Metileno difenil diisocianato ( MDI ) es un aromático di isocianato . Son comunes tres isómeros , que varían según las posiciones de los grupos isocianato alrededor de los anillos: 2,2′-MDI, 2,4′-MDI y 4,4′-MDI . El isómero 4,4 'es el más utilizado y también se conoce como diisocianato de 4,4'-difenilmetano. [3] Este isómero también se conoce como MDI puro . El MDI reacciona con los polioles en la fabricación de poliuretano . Es el diisocianato más producido, representando el 61,3 por ciento del mercado mundial en el año 2000. [4]
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Nombres | |
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Nombre IUPAC preferido 1,1′-metilenbis (4-isocianatobenceno) | |
Otros nombres
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Identificadores | |
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Modelo 3D ( JSmol ) | |
CHEBI | |
ChemSpider | |
Tarjeta de información ECHA | 100.002.697 ![]() |
PubChem CID | |
Número RTECS |
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UNII | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
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Propiedades | |
C 15 H 10 N 2 O 2 | |
Masa molar | 250,25 g / mol |
Apariencia | Sólido blanco o amarillo pálido |
Densidad | 1.230 g / cm 3 , sólido |
Punto de fusion | 40 ° C (104 ° F; 313 K) |
Punto de ebullición | 314 ° C (597 ° F; 587 K) |
Reacciona | |
Presión de vapor | 0,000005 mmHg (20 ° C) [1] |
Peligros | |
Dañino ( Xn ) | |
Frases R (desactualizadas) | R20 , R36 / 37/38 , R42 / 43 |
Frases S (desactualizadas) | (S1 / 2) , S23 , S36 / 37 , S45 |
punto de inflamabilidad | 212–214 ° C (vaso abierto Cleveland) |
Dosis o concentración letal (LD, LC): | |
LD 50 ( dosis media ) | 2200 mg / kg (ratón, oral) [2] |
LD Lo ( más bajo publicado ) | 31.690 mg / kg (rata, oral) [2] |
LC 50 ( concentración media ) |
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NIOSH (límites de exposición a la salud de EE. UU.): | |
PEL (permitido) | C 0,2 mg / m 3 (0,02 ppm) [1] |
REL (recomendado) | TWA 0,05 mg / m 3 (0,005 ppm) C 0,2 mg / m 3 (0,020 ppm) [10 minutos] [1] |
IDLH (peligro inmediato) | 75 mg / m 3 [1] |
Compuestos relacionados | |
Isocianatos relacionados |
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Compuestos relacionados | Poliuretano |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
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Referencias de Infobox | |
Producción
La producción mundial total de MDI y MDI polimérico supera los 7,5 millones de toneladas por año (en 2017).
A partir de 2019, el mayor productor fue Wanhua Chemical Group . [5] Otros productores importantes son Covestro , [6] BASF , Dow , Huntsman , Tosoh , Kumho Mitsui Chemicals. Todos los principales productores de MDI son miembros del International Isocyanate Institute, cuyo objetivo es promover el manejo seguro de MDI y TDI en el lugar de trabajo, la comunidad y el medio ambiente.
El primer paso de la producción de MDI es la reacción de anilina y formaldehído , utilizando ácido clorhídrico como catalizador para producir una mezcla de precursores de diamina, así como sus correspondientes poliaminas:
Luego, estas diaminas se tratan con fosgeno para formar una mezcla de isocianatos, estando determinada la proporción de isómeros por la composición isomérica de la diamina. Son posibles dos mecanismos de reacción diferentes para esta transformación, a saber, "fosgenaciones primero" y "fosgenaciones escalonadas". [7]
La destilación de la mezcla da una mezcla de poliisocianatos oligoméricos, conocida como MDI polimérico , y una mezcla de isómeros de MDI que tiene un bajo contenido de isómeros 2,4 '. La purificación adicional implica el fraccionamiento de la mezcla de isómeros de MDI. [8]
Reactividad del grupo isocianato
Las posiciones de los grupos isocianato influyen en su reactividad. En 4,4′-MDI, los dos grupos isocianato son equivalentes, pero en 2,4′-MDI los dos grupos muestran reactividades muy diferentes. El grupo en la posición 4 es aproximadamente cuatro veces más reactivo que el grupo en la posición 2 debido al impedimento estérico. [4]
Aplicaciones
La principal aplicación del 4,4′-MDI es la producción de poliuretano rígido . [9] Estas espumas rígidas de poliuretano son buenos aislantes térmicos y se utilizan en casi todos los congeladores y refrigeradores del mundo, así como en edificios. Los polioles típicos usados son adipato de polietileno (un poliéster ) y poli (tetrametilen éter) glicol (un poliéter ).
