تولوئن دی ایزوسیانات (TDI) مواد اولیه فیلتر هوا ، از پرکاربردترین محصولات صنایع پتروشیمی است و در صنایع رنگ سازی، اتومبیل سازی، مبلمان، لوازم خانگی، عایق ها، درزگیرها و فیلتر هوا و ….. کاربرد دارد.
تولوئن دی ایزوسیانات (TDI) یکی از اعضای خانوادهٔ ایزوسیانات‌ها است که مرتبط با شاخه شیمی پلی یورتان‌ها است. در فرایند تی دی آی، تولوئن دی آمین(TDA) با واکنش مجاورتی دی نیتروتولوئن ساخته میشود . TDA نیز به نوبه خود با کربنیل دی کلراید واکنش می‌دهد تا تولوئن دی ایزوسیانات (TDI) تولید شود . تولوئن دی ایزوسیانات تولید شده در واحدهای پتروشیمی معمولاً ترکیب۸۰ به۲۰ ایزومرهای تی دی آی ۴،۲ و ۶،۲ با حداقل عیار ٪ ۹۹/۵ است .
انواع دی ایزو سیانات
دی ایزوسیانات ها به دو دسته ایزوسیانات آلیفاتیک و ایزوسیانات آروماتیک تقسیم بندی می شوند.
ایزوسیانات آلیفاتیک اولین بار توسط ورتز (wurtz) در سال ۱۸۴۹ ساخته شد. در حالیکه ایزوسیانات آروماتیک در سال ۱۹۵۰ توسط هافمن (Hoffman) از پیرولیز متقارن دی فنیل اکسامید ساخته شده است.
در سال ۱۸۸۴هنتسل (Hentschel) تولید ایزو سیانات به روش فسژناسیون آمین ها و نمک آنها را ارایه نمود. که این روش به عنوان مقرون به صرفه ترین روش تولید ایزوسانات شناخته شده است.
با توجه به اینکه دی ایزوسیانات های آروماتیک واکنش پذیری سریعتری نسبت به ایزوسیانات های آلیفاتیک دارند، این دسته از دی ایزوسیانات ها کاربرد وسیع تری دارند. از جمله مهمترین آن ها میتوان (TDI) و (MDI) به شکل الیگومریک نام برد.
از جمله معروف ترین دی ایزوسیانات های تجاری می توان به TDI (2,4)، TDI (2,6)، MDI، HDI، XDI، PPDI، CHDI، TMDI، TODI ، IPDI، NDI اشاره کرد.
تولوئن دی ایزوسیانات (TDI)
تولوئن دی ایزوسیانات (TDI) یکی از اعضای خانواده ی ایزوسیانات ها است که مرتبط با شاخه شیمی پلی یورتان ها می باشد. در فرآیند تولید (TDI)ابتدا دی نیتروتولوئن (DNT) با هیدروژن در مجاورت کاتالیزور مناسب واکنش داده و تولید تولوئن دی آمین (TDA) می نماید. سپس (TDA) در واکنش با کربونیل دی کلراید به (TDI) تبدیل می شود.
ساختار مولکولی تولوئن دی ایزوسیانات ها دارای دو ایزومر میباشد.
کاربرد های تولوئن دی ایزوسیانات (TDI)
تولوئن دی ایزوسیانات کاربردهای بسیار وسیعی دارد. این کاربرد ها از صنایع مبلمان، وسایل خواب و زیر فرشی گرفته تا وسایل حمل و نقل صنایع بسته بندی گسترده است. همچنین این ماده در تولید روکش ها و پوشش ها، درزگیر، چسب ها و الاستومر ها کاربرد دارد.
متیل دی فنیل دی ایزوسیانات (MDI)
متیل دی فنیل دی ایزوسیانات اغلب به صورت اختصاری MDI شناخته می شود و یک ترکیب آروماتیک از خانواده دی ایزوسیانات ها است. این ماده به صورت سه ایزومر (MDI 2,2) و (MDI 2,4) و (MDI4,4) موجود است.
