酚醛树脂(PF)是由苯酚或取代苯酚与甲醛反应得到的合成聚合物。作为电木的基础原料,酚醛树脂是第一批商业合成树脂(塑料)。它们已被广泛用于生产模制产品,包括台球、实验室台面以及涂料和粘合剂。它们曾经是生产电路板的主要材料,但现在已经被环氧树脂和玻璃纤维布取代,如耐火的FR-4电路板材料。
酚醛树脂主要有两种生产方法。一种是苯酚和甲醛直接反应生成热固性网状聚合物,而另一种是将甲醛限制在生成一种叫做酚醛清漆的预聚物,该预聚物可以被模制,然后通过添加更多的甲醛和提供额外的热量而固化。用于生产各种特殊用途树脂的生产材料和原材料有许多不同。
形成和结构
酚醛树脂作为一个组,是通过分步生长聚合反应形成的,该聚合反应可以是酸催化或碱催化。由于甲醛主要以二甘醇低聚物的动态平衡形式存在于溶液中,因此甲醛的活性形式的浓度取决于温度和pH值。
苯酚在邻位和对位(2、4和6位)与甲醛反应,使最多3个单位的甲醛连接在苯环上。所有情况下的初始反应都包含羟甲基苯酚的形成:
HOC6H5+CH2O→HOC6H4CH2OH
羟甲基能够与另一个游离邻位或对位反应,也可以与另一个羟甲基反应。第一个反应生成亚甲基桥,第二个生成醚桥:
HOC6H4CH2OH + HOC6H5 → (HOC6H4)2CH2 + H2O
2 HOC6H4CH2OH → (HOC6H4CH2)2O + H2O
双酚(HOC6H4)2CH2(有时称为“二聚体”)被称为双酚F,是环氧树脂生产中的一种重要单体。双酚-F可以进一步连接生成三、四和更高的苯酚低聚物。