Đồ án: Thiết kế phân xưởng sản xuất phenol-formaldehyde tan trong cồn -1-
LỜI GIỚI THIỆU
Từ xa xưa, con người đã biết dùng các loại vật liệu từ thiên nhiên để phục vụ
cho những nhu cầu rất đa dạng của mình như nhu cầu về nhà ở, may mặc, sinh hoạt
và đi lại…Xã hội ngày càng tiến bộ thì con người ta càng tìm ra được các loại vật
liệu thay thế một cách hữu hiệu hơn như tìm ra các loại tài nguyên khoáng sản, kim
loại. Với sự phát triển chóng mặt của xã hội, các nguồn tài nguyên này cũng dần cạn
kiệt, yêu cầu đặt ra là phải tìm loại vật liệu mới thay thế các loại vật liệu truyền
thống trước đây một cách có hiệu quả. Dựa trên cơ sở là giải quyết yêu cầu bức
thiết đó ngành công nghệ vật liệu cao phân tử ra đời và nó nhanh chóng phát triển
đáp ứng được những nhu cầu rất đa dạng phục vụ cuộc sống con người.
Từ nửa sau thế kỷ XX ngành công nghệ hợp chất cao phân tử đã có bước
phát triển vượt bậc. Sản phẩm của nó xâm nhập vào hầu hết các lĩnh vực của cuộc
sống cũng như các ngành khoa học kỹ thuật khác nhau nhờ tính năng ưu việt và yếu
tố giá thành. Vật liệu cao phân tử có các tính năng ưu việt mà các loại vật liệu khác
không thể so sánh được như: Độ bền cơ học, độ đàn hồi, khả năng cách âm, cách
nhiệt, cách điện tốt, nhẹ và dể gia công…
Công nghệ sản xuất keo dán là một ngành công nghiệp hoá học cao phân tử
và nó được ứng dụng nhiều trong việc xây dựng nhà cửa, công nghiệp đồ gỗ, đồ sắt,
giày da và các lĩnh vực kỹ thuật khác. Phenol và formaldehyde được bắt đầu nghiên
cứu bởi Adolf Bayerr vào năm 1872 và Losekam vào năm 1889. Phương pháp tổng
hợp rẻ tiền và khả thi đầu tiên được phát minh ra vào năm 1907 bởi Leo Hendrik
Baekeland, và vào năm 1910, một loại vật liệu mới ra đời được đặt tên là bakelite,
đây là kết quả của việc thêm vào polymer những chất như bột gỗ, vật liệu chống
cháy asbestos và bụi đá trầm tích slate, tạo nên vật liệu composite có khả năng chịu
lửa và cứng cáp hơn. Bakelite được ứng dụng rộng rãi trong hàng tiêu dùng vào
thập niên 1920. Bakelite là loại nhựa được tổng hợp đầu tiên, nó cũng là loại nhựa
nhiệt rắn đầu tiên [1]. Trải qua gần thế kỷ hình thành và phát triển, ngành keo dán
đã có những thành tựu vượt bậc tổng hợp nên các loại keo dán có tính năng vượt
trội đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người. Năm 1993, tiêu thụ keo phenol-
formaldehyde là 3,07 tỉ pound chỉ đứng sau poly-urethane (3,476 tỉ pound) trong

Nguyên liệu chính để sản xuất phenol-formaldehyde là phenol,
formaldehyde. Ngoài ra người ta đi từ một số dẫn xuất của phenol như: crezol,
xilenol, rezorsin. Còn các aldehyde thì ngoài formaldehyde, furfurol là loại được sử
dụng nhiều nhất.
1. Phenol và các dẫn xuất của nó
1.1. Phenol
Công thức phân tử: C
6
H
5
OH
Công thức cấu tạo:
1.1.1. Các tính chất vật lý
Ở điều kiện thường phenol tồn tại ở dạng tinh thể hình kim, không màu, có
mùi hắc đặc trưng, để lâu trong không khí có màu hồng và biến thành màu nâu nhạt
do nó bị oxi hoá.
Tỷ trọng d =1,054
Nhiệt độ nóng chảy t
nc
= 40,3
O
C
Nhiệt độ sôi t
s
=182,2
O
C
Độ hoà tan trong 100g
OH
2

