Полиизоцианат что это такое


Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Полиизоцианаты, РІ частности, полиуретаны, РІ РІРѕРґРЅРѕР№ среде увеличиваится РІ объеме РІ 10 - 15 раз РїРѕ сравнению СЃ первоначальным. Проведанные КазНР�РџР�нефтыо РЅР° месторождении Узень промысловые испытания полиуретанового клея РљР�Рџ-Р” РІ РІРёРґРµ раствора РІ ароматшес-РєРѕРј растворителе ( отверждается только РІ присутствии РІРѕРґС‹ Рё сохраняется Р• жидкой состоянии РїСЂРё смешении СЃ нефтью) показали возможность ограничения притока РІРѕРґС‹ РІ скважинах.  [1]

Полиизоцианаты Рё полифункциональные РјСЏРіРєРёРµ смолы, содержащие гидроксильные РіСЂСѓРїРїС‹, РїСЂРё добавлении металлических мыл Рё бутилата титана РІ качестве катализатора отверждения45 образуют гладкие покрытия.  [2]

Полиизоцианаты, используемые РІ качестве адгезивов для полиэфирного волокна, характеризуются общей формулой R ( NCO) n, РіРґРµ R - алифатический, замещенный алифатический, ароматический или замещенный ароматический радикал.  [3]

Полиизоцианаты используются для - крепления резин Рє металлам Рё химическим волокнам как компоненты, придающие резиновому клею высокие адгезионные свойства.  [4]

Полиизоцианаты быстро взаимодействуют СЃ эпоксидными смолами РЅРµ только РїСЂРё нагревании, РЅРѕ Рё РїСЂРё комнатной температуре. Поэтому СЌРїРѕРєСЃРёРґРЅРѕ-уретановые материалы выпускаются промышленностью РІ РІРёРґРµ двухкомпонентных систем - РѕСЃРЅРѕРІС‹ Рё отвердите-ля, смешиваемых перед употреблением.  [5]

Полиизоцианаты взаимодействуют СЃ эпоксидными смолами даже РїСЂРё температуре ниже Рћ РЎ, что дает возможность производить окраску такими составами РІ Р·РёРјРЅРёС… условиях.  [6]

Полиизоцианаты, имеющие высокую молекулярную массу, обладают меньшей токсичностью; РёС… широко используют РІ различных рецептурах РџРџРЈ. Эти изоцианаты практически вытеснили толуилендиизоцианат РёР· рецептур для напыления.  [7]

Полиизоцианаты, Рє которым относится, например, поли-метиленполифениленизоцианат. Растворы полиизоцианатов отлично склеивают стекло, металлы, эластомеры, РёРЅРѕРіРґР° древесину.  [8]

Полиизоцианаты, применяющиеся для изготовления полиуретанов, получают аналогично моноизоцианатам-путем воздействия фосгена РЅР° полиамины.  [9]

Полиизоцианаты, особенно, трифенилметан триизоцианат, эффективны РІ склеивании стали СЃ несколькими синтетическими диеновыми каучуками. Существует гипотеза Рѕ том, что изоцианатная РіСЂСѓРїРїР°, соединенная РїСЂРё вулканизации СЃ гидратиро-ванными оксидами металлов, формирует кольцевые структуры полимочевин Рё триа-Р·РёРЅРѕРІ, которые прочно адсорбируются РЅР° поверхности металла. Предполагается, что вулканизующиеся синтетические каучуки обладают различными участками СЃ активным РІРѕРґРѕСЂРѕРґРѕРј, которые также СЃРїРѕСЃРѕР±РЅС‹ реагировать СЃ этим типом адгезива.  [10]

Полиизоцианаты, пригодные для изготовления лаков, получают РЅР° РѕСЃРЅРѕРІРµ толуолдиизоцианата, который сам РїРѕ себе РЅРµ применяется РёР·-Р·Р° его летучести Рё вредного физиологического действия. РћРЅ применяется РІ РІРёРґРµ физиологически безвредного продукта реакции 3 моль толуолдиизоцианата СЃ 1 моль триоксиметилпропана.  [11]

