補充教材六：酚樹酯的合成實驗
一、目的：了解聚合物與聚合作用。
二、原理：
酚樹脂( phenolic resins )是把酚( phenol )、甲酚( cresol )、二甲酚( xylenol )等
酚類與甲醛( formaldehyde )縮合而成的熱固性樹脂，以前所謂的電木( bakelite )
即為酚樹脂的一種，酚的來源原由煤焦油(或煤塔，coal tar)分餾而得，但因產量
有限，現由氯苯( chlorobenzene )、甲苯( toluene )或異丙苯( cumene )等合成，煤
焦油的分餾，除酚外，尚可得到甲酚和二甲酚。
甲醛( formaldehyde )的水溶液，俗稱福馬林( formalin )，甲醛可用空氣氧化
甲醇( methanol )而得，甲醛的聚合物為聚甲醛( paraformaldehyde )常用來代替甲
醛，酚等化合物的結構如下：
OH
OH
OH
Cl
CH3
氯苯
甲苯
CH3
CH3
酚
H3C
CH3
甲酚 二甲酚
CH3
CH
O
H
H
甲醛
異丙苯
製酚樹脂時，如僅將酚和甲醛混合加熱，反應很慢，所以必須加酸或鹼，
作為催化劑。用酸作催化劑時，生成的樹脂為熱塑性，可溶於酒精( ethanol )、
丙酮( acetone )等有機溶劑中，此質脆而具熱塑性的線形樹脂，稱為諾佛拉克
( Novolaks )樹脂。
諾佛拉克( Novolaks )樹脂反應方程式如下：
製備諾佛拉客樹脂時，甲醛對酚的莫耳比小於 1；若甲醛對酚的莫耳比大
於 1，且使用鹼性觸媒，如氫氧化鈉( sodium hydroxide )或氨水( ammonium
hydroxide )等，則甲醛與酚先經加成反應生成各種甲基酚。
這些加成產物可進一步縮合成為可熔但含有醇基的線狀聚合物，稱為甲階
酚醛樹脂，或貝克來 A ( Resole )。若繼續加熱此產物，則生成不可溶但在加熱及
加壓下可熔的玻璃狀樹脂，稱為乙階酚醛 ( Resitol )樹脂或貝克來 B，乃至變成
完全不溶及不熔的貝克來 C，及丙階酚醛樹脂 ( Resites )。
三、儀器
迴流冷凝管
250 mL 單頸瓶
磁石
刮勺
蒸發皿
油浴鍋
10 mL 量筒
滴管
鐵夾、鐵架組
橡皮管
玻棒
蒸發皿
四、藥品
酚 ( Phenol, C6H5OH )
37% 甲醛 ( Formaldehyde, HCHO )
草酸 ( Oxalic acid, C2H5O4 )
丙酮 ( Acetone, CH3COCH3 )
15M 氨水 ( Ammonium water, NH4OH )
五、實驗步驟
(一) 諾佛拉客樹脂
1.
取 0.14g 草酸溶於 6.5 mL 37% 甲醛，置於 250 mL 的單頸瓶中。
2.
加入 9.5 g ( 9 mL )酚，裝上冷凝管。在油浴鍋上緩慢加熱至溶液沸騰與發生
乳化，發生乳化後再繼續加熱 15 分鐘。
3.
利用傾析法將上層水除去，讓樹脂流入包覆兩層鋁箔紙的蒸發皿上，使用油
鍋加熱脫水（水沸騰後，再加熱 5 分鐘），冷卻後即可得諾佛拉客樹脂。
4.
以丙酮測試其溶解性，並加熱測其熱塑性。
(二) 甲階酚醛樹脂
1.
取 4 mL 氨水與 8 mL 37% 甲醛，置於 250 mL 的單頸瓶中。
2.
加入 9.5 g ( 9 mL )酚，裝上冷凝管。在油浴鍋上緩慢加熱至溶液沸騰與發生
乳化，發生乳化後再繼續加熱 30 分鐘。
※ 一發生乳化，會看到微黃色、透明的溶液轉為亮黃色、不透明的懸浮液。
3.
利用傾析法將上層水除去，讓樹脂流入包覆兩層鋁箔紙的蒸發皿上，使用油
鍋加熱脫水（水沸騰後，再加熱 10 分鐘）
，冷卻後即可得甲階酚醛樹脂。。
4.
以丙酮測試其溶解性，並加熱測其熱塑性。

注意：製備完兩種樹脂後，務必趁熱進行傾析與以丙酮清洗的動作，以免樹
脂在瓶中冷卻、硬化，而難以將容器清洗乾淨。
姓名 ______________ 系別 ______________ 組別 ______________
學號 ______________
日期 ______________
實驗 22 酚樹脂的合成
一、實驗數據與記錄：
請詳細記錄實驗中所觀察到的現象。
二、問題
1. 請舉出三種常用的改性酚醛樹酯？
2. 請說明酚醛樹酯所具有的特點。
3. 請說明及比較本實驗所製備之兩樹酯熱塑性的
觀察結果。