có hại đến hệ thần kinh, khi bị bỏng do phenol có thể rửa bằng rượu. Nồng độ cho
phép giới hạn của hơi phenol trong không khí là 0,005 mg/l [3].
SVTH: Võ Minh Huấn Lớp: 07H4 GVHD: TS. Đoàn Thị Thu Loan
OH
Đồ án: Thiết kế phân xưởng sản xuất phenol-formaldehyde tan trong cồn -4-
Ngoài ứng dụng của phenol trong công nghiệp chất dẻo, phần lớn là tổng
hợp nhựa phenol-focmaldehyde, phenol còn được dùng trong y dược: dùng làm chất
diệt trùng, khử trùng, chống nấm mốc rất hữu hiệu và có tác dụng giảm đau.
1.1.2.Tính chất hoá học của phenol
Phenol tham gia phản ứng đặc trưng là phản ứng thế S
E
. Do hiệu ứng liên hợp
nên khả năng phản ứng của phenol rất mạnh, phenol biểu hiện tính acid.
a. Phản ứng thể hiện tính acid
C
6
H
5
OH + H
2
O → C
6
H
5
O
-
+ H
3
O
+

NaOH
O C
O
+
ClH
Khi đun nóng este của phenol với AlCl
3
sẽ xảy ra sự chuyểnvị nhóm oxyl
đến vị trí octo hoặc para của nhân thơm, phản ứng này gọi là phản ứng chuyển vị
frisơ dùng để điều chế các hợp chất hydroxylxeton thơm.
b. Phản ứng thế S
E

Trong phản ứng thế S
E
, nhóm thế OH là nhóm thế loại 1 nên nó định hướng
chủ yếu vào vị trí octo và para.
• Phản ứng nitro hóa

OH
HNO
3
loãng
HNO
3
dd
OH
NO
2
O

C
H
2
SO
4
,100
O
C
• Phản ứng halogen hóa

OH
+
Br
2
(dd)
OH
Br
Br
Br
• Phản ứng alkyl hóa Friden – Crap

OH
+
CH
3
C Cl
CH
3
CH
3


OH
+
N NH
+
R
R
OH
N N

SVTH: Võ Minh Huấn Lớp: 07H4 GVHD: TS. Đoàn Thị Thu Loan
Đồ án: Thiết kế phân xưởng sản xuất phenol-formaldehyde tan trong cồn -6-
• Phản ứng Raimơ – Timan
Đây là phản ứng dùng để điều chế các aldehyde của các hợp chất thơm có
chứa nhóm -OH [3].
c. Phản ứng với formaldehyde
• Phản ứng kombe
Dùng để điều chế O-hydroxylbenzoic acid:
XT
OH
HCHO
+
OH
CH
2
OH
OH
,XT
OHOH
CH

2
dư vào để chuyển phenolat thành
phenol tự do và chưng cất lấy phenol. Phenol từ công nghiệp cốc hóa, mặc dù ngành
công nghiệp này rất phát triển, nhưng cũng không thoả mãn được nhu cầu của công
nghiệp chất dẻo. Vì vậy các phương pháp tổng hợp đóng vai trò rất lớn trong công
nghiệp có 4 phương pháp sản xuất phenol:
• Phương pháp benzensulfonat: (Phương pháp kiềm nóng chảy)
SVTH: Võ Minh Huấn Lớp: 07H4 GVHD: TS. Đoàn Thị Thu Loan
Dd NaOH
+
 →
HCl
OH
CHO
OH
CHO
3
CHCl
Đồ án: Thiết kế phân xưởng sản xuất phenol-formaldehyde tan trong cồn -7-
Sunfo hoá benzen: C
6
H
6
+ HO-SO
3
H C
6

suất thấp.
• Phương pháp clobenzen: Gồm các giai đoạn:
Clo hoá benzen tạo thành clobenzen (phenol clorua ) sau đó xà phòng hoá
clobenzen bằng dung dịch NaOH 10% theo tỉ lệ 1:1,25.
C
6
H
5
Cl + NaOH C
6
H
5
OH + NaCl
• Phương pháp Rauga: gôm các giai đoạn:
Clo oxy hoá benzen bằng HCl và không khí ở nhiệt độ cao 200
÷
300
o
C, có
chất xúc tác (CuO, Al
2
O
3
). Thuỷ phân clobenzen bằng nước ở 750
o
C có xúc tác
CuO, Al
2
O
3

nước ở 85
o
C biến thành hydroperoxit cumen.

