Толуилендиизоцианат

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
2,4-​толуилендиизоцианат
Изображение химической структуры Изображение молекулярной модели
Общие
Систематическое
наименование		 2,4-​диизоциано-​1-​метил-​бензол
Сокращения ТДИ, TDI
Традиционные названия ТДИ, Толуилендиизоцианат, ТДИ 80, ТДИ 80/20, ТДИ Т-80
Хим. формула C9H6N2O2
Физические свойства
Состояние бесцветная или бледно-желтая жидкость
Молярная масса 174.2 г/моль
Плотность 1.214 г/см³
Термические свойства
Температура
 • плавления 21.8 °C
 • кипения 251 °C
 • вспышки 260 ± 1 ℉[1]
Пределы взрываемости 0,9 ± 0 об.%[1]
Давление пара 0,01 ± 0,01 мм рт.ст.[1]
Классификация
Рег. номер CAS 584-84-9
PubChem 11443
Рег. номер EINECS 209-544-5
SMILES
InChI
RTECS CZ6300000
ChEBI 53556
ChemSpider 13835351
Безопасность
Предельная концентрация 0,05 мг/см³
ЛД50

6 мг/кг (крысы, перорально)

12-14,5 мг/кг (мыши-самцы, перорально)
Токсичность Чрезвычайно ядовит, СДЯВ
Пиктограммы СГС Пиктограмма «Череп и скрещённые кости» системы СГСПиктограмма «Опасность для здоровья» системы СГСПиктограмма «Окружающая среда» системы СГС
NFPA 704
NFPA 704 four-colored diamondОгнеопасность 1: Следует нагреть перед воспламенением (например, соевое масло). Температура вспышки выше 93 °C (200 °F)Опасность для здоровья 4: Очень кратковременное воздействие может вызвать смерть или крупные остаточные повреждения (например, тетраэтилсвинец, синильная кислота, фосфин)Реакционноспособность 1: Обычно стабильное, но может стать неустойчивым при повышенных температуре и давлении (например, пероксид водорода, гидрокарбонат натрия)Специальный код: отсутствует
1
4
1
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Толуилендиизоцианáт (ТДИ) — ароматический диизоцианат, 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 сырьём для производства полиуретанов. На производство ТДИ приходится около 30 % мирового рынка изоцианатов по состоянию на февраль 2011 г.[2] В высоких концентрациях очень ядовит.

Виды ТДИ[править | править код]

Коммерчески используются несколько видов ТДИ, в том числе чистый 2.4 изомер (ТДИ 100)[2], 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[3].

Физические свойства[править | править код]

ТДИ представляет собой бесцветную или бледно-жёлтую 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 код]

По состоянию на февраль 2011 года мировые мощности по производству ТДИ составляют 2,6 млн тонн в год[2]. 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)[4] и др. Все основные производители ТДИ являются членами Международного Института Изоцианатов (International Isocyanate Institute)[5], 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 нашёл 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 код]

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.

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

Применение[править | править код]

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).

Физиологическое действие и токсичность[править | править код]

Толуилендиизоцианат (ТДИ 80, 2,4-Толуилендиизоцианат) особо токсичен, числится в списке сильнодействующих ядовитых веществ, относится ко второму классу опасности[6] и в высоких концентрациях может являться сенсибилизатором и аллергеном, подобно другим органическим изоцианатам. 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[7]. 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.

По данным[8] минимальные значения порогов восприятия запаха смеси 2,4 и 2,6 изомеров (в соотношении 65:35) у людей, не подвергавшихся воздействию этих веществ (например, на производстве), был не ниже 0,2-2,6 мг/м3; по данным[9] достигал 15 мг/м3. ПДК 4-Метилфенилен-1,3-диизоцианата (CAS 584-84-9) в воздухе рабочей зоны[10] составляет 0,05 мг/см3 (максимальная разовая). Использование широко распространённых фильтрующих СИЗОД в сочетании с «заменой фильтров по появлении запаха под маской» (как рекомендуется в РФ поставщиками[11]) приведёт к чрезмерному воздействию ТДИ на, по крайней мере, часть работников — из-за запоздалой замены противогазных фильтров. Следует использовать значительно более эффективные изменение технологии и средства коллективной защиты.

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. ↑ 1 2 3 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0621.html
  2. ↑ 1 2 3 Евразийский химический рынок № 2 (77), 2011
  3. ↑ Материалы сотрудничества РХТУ им. Д. И. Менделеева и Dow Chemicals
  4. ↑ Yantai Wanhua Архивная копия от 24 января 2021 на Wayback Machine (англ.)
  5. ↑ International Isocyanate Institute. Дата обращения: 7 сентября 2011. Архивировано 1 октября 2019 года.
  6. ↑ name=https://docs.cntd.ru_ГОСТ (недоступная ссылка) 12.1.005-76 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования
  7. ↑ Allport DC, Gilbert, DS and Outterside SM (eds) (2003). MDI and TDI: safety, health & the environment: a source book and practical guide. Chichester, Wiley. Дата обращения: 7 сентября 2011. Архивировано 27 июля 2007 года.
  8. ↑ Чижиков В.А. Биологическое действие и гигиеническое значение малых концентраций толуилендиизоцианата в атмосферном воздухе / Рязанов В.А., Гольдберг М.С. (ред). — Предельно допустимые концентрации атмосферных загрязнений. — Москва: Издательство "Медицина", 1964. — С. 21—41. — 204 с. — (Выпуск 8). — 2800 экз.
  9. ↑ Gregory Leonardos, David Kendall & Nancy Barnard. Odor Threshold Determinations of 53 Odorant Chemicals (англ.) // Air & Waste Management Association Journal of the Air & Waste Management Association. — Taylor & Francis, 1969. — February (vol. 19 (iss. 2). — P. 91—95. — ISSN 1096-2247. — doi:10.1080/00022470.1969.10466465.
  10. ↑ (Роспотребнадзор). № 1432 // ГН 2.2.5.3532-18 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны» / утверждены А.Ю. Поповой. — Москва, 2018. — С. 101. — 170 с. — (Санитарные правила). Архивировано 12 июня 2020 года.
  11. ↑ под ред. Сорокина Ю.Г., Преображенского В.Б. и др. 5. Сроки службы и признаки неисправности СИЗОД // Методические рекомендации по выбору и применению средств индивидуальной защиты органов дыхания. — Москва: Издательство "КОЛОС", 2006. — С. 22—35. — 56 с. — 2000 экз. — ISBN 5-10-003932-9.

Ссылки[править | править код]

Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Толуилендиизоцианат&oldid=134822157