Толуилендиизоцианат

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
2,4-толуилендиизоцианат
Toluene-2,4-diisocyanate-2D-skeletal.png
Толуилендиизоцианат
Общие
Систематическое
наименование
2,4-диизоциано-1-метил-бензол
Сокращения ТДИ, TDI
Традиционные названия ТДИ, ТДИ 80, ТДИ 80/20, ТДИ Т-80
Хим. формула C9H6N2O2
Физические свойства
Состояние бесцветная или бледно-желтая жикость
Молярная масса 174.2 г/моль
Плотность 1.214 г/см³
Термические свойства
Т. плав. 21.8 °C
Т. кип. 251 °C
Классификация
Рег. номер CAS 584-84-9
PubChem 11443
Рег. номер EINECS 209-544-5
SMILES
RTECS CZ6300000
ChemSpider 13835351
Безопасность
Токсичность очень высокая
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иначе.

Толуилендиизоцианат — общеизвестный как ТДИ, является ароматическим диизоцианатом. Существует в виде двух изомеров: 2,4-ТДИ (CAS: 584-84-9) и 2,6-ТДИ (CAS: 91-08-7). ТДИ совместно с полиолом является сырьем для производства полиуретанов. На производство ТДИ приходится около 30 % мирового рынка изоцианатов по состоянию на февраль 2011 г.[1]

Виды ТДИ[править | править вики-текст]

Коммерчески используются несколько видов ТДИ, в том числе чистый 2.4 изомер (ТДИ 100),[1] ТДИ 80 (ТДИ 80/20, Т-80) — смесь из 80 % 2.4-изомера и 20 % 2.6-изомера (самый широко применяемый вид, поскольку его производство наиболее дёшево), ТДИ 65/35 (Т-65) — смесь из 65 % 2.4-изомера и 35 % 2.6-изомера. Чистый 2,4-ТДИ вырабатывается в промышленности в ограниченных количествах для специальных целей (в основном для получения эластомеров). Чистый 2,6-ТДИ выпускается только как лабораторный реагент. Также для особых целей производится модифицированный ТДИ.[2]

Физические свойства[править | править вики-текст]

ТДИ представляет собой бесцветную или бледно-желтую жидкость с температурой плавления около 22 °C и характерным едким запахом. Из-за температуры плавления близкой к комнатной, ТДИ часто застывает в бочках при транспортировке, поэтому их нужно выдерживать на складе при повышенной температуре для возможности дальнейшего использования.

Производство[править | править вики-текст]

По состоянию на февраль 2011 года мировые мощности по производству ТДИ составляют 2,6 млн тонн в год.[1] Крупнейшие производители BASF, Bayer (на этих двух производителей приходится около половины мощностей), Mitsui Chemicals, Dow, а также BorsodChem (которая с начала 2011г является частью Yantai Wanhua)[3] и др. Все основные производители ТДИ являются членами Международного Института Изоцианатов (International Isocyanate Institute),[4] целью которого является содействие безопасному обращению с МДИ и ТДИ на рабочих местах, в обществе и окружающей среде.

Основной метод получения толуилендиизоцианата заключается в нитровании толуола до динитротолуола. Далее динитротолуол подвергают каталитическому гидрированию до толуолдиамина. Последний растворяют в инертном растворителе и вводят во взаимодействие с фосгеном.

ТДИ можно получить непосредственно из динитротолуола жидкофазным карбонилированием в среде о-дихлорбензола. Этот метод позволяет избежать использования фосгена, а проблема отходов состоит только в утилизации хлороводорода. Однако этот метод ещё не нашел промышленного применения.

Инновационный подход в производстве диизоцианатов сейчас использует Bayer. Компания разработала технологию, по которой фосгенирование проводится не в жидкой, а в газовой фазе. Эта технология позволяет сократить расход растворителя на 80 %, потребление энергии — на 60 %, инвестиции — на 20 %.

Реакционная способность[править | править вики-текст]

Положение изоцианатных групп влияет на их реакционную способность:

4-NCO (2,4-изомер) > 2-NCO и 6-NCO (2,6-изомер) > 2-NCO (2,4-изомер)

При 38 °C соотношение скоростей реакции составляет 8:3:1. Таким образом, 4-NCO-группа будет вступать в реакцию предпочтительнее. В реакции с полиолом более стерически затрудненный 2,6-изомер дает более жесткую пену, чем 2,4-изомер. По этой же причине ТДИ 65/35, который содержит большее количество 2,6-изомера, чем ТДИ 80/20, используется для получения специальных ППУ, например с более высокой несущей способностью.

Toluene diisocyanates.PNG

ТДИ, являясь электрофилом, реагирует с нуклеофильными веществами, такими как вода, спирты, кислоты, амины и т. п.

Применение[править | править вики-текст]

Основное применение ТДИ — производство эластичных полиуретановых пен. Для вспенивания полимера применяют различные низкокипящие вещества, например фреон или пентан. Полученный пенополиуретан (ППУ) может обладать различными степенями жесткости, плотности, «эффектом памяти» и т. п. (в зависимости от марки), что позволяет применять полученный материал в большом спектре изделий.

Основная продукция из ТДИ:

  • Поролон;
  • Формованные изделия из ППУ (сиденья, матрацы);
  • Уретановые (полиуретановые) лаки, покрытия;
  • Уретановые (полиуретановые) герметики, клеи;
  • Уретановые (полиуретановые) эластомеры и изделия (ролики, валы, детали интерьера автомобиля).

Безопасность[править | править вики-текст]

ТДИ является высокотоксичным изоцианатом. Воздействия паров ТДИ следует избегать, так как это может повлечь опасные последствия, в том числе ТДИ — хорошо известный возбудитель астмы. В связи с авариями и опасениями за здоровье и экологиию информация об обращении, средствах индивидуальной защиты, мониторинге воздействия, транспортировке, хранении, отборе проб и анализе ТДИ, была опубликована в специальной книге.[5] ТДИ является одним из одиннадцати веществ, перечисленных в законе «Чрезвычайно опасные вещества» (New Jersey Toxic Catastrophe Prevention Act), которые при воздействии на человека, с большой долей вероятности приведут к серьёзным последствиям для здоровья, в том числе смерти или постоянной нетрудоспособности.

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 3 Евразийский химический рынок № 2 (77), 2011
  2. Материалы сотрудничества РХТУ им. Д. И. Менделеева и Dow Chemicals
  3. Yantai Wanhua (англ.)
  4. International Isocyanate Institute
  5. Allport DC, Gilbert, DS and Outterside SM (eds) (2003). MDI and TDI: safety, health & the environment: a source book and practical guide. Chichester, Wiley.

Ссылки[править | править вики-текст]