Нелетучие полиизоцианаты получают также полимеризацией толуилендиизоцианата РІ присутствии оловоорганических катализаторов.  [12]

Р–РёРґРєРёРµ полиизоцианаты СЃ незначительной вязкостью получают также фосгенированием смеси аминов, которые готовят следующим образом.  [13]

Полиизоцианаты общей формулы R ( NCO) 2 используют РІ РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕРј РІ лакокрасочных материалах РЅР° РѕСЃРЅРѕРІРµ диановых СЃРјРѕР» СЃ молекулярной массой 1000 Рё высокомолекулярных.  [14]

Эти полиизоцианаты значительно менее летучи, чем толуилендиизоцианат, Рё поэтому РёС… можно применять без предварительного получения аддуктов.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Полиизоцианат (МДИ)

Описание продукта Полиизоционат представляет собой темно-коричневую жидкую смесь 4, 4’ – дифенилметандиизоцианата (МДИ) с изомерами и гомологами. Используется для производства жестких полиуретановых пен и др.

Физико-химические показатели:

Внешний видТемно-коричневая жидкость
Содержание NCO, %32
Вязкость при 25ºС, МПа*с200
Плотность, при 25ºС1.22
Кислотность (as HCL), %170

Хранение Полиизоцианат должны храниться в герметичной таре, в помещениях при температуре окружающего воздуха 20-25ºС, в хорошо проветриваемом помещении. Хранение при низких температурах ( ниже 10ºС) может привести к незначительной кристаллизации. При замерзании продукта его необходимо разогреть при перемешивании для возвращения физико-химических свойств.

Применение Основное применение – производство жестких полиуретановых пен. МДИ является «компонентом Б» системы, в которой реагируя с «компонентом А» образует полиуретан. Для вспенивания получившегося полимера применяют различные низкокипящие вещества. Получаемый пенополиуретан обладает высокими теплоизолирующими свойствами, которые и определяют его основное применение: строительная теплоизоляция, холодильное оборудование, изоляция труб и др.

Срок годности При соблюдении рекомендованных условий хранения, срок годности составляет 6 месяцев с даты производства. По истечении срока годности делается анализ на соответствие показателям качества, и если показатели соответствуют, то продукт запускается в производство без каких либо последствий на конечный продукт.

Упаковка Металлические бочки по 250 кг.

izomernn.ru

Метилендифенилдиизоцианат - это... Что такое Метилендифенилдиизоцианат?

В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка установлена 19 июля 2011.

Метилендифенилдиизоцианат (дифенилметандиизоцианат) — общеизвестный как МДИ, является ароматическим диизоцианатом. Существует в виде трех изомеров: 2,2'-МДИ, 2,4'-МДИ и 4,4'-МДИ, но 4,4'-изомер является наиболее широко используемым. Этот изомер также известен как чистый МДИ (мономерный МДИ, ММДИ, pure MDI, MMDI). Синонимы: 4,4'-диизоцианатодифенилметан, метилен-бис-(4-фенилизоцианат).

МДИ совместно с полиолом является сырьем для производства полиуретанов. На производство МДИ приходится около 60 % мирового рынка изоцианатов по состоянию на февраль 2011 г.[1]

Виды МДИ

Коммерчески используются несколько видов МДИ, в том числе чистый МДИ (основа — 98 % 4,4'-МДИ),[1] сырой МДИ (полимерный МДИ, ПМДИ, crude MDI, PMDI). Название «полимерный МДИ» не вполне соответствует действительности. ПМДИ не является полимером. Сырой МДИ представляет собой смесь продуктов, содержащую обычно 55 % МДИ (2,4'-и 4,4'-изомеры), 25 % триизоцианатов и 20 % полиизоцианатов.[2] В России сырой МДИ называют Полиизоцианат, ПИЦ, «компонент В».

