双酚A的应用

双酚A应用
摘要
双酚A是重要的有机化工原料，主要用于生产聚碳酸酯、环氧树脂、聚砜树脂、聚苯醚树脂、不饱和聚酯树脂等多种高分子材料。

文中主要阐述羟乙基化双酚A的应用，例如，与二元酸缩合合成各种树脂；作为高分子聚合物链的修饰剂和添加剂等；环氧树脂的应用，合成涂料、胶黏剂、电子电器材料等；聚碳酸酯的应用，主要在包装领域、汽车制造工业、航空航天领域等的应用；最后讨论了双酚A所带来的的危害。

关键词：双酚A；应用；危害
The application of bisphenol A
Abstract
Bisphenol A is an important organic chemical materials , mainly for the production of a variety of polymer materials, such as polycarbonate ，epoxy resin ，polysulfone resin，polyphenylene ether resin，unsaturated polyester resin. the application of hydroxyethyl bisphenol A, for instance, the synthetic of various resins with dibasic acid, As modifiers and additives of polymer chain; the application of epoxy resin , for example, the synthetic of electronic materials, coatings, adhesives, etc ; the application of polycarbonate , mainly in the field of packaging, automobile manufacture, aerospace are elaborated. Finally the harmful that bisphenol A caused is discussed.
Key word:bisphenol A; application; hazard
1 双酚A的性质
双酚A性状：白色结晶，熔点153~156℃,沸点220℃（0．53千帕），222℃（0．40千帕），相对密度1.195（25/25℃）。

溶于醇、丙酮、乙酸、醚、苯和碱性溶液，微溶于四氯化碳，不溶于水。

具苯酚气味。

双酚A属低毒品，大鼠口服LD10 为4200毫克/公斤。

但较长时间接触一定浓度的双酚A，会出现口苦、恶心、头痛的症状，对上呼吸道、皮肤、眼角膜有刺激症状。

双酚A也是重要的有机化工原料，苯酚和丙酮的重要衍生物，主要用于生产聚碳酸酯、环氧树脂、聚砜树脂、聚苯醚树脂、不饱和聚酯树脂等多种高分子材料。

也可用于生产增塑剂、阻燃剂、抗氧剂、热稳定剂、橡胶防老剂、农药、涂料等精细化工产品。

2 双酚A的应用
2.1羟乙基化双酚A的应用
羟乙基化双酚A(简称BHE—BPA)是有机化工原料双酚A(bisphenol A)的重要衍生物，羟乙基化双酚A在合成树脂领域有重要应用，不仅可作为合成树脂的单体，还可作为高分子聚合链的修饰剂。

由于分子中含有芳环，因此它能使合成的树脂结构更稳定、性能更优良，可制成抗震材料、光敏材料、黏合材料等。

2.1.1羟乙基化双酚A的合成
由于羟乙基化双酚A在合成树脂方面的广泛应用，研究它的合成工艺也具有相当重要的意义。

羟乙基化双酚A的合成方法根据原料的不同主要有两种：一种
是以双酚A为原料，以环氧乙烷或氯乙醇或碳酸乙烯酯为羟乙基化试剂，在碱催化下合成羟乙基化双酚A；另一种是由双酚A型聚碳酸酯经化学循环回收合成。

2.1.2羟乙基化双酚A的应用
1、与二元酸缩合合成各种树脂
由二元醇、二元酸酯化形成的树脂的性能直接取决于醇、酸的分子结构，而二元醇的分子结构显得尤为重要。

工业上用得较多的二元醇是乙二醇，但乙二醇分子结构简单，合成的树脂其结构也较单一。

而羟乙基化双酚A由于其分子中含有芳环，很好地改善了合成树脂的结构与性能。

Hirakouchi等人发现，羟乙基化双酚A与芳香族二元羧酸缩合后合成的弹性树脂广泛用于机械、建筑、汽车制造等领域，可隔绝噪音，减少有害震动。

2、与不饱和酸的酯化物作为合成树脂单体
羟乙基化双酚A与丙烯酸、甲基丙烯酸等不饱和酸酯化，可制成多种功能性高分子聚合单体。

其中，羟乙基化双酚A的双甲基丙烯酸酯的聚合物因具有良好的折射率、透光性，适中的固化温度和固化时间，因此可作为光纤的包层材料；它还可以做成光敏材料，用于制造光学元件；它还是制备厌氧胶的主要单体，合成的厌氧胶在隔绝空气的情况下，于室温时能快速固化，无溶剂，无毒，耐热，耐酸碱和药片腐蚀耐振动、冲击，广泛用作机械、汽车、电气、飞机等等配工序上的粘合剂；它还可制成可固化液体树脂组合物，作为打底涂料、二次涂料、光学纤维的条带基体材料；另外，由于它的生物相容性较好，还可用作传统的牙科修补釉质胶粘剂。

