,34 0,16 0,16

Приведенные данные справедливы и для превращения резола в резитол, когда приблизительно 2/3 объема смолы переходит в неплавкое состояние. Если скорость перехода резола в резитол, когда исходным компонентом является фенол, принять равной 1^ то скорости перехода в случае гомологов фенола будут следу­ющими [4]:

TOC o "1-5" h z 3,5-Ксиленол................................ 8,5

Л-Крезол........................................ 3,4

П-Крезол........................................ 0,6

О-Крезол........................................ 0,4

Процесс поликонденсации зависит от следующих факторов, существенно влияющих на строение и свойства конечного про­дукта: функциональности и реакционной способности исходных фенолов; типа катализатора; мольного соотношения фенол : аль­дегид; продолжительности и температуры реакции; pH реакцион­ной среды.