Физические свойства

Мономерный МДИ представляет собой бледно-желтое твердое вещество с температурой плавления 37-38 °C. Сырой МДИ является обычно жидкостью от желтого до коричневого цвета с характерным запахом плесени.

Производство

По состоянию на февраль 2011 года мировые мощности по производству МДИ составляют 5,8 млн тонн в год.[1] Крупнейшие производители BASF, Bayer, Huntsman, Dow, Mitsui Chemicals, Nippon Polyurethanes и Yantai Wanhua, а также BorsodChem (которая с начала 2011г является частью Yantai Wanhua[1] (англ.)). Все основные производители МДИ являются членами Международного Института Изоцианатов (International Isocyanate Institute), целью которого является содействие безопасному обращению с МДИ и ТДИ на рабочих местах, в обществе и окружающей среде.

МДИ получают фосгенированием соответствующих дифенилметандиаминов. Изомерное соотношение МДИ определяется изомерным составом дифенилметандиаминов. Перегонкой полученной смеси получают сырой МДИ (смесь олигомерных полиизоцианатов), а также смесь изомеров МДИ с низким содержанием 2,4'-изомера. Дальнейшая очистка представляет собой фракционирование смеси изомеров МДИ.[3]

Реакционная способность

Положение изоцианатных групп влияет на их реакционную способность. В 4,4'-МДИ, две изоцианатные группы эквивалентны, однако в 2,4'-МДИ они обладают различной реакционной способностью. Группа в положении 4 примерно в четыре раза более реакционноспособна, чем группа в положении 2.[4]

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

Применение

Основное применение МДИ — производство жестких полиуретановых пен. МДИ является «компонентом Б» системы, в которой реагируя с «компонентом А» образует полиуретан. Для вспенивания получившегося полимера применяют различные низкокипящие вещества, например фреон или пентан. Полученный пенополиуретан (ППУ) обладает высокими теплоизолирующими свойствами, которые и определяют его основное применение: строительная теплоизоляция (сэндвич-панели, декоративные панели, напыляемая изоляция, монтажная пена), холодильное оборудование, изоляция труб и др.

Также МДИ применяется для строительных адгезионных материалов (герметиков, клеев и т. п.)

Безопасность

МДИ является наименее опасным из общедоступных изоцианатов, но не является безопасным.[5] Очень низкое давление пара снижает его опасность во время обращения по сравнению с другими основными изоцианатами (ТДИ, ГДИ). Тем не менее, он, как и другие изоцианаты, является аллергеном и сенсибилизатором. У некоторых людей может развиваться чувствительность к изоцианатам даже при воздействии чрезвычайно малых концентраций, имеющая опасные последствия, в том числе астматические реакции. Обращение с МДИ требует строгого инженерного контроля и средств индивидуальной защиты. По сравнению с другими органическими изоцианатами, МДИ имеет относительно низкую токсичность для человека.

См. также

  • Полиуретаны
  • Изоцианаты
  • Монтажная пена

Примечания

Ссылки

dic.academic.ru

Полиизоцианат (MDI), ароматический изоцианат | Мосполимерстрой

Изоцианат «Wannate PM-200» представляет собой полимерный МДИ (метилендифенилдиизоцианат) и довольно часто применяется для производства полиуретановой пены твердого и полутвердого качества.

По физическим свойствам изоцианат представляет собой  прозрачную жидкость, окрашенную в темно-коричневый цвет. В состав данного продукта входит дифенилметан-4,4´-диизоцианат, а также органические соединения, являющиеся его изомерами и гомологами.

В чем особенности продукта Изоцианат «Wannate PM-200»?

Изоцианат в комплексе с полиолами применяется не только для изготовления  жестких  и полужестких вспененных полиуретановых покрытий. Данный состав используется в производстве полиуретановых лакокрасочных материалов двухкомпонентного  типа, а также для изготовления клея, грунтовых растворов и полимерных строительных составов.

