2012年第10期化学教育
双酚A与热敏纸
熊言林马珊珊
(安徽师范大学化学与材料科学学院芜湖241000)
摘要简要介绍了双酚A的性质、合成方法、用途、毒性；以及以双酚A为显色剂的产品
——热敏纸的概念、分类及其表层涂料中昀化学品成分等。
关键词双酚A热敏纸
欧盟宣布自2011年3月1日起禁止生产含双
酚A的塑料奶瓶，这一事件引起了社会的广泛关
注，双酚A这种化学物质也由此走进人们的视野。
双酚A是一种重要的化工原料，主要用来生产环
氧树脂(EP)、聚碳酸酯树脂(PC)等高分子材
料。这些材料又被广泛用于包装盒、塑料瓶、密封
胶、热敏纸等数百种日用品的制造。
有关组织研究发现，双酚A具有雌激素效应和
慢性毒效应，是近几年新认定的环境内分泌干扰物
之一，也是酚类化合物中有代表性的环境污染物。
双酚A会干扰人体正常的内分泌，影响生殖发育、
遗传、免疫和神经系统等生理功能，且具有致癌作
用n]。食品容器或包装中的双酚A能直接进入入
体，热敏纸中的双酚A可以通过皮肤接触被皮肤吸
收，进入体内。经常接触以双酚A为原料生产的物
品，会危害人的健康。美国研究结果显示，双酚A
可能会影响人体的发育和行为，对人体健康造成的
危害可能比原先知道的还要严重L2j。
下面就将有关双酚A和其应用产品之一——热
敏纸的相关知识向读者简要介绍。
1双酚A简介
1．1双酚A的性质
双酚A(BisphenolA，BPA)，学名2，2一二
(4一羟基苯基)丙烷，简称二酚基丙烷，分子式为
C，。H，。0。，相对分子质量228。白色晶体或白色粉
末，可燃，微带苯酚气味。易溶于乙醇、甲醇、丙
酮、乙醚及稀碱溶液等，微溶于四氯化碳，几乎不
溶于水[3一。图1为双酚A的结构式。
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图1双酚A的结构式
1．2双酚A的合成
双酚A是苯酚和丙酮的重要衍生物，工业生产几
乎全部采用苯酚和丙酮为原料，在酸睦催化剂存在下
经缩合反应制得(图2)。根据所采用的催化剂之不同
又分为硫酸法、氯化氢法及离子交换树脂法。
0CH，
2o—OH+CH3--8一cH3』LHO<卜卜⑦枷H十H20
CH3
图2双酚A的镪备
1．3双酚A的用途
双酚A除了用于制造聚碳酸酯(PC)、环氧树
脂(EP)、聚砜和酚醛不饱和树脂等多种高分子材
料之外，亦用于制造聚氯乙烯热稳定剂，橡胶防老
化剂，农用杀菌剂，油漆油墨的抗氧剂和增塑剂等。
聚碳酸酯(PC)是一种性能优良的热塑性工
程塑料，是由双酚A与二苯基碳酸酯反应生成的
一种聚合物，是近年来增长速度最快的通用工程塑
料，目前广泛应用于汽车、电子电气、建筑、办公
设备、包装、医疗保健等领域。用其制作的婴儿奶
瓶、微波炉饭盒及饮料瓶等容器具有透明度好、耐
高温、耐撞击及抗辐射等作用，倍受消费者青睐。
环氧树脂是用固化剂固化的热固性塑料，主要用作
金属防蚀涂料和粘接剂。环氧树脂(EP)有很多
种类，工业上应用最普遍的是双酚A型环氧树脂，
它由双酚A和环氧丙烷聚合而成。环氧树脂用于
食品包装材料，如罐装饮料与肉类罐头的内涂
层n]、牙齿封闭剂等。
除此之外，双酚A还经常被用于热敏纸中。
美国环保组织环境工作组(EWG)研究发现，购
物收据或使用自动柜员机(ATM)时打印的收据
都含有有毒物质双酚A。超市、便利店、加油站、
快餐店、电影院、彩票、自动柜员机的消费票据以
及传真纸等上面大都能发现这种物质。该组织称经
化验有40％的收据含双酚A过量，并且热敏纸上
双酚A的含量是已知含有双酚A商品(如塑料瓶、
奶瓶等)的250～1000倍。
2011年安徽省省级质量工程“中学理科综合类卓越教师培养计划”资助项目
万方数据
化学教育2012年第lo期
1．4双酚A的毒性
以双酚A为原料制成的产品在生活中被人们广
泛使用，因此其安全性问题成了公众关注的焦点。
欧盟2002／72／EC法则规定双酚A在塑料食品接触
材料中的迁移限量为3rng／kg，2005年后不允许含
有NOGE(酚醛清漆甘油醚)成分的罐头产品出口
到欧盟。美国环境保护署EPA(1993)规定最大可
接受剂量或者参考剂量是0．05mg／kgbw。我国卫
生标准规定碳酸酯树脂和成型品中酚(蒸馏水，回
流6h)的溶出量不大于0．05mg／kg，但尚未对双
酚A及其环氧衍生物制定相应的卫生标准[4]。
对于双酚A毒性的争论由来已久，早在1938