3、作为高分子聚合物链的修饰剂和添加剂
羟乙基化双酚A按一定比例键合到高分子聚合物链中，可使聚合物具有更好的强度、弹性、粘合力和加工性。

例如，羟乙基化双酚A以不同的摩尔比与对苯二酸聚合，双酚A基团插入到聚酯链中，可降低聚丁烯对苯二酸酯的结晶速率，使聚合物具有良好的机械性能，电学性能和物理化学性能，制成的工程塑料广泛用于汽车制造、电气电子领域。

2.2 环氧树脂的应用
环氧树脂是分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物。

瑞士和美国在1930年首次合成了环氧树脂，随后在1947年又实现工业化生产，至今
已有60多年的历史。

我国自1958年开始对环氧树脂进行了研究，并以很快的速度投入了工业生产，至今已在全国各地蓬勃发展，除生产普通的双酚A一环氧氯丙烷型环氧树脂外，也生产各种类型的新型环氧树脂，以满足国防建设及国家经济各部门的急需。

常见的环氧树脂主要有两种类型，一是双酚A缩水甘油醚型环氧树脂。

通常被称为双酚A环氧树脂，占环氧树脂总产量的90％；另一种是高官能度环氧树HN(分子中具有2个以上环氧基)。

双酚A型环氧树脂具有良好的物理机械性能、耐化学药品性、电气绝缘性能且原料易得、成本低、几乎能满足各种使用要求，所以在我国的产量约占环氧树脂总产量的90％。

双酚A型环氧树脂的合成方法主要有一步法、两步法、固碱法、共沸脱水法、溶剂法、钠盐法等。

由于环氧树脂具有粘接、防腐蚀、成型性和热稳定性等性能，在机械、热、电气和耐化学药品性方面的性能非常优越，所以它可也作为涂料、胶黏剂和成型材料，并在电气、电子、光学机械、工程技术、土木建筑及文体用品制造等领域中的到广泛的应用。

其主要应用形式为：涂料、胶黏剂、成型材料等。

1 涂料
环氧树脂涂料有优良的物理机械性能，最突出的是它对金属的附着力强，固化收缩率低；另外，它的耐化学药品性和耐油性也很好，特别是耐碱性非常好在涂料领域中环氧树脂广泛应用于汽车、容器、工厂设备、土建、船舶、电子元件等方面。

2 胶黏剂
环氧树脂含有多种极性基团和活性很大的环氧基，因而与多种金属材料如铝、钢、铁、铜等以及非金属材料如玻璃、水泥、木材、塑料等，尤其是表面活性高的材料具有很强的粘接力，素有万能胶之称。

环氧胶粘剂是结构胶粘剂的重要品种。

目前环氧树脂广泛应用于：室温快速固化韧性环氧树脂粘结剂，导电胶，常温固化静电植绒粘合剂、光学结构胶、沙狐球胶、化学锚固胶、真丝的高功能化、人工花、磁力书写板、汽车维修胶、石材胶。

3 电子电器材料
由于环氧树脂具有绝缘性能高、结构强度大和密封性能好等优点，因而被广泛应用于高低压电器、电机和电子元器件的绝缘及封装。

例如整流器、变压器的
密封灌注；电子元器件的密封保护；机电产品的绝缘处理与粘接；蓄电池的密封粘接；电容器、电阻、电感器的表面披覆、此外也可用于发光二极管(LED)、数码管、像素管、电子显示屏、LED灯饰等产品的封装、灌注和粘接。

