페놀수지의 합성, 페놀수지의 특성, 노볼락과 레졸 반응 메커니즘

목차

1. 실험목적

2. 실험방법

3. 시약(materials) 및 취급 유의사항 (MSDS)
3.1 페놀(Phenol, C6H6O)
3.2 30% 포름알데히드 수용액(Formaldehyde, HCHO)
3.3 0.5N HCl(hydrochloric)
3.4 25% NH₄OH
3.5 헥사메틸렌테트라민(hexamethylenetetramine, C6H12N4)
3.6 산화마그네슘(magnesium, MgO)
3.7 마그네슘스테아레이트 (magnesium stearate, Mg(C18H35O2)2)

4. 예상결과와 확인방법
4.1 FT-IR
4.2 DSC

5. 참고문헌

본문내용

1. 실험목적
페놀 수지는 산 촉매에 의해 제조되는 노볼락(Novolac)과 염기성 촉매에 의해 제조되는 레졸(Resol)로 구분되어진다. 이 중 노볼락(Novolac)을 제조함으로써 반응메커니즘을 알고 페놀 수지의 특성을 이해한다.

2. 실험방법
산 촉매 하에서 페놀과 포름알데히드를 반응시키면 사슬구조를 가지면서 에탄올과 아세톤에 가용성인 노볼락이 합성된다.

※ 반응 메커니즘
① 먼저 산 촉매 하에서 페놀의 ortho 위치나 para 위치에 포름알데히드가 첨가반응을 한다.
② 이것이 다시 페놀과 반응하여 축합반응이 일어나고 물 분자가 나오면서 메틸올 단위()가 이웃에 있는 페닐기에 연결된다. (이 때 페놀은 2, 4, 6위치에 세분자의 포름알데히드를 첨가할 수 있다).
③ 이런 첨가반응과 메틸올의 축합 반응으로 사슬이 길어지게 되고 노볼락이 생성된다.

이때 페놀에 대한 알데히드의 몰비를 0.8보다 적게 하면 가교가 일어나지 않는다. 노볼락의 분자량은 1200~1500정도이다. 이러한 노볼락으로부터 열경화성 수지를 얻기 위해서는 주로 hexamethylenetetramine과 같은 가교제를 이용한다.

1) 100ml 둥근 바닥 플라스크에 13.0g(0.138mol)의 페놀과 9.24g(0.114mol)의 37% 포름알데히드 수용액을 가한다.
2) 촉매로 0.5N HCl 3ml를 가한 후 환류 냉각기를 장치하고 물중탕을 이용하여 95℃로 2시간 동안 가열한다.
3) 혼합물을 분별 깔때기에 옮겨 2시간 정도 식힌다.
4) 약 2시간 후 두층으로 상분리가 되면 아래층의 기름 상의 물질을 분리하여 수분을 증발시킨다.
5) 증발시킨 화합물을 냉각시켜 노볼락 수지를 얻어낸다.

3. 시약(materials) 및 취급 유의사항 (MSDS)
3.1 페놀(Phenol, C6H6O)
- 분자량 : 94.11  /   녹는점 : 40.90℃  
- 끓는점 : 181.75℃   /   비중 : 1.07

참고자료

· http://blog.naver.com/narcissus_3/50045116690 - Novolac이론
· http://www.iasj.net/iasj?func=fulltext&aId=11075 - SYNTHESIS AND CHEMICAL MODIFICATINON OF NOVOLAC VIA INCORPORATION OF SILICON, PHOSPHOROUS, BORON, SULFUR AND SOME ORGANIC COMPOUNDS (논문)
· http://www.sigmaaldrich.com - 시약/MSDS