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Bisphenol A(BPA, 비스페놀A)
Bisphenol A(BPA, 비스페놀A)
HS No. : 2907-23-1000
CAS No. : 80-05-7
화학명 : 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propane
별명 : BPA
화학식 : C15H16O2, 분자량 228.3
성상 : 지방족 또는 방향족의 케톤, 혹은 알데히드의 분자와 페놀류의 축합으로 얻어진다. HO-C6H4-CRR'-C6H4-OH. 이 식을 비스페놀이라고 한다. R과 R'의 알킬기에 따라 여러 종류가 있지만 R이 CH3-메틸기인 것은 비스페놀A라고 하는 대표적인 것이다. BPA는 분자량이 228.3이고 백색의 결정성 분말, 플레이크 또는 입상품이다. 비중은 1.195(25/25℃), 1.053(200℃), 비점 220℃/4mmHg·360.5℃/760mmHg, 아세톤, 알코올, 에테르 등에는 쉽게 녹고 벤젠, 파라핀계 탄화수소 및 물에는 잘 녹지 않는다.
용도 : BPA는 폴리카보네이트수지, 에폭시수지의 원료가 현재 중요한 용도이지만 이밖에 100%페놀수지, 가소성폴리에스터, 산화방지제, 염화비닐안정제 등에 사용된다. 에폭시수지는 소화제용 에폭시와 폴리카보네이트에 사용되는 Tetrabromo Bisphenol A를 만드는데 쓰이는 양과 벤젠의 수소화 반응에서 만들어지고 주로 건축용 수지로 쓰는 하이드로 비스페놀 A를 포함한다. 다른 용도는 자외선 흡수제의 제조에 쓰이기도 하고 브레이크유로 쓰이기도 한다. 또 몇몇 알킬화 비스페놀 A 고무는 시장에서 산화방지제로 나와 있다.
원료 : 아세톤, 페놀
제법 : 페놀과 아세톤은 산촉매하에서 반응해 디페닐올프로판(Diphenylol Propane, DPP)(BPA)을 형성한다. 비스페놀 A의 생산공정은 정교한데 수많은 이성질체와 Tri/Mono-Hydroxy 형태의 부산물이 생성되기 때문이다. 이러한 불순물을 포함하고 있는 생산물은 에폭시수지 제조에는 안정되게 쓰일 수 있지만 폴리카보네이트를 만드는 데는 사용될 수 없다. 이 전의 공정들은 결정화법에 의해서 불순물을 제거하지만 생산된 물질들의 가격을 크게 증가시킨다. 그러나 Hooker공정은 증류와 추출 결정화를 사용하여, 회분식이 아닌 연속식으로 비스페놀 A를 정화함으로써 그 경제성을 크게 향상시켰다. 비스페놀 A의 증류는 특히 어려운데, 수많은 미량 불순물이 생산물을 분해시켜 고분자 및 타르의 형성을 증진시키기 때문이다. 아세톤과 과잉으로 들어간 페놀이 혼합되어 HCl에 포화된 후 반응기로 보내진다. 반응기에서는 촉진제의 존재하에서 전환이 일어난다. 반응 후 조 생산물은 HCl과 반응으로부터 나온 물이 제거된다. 그 때 상단으로 나오는 것들은 유기상으로 이동된다. 그 상은 주로 페놀로 이루어져 있으며 재순환된다. 이것은 계속하여 HCl 회수공정으로 들어가며 물은 버리게 된다. HCl스틸의 바닥에 있는 것들은 정제공정으로 보내진다. 과잉으로 들어간 페놀은 상단으로 보내져 반응기로 재순환된다. 그때 조 비스페놀 A는 두 개의 스틸로 들어간다. 첫 번째 스틸에서는 낮은 끓는점의 부산물과 재순환되는 이성질체가 제거되며 두 번째 스틸에서는 타르물질이 제거된다. 두 번째 스틸로부터의 증류액은 추출을 거치게 되어 순수한 결정의 슬러리를 연속적으로 생성하게 된다. 용매는 모용액으로부터 탑 상부로 회수되고 불순물은 반응기로 되돌려져 비스페놀 A로 전환된다. 비스페놀 A의 생산기업들은 보통 에폭시수지를 제조한다.
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