| 4,4'-metilén-difenil-diizocianát | |
|---|---|
| | |
| Tábornok | |
| Szisztematikus név |
1-izociano-4-[(4-izociano-fenil)-metil]-benzol |
| Rövidítések | MDI, MDI |
| Hagyományos nevek | Tiszta MDI, Monomer MDI |
| Chem. képlet | C15H10N2O2 _ _ _ _ _ _ _ |
| Fizikai tulajdonságok | |
| Állapot | színtelen vagy enyhén sárga kristályok |
| Moláris tömeg | 250,25 g/ mol |
| Sűrűség | 1,230 g/cm³ |
| Termikus tulajdonságok | |
| Hőfok | |
| • olvadás | 40°C |
| • forralás | 190 °C |
| • villog | 390±1℉ [1] |
| Gőznyomás | 5,0E-6 ± 1,0E-6 Hgmm [egy] |
| Osztályozás | |
| Reg. CAS szám | 101-68-8 |
| PubChem | 7570 |
| Reg. EINECS szám | 247-714-0 és 202-966-0 |
| MOSOLYOK | O=C=N\c1ccc(cc1)Cc2ccc(\N=C=O)cc2 |
| InChI | InChI=1S/C15H10N2O2/c18-10-16-14-5-1-12(2-6-14)9-13-3-7-15(8-4-13)17-11-19/h1- 8H, 9H2UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N |
| RTECS | NQ9350000 |
| CHEBI | 53218 |
| ChemSpider | 7289 |
| Biztonság | |
| Korlátozza a koncentrációt | 0,5 mg/m³ |
| Toxicitás | magas (a TDI-hez viszonyítva alacsony), 2. veszélyességi osztály (káros anyagok GOST 12.1.007-76) - erősen veszélyes, MPC r.z. = 0,5 mg/m³ |
| Az adatok standard körülményeken (25 °C, 100 kPa) alapulnak, hacsak nincs másképp jelezve. | |
| Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon | |
A metilén -difenil-diizocianát ( difenil-metán-diizocianát, MDI ) egy aromás diizocianát , amely három izomer formájában létezik : 2,2'-MDI, 2,4'-MDI és 4,4'-MDI, de a 4,4'-izomer a legszélesebb körben használt. Ezt az izomert tiszta MDI-nek (monomer MDI, MMDI, pure MDI, MMDI) is ismerik. Szinonimák: 4,4'-diizocianát-difenil-metán, metilén-bisz-(4-fenil-izocianát).
Az MDI a poliollal együtt a poliuretánok előállításának alapanyaga . 2011 februárjában az MDI-termelés a globális izocianátpiac mintegy 60%-át teszi ki. [2]
A kereskedelemben többféle MDI-t használnak, beleértve a tiszta MDI -t (bázis - 98% 4,4'-MDI), [2] nyers MDI -t ( polimer MDI, PMDI, nyers MDI, PMDI). A "polimer MDI" elnevezés nem egészen igaz. A PMDI nem polimer. A nyers MDI jellemzően 55% MDI-t (2,4' és 4,4' izomereket), 25% triizocianátot és 20% poliizocianátot tartalmazó termékek keveréke. [3] Oroszországban a nyers MDI-t poliizocianátnak, PIC -nek , "B komponensnek" nevezik.
A monomer MDI halványsárga szilárd anyag, olvadáspontja 37-38 °C. A nyers MDI általában sárgától barnáig terjedő folyadék, jellegzetes dohos szaggal.
2011 februárjában a világ MDI-gyártási kapacitása évi 5,8 millió tonna. [2] A legnagyobb gyártók a BASF , a Bayer , a Huntsman , a Dow , a Mitsui Chemicals , a Nippon Polyurethanes és a Yantai Wanhua , valamint a BorsodChem (amely 2011 eleje óta a Yantai Wanhua része [1] (eng.) ). Minden nagyobb MDI-gyártó tagja a Nemzetközi Izocianát Intézetnek , amelynek célja az MDI és TDI biztonságos kezelésének elősegítése a munkahelyen, a közösségben és a környezetben.
Az MDI-t a megfelelő difenil -metán- diaminok foszgénezésével nyerik. Az MDI izomer arányát a difenil-metán-diaminok izomer összetétele határozza meg. A kapott keverék desztillálásával nyers MDI-t (oligomer poliizocianátok keveréke), valamint alacsony 2,4'-izomert tartalmazó MDI-izomerek keverékét kapjuk. A további tisztítás az MDI izomerek keverékének frakcionálása. [négy]
Az MDI előállítására szolgáló ipari módszerek a következők:
1. 4,4'-diamino-difenil-metán szintézise:
2. 4,4'-diamino-difenil-metán foszgénezése:
Az (1) reakciót anilin:CH20 (1,5-6:1) és anilin:HCl 1:1 mólarányban hajtjuk végre. Az (1) reakcióban az anilin nagy feleslegével 4,4'-diamino-difenil-metánt kapunk (amely 2,4'- és 2,2'-izomer szennyeződéseket tartalmazhat); az analin:CH2O mólarány csökkenésével további kondenzációs termékek keveréke is képződik - az úgynevezett polimetilén-polifeniamin, amelynek polimerizációs foka n = 0-2, és a CH2 csoportok benzolgyűrűket kötnek.