برای تولید MDI ابتدا بنزن به نیترو بنزن تبدیل شده و سپس در حضور کاتالیست مناسب آنیلین تولید می گردد. از آنیلین تولید شده طی فرایندهایی تحت تاثیر کربونیل کلراید MDI تولید میگردد.
این گرید ها شامل:
MDI, LMDI, LMDIB, UPMI, ESPMI, CPMILF, CPMI MF, CPMI HF
کاربرد های متیل دی فنیل دی ایزوسیانات (MDI)
(MDI) با پلیول واکنش داده و پلی یورتان را تولید می کند. فوم های سخت پلی یورتان عایق های حرارتی بسیار خوبی هستند که تقریباً در همه یخچال ها و فریزرها در سراسر جهان و نیز در عایق های حرارتی ساختمانی استفاده می شوند. (MDI) همچنین در چسب های محکم صنعتی نیز کاربرد دارد که معمولاً به عنوان چسب های قوی در بطری چسب به دست مصرف کنندگان نهایی می رسند.
پلیول ها (POLYOLS)
پلیول ها به زنجیر پلیمری اطلاق می شود که دارای دو یا چند گروه هیدروکسیل (OH) می باشند. معمولا در تولید پلی یورتان ها از دو نوع پلیول پلی استری و پلیول پلی اتری استفاده می شود.
نوع پلیول بکار رفته در پلی یورتان ها تعیین کننده خواص نهایی آن ها می باشد. معمولا پلیول های بکار رفته در تولید پلی یورتان ها دارای وزن ملکولی مابین ۲۰۰ تا ۲۰۰۰ می باشند که بسته به خواص نهایی مورد انتظار از پلی یورتان، انتخاب می شوند.
پلیول های پلی استری (Polyester Polyols)
پلی استرها زنجیرهای ملکولی با وزن ملکولی بالا هستند که در زنجیره آن ها گروه استری تکرار می شود و از واکنش یک اسید کربوکسیلیک دوعاملی با یک الکل دوعاملی حاصل می شوند.
پلی استرهای مورد استفاده در صنایع پلی یورتان به روش های مختلفی تهیه می شوند که مهمترین آن ها عبارتند از روش پلی استریفیکاسیونی و پلی کاپرولاکتونی.
پلیول های پلی اتری (Polyether Polyols)
این نوع پلیول ها معمولا از واکنش پلیمریزاسیونی گروه اپوکسید آلکلین اسید در مجاورت کاتالیست های بازی مانند هیدروکسید سدیم و هیدروکسید پتاسیم تولید می شوند. پلی اتر پلیول ها بسته به روش تهیه آن ها دو عاملی یا سه عاملی یا بیشتر می باشند.
از واکنش پلیول های فوق الذکر با ایزوسیانات ها به تنهایی فوم مطلوبی حاصل نمیگردد. بدین منظور به پلیول موادی چون افزاینده های زنجیرکاتالیست ها سورفکتانت ها آب یا عوامل پف زا و کندسوز کنندها نیز افزوده میگردد.
مزایای پلی اتر پلیول ها به پلی استر پلیول ها
پلیوله ای با فانکشنالیتی متنوع (۲-۸)
وزن اکیوالان بطور گسترده قابل تغییر است
مقاومت بهتر در برابر هیدرولیز
ویسکوزیته پایین تر
هزینه تولید پایین تر
دقت داشته باشیدکه تنوع بیشتر فانکشنالیتی و وزن اکیوالان از بهترین مزیت های مذکور است که باعث تولید محصولات متنوع میگردد.
معایب پلی اترپلیول ها به پلی استرپلیول ها
تنها عیبی که پلی اتر پلیول نسبت به پلی استر پلیول دارد مقاومت پایین آن نسبت به اکسیداسیون است. شاید این سوال پیش آید که چرا از پلی استر پلیول استفاده میگردد؟ زیرا حضور پلی استر پلیول ها در ساختار فوم باعث بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی فوم میشود.