CH
3
CH CH
3
C
6
H
5
+
O
2
XT,85
O
C
H
5
C
6
C
CH
3
OOH
CH
3

Phân huỷ hydroperoxit cumen bằng H

O
Phương pháp này được xem là kinh tế nhất hiện nay, vì có dùng khí propylen
(sản phẩm khí cracking dầu mỏ) và sản phẩm của phương pháp này là phenol và
axeton đều có ý nghĩa lớn trong công nghiệp [3].
SVTH: Võ Minh Huấn Lớp: 07H4 GVHD: TS. Đoàn Thị Thu Loan
360
o
C,315at
HCl
CuO,Al
2
O
3
750
O
C
CuO,Al
2
O
3
200 ÷300
0
C
333300
o
C
Đồ án: Thiết kế phân xưởng sản xuất phenol-formaldehyde tan trong cồn -8-
1.2. Các dẫn xuất của phenol
1.2.1. Crezol
a. Công thức

Tan trong nước yếu hơn so với phenol, ngay cả nước nóng, nhưng tan tốt
trong các dung dịch kiềm, rượu và ete.
Tricrezol độc như phenol.
Bảng 1: Tính chất của ba đồng phân cresol [3]:
Đồng phân Tỉ trọng T
0
nóng chảy
(
o
C)
T
0
sôi (
o
C) Tham gia phản
ứng
o-crezol 1,0415 30,8 109,9 Tạo nhựa nhiệt
dẻo
m-crezol 1,0341 11,9 202,2 Tạo nhựa nhiệt
rắn
p-crezol 1,034 34,8 202,1 Tạo nhựa nhiệt
dẻo
Tricrezol nhận được từ dầu trung của nhựa than đá. Tách crezol ra các đồng
phân rất khó do nhiệt độ sôi của chúng gần nhau.
1.2.2. Xilenol
a. Công thức
Công thức phân tử: (CH
3
)
2

3
CH
3
1,2,6-xilenol
OH
CH
3
CH
3
1,3,4-xilenol
OH
CH
3
CH
3
1,3,5-xilenol

b. Tính chất
Xilenol là chất lỏng nhớt, màu sẫm, có mùi khó chịu, sôi trong giới hạn nhiệt
độ từ 210
÷
225
o
C, tỉ trọng d =1,035
÷
1,04, hoà tan trong dung dịch kiềm 10%.
Xilenol có 6 đồng phân trong đó 1,3,5- xilenol có khả năng tạo nhựa nhiệt
rắn khi tác dụng với formaldehyde còn các đồng phân khác tạo nhựa nhiệt dẻo.
Tính chất của các đồng phân xilenol cho ở bảng sau:
c. Điều chế xilenol

Xilenol
T
O
nóng
chảy (
o
C)
T
O
sôi
(
o
C)
1,2,3-Xilenol 75 218 1,2,6- xilenol 49 203
1,2,4-Xilenol 26 211,5 1,3,4-xilenol 62,5 225
1,2,5-Xilenol 74,5 231,5 1,3,5-Xilenol 68 219,5
Đồ án: Thiết kế phân xưởng sản xuất phenol-formaldehyde tan trong cồn
-10-
Rezorsin là chất kết tinh có mùi đặc trưng yếu, nóng chảy ở nhiệt độ 110
o
C
và sôi ở 276,5
o
C, có tỷ trọng d = 1,285.
Có thể tham gia phản ứng ở nhiệt độ thấp do H ở vị trí octo và para mạnh hơn
phenol rất nhiều. Khi có tác dụng của ánh sáng và không khí ẩm thì rezorsin biến
thành màu đỏ.
Rezorsin tan tốt trong nước, metanol, etanol, ete, glyxerin, hầu như không tan
trong benzen, cloroform và disunfua cacbon.
Rezorsin là loại acid rất yếu (hằng số ion hoá ở 18

C.
Có tỷ trọng d = 0,815, phân tử lượng M = 30 đvc.
Formaldehyde ở dạng khí tự trùng hợp ở nhiệt độ 90
0
C có một lượng nhỏ HCl,
florua, và thiếc clorua thì trùng hợp rất nhanh tạo thành bột trắng nóng chảy cao (ở
164
÷
172
0
C) gọi là para formaldehyde, para formaldehyde hay parafooc là polime
mạch thẳng (CH
2
O)
n
với mắc xích cơ bản là oxymetylen là polime vô định hình.
Formaldehyt trong nước gọi là focmalin và tồn tại cả hai dạng:
CH
2
O+H
2
O HOCH
2
OH(metylen gluco)
Focmalin chứa 33
÷
40% thể tích formaldehyt, hay 30
÷
37 % tính theo trọng
lượng.


