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热塑性酚醛树脂在生产时由于苯酚过量会产生大量高浓度含酚废水(苯酚含量高达16000~440000ppm)污染环境,目前虽然有一些含酚废水处理方法,如:生物氧化法、酚醛缩聚法、汽提法等,这些方法也在不同程度上取得了一定的效果,但却造成了原料利用率低(过量苯酚流失)以及生产成本增加(回收处理消耗能源、人力、物力、延长工时)等问题,仍不是根本性的解决方法。 论文采用新型选择型催化剂和新型工艺合成出了热塑性酚醛树脂(简称SPN),使合成时苯酚与甲醛的摩尔配比达到1:1,从源头上解决了热塑性酚醛树脂合成阶段由于苯酚过量而带来的高浓度含酚废水的污染问题,使排放废水的游离酚含量降至500ppm以下。 论文通过正交试验(1)找出了合成SPN时各因素(催化剂浓度、甲醛苯酚摩尔比、反应时间、反应温度)对各指标(树脂收率、软化点、废水中游离苯酚含量)影响的显著程度,即,各因素对收率和软化点的影响显著程度由强到弱依次为:反应时间>催化剂浓度>反应温度>甲醛苯酚摩尔配比;各因素对废水中游离苯酚含量的影响显著程度由强到弱依次为:催化剂浓度>甲醛苯酚摩尔配比>反应温度>反应时间;(2)优化出了最佳合成工艺为:催化剂浓度为15%、甲醛苯酚摩尔配比为1.05:1、反应时间为12h、反应温度为85℃。 论文通过对比试验得出了各因素对废水中游离酚含量的影响规律如下:废水中游离酚含量随着溶剂浓度的增加(或催化剂浓度的增加,或甲醛苯酚摩尔配比的增加,或反应时间的延长,或反应温度的降低)而减少;(2)三种除去催化剂的方法(用溶剂萃取树脂、用蒸馏水洗涤树脂和向树脂中加碱中和催化剂)相比,用溶剂萃取树脂的方法不仅对降低废水中游离酚含量最为有效,并且能够提高生产效率。 论文采用13C NMR方法对SPN与常规方法生产的热塑性酚醛树脂(简称CPN)的微观化学结构进行了分析比较,分析表明:CPN和SPN中o-o结构、o-p结构、p-p结构的含量分别为15.87%、56.01%、22.68%和19.42%、46.21%、22.32%,即,SPN的o-o结构含量比CPN高,而o-p结构含量比CPN少,p-p结构含量相同;并且SPN中含有5.71%的羟甲基苯酚和含醚键的羟甲基苯酚的二聚体等活性较高的小分子结构。 对比研究了DYD-127/SPN/DMP-30(0.3phr)体系和DYD-127/CPN/DMP-30