年，科学家就发现双酚A是一种内分泌干扰物，具
有雌激素活性，可通过与雌激素受体结合或影响细
胞信号传导途径等其他方式模仿或干扰内源性雌激
素作用，发挥拟雌激素样效应，是一种著名的“环
境雌激素”。低剂量的双酚A模仿人体自身的荷尔
蒙，可能引起健康负效应，长期低剂量摄入双酚A
可以导致人体慢性中毒。它可通过皮肤、呼吸、消
化道等多种途径进入体内，干扰机体的内分泌，产
生不良影响。目前的毒性研究主要集中于动物，多
数研究表明：即使较低浓度的双酚A也会对动物的
生殖、发育、肿瘤发生、神经系统、免疫系统功能、
肝肾功能、血红素含量等产生不利的影响[s】。
以双酚A为主要原料生产的树脂材料，在聚
合不完全或温度较高的情况下，双酚A便会从食
品包装材料向食品迁移。研究表明，制造塑料容器
的PC材质可能会释放有毒的双酚A，温度愈高释
放愈多，速度也愈快。塑料容器在加热、洗涤或装
有酸性液体时，双酚A很容易渗入水和食物中，
随之进入体内。收据上也含有双酚A，我们每天都
能接触到这种物质，它能通过皮肤接触而被皮肤吸
收进入人体。
婴幼儿如果长期过多地接触双酚A，可能会对
其智力发育不利。因此，欧盟、美国等在食品接触
材料中，尤其是婴幼儿制品中禁用双酚A渐成趋
观点引导下，人们一直以为：IEI常生活环境中人们
接触的双酚A浓度很低，不足以构成对人体的危
害。只有当双酚A的剂量远远高于当前人体内的
含量时，才有可能对身体造成伤害。在这样的认识
下，双酚A仍被人们放心地广泛应用。
2热敏纸简介
2．1何谓热敏纸
所谓热敏纸是指涂布了成色材料，经热信号激励
而自身显色的信息记录纸。即热敏纸是在纸的表面给
予能量(热能)，使物质(显色剂)发生物理或化学
性质变化而得到图像的一种特殊的涂布加工纸[6]。
热敏纸是随着传真机在全世界的普及而迅速发
展起来的，由于电子通讯事业的蓬勃发展，热敏纸
不仅以传真纸形式普及于个人家庭，更出现在银
行、医院等各个场所。其用途日趋广泛，目前主要
应用于如下领域：
(1)传真机用热敏纸。主要用于各种型号的热
敏纸传真机。
(2)打印与终端记录用热敏纸。可广泛用于文
字处理机、医疗检测和工业检测的打印记录，电子
计算机的辅助设计与生产(CAD／CMA)、现金自
动支付机(ATM／CD)及便携式终端打印机等的
打印、购物小票等收据的记录。
(3)标签和票据用热敏纸。它是热效纸与不干
胶标签结合的新产品，并且发展迅速。
2．2热敏纸的分类
热敏记录体系分成2大类。一类是利用热使有
色的色素物理成色达到记录效果的物理型热敏记录
纸；另一类是利用在热的作用下发生化学反应而发
色的化学型热敏记录纸。其中利用化学方法发色的
热敏纸占主导地位，主要有以下2种类型：
(1)双组分金属化合物发色热敏纸。脂肪酸的
重金属盐和还原剂(苯酚类)混合，利用加热升温
使脂肪酸盐熔融，并与还原剂反应，使重金属还原
而游离显色。即，在常温下2种发色成分构成物理
性的隔离而不发色，加热后熔解发生化学反应而发
势。但在“剂量大小决定危害程度”的传统毒理学色(见表1)。
表1金属盐类的热发色材料
金属盐类发色反应试剂金属盐类发色反应试剂
硬脂酸铁单宁、没食子酸山梨酸银、硬脂酸银氢醌
硬脂酸镍、钴、铜盐碱土金属硫化物壬酸铁氨基硫脲
草酸的重金属盐(银、铅、汞)硫代硫酸钠、硫脲己酸铅硫脲衍生物
硬脂酸锡乌洛托品、联苯三酚醋酸镍硫代乙酰胺
(下转第19页)
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回顾了过滤与结晶，以含MgClz的粗盐提纯对所
学知识进行升华和应用。再用日常生活中将植物油
和水分离方法的讨论，引出分液漏斗的使用方法，
通过分液和萃取的分组实验，领会2种方法的适用
范围。又通过初中所知蒸馏水的制取，介绍蒸馏方
法，依据蒸馏实验和装置图深入浅出分析了仪器的
作用和注意事项。整个过程如行云流水，较好地完
成了教学目标。
(2)基于问题解决的教学设计，关键是设计出
有价值的问题，什么是有价值的问题?第一，问题
的创设必须能激发学生探究的兴趣；第二，问题应
有针对性，是针对教学目标设计的，通过问题解决
从而达到教学目标的达成；第三，问题的设计要难
易适度，保证学生经过努力都能解决，即应落在学
生的“最近发展区”内；第四，问题的设计能用于
引导迁移应用、激发牛成、创新思维。
(3)设计侧重于让学生从“研究物质的实验方
法”这个角度来重新审视和梳理已有的化学基础知