• Phản ứng Grinha:

−
OH,HOH
HCHO +RMgX RCH
2
OMg RCH
2
OH
• Phản ứng tạo hợp chất cyanhydrin:

HCHO CN
-

+
CH CN
OH
H

• Phản ứng cộng disunfat natri:

C CN
H
H
CH
3
+
NaHSO
3

→ HCOOH + H
2
O
CH
3
OH + 1/2O
2
→ CO
2
+ 2H
2
O
CH
3
OH CO + 2H
2
H
2
+ CH
3
OH → CH
4
+ H
2
O
HCHO CO + H
2
HCHO C + H
2
O

→
←
→
←
→
←
Phản ứng phụ
Đồ án: Thiết kế phân xưởng sản xuất phenol-formaldehyde tan trong cồn
-12-
HCHO + 1/2 O
2
→ HCOOH
• Phương pháp 3: Oxy hoá etylen
Hỗn hợp khí chứa 85% thể tích etylen và 30% thể tích oxy đi qua hỗn hợp
xúc tác gồm đất sét nung tẩm H
3
PO
4
, t
0
=375
0
C [3].
2.2. Urotropin ( hexametylen tetramin )
2.2.1. Công thức
Công thức phân tử: (CH
2
)
6
N

4
O
2

Công thức cấu tạo:

2.3.2. Tính chất
Furfurol là chất lỏng không màu có mùi dễ chịu, bị biến màu trong không
khí.
Tỷ trọng ở 20
0
C là d = 1,1598.
Nhiệt độ đóng rắn t
đr
= -36,5
0
C.
Nhiệt độ sôi t
s
=161,7
0
C.
SVTH: Võ Minh Huấn Lớp: 07H4 GVHD: TS. Đoàn Thị Thu Loan
N
N
N

N

CH C- CHO

C, lúc đó nối
ngang bị gãy.
- Nhựa rezit: Nhựa đã đóng rắn hoàn toàn tạo thành polime có mạng
lưới không gian dày đặc, ở trạng thái không nóng chảy không hòa tan trong bất kỳ
dung môi nào. Mạng lưới không gian tạo ra không những chỉ do liên kết hóa học
(metylen) mà còn do liên kết lý học (liên kết H ) [4].
III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VIỆC TẠO NHỰA VÀ TÍNH
CHẤT SẢN PHẨM
Phản ứng phenol với aldehyde là phản ứng trùng ngưng. Đặc tính từng bậc
của nó giúp ta tách ra và nghiên cứu các sản phẩm ban đầu tương đối ổn định.
Nhựa PF có các tính chất nổi bật như:
• Tính ổn định nhiệt tốt:
Chịu được nhiệt độ cao, khi đã đóng rắn thì sản phẩm cứng, ổn định kích
thước ngay cả trong điều kiện khắt khe. Vì thế nhựa PF được sử dụng để sản xuất
các sản phẩm chịu nhiệt, chịu mài mòn.
• Khả năng liên kết cao:
Nhựa phenolic là chất kết dính liên kết chắc với nhiều hợp chất hữu cơ hay
vô cơ và các chất gia cường tạo ra các loại vật liệu lý tưởng. Do đó, nhựa PF dễ
dàng thấm sâu vào cấu trúc của các chất nền. Khi đóng rắn nó có các đặt tính bền
cơ, nhiệt, hóa nên được sử dụng nhiều cho nhiều mục đích khác nhau.
SVTH: Võ Minh Huấn Lớp: 07H4 GVHD: TS. Đoàn Thị Thu Loan
Đồ án: Thiết kế phân xưởng sản xuất phenol-formaldehyde tan trong cồn
-14-
Mức độ sinh khí thải và chất độc hại thấp nên an toàn trong vận chuyển, sản
phẩm có khả năng chống cháy cao đặc biệt là với các chất độn vô cơ, khi cháy
không tạo khói.
• Hàm lượng cacbon cao:
Trong điều kiện oxy hóa ở nhiệt độ cao hơn điểm phân hủy, nhựa phenolic
cho hàm lượng cacbon cao. Bên cạnh đó, nhựa phenolic tạo ra cacbon có cấu trúc
như cacbon thủy tinh. Vật liệu này như ceramic và thực tế nó vẫn giữ nguyên cấu

