متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات (MDI)

متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات

متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات (MDI)

متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات چیست

متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات، یک دی ایزوسیانات آروماتیک با جرم مولکولی 250.25g/mol  و فرمول مولکولی C15H10N2O2 است، بوی بسیار تندی دارد، در دمای اتاق به شکل کریستال‌های سفید رنگ است و بعد از ذوب شدن به مایعی بی رنگ و شفاف تبدیل می‌شود. سالانه حدود 5 میلیون تن از این ماده در سراسر جهان تولید می‌شود. متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات شامل سه ایزومر مشترک است که بر اساس جایگاه گروه‌های ایزوسیانات (R-N=C=O) در اطراف حلقه‌ها، این ایزومرها متفاوت هستند. مونومر متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات به صورت مخلوطی از سه ایزومر MDI 2,2، MDI 2,4، MDI 4,4 می‌باشد. و کاربرد عمده‌ی متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات در تولید پلیمرهای پلی یورتانی می‌باشد.

متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات

مواد اصلی ساخت پلی یورتان‌ها، دی و تری ایزوسیانات‌ها به همراه پلی اُل‌ها می‌باشد و مواد دیگری برای کمک به پردازش پلیمر یا اصلاح خواص پلیمر اضافه می‌شوند.

برای خواندن مطالب بیشتر در مورد ایزوسیانات‌ها، می‌توانید به مقاله ایزوسیانات چیست مراجعه نمائید.

معایب متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات

  • استنشاق کوتاه مدت غلظت بالای متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات، باعث ایجاد آسم و حساسیت می‌شود
  • تماس پوستی با این ماده منجر به اگزما می‌شود

مکانیسم تولید متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات

در اولین مرحله‌ی تولید MDI، آنیلین با فرمالدهید در حضور HCl (هیدوکلریک اسید)، به عنوان کاتالیزور واکنش می‌دهد و مخلوطی از دی آمین‌ها یا پلی آمین‌ها تولید می‌شود. سپس این دی آمین‌ها در حضور گاز فُسژن، مخلوطی از ایزوسیانات‌ها را تشکیل می‌دهند، که مهم‌ترین آن‌ها  4و4 متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات است.

تولید متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات
تولید متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات

مهم‌ترین ویژگی‌های متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات

  • در دمای پائین به راحتی واکنش می‌دهند
  • فشار بخار کمتری نسبت به دی ایزوسیانات‌های آلیفاتیک دارند
  • نقطه ذوب بالایی دارد در نتیجه پایداری زیستی و سمیت کمتری دارد
  • به دلیل وجود دو حلقه‌ی بنزن خاصیت الکترون کشندگی زیادی دارد
  • یکی از پرمصرف ترین ایزوسیانات‌ها برای ساخت ترموپلاستیک‌ها می‌باشد

کاربردهای متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات در صنایع

  • صنایع برودتی و یخچال‌ سازی (تولید فوم‌های پلی یورتان‌ سخت)
  • صنایع ساخت چسب‌های قوی صنعتی
  • تولید لوازم داخل خودروها مانند صندلی خودروها، داشبورد و …
  • صنایع رنگ سازی
  • صنایع ساختمان (تولید عایق‌های حرارتی)
  • صنعت ریخته گری
  • صنایع تولید کفی کفش‌ها و …

ایزومر 4و4 متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات

ایزومر متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات

ایزومر 4و4 متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات، پرکاربردترین ایزومر نسبت به بقیه ایزومرها است. و همان طور که می‌دانیم پلی یورتان‌ها از ترکیب ایزوسیانات‌ها با پلی ال ها حاصل می‌شود که 4و4  متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات به عنوان هاردنر (سخت کننده) عمل می‌کند. بیشترین کاربرد ایزومر 4و 4 متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات، تولید فوم‌های پلی یورتان سخت است که به عنوان عایق‌های حرارتی بسیار عالی عمل می‌کنند.

انواع متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات تجاری به سه دسته‌ی اصلی تقسیم می‌شوند

  • مونومر متیلن دی فنیل دی ایزو سیانات

 این مونومر به صورت مخلوطی از سه ایزومر MDI 2,2، MDI 2,4، MDI 4,4 می‌باشد.

