페놀 수지의 합성 예비+결과보고서

목차

1. 실험 날짜 및 제목
2. 실험 목적
3. 원리
4. 실험 기구 및 시약
5. 실험방법
6. 결과
7. 고찰
8. 참고문헌

본문내용

1. 실험 날짜 및 제목 : 페놀(Phenol) 수지의 합성
2. 실험 목적 : 페놀과 폼알데하이드의 축합반응에 의해 합성되는 수지인 페놀수지를 산촉매 와 염기촉매 하에서 직접 제조 해본다.
3. 원리 : 페놀수지는 페놀과 포름알데하이드(Formaldehyde)의 축합반응에 의해 합성되는 수 지로서 Bakelite라는 상품명으로 불리워지고 있다. 2개의 다른 관능기(functional group) 사이의 반응으로부터 중합이 일어나는 것을 축합중합(condensation Polymerization)이라 고 하는데, 이때 사용되는 촉매에 따라 페놀수지의 종류가 달라진다. 이는 산촉매에 의해 제조되는 노블락(Novolac)과 염기 촉매에 의해 제조되는 레졸(Resoles)로 나눌 수 있다. 노블락을 제조할때의 조건은 페놀의 양이 폼알데하이드의 양보다 많게, 레졸을 제조할때는 페놀의 양이 폼알데하이드의 양보다 적게 하여 제조한다. 관능성(functionality)이란 반응 분자당 반응기의 수를 나타내는 것으로 포름알데하이드는 2의 관능성을, 페놀은 3의 관능 성을 가진다.
페놀의 관능성이 3인 이유는 페놀에 결합 되어있는 –OH기 때문에 Ortho, Para 반응 지 향성이 있어서 meta기에 있는 수소는 반응을 하지 않기 때문이다.

따라서 페놀과 포름알데하이드는 B3 + A-A 형태를 가지고, 관능성 평균 몰수도 2가 넘기 때문에, 이론적으로는 충분한 A-A인 포름알데하이드가 있다면 자체적으로 가교를 이룰 수 있다. 따라서 페놀수지는 열경화성 플라스틱(thermosetting plastics)으로 기계적 강도가 크고 내열성, 내약품성 및 전기 절연성이 우수하여 전기 및 기계 부품으로 널리 이용되고 있다.
산촉매 하에서 페놀과 포름알데하이드를 반응시키면 사슬구조를 가지면서 에탄올과 아세톤 에 가용성인 Novolac이 합성된다. 반응 메커니즘은 아래와 같다.

참고자료

· Peter Atkins, (2020), 물리화학, 교보문고
· Raymond Chang, (2020), 일반화학, 사이플러스
· 여인형, (2013), Harris 최신분석화학, 자유아카데미
· 한국고분자학회, (2005), 고분자실험, 자유아카데미