3
OH
m-Crezol
OH
1,3,5-xilenol
H
3
C
OH
rezorsin
∗∗
∗
∗∗
∗
CH
3
∗∗
∗
∗∗
∗
OH
Đồ án: Thiết kế phân xưởng sản xuất phenol-formaldehyde tan trong cồn
-15-
Ở giai đoạn của phản ứng chủ yếu tạo thành nhựa o và p, m-oxybenzoic
trong đó o-oxybenzoic chiếm đa số.
Rượu monoxybenzilic có một nhóm metylol có khả năng tham gia phản ứng
với phenol và giữa chúng với nhau. Khi phản ứng với phenol tạo thành các đồng
phân dioxidiphenyl metan.
Trong trường hợp tạo nhựa nhiệt dẻo có cấu trúc thẳng gọi là nhựa
xaliheninic.

SVTH: Võ Minh Huấn Lớp: 07H4 GVHD: TS. Đoàn Thị Thu Loan
Đồ án: Thiết kế phân xưởng sản xuất phenol-formaldehyde tan trong cồn
-16-

OH
+
HCHO
OH
CH
2
OH
CH
2
OH
OH
CH
2
OH
HOH
2
C
OH
CH
2
OH
HOH
2
C
HOH
2

4. Ảnh hưởng của xúc tác và lượng xúc tác đến tính chất
Tuỳ thuộc vào loại và lượng xúc tác mà phản ứng sản phẩm tạo thành nhựa
nhiệt rắn hay nhựa nhiệt dẻo.
٭ Xúc tác acid: Sản phẩm tạo thành là nhựa nhiệt dẻo novolac, không có khả
năng tự đóng rắn và không tạo ra mạng lưới không gian để chuyển sang trạng thái
không nóng chảy, không hoà tan.
+ Nếu xúc tác là acid hữu cơ (HCOOH, (COOH)
2
, CH
3
COOH...) cho sản
phẩm có màu sáng hơn so với xúc tác acid vô cơ nhưng lại có hoạt tính xúc tác thấp.
+ Nếu xúc tác là acid vô cơ (HCl, H
3
PO
4
, H
2
SO
4
) cho sản phẩm có màu tối
hơn nhưng lại có hoạt tính xúc tác cao.
٭ Xúc tác là bazơ: Sản phẩm tạo thành là nhựa rezolic.
+ Nếu là kiềm mạnh (NaOH, KOH) thì lượng HCHO tham gia vào phản ứng
nhiều hơn, vận tốc phản ứng lớn nhưng sản phẩm có màu tối hơn và tạo sản phẩm
có khả năng hoà tan trong nước vì hydro linh động trong nhóm hydroxyl của phenol
có tính acid yếu, trong NaOH tạo ra muối có liên kết -ONa phân cực mạnh nên tan
trong môi trường nước phân cực.
+ Nếu xúc tác là Ba(OH)
2

4
CH
2
-
n
Đồ án: Thiết kế phân xưởng sản xuất phenol-formaldehyde tan trong cồn
-18-
lấy thừa. Thường tỷ lệ mol phenol: formaldehyde là 6: 5 hoặc 7: 6. Giảm phenol
thừa thì tạo ra nhựa rezolic ngay ở trong môi trường axit, nhưng nếu thừa nhiều thì
làm giảm trọng lượng phân tử của nhựa. Chỉ trong điều kiện thừa nhiều
formaldehyde (
5,22
÷
mol aldehyde trên 1 mol phenol) có xúc tác axit mạnh thì
mới tạo ra nhựa giống như novolac (sau khi tách hết formaldehyde và axit thừa) vì
nó không bị đóng rắn khi đun nóng. Nếu thêm một ít lượng chất xúc tác kiềm thì
nhựa này nhanh chóng chuyển sang trạng thái không nóng chảy và không tan.
Trên cơ sở nhiều công trình nghiên cứu mà người ta đi đến kết luận rằng
dioxidiphenyl-metan là chất được tạo ra trước và từ đó tạo ra nhựa novolac.
Quá trình phản ứng giữa phenol và formaldehyde để tạo thành nhựa là:
2C
6
H
5
OH + CH
2
O HOC
6
H
4

