| 4,4'-methylendiphenyldiisocyanat | |
|---|---|
| | |
| Generel | |
| Systematisk navn |
1-isocyano-4-[(4-isocyanophenyl)methyl]benzen |
| Forkortelser | MDI, MDI |
| Traditionelle navne | Ren MDI, monomer MDI |
| Chem. formel | C15H10N2O2 _ _ _ _ _ _ _ |
| Fysiske egenskaber | |
| Stat | farveløse eller let gule krystaller |
| Molar masse | 250,25 g/ mol |
| Massefylde | 1.230 g/cm³ |
| Termiske egenskaber | |
| Temperatur | |
| • smeltning | 40°C |
| • kogning | 190°C |
| • blinker | 390±1℉ [1] |
| Damptryk | 5,0E−6 ± 1,0E−6 mmHg [en] |
| Klassifikation | |
| Reg. CAS nummer | 101-68-8 |
| PubChem | 7570 |
| Reg. EINECS nummer | 247-714-0 og 202-966-0 |
| SMIL | 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 |
| Sikkerhed | |
| Begræns koncentrationen | 0,5 mg/m³ |
| Toksicitet | høj (i forhold til TDI lav), fareklasse 2 (skadelige stoffer GOST 12.1.007-76) - meget farlig, MPC r.z. = 0,5 mg/m³ |
| Data er baseret på standardbetingelser (25 °C, 100 kPa), medmindre andet er angivet. | |
| Mediefiler på Wikimedia Commons | |
Methylendiphenyldiisocyanat ( diphenylmethandiisocyanat, MDI ) er et aromatisk diisocyanat , der eksisterer som tre isomerer : 2,2'-MDI, 2,4'-MDI og 4,4'-MDI, men 4,4'-isomeren er mest brugt. Denne isomer er også kendt som ren MDI (monomer MDI, MMDI, ren MDI, MMDI). Synonymer: 4,4'-diisocyanatodiphenylmethan, methylen-bis-(4-phenylisocyanat).
MDI er sammen med polyol råmaterialet til fremstilling af polyurethaner . MDI-produktion tegner sig for omkring 60 % af det globale isocyanatmarked i februar 2011. [2]
Adskillige typer MDI er kommercielt brugt, herunder ren MDI (base - 98% 4,4'-MDI), [2] rå MDI ( polymer MDI, PMDI, rå MDI, PMDI). Navnet "polymer MDI" er ikke helt rigtigt. PMDI er ikke en polymer. Rå MDI er en blanding af produkter, der typisk indeholder 55% MDI (2,4'- og 4,4'-isomerer), 25% triisocyanater og 20% polyisocyanater. [3] I Rusland kaldes rå MDI Polyisocyanat, PIC , "komponent B".
Monomer MDI er et bleggult fast stof med et smeltepunkt på 37-38°C. Rå MDI er normalt en gul til brun væske med en karakteristisk muggen lugt.
Fra februar 2011 er verdens MDI-produktionskapacitet på 5,8 millioner tons om året. [2] De største producenter er BASF , Bayer , Huntsman , Dow , Mitsui Chemicals , Nippon Polyurethanes og Yantai Wanhua , samt BorsodChem (som har været en del af Yantai Wanhua siden begyndelsen af 2011 [1] (eng.) ). Alle større MDI-producenter er medlemmer af International Isocyanate Institute , som har til formål at fremme sikker håndtering af MDI og TDI på arbejdspladsen, i samfundet og i miljøet.
MDI opnås ved phosgenering af de tilsvarende diphenylmethandiaminer. Det isomere forhold mellem MDI bestemmes af den isomere sammensætning af diphenylmetandiaminer. Ved destillation af den resulterende blanding opnås rå MDI (en blanding af oligomere polyisocyanater) samt en blanding af MDI-isomerer med et lavt indhold af 2,4'-isomeren. Yderligere oprensning er fraktionering af en blanding af MDI-isomerer. [fire]
Industrielle metoder til fremstilling af MDI omfatter:
1. Syntese af 4,4'-diaminodiphenylmethan:
2. Phosgenering af 4,4'-diaminodiphenylmethan:
Reaktion (1) udføres ved et molforhold mellem anilin:CH2O, lig med (1,5-6):1, og anilin:HCl, lig med 1:1. Med et stort overskud af anilin i reaktion (1) opnås 4,4'-diaminodiphenylmethan (som kan indeholde urenheder af 2,4'- og 2,2'-isomerer); med et fald i molforholdet mellem analin: CH2O dannes også en blanding af produkter af yderligere kondensation - den såkaldte polymethylenpolypheniamin med en polymerisationsgrad n = 0-2, og CH2-grupper binder benzenringe.
