一种核壳结构酚醛树脂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种核壳结构酚醛树脂的制备方法，包括如下步骤：a、在搅拌条件下，将0.2g间苯二酚溶解在去离子水中，制得浓度为0.06~0.12mol/L的间苯二酚水溶液，即反应液，将该反应液置于-5oC~5oC冷浴中；b、向（a）中加入4~15mL无水乙醇；c、搅拌2min后向（b）中加入甲醛溶液；d、搅拌2min后向（c）中加入氨水；e、搅拌24~48h，得到乳白色溶液，离心，冷冻干燥后即得核壳结构酚醛树脂。本发明专利技术制备方法简单，形貌独特。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于特殊形貌聚合物材料制备

技术介绍
目前，纳米碳材料被广泛应用于超级电容器领域，但酚醛树脂碳化后作为电容器电极材料还有待发展，其形貌、尺寸和孔径的分布都会影响电容性能。尽管目前研究报道了很多关于酚醛树脂的制备方法，但这些方法得到的是球形的酚醛树脂，并且只是在一定程度上控制了球的大小，制备了尺寸均一的球。Liu在水热条件下合成尺寸为260-1100nm的酚醛树脂实心球，通过调节催化剂的浓度、溶剂用量来控制球的大小(JianLiuj Shi Zhang Qiao, Hao Liuj Jun Chen, Ajay Orpej Dongyuan Zhao, Gao Qing(Max) Lu， Extens1n of The Stober Method to the Preparat1n of MonodisperseResorcinol-Formaldehyde Resin Polymer and Carbon Spheres, Angew.Chem.，Int.Ed.2011，50，5947-5951.) ；Xu等人在水热条件下合成尺寸为300-1000nm的酚醛树脂实心球，并对其进行了碳化处理(Zhiguang Xuj Qipeng Guoj A simple method toprepare monodisperse and size-tunable carbon nanospheres from phenolic resin,Carbon, 2013，52，464-467.) ;Tanaka等人在室温条件下合成了尺寸为220_1140nm的酚醛树脂实心球，对其进行碳化处理后，研究了其在双电层电容器领域的应用(ShunsukeTanaka， Hatsumi Nakaoj Takenori Mukaij Yugo Katayamaj Yoshikazu Miyake,An Experimental Investigat1n of the 1n Storage/Transfer Behav1r in anElectrical Double-Layer Capacitor by Using Monodisperse Carbon Spheres withMicroporous Structure, J.Phys.Chem.2012，116，26791-26799.) ；Pol 等人在温度为15-25°C的条件下，快速合成酚醛树脂实心球，经高温碳化并进行了电化学性能测试(Vilas G.Pol， Lok Kumar Shresthaj Katsuhiko Arigaj Tunable, Funct1nal CarbonSpheres Derived from Rapid Synthesis of Resorcinol-Formaldehyde Resins, ACS.App1.Mater.1nterfaces, 2014，6，10649 -10655.C.Scherdelj T.Scherbj G.Reichenauerj Spherical porous carbon particles derived from suspens1ns andsediments of resorcino1-formaldehyde particles, Carbon, 2009，47，2244-2252.)；Ma等人在温度为80°C的条件下，利用模板法制备了螺旋状的酚醛树脂(L1-Qing Maj HaoChen, Yong-Min Guoj Bao-Zong Li， Yi Li， Preparat1n of single-handed helicalphenolic resin nanofibers using a supramolecular templating method, ChineseChemical Letters 2014，25，1363-1366.);海部伸男等在“间苯二酚甲醛树脂的制造方法”(CN 101357974)中，使用酸性催化剂进行液液非均相反应，制备得到间苯二酚甲醛树月旨。核壳结构酚醛树脂经碳化后在超级电容器、药物输运等方面具有潜在的应用价值，但在冷浴条件下制备核壳结构酚醛树脂未见报道。
技术实现思路
本专利技术在冷浴条件下通过分子间缩合聚合制备核壳结构的酚醛树脂，提供了一种制备核壳结构酚醛树脂的方法。本专利技术制备核壳结构酚醛树脂，其制备过程包括如下步骤: a.在搅拌条件下，将0.2g间苯二酚溶解在15~30mL去离子水中，制得浓度为0.06-0.12mol/L的间苯二酚水溶液，即反应液，将该反应液置于_5~5°C的冷浴中； b.向a中加入4~15mL无水乙醇； c.搅拌2min后向b中加入0.5mL甲醛溶液，甲醛在反应液中的浓度为0.232-0.464mol/L ； d.搅拌2min后向c中加入氨水0.1-0.5mL ； e.搅拌24~48h，得到乳白色溶液，离心，干燥后即得核壳结构酚醛树脂。所述步骤a中的间苯二酚水溶液的浓度为0.06~0.12mol/L，更优选的浓度为0.09mol/L ； 所述步骤a中的去离子水的用量为15~30mL，更优选的用量为20mL ； 所述步骤a中的反应温度为_5~5°C，更优选的反应温度为0°C ； 所述步骤b中无水乙醇的用量为4~15mL，更优选的用量为8mL ； 所述步骤c中的甲醛溶液的用量为0.5mL,甲醛在反应液中的浓度为0.232-0.464mol/L，更优选的浓度为0.348mol/L ； 所述步骤c中的甲醛和间苯二酚的物质的量之比为3.8:1 ; 所述步骤d中的催化剂为氨水,氨水的用量为0.1-0.5mL，更优选的用量为0.3mL ； 所述步骤e中的反应时间为24~48h，更优选的反应时间为36h ； 所述步骤e中的干燥方法为在冷冻干燥机中冷冻干燥。跟现有技术相比，本专利技术具有以下优点: (1)本专利技术以间苯二酚和甲醛作为单体，在冷浴条件下进行分子间缩合聚合得到酚醛树脂，首次合成了核壳结构酚醛树脂，在超级电容器材料领域、药物负载领域中具有潜在的应用价值； (2)本专利技术工艺简单，适合规模化工业生产。【附图说明】图1为实施例1所制备的核壳结构酚醛树脂样品的透射电镜(TEM)照片。图2为实施例2所制备的核壳结构酚醛树脂样品的透射电镜(TEM)照片。图3为对比例所制备的酚醛树脂样品的透射电镜(TEM)照片。【具体实施方式】下面结合具体实施例对本专利技术的技术方案做进一步阐述，这些实施例只是为了阐述本专利技术的技术方案而不能视为对本专利技术权利要求内容的限制。实施例中所用原料均为常规市购产品；所用设备均为常规设备；测试方法均为常规方法。实施例中的 间苯二酚天津市致远化学试剂有限公司有售； 甲醛济南鲁康化学工业有限公司有售； 氨水天津市登科化学试剂有限公司有售； 无水乙醇天津市博迪化工有限公司有售。本专利技术所制备样品的透射电镜照片是经日本JEM-1011透射电子显微镜检测获得。<当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核壳结构酚醛树脂的制备方法，步骤如下：（1）在搅拌条件下，将0.2g间苯二酚溶解在去离子水中，制得浓度为0.06~0.12mol/L的间苯二酚水溶液，即反应液，将该反应液置于冷浴中；（2）向步骤（1）中加入无水乙醇；（3）搅拌2min后向（2）中加入0.5mL的甲醛溶液；（4）搅拌2min后向（3）中加入氨水0.1~0.5mL；（5）搅拌24~48h，得到乳白色溶液，离心，冷冻干燥后即得核壳结构酚醛树脂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李梅，常晓庆，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学，
类型：发明
国别省市：山东;37