  • پلیمر متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات  (PMDI)

پلیمری است که حاوی مونومر MDI و محصولاتی با وزن مولکولی بالاتر است و از این نوع پلیمر در تولید الاستومرهای پلی یورتان، فوم‌های عایق، عایق‌های اسپری، عایق‌های تبریدی، چرم مصنوعی و پانل‌های داخلی خودرو استفاده می‌شود.

  • متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات اصلاح شده

یکی از مشتقات محصولات  MDI است که در حال حاضر از پسوندهای تجاری MDI خالص و MDI پلیمری استفاده می‌کند.

انواع مختلف متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات اصلاح شده

  • :C-MDI دربازار، به این محصول MDI مایع نیز گفته می‌شود و از طریق تجمع خود به خودی 4و4 متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات حاصل می‌شود.
  • اصلاح کننده پلی اُل‌ها: معمولا به عنوان اصلاح کننده‌ی کاربامات‌ها شناخته می‌شوند و توسط واکنش 2و4 و 4و4 متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات به نسبت معین ساخته می‌شوند.
  • اصلاح کننده‌های مخلوط شده: معمولا از مخلوط MDI پلیمری و خالص تشکیل می‌شود، ترکیبی از MDI، 2و4 MDI، پلی اُل‌های اصلاح کننده یا C-MDI می‌باشد.

مقایسه‌ی دی ایزوسیانات‌های آروماتیک و آلیفاتیک

دی ایزوسیانات‌های آروماتیک دی ایزوسیانات‌های آلیفاتیک
به دلیل رزونانس الکترونی بالا، در حضور کروموفورها باعث تغییر رنگ آن‌ها به زرد می‌شودمقاوم در برابر اشعه‌ی فرابنفش (در کاربردهای حساس به نور استفاده می‌شوند)- عدم تغییر رنگ در برابر حرارت
سخت‌تر، نقطه ذوب بالاتر، فشار بخار کمتر، سمیت کمترواکنش پذیری کمتر (در نتیجه  منجر به کاهش خواص مکانیکی و کاهش پایداری زیستی محصول می‌شود)
حدود 60% در ساخت پلی یورتان‌های سخت کاربرد دارندحدود 90 % در فرمولاسیون پوشش‌ها کاربرد دارند (پوشش‌های خودرو)
مقاومت حرارتی و شیمیایی بالاثبات رنگ بالا
به دلیل تغییر رنگ، در کاربردهای داخلی برای پرایمرها، فوم و الاستومرها استفاده می‌شونددر پوشش‌های نساجی، مانند روکش مبلمان، فضای داخلی خودرو، پوشاک ورزشی، روکش‌های چرمی و … استفاده می‌شوند

TDI یا 2و4 تولوئن دی ایزوسیانات چیست

مایعی شفاف، بی رنگ تا زرد کم رنگ است و به طور طبیعی در محیط زیست وجود ندارد. در نتیجه برای سلامتی انسان بسیار مضر است و خطرات تنفسی به همراه دارد.

کاربرد TDI

  • تولید فوم‌های انعطاف پذیر از جمله مبلمان، لایه‌ی زیرین فرش، کاربردهای بسته بندی
  • حمل و نقل (تولید قطعات سبک خودرو)، در نتیجه منجر به بهبود راندمان سوخت خودروها و صرفه جویی در انرژی می‌شود
  • تولید پوشش‌ها، درزگیرها، چسب‌ها و الاستومرها
کاربرد TDI

مقایسه‌ی TDI و MDI:

4و4 متیلن دی فنیل دی ایزو سیانات (MDI)2و4 تولوئن دی ایزوسیانات (TDI)
جامد کریستالی زرد روشنمایعی شفاف، بی رنگ تا زرد کم رنگ
عمدتا برای تولید پلی یورتان‌های سخت استفاده می‌شودعمدتا برای تولید فوم های نرم استفاده می‌شود
سمیت کمترسمیت بیشتر
فشار بخار کمترفشار بخار بیشتر

گردآوری و ترجمه: واحد تولید محتوای گروه صنعتی مکرر

منابع:

به اشتراک بگذارید

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *