화학실험 - 페놀 수지 제조

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화학실험 - 페놀 수지 제조
화학실험 - 페놀 수지 제조

목 차

1. 실험 제목
2. 실험 목적
3. 실험 원리
4. 실험 기구 및 시약
5. 실험 방법
6. 실험 결과 및 결론
7. 비고 및 고찰
8. 출처 및 참고문헌

1. 실험 제목 : 페놀 수지 제조

2. 실험 목적

- 페놀과 포름알데히드를 축합시켜 생기는 열경화성 수지인 페놀 수지의 고분자 합성법을 통하여 산 촉매에 의해 제조되는 노볼락과 염기 촉매에 의해 제조되는 레졸을 만들어보고 수지에 대해 배운다.

3. 실험 원리

페놀은 Novolak 수지(산 촉매를 이용한 합성)와 Resole 수지(염기촉매를 이용한 합성)의 두 가지로 분류한다. Novolak 수지는 오래 두어도 용매에 녹일 수 있고 가열하여 녹일 수 있는 수지이고, 포름알데히드를 첨가하여 성형재료와 결합제로 사용한다. Resole 수지는 열경화 혹은 산 촉매를 가하여 상온에서 경화할 수 있다. Resole 수지는 바니스, 도료, 접착제, 성형재료로 사용한다.
Novolak 수지를 합성할 때 페놀/포르말린의 배합비는 용도에 따라 다르지만 일반적으로
F/P = 0.8~1.0 이다. (F=Formaline, P=Phenol) 촉매는 염산이나 oxalic acid 를 사용한다. 대표적인 제법은 다음과 같다.

페놀
13.00g
포르말린
1110~1220(F/P = 0.810~0.885)
oxalic acid
4.55~6.50(페놀의 0.35~0.5%)
염산
2.6~4.9(페놀의 0.2~0.5%)
물
130(페놀을 녹일 때 사용한다.)

우선, 페놀, 포르말린 옥살산을 넣고 60분 동안 환류 냉각한 다음 염산을 넣고 35분 동안 환류 냉각한다. 냉수를 다량 가하여 반응을 정지하고 30분간 둔다. 사이폰으로 물을 제거하고 110℃에서 탈수한다. 식혀 고체로 만들거나 뜨거운 상태에서 알코올을 가하여 바니스로 만든다.

그림1-1. Novolak 수지 합성법.
Novolak 수지의 합성법은 다음과 같다.
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