Изоциат «Wannate PM-200» обладает следующими потребительскими качествами:

☑ Молекулярная масса – 350-400 г/моль;

☑ Массовое соотношение NCO – 32%;

☑ Показатель температуры вспышки – не выше 170°;

☑ Температура кипения — 230°;

☑ Температура воспламенения – не более 600°С;

☑ Температура замерзания – не ниже -25°;

☑ Вязкость при температуре 25° — 200мПа×с;

☑ Кислотность (относительно HCl)- не выше 0,05%;

☑ Удельный вес при  температуре 25° — 1,22 кг/м3.

☑ Продукт упакован в канистру объемом 200 л, что соответствует массе состава 250 кг.

Существуют определенные требования к хранению продукта Изоцианат «Wannate PM-200». Если контейнер будет запечатан негерметично, то составляющие смеси начнут активно взаимодействовать с атмосферной влагой. Это приведет к образованию мочевины и двуокиси углерода. В результате в контейнере существенно возрастет давление, а сам продукт станет более вязким. Поэтому очень важно контейнеры с составом ИЗОЦИАНАТ «WANNATE PM-200» хранить герметично закрытыми в сухом вентилируемом помещении с контролем влажности.

Мы предлагаем продукт Изоцианат «Wannate PM-200» на самых выгодных условиях

Компания «Мосполимерстрой» предлагает вам купить Изоцианат «Wannate PM-200» по самой выгодной цене. Стоимость данного состава вы можете узнать из прайс-листа, предоставленного на нашем сайте. Наши консультанты готовы дать вам исчерпывающий ответ на любые вопросы по использованию системы ИЗОЦИАНАТ «WANNATE PM-200».

Цена: См. прайс-лист

penopoliuretan.moscow

ПОИСК

    Иевулканизованные сажевые смеси на основе карбоксилсодержащего полиизопрена обладают большой термопластичностью вследствие легкого разрушения солевых связей при нагревании, в то время как создание редкой сетки ковалентных связей реакцией гидроксилсодержащего полимера с полиизоцианатами позволяет и при повышенной температуре сохранить весьма высокую прочность. Редкая сетка не ухудшает технологических свойств смеси. Межмолекулярные связи в НК и его взаимодействие с сажей при нагревании резко ослабевают. [c.230]     В основе получения любых типов полиуретанов лежит реакция взаимодействия полиизоцианатов с гидроксилсодержащими соединениями  [c.527]

    Эфиры изоциановой кислоты — изоцианаты служат в качестве мономеров для получения полиизоцианатов  [c.210]

    При отверждении эпоксидных смол полиизоцианатами происходит взаимодействие изоцианатных и гидроксильных групп смолы с образованием полиуретановой связи. Поэтому применение изоцианатов целесообразно для отверждения твердых эпоксидных смол с молекулярной массой более 1000, содержащих большое число гидроксильных групп. [c.50]

    ИЗОЦИАНАТЫ — М-производные изо-циановой кислоты R—N=0=0, где Я может быть алифатическим, ароматическим, гетероциклическим или элементоорганическим радикалом. Наиболее важным методом синтеза И. является действие фосгена на первичные акины или их производные — хлоргидраты, карбаматы и мочевины. Высокая реакционная способность И. объясняется наличием системы кумулированных связей —N=0=0, аналогичной системе связей в кетенах. И. применяют для получения высокомолекулярных продуктов — полиуретанов и полимочевин (конденсация ди- и полиизоцианатов с полиокси- и полиаминосоединеииями), широко используемых современной техникой для придания тканям и коже водоотталкивающих свойств, для приготовления клеев, хорошо соединяющих резину, металл и ткани, и др. Многие И. весьма токсичны. [c.106]