El 4,4′-MDI también se utiliza como adhesivo de resistencia industrial, que está disponible para los consumidores finales como diversas preparaciones de pegamento embotellado de alta resistencia. [10]
Seguridad
El MDI es el menos peligroso de los isocianatos comúnmente disponibles, pero no es benigno. [11] Su muy baja presión de vapor reduce sus peligros durante la manipulación en comparación con los otros isocianatos principales ( TDI , HDI ). Sin embargo, al igual que los otros isocianatos, es un alérgeno y sensibilizador. Las personas que desarrollan sensibilidad a los isocianatos pueden tener reacciones sistémicas peligrosas a exposiciones extremadamente pequeñas, incluida la insuficiencia respiratoria. La manipulación de MDI requiere estrictos controles de ingeniería y equipo de protección personal. [12] En comparación con otros cianatos orgánicos , el MDI tiene una toxicidad humana relativamente baja. Es un material potencialmente violentamente reactivo hacia el agua y otros nucleófilos .
Referencias
- ^ a b c d Guía de bolsillo de NIOSH sobre peligros químicos. "# 0413" . Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
- ^ a b c "Metilen bisfenil isocianato" . Concentraciones inmediatamente peligrosas para la vida o la salud (IDLH) . Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
- ^ Pubchem. "Diisocianato de 4,4'-difenilmetano | C15H10N2O2 - PubChem" . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Consultado el 25 de junio de 2017 .
- ^ a b Randall, D .; Lee, S. (2003). El libro de los poliuretanos . Nueva York: Wiley. ISBN 978-0-470-85041-1.
- ^ Tullo, Alexander H. (29 de julio de 2019). "C&EN's Global Top 50 Chemical Companies of 2018" . Noticias de Química e Ingeniería . Vol. 97 no. 30 . Consultado el 15 de enero de 2020 .
- ^ Gal, J. (20 de febrero de 2012). "Al Rescate" . Negocio químico ICIS . Archivado desde el original el 26 de marzo de 2012 . Consultado el 15 de enero de 2020 .
- ^ Boros, R. Zsanett; Koós, Tamás; Wafaa, Cheikh; Nehéz, Károly; Farkas, László; Viskolcz, Béla; Szőri, Milán (16 de agosto de 2018). "Un estudio teórico sobre la fosgenación de metilendifenil diamina (MDA)" . Letras de física química . 706 : 568–576. doi : 10.1016 / j.cplett.2018.06.024 . ISSN 0009-2614 .
- ^ Six, C .; Richter, F. "Isocianatos orgánicos". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002 / 14356007.a14_611 .
- ^ Boustead, I. (2005). "Espuma rígida de poliuretano" (PDF) . Ecoperfiles de la industria europea del plástico . Bruselas: PlasticsEurope. Archivado desde el original (PDF) el 25 de septiembre de 2013.
- ^ Patente de Estados Unidos 6884904 , Smith, AK; Goddard, RJ; Paulsen, EJL, "Prepolímero de poliuretano a base de MDI con bajo contenido de MDI monomérico", publicado el 26 de abril de 2005
- ^ Allport, DC; Gilbert, DS; Outterside, SM, eds. (2003). MDI y TDI: seguridad, salud y medio ambiente: libro de consulta y guía práctica . Wiley. ISBN 978-0-471-95812-3.
- ^ Almaguer, D .; et al. (Septiembre de 2006). "Prevención del asma y la muerte por exposición a inhaladores de dosis medidas durante el revestimiento de la caja del camión y aplicaciones relacionadas" (PDF) . Alerta de NIOSH . El Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional. Publicación del DHHS (NIOSH) No. 2006–149 . Consultado el 14 de agosto de 2012 .
enlaces externos
- Tarjeta internacional de seguridad química 0298
- Monografía de la IARC: "Diisocianato de 4,4'-metilendifenilo"
- Tema de seguridad y salud de NIOSH: isocianatos , del sitio web del Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH)
- Panel de diisocianatos del Consejo Estadounidense de Química Isofact
- Base de datos de Azom Chemical sobre la química del poliuretano
- MDI y el medio ambiente - Presentación 2005 del Centro para la Industria de Poliuretanos
- Instituto internacional de isocianatos
- Documento conciso internacional de evaluación de sustancias químicas 27