4 工程塑料和复合材料
环氧工程塑料是一种热固性工程塑料。

具有价格低、固化速度快、耐热耐酸性好和强度适中等优点。

主要包括环氧层压塑料和环氧泡沫塑料。

环氧复合材料按用途可分为环氧功能复合材料、环氧结构复合材料和环氧功能型结构复合材料，主要应用于航空、航天、军工等高技术领域，如飞机、卫星、航天器的结构件，也应用于高级体育用品如球拍、球棒、钓鱼竿、赛艇等。

是一种重要的结构和功能材料。

2.3聚碳酸酯的应用
聚碳酸酯(Polmrbomte) (简称PC)是分子链中含有碳酸酯基的高分子化合物的总称，包括有脂肪族、脂环族、芳香族及脂肪族一芳香族类聚碳酸酯。

其中只有双酚A型芳香族聚碳酸酯获得了工业化生产。

本文所述聚碳酸酯即为双酚A型芳香族聚碳酸酯。

由于结构上的特殊性，聚碳酸酯具有优良的透光性，较高的玻璃化温度，良好的冲击韧性、抗蠕变性、电绝缘性、耐候性、生理惰性，理想的可化学修饰性以及易于物理改性等一系列独特的优点，同时也使其应用范围迅速拓展，成为5类工程塑料中发展最快的品种并因此受到各工业大国的极大关注。

仅1991～1996年，美国的聚碳酸酯产量就增长了48．3％，西欧增长了61．2％，日本增长了94．6％。

近年来随着国民经济的快速发展，我国对聚碳酸酯的需求急剧增长。

从1985～2001年，全国进口量年均递增达43％，其高速增长态势，在工程塑料领域乃至整个材料领域都是极不多见的。

因此，对聚碳酸酯的应用及合成工艺进展加以关注
和研究是非常必要的。

传统的合成工艺包括界面缩聚光气化法、熔融酯交换缩聚法、非光气酯交换法，新型的合成工艺包括固相缩聚法、超临界流体法、开环聚合法。

1 电子电器领域
聚碳酸酯具有良好的难燃性，绝缘性和尺寸稳定性，被广泛应用于电子电器
行业。

目前，PC树脂广泛应用于电动工具外壳、支架、机体、真空吸尘器零件等，同时对精度要求较高的零件，如：摄像机、笔记本电脑、手机中的重要零部件，Pc材料也将扮演其重要的角色。

2 医疗器械领域
聚碳酸酯制成的医疗器械在高温加热，消毒，清洗的情况下，其物理性稳定不会下降，因而被应用于人工肾血液透析仪器和一些对透明、消毒要求较高的医疗器械中。

但因其耐化学品性能较差，在化学药品作用下内应力容易开裂，所以要想PC在医疗器械中应用扩大，就要克服高温消毒所引起的裂纹老化缺点。

3 建材行业
PC板材拥有抗冲击性强和透光性良好以及产品加工性能和尺寸稳定性非常好等特性，与传统无机玻璃相比，具有显著的优势，可用于防弹玻璃，太阳能收集箱和屋顶透光板等方面。