6
H
3
(OH)CH
2
C
6
H
4
OH
• Sự phụ thuộc trọng lượng phân tử của nhựa novolac vào tỷ lệ mol
phenol:formaldehyde được biểu diễn trên đồ thị sau:
Trọng lượng phân tử trung bình có thể xác định theo công thức:

106
94
−
=
A
A
M

M: Trọng lượng phân tử trung bình của nhựa.
A: Hiệu suất tạo nhựa khan nước.
Trọng lượng phân tử của nhựa novolac tăng theo độ tăng của tỷ lệ
formaldehyde và phenol, nhưng ngay cả khi thừa phenol nhiều thì không chỉ
nhận được dioxidiphenyl metan mà có các sản phẩm phân tử cao hơn.
Hình 1: Ảnh hưởng tỉ lệ formaldehyde : phenol đến khối lượng phân tử của
nhựa novolac.
• Cấu tạo hóa học của nhựa novolac:

CH
2
Đồng thời có 2,4 và 2,2 dioxidiphenyl metan.
Nhựa novolac là hỗn hợp đồng đẳng có trọng lượng phân tử không đồng đều.
Khi xử lý bằng formaldehyde, nhựa novolac sẽ chuyển sang trạng thái không nóng
chảy, không hoà tan. Tuy nhiên, 4,4-dioxidiphenyl metan không chuyển sang
polime ba chiều.
Nhựa novolac nhận từ o, p-crezol và những phenol khác trong nguyên tử
hydro ở vị trí hoạt động nào đó (2,4,6) được thay thế bằng một nhóm không phân
cực khi xử lý bằng formaldehyde cũng không có khả năng chuyển sang trạng thái
không nóng chảy, không hoà tan.
Phản ứng tạo thành nhựa novolac:
nCH
2
+(n+1) C
6
H
5
OH H(CH
4
(OH) CH
2
)
n
C
6
H
4
OH +n H
2

2
-), phản ứng này toả ra NH
3
.
Nếu đun nóng nhựa novolac và nhựa đi từ phenol có thay thế gốc alkyl ở vị
trí octo và para ở 200
÷
280
0
C thì chúng có khả năng chuyển sang trạng thái không
SVTH: Võ Minh Huấn Lớp: 07H4 GVHD: TS. Đoàn Thị Thu Loan
CH
OH
CH
3
3
CH
OH
CH
3
CH
OH
CH
3
3
CH
n-2
Đồ án: Thiết kế phân xưởng sản xuất phenol-formaldehyde tan trong cồn
-20-
nóng chảy không hoà tan, và nhóm hydroxyl của phenol tham gia vào việc tạo ra

o
C) trong môi trường kiềm các rượu phenol được
tạo ra không tham gia vào phản ứng ngưng tụ liên tục, ở nhiệt độ cao >70
o
C rượu
phenol có khả năng tác dụng với nhau.
Điều kiện tạo thành nhựa rezolic:
4.2.1. Xúc tác
Khi pH>7 nghĩa là dùng xúc tác kiềm thì phản ứng đa tụ phenol và
formaldehyde thường tạo thành nhựa rezolic.
Xúc tác kiềm làm cho nhựa có đặc tính rezolic không những trong trường
hợp thừa formaldehyde mà ngay cả khi thừa phenol, phenol không tham gia phản
ứng ở trong nhựa sẽ được giữ lại dưới dạng tự do.
Những xúc tác thường dùng nhất NaOH là loại xúc tác mạnh thường tạo
nhựa rezolic tan trong nước.
Xúc tác Ba(OH)
2
, NH
4
OH tạo ra nhựa rezolic tan trong cồn. Đầu tiên
NH
4
OH kết hợp với formaldehyde tạo thành urotropin, vì thế có thể dùng ngay cả
bản thân urotropin để thay thế xúc tác. Thường lấy lượng NH
4
OH: 0,5
÷
3% so với
phenol. Đó là xúc tác tương đối yếu nên cũng giống như các kim loại hoá trị 2, cho
SVTH: Võ Minh Huấn Lớp: 07H4 GVHD: TS. Đoàn Thị Thu Loan