识，从中体会化学研究的方法，体验化学家研究物
质的基本思路[2j。教学中要让学生大胆进行各种活
动，要让学生自己在活动中获得体验。教师只能做
引导者，不能包办学生的活动，更不要只告诉学生
问题的答案。只有这样，才能真正落实“问题解
决”在教学中的功能。
参考文献
Et3王祖浩主编．普通高中课程标准实验教科书：化学1(必
修)．第5版，南京：江苏教育出版社，2011：18—20
[2]王祖浩，吴星主编．普通高中课程标准实验教科书：高中化
学教学参考书《化学1(必修)》．第3版，南京：江苏教育
出版社．201l：1316
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(2)无色染料型热敏纸。含有内酯环的无色
染料与显色剂混合，在热的作用下，熔点低的(通
常是显色剂)先熔化，二者发生反应，无色染料的
内酯环开裂而发色。如今几乎所有的热敏纸都采用
这种方法生产。
2．3热敏涂料及其化学品
热敏纸是在普通纸基上涂敷微粒粉末，以薄膜
相隔．化学反应处于“潜伏”状态。当热敏纸遇到
发热的打印头时，薄膜熔化，打印头所打印之处的
显色剂与无色染料发生化学反应而变色，留下记录
信息‘…。
热敏纸是一种特殊的涂布加工纸，其外观与普
通白纸相似，其制造原理就是在优质的原纸上涂布
一层“热敏涂料”，使纸张平滑，印刷清楚，伸缩
性小，色调紫黑色，发色浓度和感度合适。有关热
敏纸的纸用涂料配方如表2所示L8J。
表2热敏纸的纸用涂料配方
组分用量／g组分用量／g
聚乙烯醇lO苯甲酰无色亚甲蓝16．7
染料25树脂40
双酚A30消泡剂23
钛白粉51增白剂33
硬酯酸钙20
热敏记录涂料主要由无色染料、显色剂、增感
剂和其他辅助成分(如稳定剂、填料和胶黏剂)组
成，通常将几种成分在水性介质中分散均匀，然后
涂布在纸或薄膜上构成热敏纸。
(1)无色染料。无色染料是一类具有内酯环或
杂环结构的有机高分子。这类化合物一旦外部条件
合适，就能促使其分子的内酯环开裂。因此，又有
人称它为隐性染料。无色染料大体已经开发的有苯
酞类、吩噻嗪和吩哑嗪类、荧烷类、螺吡喃类4
类。
(2)显色剂。显色剂作为质子给予体与热敏染
料在加热时熔融而进行显色反应。显色剂一般为固
体有机酸性物质，通常是酚类化合物，具有近似酚
类的酸性，熔点较低，不溶于水。另外，显色剂还
应具备高感度、高安定性等与热敏染料相同的特
点。
双酚A是目前常用的显色剂，其价格便宜，
图像安定性好。但熔点较高，发色感度较低，需用
增感剂才能达到高感度的要求。增感剂的结构多为
芳香族或脂肪族的酯类。
虽然到目前为止，中国还没有关于双酚A在
某领域的禁用政策出台，国内媒体对双酚A事件
也还未表现出足够的关注，但其作为环境激素污染
物，必须引起充分重视。
参考文献
E13张艳丽，王茜，高红霞等．光谱实验，2010，(4)：1645
1650
E23美国研究结果：双酚A危害健康可能比已知严重．http：／／
www．zaobao．tom／N／9110629—012．shtml．2011—06--29
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出版社，2004：458
[4]罗辉甲，曹国荣，许文才．包装工程，2010，(9)：47—50
E53杨丹，李丹丹，刘姗姗等．现代预防医学，2008，(17)：
3280—3282
[6]谭国民主编．特种纸，北京：化学工业出版社，2005：146
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E73唐明佳，张顺生，陈钢．刑事技术，2007，(4)：26
[8]张英主编．精细化工品大全(下册)．北京：化学工业出版
社，2003：190
万方数据
双酚A与热敏纸
作者：熊言林，马珊珊，
作者单位：安徽师范大学化学与材料科学学院芜湖241000
刊名：化学教育
英文刊名：ChineseJournalofChemicalEducation
年，卷(期)：2012,33(10)
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_hxjy201210001.aspx
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