近些年，伴随建材行业的发展，PC已被大规模用于中空异形板材。

4 航空航天领域
在航空材料领域，聚碳酸酯与其他材料配合后以其强大的耐冲击能力和良好的透明度，而被广泛应用。

中国航天事业正在突飞猛进，航天器和飞机都会对零部件材料的要求越来越高，因此，聚碳酸酯材料在航空航天领域的应用还将继续增加。

5 包装领域
PC制品以其透明性好，抗冲击，质量轻，用腐蚀性溶液和热水处理时不变形且保持透明等优良特性，被应用于食品包装领域。

近些年，可重复消毒以及使用各种型号的储水瓶是一大新的增长点，今后人们在饮用水质量上的要求会越来越高，这必将使聚碳酸酯在包装领域的用量不断增长。

6 汽车制造工业
在汽车制造中，聚碳酸酯以其合金的形式被应用于汽车构件，如保险杠、照明系统、遮阳板、窗户玻璃和仪表板等。

发达国家汽车制造业中所消耗的塑料中，工程塑料的消耗达到了15% 。

而对于汽车制造业正在迅速发展的中国来说，其在该领域的使用量仅仅占10% ，所以汽车制造领域对PC的需求量将会不断地增长。

7 光盘基础材料
PC以其独特的性能而升级为全球光盘生产的首选原料，由光学级PC制成光盘的速度突飞猛进。

近年来，全球用于制造光盘所需要的PC量已远远超过了Pc 总需求量的20% ，而且每年速度还在不断增长。

从国家新闻出版总署所公布数据来看，
2002年全国光盘总生产线达到7000多条，年均消耗光学级PC将近8万t，由此看来PC在光盘制造业将具有较为广阔的应用市场。

8 光学透镜领域
聚碳酸酯具有稳定性的尺寸、高的折射率和透光率以及容易加工成型等优点，使其在光学透镜行业发挥着重要的作用。

使用光学级PC材料制作的光学透镜，广泛地用于显微镜、照相机、光学测试仪器、复印机透镜、激光束打印机、电影投影机透镜和各种多面反射镜等家电和办公设备等行业，其具有极为广阔的应用市场。

9 照明灯具和器材
聚碳酸酯材料以其防破坏的优点，目前广泛用于各种室外灯具引，透镜散射器，机场跑道标识以及舞台用灯等方面。

3双酚A的危害
聚碳酸酯是一种透明的硬塑料，常用于制造婴儿奶瓶的瓶体，而环氧树脂则常被用作婴儿奶粉罐、饮料纸盒、食品罐头的衬里。

这些食品的容器或包装材料在一定条件下可将双酚A带入食品中。

有研究表明，热水、洗涤剂及牛奶中的胺类物质都容易促使双酚A溶出。

近年研究发现，BPA可能导致人类心脏、肝脏等多种疾病，尤其是婴儿奶瓶等器皿释放的BPA，可能导致婴儿荷尔蒙分泌异常和脑部发育障碍。

动物实验表明双酚A是一种类雌激素，可影响动物体内正常的激素水平，导致动物正常新陈代谢障碍，甚至产生雌性早熟、精子数减少、前列腺增长等危害作用。

此外，BPA还具有一定的胚胎毒性和致畸性，可明显增加动物乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌等的发生几率。

近几年来，含双酚A婴儿奶瓶的安全性成为人们关注的焦点。

VOlkel等对德国婴儿体内BPA的含量进行了评估。

发现采用奶瓶喂养，个体样本中BPA的含量几乎是平均水平的2倍。

加拿大卫生部2010年8月发布的一份关于加拿大人的尿液研究报告称，平均每10人中有9个以上的人
体内含有BPA，其中年龄为6岁的加拿大儿童，尿液中含有BPA占79%~91%。

2010年以来，欧美各国纷纷拟出台相关法律法规禁止双酚A在婴儿奶瓶中的使用。

加拿大、丹麦、法国、澳大利亚、新西兰、美国各州均已立法，禁止和限制双酚A 的使用。

我国虽未立法禁止双酚A的使用，但一些数据显示，双酚A的进口和应用已有所减少，这些研究结果引起人们充分的重视，根据欧盟新规定，成员国将从2011年3月1日起禁止使用含双酚A塑料生产婴儿奶瓶，并从2011年6月1日起禁止进口此类塑料婴儿奶瓶。

BPA的危害报道自然应引起社会各界的关注，特别是婴幼儿食品、食品容器以及包装材料等的潜在危害更应引起重视。

建立科学的检测方法是危害物监管的基础和必要手段，对指导BPA的合理使用和提倡人们健康的生活方式具有重要的意义。

3展望
在聚碳酸酯的合成工艺发展历程中，出现过许多合成方法，至今国内外仍不断有新的合成方法报道，但大多数方法由于不成熟，或者成本较高等原因，实际应用受到了制约。

近些年来，世界上大多数生产商都采用光气界面缩聚法H ，虽然此工艺能形成分子量较大的聚合物，但由于其在生产中采用了有毒的光气，而且还存在废水和二氯甲烷的产生，所以此法对环境的污染十分严重。

非光气酯交换法的原料采用的是双酚A、一氧化碳和氧气，完全没有用到光气。

这不仅对环境保护和操作者的安全起到了有效的作用，而且还使生产成本得到了显著地降低，因此，具有绿色环保的非光气酯交换法将是PC合成路线未来的发展趋势。

同时，该工艺还存在苯酚和碳酸二甲酯(DMC)的反应收率不高等问题，还需要进一步深入研究。

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