[고분자합성실험 만점 보고서] 페놀수지의 합성 결과 보고서

목차

1. 예비보고서
2. 결과보고서

본문내용

제목: 페놀수지의 합성

실험의 목적
목표
페놀과 폼알데하이드의 축합반응에 의해 합성되는 수지인 페놀수지를 산촉매와 염기촉매 하에서 직접 제조해본다.

세부목표
- 페놀수지의 제조법에 따른 종류와 특징
- Novolac형 페놀 합성
- Resole형 페놀 합성

원리 및 이론적 배경
페놀 수지는 산촉매에 의해 제조되는 노볼락과 염기 촉매에 의해 제조되는 레졸로 나눌 수 있다. 페놀수지는 열경화성 플라스틱으로 기계적 강도가 크고 내열성, 내약품성 및 전기 절연 성질이 뛰어나 전기 및 기계 부품으로 널리 사용되고 있다.
1. 산촉매를 이용한 페놀수지의 합성
산 촉매 하에서 페놀과 포름알데하이드를 반응시키면 사슬구조를 가지며 에탄올, 아세톤에 가용성을 갖는 노볼락이 합성된다. 반응 메커니즘은 다음 사진과 같다.
여기서 페놀에 대한 알데하이드 몰비를 0.8이하로 하면 가교는 일어니지 않으며 노볼락 분자량은 1200~1500 정도이다. 이와 같은 노볼락으로부터 열경화성 수지를 얻기 위해 Hexamethylenetetramine과 같은 가교제를 이용함을 이해할 수 있다.

2. 알칼리 촉매를 이용한 페놀수지의 합성
염기 촉매에서 페놀과 과량의 포름알데하이드를 반응시키면 레졸이 얻어진다. 레졸은 –CH2OH기를 여러개 갖는 페놀에 대한 포름알데하이드 첨가물로 다양한 구조의 혼합물으로 반응 메커니즘은 다음 사진과 같다.
여기서 페놀에 관한 포름알데하이드 몰 비를 2.5 정도 과량으로 합성한다.
레졸 분자구조 예는 다음과 같다.
레졸 분자량은 300~700 정도에 해당하며 레졸로부터 산촉매, 염기 촉매 또는 무촉매 등 여러 가지 조건에서 축합 반응시켜 열경화성 수지인 레지트 수지를 합성한다.

열경화성과 열가소성의 비교
; 고분자 물질에 열을 가해 주었을 때 어떠한 성질이 나타나느냐에 따라서 열경화성과 열가소성으로 구분할 수 있음.

참고 자료

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https://www.researchgate.net/figure/Reactions-leading-to-phenol-formaldehyde-resins-in-novolac-and-resole-form-adapted-from_fig5_328511522
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네이버 지식인, 괴산선비, 페놀 수지의 합성, 2023/10/31,
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네이버 블로그, Novolac과 Hexamethylene tetramine의 반응 메커니즘, 2023/10/31,
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