12% phenol tự do, nhựa rezolic lỏng chứa
20% hoặc cao hơn. Lượng phenol tự do nhiều nó sẽ làm giảm tốc độ đóng rắn và
tính chất cơ lý của sản phẩm. Nhưng có một số trường hợp cần chứa một ít phenol
tự do trong nhựa vì nó làm cho nhựa dễ nóng chảy hơn và tạo màng sau khi đóng
rắn có độ đàn hồi hơn.
Hàm lượng oxy trong nhựa rezolic (khi điều chế dùng xúc tác NaOH) có một
số liên kết ete (-CH
2
-O-CH
2
-) vì khi đun nóng nhựa thì thấy có CH
2
O tỏa ra.
Trong trường hợp dùng xúc tác NH
4
OH không có liên kết ete và đun nóng
nhựa đến 200
o
C thì không thấy CH
2
O toả ra.
Nhựa rezolic có thể hòa tan hoàn toàn trong nhiều dung môi như:
xiclohexanol, phenol, dioxan, butanol... nhưng với điều kiện là nhiệt độ sôi của
dung môi đó trên 100
O
C lúc đó thì các nối ngang đều bị phá hủy.
Tốc độ tăng nhiệt độ ảnh hưởng đến độ hòa tan của rezolic. Nếu tăng nhiệt
độ nhanh thì lúc đó nhựa chưa kịp trương trong dung môi, lượng nối ngang tăng lên
và ngừng hẳn quá trình hòa tan nhựa. Nếu đun nóng lâu thì có thể làm rezolic tan
hoàn toàn.

6. Ứng dụng của nhựa phenol–formaldehyde
Từ nhựa phenol-formaldehyde người ta điều chế các chất dẻo khác nhau gọi
là phenolplast. Trong thành phần của chúng, ngoài chất kết dính (nhựa) còn có các
SVTH: Võ Minh Huấn Lớp: 07H4 GVHD: TS. Đoàn Thị Thu Loan
-H
2
C
CH
2
OH
CH
2
CH
2
CH
2
OH
OH
CH
2
CH
2
OH
OH
CH
2
CH
2
CH
2

2
C
CH
2
OH
CH
2
Đồ án: Thiết kế phân xưởng sản xuất phenol-formaldehyde tan trong cồn
-23-
cấu tử khác nhau: Chất độn chất hóa dẻo,chất màu và các chất khác. Để làm các vật
phẩm ta thường dùng phương pháp ép. Vật liêu ép không những từ nhựa novolac
mà cả từ nhựa rezolic. Phụ thuộc vào chất phụ gia sử dụng và mức độ nghiền mà tất
cả các vật liệu ép chia ra làm 4 loại: Bột ép, sợi (hạt), lớp và mảnh vụn.
6.1. Bột ép
- Vật liệu ép là một hỗn hợp cấu tử phức tạp chủ yêú từ nhựa novolac và
rezolic, tùy theo tính chất của nhựa mà chia ra: Bột ép novolac và bột ép rezolic
- Căn cứ theo công dụng, có thể chia bột ép ra làm 3 nhóm chính:
+ Bột ép làm các sản phẩm kỹ thuật và dân dụng chủ yếu đi từ nhựa novolac.
Các sản phẩm này không nên cho chịu tải trọng cơ học lớn, dòng điện có điện áp
cao (>10KV) và nhiệt độ cao quá 100
0
C.
+ Bột ép làm các sản phẩm đặc biệt có độ bền nước chịu nhiệt bền hóa học
và bền va đập cao.
6.2. Vật liệu sợi ép (cốt sợi) đi từ nhựa rezolic và phụ gia là sợi
Dùng sợi như vậy cho phép tăng một số tính chất cơ học chủ yếu là độ dẻo
chịu va đập. Sợi làm phụ gia có thể là sợi bông, amiăng, thủy tinh...Nhưng sợi thủy
tinh thì cho sản phẩm ép có độ bền cơ học, độ chịu nước và chịu nhiệt cao.
6.3. Vật liệu ép thành lớp
Sản xuất thành những tờ lớn dạng tấm, ống, thanh. Sản phẩm có hình dạng

