| 4,4'-metilen difenil diisocianato | |
|---|---|
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| General | |
Nombre sistemático |
1-isociano-4-[(4-isocianofenil)metil]benceno |
| abreviaturas | MDI, MDI |
| nombres tradicionales | MDI puro, MDI monomérico |
| química fórmula | C 15 H 10 N 2 O 2 |
| Propiedades físicas | |
| Estado | cristales incoloros o ligeramente amarillos |
| Masa molar | 250,25 g/ mol |
| Densidad | 1.230 g/cm³ |
| Propiedades termales | |
| La temperatura | |
| • fusión | 40°C |
| • hirviendo | 190°C |
| • parpadea | 390±1℉ [1] |
| Presion de vapor | 5,0E−6 ± 1,0E−6 mmHg [una] |
| Clasificación | |
| registro número CAS | 101-68-8 |
| PubChem | 7570 |
| registro Número EINECS | 247-714-0 y 202-966-0 |
| SONRISAS | 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, 9H2UPMLOUAZCHHDJJD-UHFFFAOYSA-N |
| RTECS | NQ9350000 |
| CHEBI | 53218 |
| ChemSpider | 7289 |
| La seguridad | |
| Concentración límite | 0,5 mg/m³ |
| Toxicidad | alto (en relación con TDI bajo), clase de peligro 2 (sustancias nocivas GOST 12.1.007-76) - altamente peligroso, MPC r.z. = 0,5 mg/m³ |
| Los datos se basan en condiciones estándar (25 °C, 100 kPa) a menos que se indique lo contrario. | |
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El diisocianato de metileno difenilo ( diisocianato de difenilmetano, MDI ) es un diisocianato aromático que existe en tres isómeros : 2,2'-MDI, 2,4'-MDI y 4,4'-MDI, pero el isómero 4,4' es el más ampliamente usado. Este isómero también se conoce como MDI puro (MDI monomérico, MMDI, MDI puro, MMDI). Sinónimos: 4,4'-diisocianatodifenilmetano, metileno-bis-(4-fenilisocianato).
El MDI junto con el poliol es la materia prima para la producción de poliuretanos . La producción de MDI representa alrededor del 60 % del mercado mundial de isocianato en febrero de 2011. [2]
Se utilizan comercialmente varios tipos de MDI, incluido el MDI puro (base - 98% 4,4'-MDI), [2] MDI bruto ( MDI polimérico , PMDI, MDI bruto, PMDI). El nombre "MDI de polímero" no es del todo cierto. PMDI no es un polímero. El MDI crudo es una mezcla de productos que contienen normalmente un 55 % de MDI (isómeros 2,4' y 4,4'), un 25 % de triisocianatos y un 20 % de poliisocianatos. [3] En Rusia, el MDI crudo se denomina poliisocianato, PIC , "componente B".
El MDI monomérico es un sólido amarillo pálido con un punto de fusión de 37-38°C. El MDI crudo suele ser un líquido de color amarillo a marrón con un olor a humedad característico.
A partir de febrero de 2011, la capacidad de producción mundial de MDI es de 5,8 millones de toneladas por año. [2] Los mayores fabricantes son BASF , Bayer , Huntsman , Dow , Mitsui Chemicals , Nippon Polyurethanes y Yantai Wanhua , así como BorsodChem (que forma parte de Yantai Wanhua desde principios de 2011 [1] (ing.) ). Todos los principales fabricantes de MDI son miembros del Instituto Internacional de Isocianato , cuyo objetivo es promover la manipulación segura de MDI y TDI en el lugar de trabajo, la comunidad y el medio ambiente.
El MDI se obtiene por fosgenación de las difenilmetanodiaminas correspondientes. La relación isomérica de MDI está determinada por la composición isomérica de las difenilmetanodiaminas. Por destilación de la mezcla resultante, se obtiene MDI crudo (una mezcla de poliisocianatos oligoméricos), así como una mezcla de isómeros de MDI con un bajo contenido del isómero 2,4'. La purificación adicional es el fraccionamiento de una mezcla de isómeros de MDI. [cuatro]
Los métodos industriales para producir MDI incluyen:
1. Síntesis de 4,4'-diaminodifenilmetano:
2. Fosgenación de 4,4'-diaminodifenilmetano:
La reacción (1) se lleva a cabo a una relación molar de anilina:CH2O, igual a (1,5-6):1, y anilina:HCl, igual a 1:1. Con un gran exceso de anilina en la reacción (1), se obtiene 4,4'-diaminodifenilmetano (que puede contener impurezas de isómeros 2,4' y 2,2'); con una disminución en la relación molar de analina: CH2O, también se forma una mezcla de productos de condensación adicional, la llamada polimetilenpolifeniamina con un grado de polimerización n = 0-2, y los grupos CH2 se unen a los anillos de benceno.