A (2) reakcióban a foszgénezést általában klórbenzolos közegben, egy nyomás alatti reaktorban, vagy leggyakrabban nyomás nélküli reaktorkaszkádban hajtják végre, amelyben 0-30 °C-on először „hideg”, majd „ forró” foszgénezés 70–125 °C-on. A kapott HCl-t vízben felvesszük (és 30-36%-os sósavat kapunk), vagy hidroklórozásra használjuk. A 4,4'-diamino-difenil-metánból az MDI-t polimetilén-polifenilamin-polimetilén-polifenil-izocianátból (poliizocianát) állítják elő, amely izocianátok keveréke (olajos, sötétbarna folyadék, általában 50-55% MDI-t tartalmaz). Gyakran két kereskedelmi terméket állítanak elő: az MDI egy részét vákuumban történő foszgénezés után ledesztillálják a keverékből, így a kívánt összetételű poliizocianát a desztillációs maradékban marad. A legtisztább MDI-ből (˃98%) rugalmas poliuretán szálat nyernek, 90-95% MDI-ből - öntött uretán elasztomereket, szálakat, félkemény poliuretán habokat, szövetek és bőr feldolgozására is használják. A poliizocianátot (amely a teljes termelés 80%-át állítják elő belőle és az MDI-ből) főként merev poliuretánhabok, ragasztók előállításához használják, kötőanyagként szolgál forgácslapok gyártásánál [5] . A tipikus gyártási folyamatokról részletes áttekintés található Twitchett HJ és Ulrich H munkáiban. [6] A fenti technológia szerint a MILLIONAT MR-200 izocianátot a Nippon Polyurethane Industry (Japán) gyártja és szállítja a hazai piacra. 40% 4,4'-difenil-metán-diizocianátot és 60% - polimetilén-polifenil-izocianátot tartalmaz [7] . A teljes MDI-tartalom ebben a termékben legfeljebb 70%, a többi legfeljebb 30% három és tetra-izocianát - MDI homológok. Az áruk TN VED szerinti besorolása szerint az izocianátok a 2929 vámtarifaszám alá tartoznak: „A vegyi termékek ebbe a csoportjába tartoznak a mono- és többfunkciós izocianátok. Kettős vagy több funkciós izocianátok, például metilén-difenil-izocianát (MDI).
Az izocianátcsoportok helyzete befolyásolja reakcióképességüket. A 4,4'-MDI-ben a két izocianátcsoport egyenértékű, de a 2,4'-MDI-ben eltérő reakcióképességűek. A 4. pozícióban lévő csoport körülbelül négyszer reaktívabb, mint a 2. pozícióban lévő csoport. [8]
Az MDI elektrofilként reagál nukleofil anyagokkal, például vízzel, alkoholokkal, savakkal, aminokkal stb.
Az MDI fő alkalmazása a merev poliuretán habok gyártása . Az MDI a rendszer „B komponense”, amelyben az „A” komponenssel reagálva poliuretánt képez. A kapott polimer habosításához különféle alacsony forráspontú anyagokat, például freont vagy pentánt használnak . Az így kapott merev habok - poliuretán habok (PPU, PUR) és poliizocianurátok (PIR) magas hőszigetelő tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek meghatározzák fő alkalmazását: épületek hőszigetelése ( szendvicspanelek , dekorációs panelek, szórt szigetelés, poliuretán hab ), hűtőberendezések, csővezetékek szigetelés és mások
Az MDI-t építési ragasztóanyagokhoz is használják (tömítőanyagok, ragasztók stb.)
A világszerte elfogyasztott poliuretán termékek száma továbbra is gyorsan növekszik. Ugyanakkor növekszik az izocianátok iránti kereslet - ez kulcsfontosságú nyersanyag a poliuretánok tiszta MDI, MDI monomerek keveréke (di, tri, tetraizocianát), polimer MDI (polimetilén-polifenilén-poliizocianát - a keverék műszaki neve) előállításához. poliizocianátok), mind rugalmas, mind merev poliuretán habok, poliizocianurátok , megerősített habok, bevonatok és elasztomerek előállítására használják.
Az izocianátok olyan szerves vegyületek, amelyek egy vagy több izocianátcsoportot tartalmaznak szerves gyökhöz kapcsolva. A molekulában lévő NCO - csoportok számától függően megkülönböztetünk mono-, di-, tri- és poliizocianátokat. [9]
Az MDI a legkevésbé veszélyes az általánosan elérhető izocianátok közül, de nem biztonságos. [10] A nagyon alacsony gőznyomás csökkenti annak veszélyét a kezelés során, összehasonlítva más bázikus izocianátokkal ( TDI , GDI ). Más izocianátokhoz hasonlóan azonban allergén és érzékenyítő. Egyes emberekben még rendkívül alacsony koncentrációban is érzékenyek lehetnek az izocianátokra, ami veszélyes következményekkel járhat, beleértve az asztmás reakciókat is. Az MDI kezelése szigorú műszaki ellenőrzést és egyéni védőfelszerelést igényel. Más szerves izocianátokhoz képest az MDI viszonylag alacsony toxicitású az emberre.