Studies on Phenol-Formaldehyde Gel Formation at a High Temperature and at Different pH



Gel formation characteristic of dilute phenol-formaldehyde solution in water is studied at an elevated temperature near 140°C. It is experimentally found that at a temperature range of 135°C to 140°C, a solution containing 3.0% phenol with the phenol-formaldehyde mole ratio 1.0:3.5 forms a gel in the pH range of 9.6 to 12.0. The minimum gelling time is observed at a pH value of 10.4. The gel formation is found to be strongly dependent on the pH at this elevated temperature. An explanation for the gelling behaviour is presented, which is based on an optimum ion concentration of Na+ to initiate the tri-methylol formation. It is hypothesized that the gel formation begins when concentration of tri-methylol phenol attains a threshold concentration value. Experimental observations and a kinetic analysis provide support for this hypothesis.


On a étudié la caractéristique de la formation de gel d'une solution de phénol-formaldéhyde dans l'eau à une température élevée proche de 140 °C. On a trouvé expérimentalement qu'à une température entre 135 °C et 140 °C, une solution contenant 3,0 % de phénol avec un rapport molaire de phénol-formaldéhyde de 1,0:3,5 formait un gel ayant un pH compris entre 9,6 et 12,0. Le temps de gélification minimum est observé à une valeur de pH de 10,4. La formation de gel s'avère fortement dépendante du pH à cette température élevée. On présente une explication pour le comportement de gélification, qui s'appuie sur une concentration d'ions optimale de Na+ pour initier la formation de tri-méthylol. On pose comme hypothèse que la formation de gel commence quand la concentration de phénol de tri-méthylol atteint une valeur de concentration seuil. Des observations expérimentales et une analyse cinétique appuient cette hypothèse.