La fosgenación de la reacción (2) generalmente se lleva a cabo en un medio de clorobenceno, en un reactor presurizado, o más a menudo en una cascada de reactores sin presión, en los que a 0-30 °C, primero se lleva a cabo "frío" y luego " fosgenación en caliente a 70–125 °C. El HCl resultante se recoge en agua (y se obtiene ácido clorhídrico al 30-36%) o se utiliza para la hidrocloración. A partir del 4,4'-diaminodifenilmetano, el MDI se obtiene a partir de polimetileno polifenilamina - polimetileno polifenilisocianato (poliisocianato), que es una mezcla de isocianatos (líquido aceitoso de color marrón oscuro, que normalmente contiene 50-55 % de MDI). A menudo, se obtienen dos productos comerciales: partes de MDI se eliminan por destilación de la mezcla después de la fosgenación al vacío, dejando un poliisocianato de la composición deseada en el residuo de la destilación. Del MDI más puro (˃98%), se obtiene fibra de poliuretano elástica, del 90-95% de MDI - elastómeros de uretano moldeados, fibras, espumas de poliuretano semirrígidas, también se utiliza para procesar telas y cuero. El poliisocianato (producido en una cantidad del 80% de la producción total de este y MDI) se utiliza principalmente para la producción de espumas rígidas de poliuretano, adhesivos, sirve como aglutinante en la producción de tableros de partículas [5] . Se pueden encontrar revisiones detalladas de los procesos de producción típicos en los trabajos de Twitchett HJ y Ulrich H. [6] De acuerdo con la tecnología anterior, el isocianato MILLIONAT MR-200 es fabricado y suministrado al mercado nacional por Nippon Polyurethane Industry (Japón), que tiene una composición de 40% 4,4' - diisocianato de difenilmetano y 60% - polifenilisocianato de polimetileno [7] . El contenido total de MDI en este producto es de hasta el 70%, el resto es de hasta el 30% tres y tetra isocianato - homólogos de MDI. Según la clasificación de mercancías según la TN VED, los isocianatos se incluyen en la partida 2929: “Este grupo de productos químicos incluye los isocianatos mono y polifuncionales. Isocianatos con dos o más funcionalidades, como el isocianato de metileno difenilo (MDI)".
La posición de los grupos isocianato afecta a su reactividad. En el 4,4'-MDI, los dos grupos isocianato son equivalentes, pero en el 2,4'-MDI tienen una reactividad diferente. El grupo de la posición 4 es unas cuatro veces más reactivo que el grupo de la posición 2. [8]
El MDI, al ser electrófilo , reacciona con sustancias nucleófilas como agua, alcoholes, ácidos, aminas, etc.
La principal aplicación de MDI es la producción de espumas rígidas de poliuretano . MDI es el "componente B" del sistema, en el que reacciona con el "componente A" para formar poliuretano. Para espumar el polímero resultante, se utilizan varias sustancias de bajo punto de ebullición, por ejemplo, freón o pentano . Las espumas rígidas resultantes - espumas de poliuretano (PPU, PUR) y poliisocianuratos (PIR) tienen altas propiedades de aislamiento térmico , que determinan su principal aplicación: aislamiento térmico de edificios ( paneles sándwich , paneles decorativos, aislamiento por proyección, espuma de poliuretano ), equipos de refrigeración, tubería aislamiento y otros
El MDI también se utiliza para la construcción de materiales adhesivos (selladores, adhesivos, etc.)
La cantidad de productos de poliuretano que se consumen en todo el mundo continúa creciendo rápidamente. Al mismo tiempo, la demanda de isocianatos está aumentando, una materia prima clave para la producción de poliuretanos MDI puro, una mezcla de monómeros de MDI (di, tri, tetraisocianato), MDI polimérico (poliisocianato de polimetileno polifenileno - el nombre técnico de una mezcla de poliisocianatos), utilizados para fabricar espumas de poliuretano tanto elásticas como rígidas, poliisocianuratos , espumas reforzadas, recubrimientos y elastómeros.
Los isocianatos son compuestos orgánicos que contienen uno o más grupos isocianato unidos a un radical orgánico. Dependiendo del número de grupos NCO - en la molécula, se distinguen mono, di, tri y poliisocianatos. [9]
El MDI es el menos peligroso de los isocianatos comúnmente disponibles, pero no es seguro. [10] La bajísima presión de vapor reduce su peligrosidad durante la manipulación en comparación con otros isocianatos básicos ( TDI , GDI ). Sin embargo, como otros isocianatos, es un alérgeno y un sensibilizador. Algunas personas pueden desarrollar sensibilidad a los isocianatos incluso cuando se exponen a concentraciones extremadamente bajas, con consecuencias peligrosas, incluidas reacciones asmáticas . El manejo de MDI requiere estrictos controles de ingeniería y equipo de protección personal. Comparado con otros isocianatos orgánicos, el MDI tiene una toxicidad relativamente baja para los humanos.