| 4,4'-metylendifenyldiisocyanat | |
|---|---|
| | |
| Allmän | |
| Systematiskt namn |
1-isocyano-4-[(4-isocyanofenyl)metyl]bensen |
| Förkortningar | MDI, MDI |
| Traditionella namn | Ren MDI, monomer MDI |
| Chem. formel | C15H10N2O2 _ _ _ _ _ _ _ |
| Fysikaliska egenskaper | |
| stat | färglösa eller svagt gula kristaller |
| Molar massa | 250,25 g/ mol |
| Densitet | 1,230 g/cm³ |
| Termiska egenskaper | |
| Temperatur | |
| • smältning | 40°C |
| • kokande | 190°C |
| • blinkar | 390±1℉ [1] |
| Ångtryck | 5,0E−6 ± 1,0E−6 mmHg [ett] |
| Klassificering | |
| Reg. CAS-nummer | 101-68-8 |
| PubChem | 7570 |
| Reg. EINECS-nummer | 247-714-0 och 202-966-0 |
| LEDER | 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 |
| Säkerhet | |
| Begränsa koncentrationen | 0,5 mg/m³ |
| Giftighet | hög (i förhållande till TDI låg), faroklass 2 (skadliga ämnen GOST 12.1.007-76) - mycket farlig, MPC r.z. = 0,5 mg/m³ |
| Data baseras på standardförhållanden (25 °C, 100 kPa) om inget annat anges. | |
| Mediafiler på Wikimedia Commons | |
Metylendifenyldiisocyanat ( difenylmetandiisocyanat, MDI ) är ett aromatiskt diisocyanat som existerar som tre isomerer : 2,2'-MDI, 2,4'-MDI och 4,4'-MDI, men 4,4'-isomeren är mest använda. Denna isomer är också känd som ren MDI (monomer MDI, MMDI, ren MDI, MMDI). Synonymer: 4,4'-diisocyanatodifenylmetan, metylen-bis-(4-fenylisocyanat).
MDI tillsammans med polyol är råvaran för framställning av polyuretaner . MDI-produktionen står för cirka 60 % av den globala isocyanatmarknaden i februari 2011. [2]
Flera typer av MDI används kommersiellt, inklusive ren MDI (bas - 98% 4,4'-MDI), [2] rå MDI ( polymer MDI, PMDI, rå MDI, PMDI). Namnet "polymer MDI" är inte riktigt sant. PMDI är inte en polymer. Rå MDI är en blandning av produkter som vanligtvis innehåller 55 % MDI (2,4'- och 4,4'-isomerer), 25% triisocyanater och 20% polyisocyanater. [3] I Ryssland kallas rå MDI för polyisocyanat, PIC , "komponent B".
Monomer MDI är ett blekgult fast ämne med en smältpunkt på 37-38°C. Rå MDI är vanligtvis en gul till brun vätska med en karakteristisk unken lukt.
I februari 2011 är världens MDI-produktionskapacitet 5,8 miljoner ton per år. [2] De största tillverkarna är BASF , Bayer , Huntsman , Dow , Mitsui Chemicals , Nippon Polyurethanes och Yantai Wanhua , samt BorsodChem (som har varit en del av Yantai Wanhua sedan början av 2011 [1] (eng.) ). Alla större MDI-tillverkare är medlemmar i International Isocyanate Institute , som syftar till att främja säker hantering av MDI och TDI på arbetsplatsen, i samhället och i miljön.
MDI erhålls genom fosgenering av motsvarande difenylmetandiaminer. Det isomera förhållandet av MDI bestäms av den isomera sammansättningen av difenylmetandiaminer. Genom destillation av den resulterande blandningen erhålls rå MDI (en blandning av oligomera polyisocyanater) samt en blandning av MDI-isomerer med låg halt av 2,4'-isomeren. Ytterligare rening är fraktionering av en blandning av MDI-isomerer. [fyra]
Industriella metoder för att framställa MDI inkluderar:
1. Syntes av 4,4'-diaminodifenylmetan:
2. Fosgenering av 4,4'-diaminodifenylmetan:
Reaktion (1) utförs vid ett molförhållande av anilin:CH2O, lika med (1,5-6):1, och anilin:HCl, lika med 1:1. Med ett stort överskott av anilin i reaktion (1) erhålls 4,4'-diaminodifenylmetan (som kan innehålla föroreningar av 2,4'- och 2,2'-isomerer); med en minskning av molförhållandet av analin: CH2O bildas också en blandning av produkter av ytterligare kondensation - den så kallade polymetylenpolyfeniaminen med en polymerisationsgrad n = 0-2, och CH2-grupper binder bensenringar.