Fosgenering af reaktion (2) udføres sædvanligvis i et chlorbenzenmedium, i én trykreaktor eller oftest i en kaskade af reaktorer uden tryk, hvor der ved 0-30 °C først udføres "kold" og derefter " varm” fosgenering ved 70–125 °C. Den resulterende HCl optages i vand (og der opnås 30-36% saltsyre) eller anvendes til saltsyre. Ud fra 4,4'-diaminodiphenylmethan opnås MDI fra polymethylenpolyphenylamin - polymethylenpolyphenylisocyanat (polyisocyanat), som er en blanding af isocyanater (olieagtig, mørkebrun væske, sædvanligvis indeholdende 50-55% MDI). Ofte opnås to kommercielle produkter: dele af MDI afdestilleres fra blandingen efter phosgenering i vakuum, hvilket efterlader et polyisocyanat med den ønskede sammensætning i destillationsremanensen. Fra den reneste MDI (˃98%) opnås elastiske polyurethanfibre, fra 90-95% MDI - støbte urethanelastomerer, fibre, semi-stive polyurethanskum, det bruges også til forarbejdning af stoffer og læder. Polyisocyanat (fremstillet i en mængde på 80% af den samlede produktion af det og MDI) bruges hovedsageligt til fremstilling af stive polyurethanskum, klæbemidler, tjener som bindemiddel i produktionen af spånplader [5] . Detaljerede anmeldelser af typiske produktionsprocesser kan findes i værker af Twitchett HJ og Ulrich H. [6] Ifølge ovenstående teknologi fremstilles og leveres MILLIONAT MR-200 isocyanat til hjemmemarkedet af Nippon Polyurethane Industry (Japan), som har en sammensætning af 40% 4 ,4'-diphenylmethan diisocyanat og 60% - polymethylen polyphenylisocyanat [7] . Det samlede indhold af MDI i dette produkt er op til 70%, resten er op til 30% tre og tetraisocyanat - MDI-homologer. I henhold til vareklassificeringen i henhold til TN VED er isocyanater omfattet af pos. 2929: "Denne gruppe af kemiske produkter omfatter mono- og polyfunktionelle isocyanater. Isocyanater med dobbelt eller mere funktionalitet, såsom methylendiphenylisocyanat (MDI)."
Placeringen af isocyanatgrupperne påvirker deres reaktivitet. I 4,4'-MDI er de to isocyanatgrupper ækvivalente, men i 2,4'-MDI har de forskellig reaktivitet. Gruppen på position 4 er omkring fire gange mere reaktiv end gruppen på position 2. [8]
MDI, som er en elektrofil , reagerer med nukleofile stoffer som vand, alkoholer, syrer, aminer osv.
Hovedanvendelsen af MDI er fremstilling af stive polyurethanskum . MDI er "komponent B" i systemet, hvor det reagerer med "komponent A" for at danne polyurethan. For at skumme den resulterende polymer anvendes forskellige lavtkogende stoffer, for eksempel freon eller pentan . De resulterende stive skum - polyurethanskum (PPU, PUR) og polyisocyanurater (PIR) har høje varmeisoleringsegenskaber , som bestemmer dens hovedanvendelse: bygnings termisk isolering ( sandwichpaneler , dekorative paneler, sprøjtet isolering, polyurethanskum ), køleudstyr, rør isolering og andre
MDI bruges også til at bygge klæbende materialer (fugemasser, klæbemidler osv.)
Antallet af polyurethanprodukter, der forbruges på verdensplan, fortsætter med at vokse hurtigt. Samtidig er efterspørgslen efter isocyanater stigende - et nøgleråmateriale til fremstilling af polyurethaner ren MDI, en blanding af MDI monomerer (di, tri, tetraisocyanat), polymer MDI (polymethylen polyphenylen polyisocyanat - det tekniske navn for en blanding) af polyisocyanater), bruges til at fremstille både elastiske og stive polyurethanskum, polyisocyanurater , forstærket skum, belægninger og elastomerer.
Isocyanater er organiske forbindelser, der indeholder en eller flere isocyanatgrupper knyttet til et organisk radikal. Afhængigt af antallet af NCO - grupper i molekylet skelnes mono-, di-, tri- og polyisocyanater. [9]
MDI er den mindst farlige af de almindeligt tilgængelige isocyanater, men er ikke sikker. [10] Det meget lave damptryk reducerer dets fare under håndtering sammenlignet med andre basiske isocyanater ( TDI , GDI ). Men ligesom andre isocyanater er det et allergen og en sensibilisator. Nogle mennesker kan udvikle følsomhed over for isocyanater, selv når de udsættes for ekstremt lave koncentrationer, med farlige konsekvenser, herunder astmatiske reaktioner. Håndteringen af MDI kræver strenge tekniske kontroller og personlige værnemidler. Sammenlignet med andre organiske isocyanater har MDI en relativt lav toksicitet for mennesker.