2
2H
2
O để tăng độ chịu nước và nhiệt,
tăng tính điện môi.
Mumia ở dạng thiên nhiên là đất sét có màu oxit sắt, dùng để giảm độ hút
nước và tăng độ chịu nhiệt của vật phẩm, đồng thời nó cũng là bột màu.
b. Chất đóng rắn và chất xúc tiến đóng rắn nhựa.
- Thường dùng là urôtrôpin, vôi và MgO.
- Thêm urôtrôpin vào cả nhựa novolac và rezolic
- Trong sản xuất bột ép novolac, nó là cấu tử chính dùng làm chất đóng rắn
nhựa trong khí ép. Khi sản xuất vật liệu ép theo phương pháp khô thì cho urôtrôpin
đã nghiền nhỏ và nhựa rắn, còn theo phương pháp nhũ tương thì cho urôtrôpin vào
nhựa ở dạng dung dịch trong nước.
- Trong thành phần bột ép novolac, vôi có tác dụng trung hòa acid còn trong
nhựa, còn trong nhựa rezolic có tác dụng xúc tiến đóng rắn nhựa, tăng độ bền nhiệt
và cơ học của vật phẩm.
c. Chất bôi trơn
Cho vào bột ép dễ đóng bánh tốt hơn và để ngăn ngừa vật phẩm dính vào
khuôn. Ngoài ra nó còn có khả năng tăng độ chảy của nguyên liệu khi ép.
Chất thường dùng là acid oleic (C
17
H
35
COOH), eteurin hỗn hợp acid hữu cơ
rắn-acid stearic (C
17
H
35
-COOH) và palmitic (C

6.5 Ứng dụng làm các vật liệu khác
a. Vật liệu tạo hình
Là vật liệu khi đóng rắn vật phẩm thì không cần dùng áp suất cao như faolit,
giấy tẩm, vải tẩm, sợi thủy tinh tẩm.
Có thể dùng nhiều phương pháp khác nhau để chế tạo vật phẩm từ các vật
liệu tạo hình như: phương pháp cán, phun, dán, đùn, tẩm, rót, li tâm...
* Phao lit
Phao lit là chất dẻo chịu acid, chế tạo từ nhựa rezolic phenol-formaldehyde
và chất độn. Phụ thuộc vào chất độn mà chia ra làm 3 loại phaolit: Phaolit A với
amiăng antofihot và cơriđôfin; phaolit R với grafit và cơdiđotin; phaolit P với cát và
amiăng cơdiđôtin.
Quá trình kỹ thuật sản xuất phaolit và các vật phẩm từ phaolit có thể chia ra
các giai đoạn sau: Điều chế nhựa rezolic phenol-formaldehyde, trộn các cẩu tử, cán,
chế tạo và đóng rắn các vật phẩm.
Nhựa để sản xuất phaolit có độ nhớt không lớn lắm vì như vậy thì khó tẩm
vào phụ gia và khối phaolit đóng rắn nhanh,khó cán.
Phụ gia amiăng làm giảm độ bền hóa học của phaolit, đặc biệt là loại
cơriđôtin. Nhưng làm lượng cơriđôtin càng nhiều thì độ bền cơ học của phaolit càng
tăng.
- Ưu điểm: Phaolit chịu nhiệt độ cao (130÷145
0
C) và bền hóa học.
- Khuyết điểm: Dòn, tự co nhiều khi đóng rắn (2÷3%) và độ dẫn dẫn nhiệt
không lớn.
Phaolit được ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau của công nghiệp để làm
vật liệu chế tạo và lót thiết bị chịu hóa học như: Thùng chứa, nồi phản ứng, cột
chưng và hấp thụ, máy móc, thùng điện phân, thiết bị kết tinh, ống, van khóa...
b. Vật liêu than grafit
- Than không thấm, grafit không thấm và antegmit là loại vật liệu than grafit.
Than và grafit là các chất hydrocacbon chịu hóa chất, nhưng việc sử dụng nó bị hạn