Reaktion (2) fosgenering utförs vanligtvis i ett klorbensenmedium, i en trycksatt reaktor, eller oftast i en kaskad av reaktorer utan tryck, i vilka vid 0–30 °C, först ”kall” utförs, och sedan ” varm” fosgenering vid 70–125 °C. Den resulterande HCl tas upp i vatten (och 30-36% saltsyra erhålls) eller används för klorering. Från 4,4'-diaminodifenylmetan erhålls MDI från polymetylenpolyfenylamin - polymetylenpolyfenylisocyanat (polyisocyanat), som är en blandning av isocyanater (oljig, mörkbrun vätska, vanligen innehållande 50-55% MDI). Ofta erhålls två kommersiella produkter: delar av MDI destilleras bort från blandningen efter fosgenering i vakuum, vilket lämnar ett polyisocyanat av den önskade sammansättningen i destillationsåterstoden. Från den renaste MDI (˃98%) erhålls elastisk polyuretanfiber, från 90-95% MDI - gjutna uretanelastomerer, fibrer, halvstyva polyuretanskum, den används även för bearbetning av tyger och läder. Polyisocyanat (tillverkat i en mängd av 80% av den totala produktionen av det och MDI) används främst för produktion av styva polyuretanskum, lim, fungerar som ett bindemedel vid tillverkning av spånskivor [5] . Detaljerade recensioner av typiska produktionsprocesser finns i verk av Twitchett HJ och Ulrich H. [6] Enligt ovanstående teknik tillverkas och levereras MILLIONAT MR-200 isocyanat till den inhemska marknaden av Nippon Polyurethane Industry (Japan), som har en sammansättning av 40 % 4 ,4'-difenylmetandiisocyanat och 60 % polymetylenpolyfenylisocyanat [7] . Det totala innehållet av MDI i denna produkt är upp till 70%, resten är upp till 30% tre och tetraisocyanat - MDI-homologer. Enligt varuklassificeringen enligt TN VED ingår isocyanater i nr 2929: ”Denna grupp av kemiska produkter omfattar mono- och polyfunktionella isocyanater. Isocyanater med dubbel eller fler funktionalitet, såsom metylendifenylisocyanat (MDI)."
Positionen för isocyanatgrupperna påverkar deras reaktivitet. I 4,4'-MDI är de två isocyanatgrupperna ekvivalenta, men i 2,4'-MDI har de olika reaktivitet. Gruppen på position 4 är ungefär fyra gånger mer reaktiv än gruppen på position 2. [8]
MDI, som är en elektrofil , reagerar med nukleofila ämnen som vatten, alkoholer, syror, aminer etc.
Den huvudsakliga tillämpningen av MDI är tillverkning av styva polyuretanskum . MDI är "komponent B" i systemet, där det reagerar med "komponent A" för att bilda polyuretan. För att skumma den resulterande polymeren används olika lågkokande ämnen, till exempel freon eller pentan . Det resulterande styva skummet - polyuretanskum (PPU, PUR) och polyisocyanurater (PIR) har höga värmeisoleringsegenskaper , vilket bestämmer dess huvudsakliga tillämpning: byggnadsvärmeisolering ( sandwichpaneler , dekorativa paneler, sprutisolering, polyuretanskum ), kylutrustning, rör isolering och andra
MDI används också för att bygga limmaterial (tätningsmedel, lim, etc.)
Antalet polyuretanprodukter som konsumeras över hela världen fortsätter att växa snabbt. Samtidigt ökar efterfrågan på isocyanater - en nyckelråvara för tillverkning av polyuretaner ren MDI, en blandning av MDI-monomerer (di, tri, tetraisocyanat), polymer MDI (polymetylenpolyfenylenpolyisocyanat - det tekniska namnet för en blandning av polyisocyanater), används för att tillverka både elastiska och styva polyuretanskum, polyisocyanurater , förstärkta skum, beläggningar och elastomerer.
Isocyanater är organiska föreningar som innehåller en eller flera isocyanatgrupper kopplade till en organisk radikal. Beroende på antalet NCO - grupper i molekylen särskiljs mono, di, tri och polyisocyanater. [9]
MDI är den minst farliga av de allmänt tillgängliga isocyanaten, men är inte säker. [10] Det mycket låga ångtrycket minskar risken vid hantering jämfört med andra grundläggande isocyanater ( TDI , GDI ). Men liksom andra isocyanater är det ett allergen och en sensibilisator. Vissa människor kan utveckla känslighet för isocyanater även när de utsätts för extremt låga koncentrationer, med farliga konsekvenser, inklusive astmatiska reaktioner. Hanteringen av MDI kräver strikta tekniska kontroller och personlig skyddsutrustning. Jämfört med andra organiska isocyanater har MDI en relativt låg toxicitet för människor.