    Для производства полиуретановой пены первоначально был разработан способ, по которому из полиэфира и полиизоцианата (обычно смесь изомеров толуолдиизоцианата) приготовляли предварительно полимеризованный материал с добавлением воды для выделения свободной двуокиси углерода из избытка изоцианата. Этот метод удалось упростить и разработать одноступенчатый процесс, при котором полиэфир, полиизоцианат, вода, катализатор и эмульгатор одновременно смешиваются при температуре, близкой к комнатной. Чаще всего в качестве полиэфирного компонента применяют про- [c.209]

    Полиуретановые клеи ВК-11 и ПУ-2М представляют собой композиции, образующие при смешении гидроксилсодержащие полиэфиры и полиизоцианаты. Жизнеспособность при 20 °С для клея ВК-11 составляет б— 8 ч, а для клея ПУ-2М — 24 ч. Клей ВК-И на тканевую основу дублированного полимера наносят в два приема (150—200 г/м ), а клей ПУ-2М — в один прием (200— 300 г/м2). Нанесенные клеи отверждают при 18—25°С в течение 24 ч. Полученные клеевые соединения обладают исключительно высокими адгезионными свойствами, стойкостью к нефтепродуктам и воде. [c.97]

    Полиуретаны получают путем ступенчатой (миграционной) полимеризации. Исходными соединениями для их получения являются ди- или полиизоцианаты и двух- или многоатомные спирты. [c.15]

    Полиизоцианаты Полиур етаны [c.38]

    Полиуретановые смолы. Полиуретаны представляют собой продукты взаимодействия ди- или полиизоцианатов с двух- или многоатомными спиртами, содержащие в макромолекулах уре-тановые группы. [c.48]

    Модификация не только повыщает когезионные и адгезионные свойства синтетического полиизопрена, но и дает возможность создать клеи на его основе. Полиизопрен с гидроксильной или карбоксильной группой может быгь использован для получения клеев в композициях с полиизоцианатами, эпоксидными смолами и т. д. Модификация полиизопрена бромной водой, рассматриваемая как электрофильное присоединение НОВг, позволяет получить клей с высокой теплостойкостью [14, с. 289—306]. [c.236]

    Отличительной чертой реакции полиизоцианатов с полигидро-ксисоединениями является возможность использования ее не только для синтеза эластомеров, но и других, важных в промышленном отношении полимеров, например пластмасс, волокон, клеев, лаков и кожеподобных материалов. [c.523]

    Порошковые краски на основе ПВБ не содержат растворителей, при их нспользованин увеличивается производительность и улучшаются условия труда, устраняется загрязнение окружающей среды. Покрытия наносят на защищаемые поверхности метода--ми напыления, электростатического осаждения с последующим оплавлением полимера [134, с. 11]. В состав порошковых красок кроме ПВБ входит 5—6% (об.) пигментов и наполнителей могут добавляться отвердители (фенолоальдегидные смолы, многоосновные неорганические кислоты, кислые алкиды, полиизоцианаты), нелетучие пластификаторы, в том числе твердые (фтали-мид, дифенилфталат, окси- и ацетоксиароматические кислоты) [134, с. 15]. Порошковые краски из ПВБ применяют как защитно-декоративные при отделке приборов, деталей машин и механизмов, они обладают хорошей масло- и бензостойкостью. [c.157]

    Исследован процесс отверждения регенератов, полученных из структурированных герметиков на основе политиоэфира, полиизоцианатом и предложен механизм этого процесса. [c.107]

    Предложен и исследован способ отверждения регенерата на основе тиоколовьгх герметиков на холоду полиизоцианатом (ПИЦ). В зависимости от дозировки ПИЦ время достижения отлипа- от 6.5 до 8 часов. Твердость полученных материалов по ТПМ-2 от 9 до 32 ед, температура стеклования от -52 до -54°С. Прочность на уровне 0,1 0,2 МПа. Способ может быть использован для исключения процессов течения регенератов при использовании их в качестве герметизирующих материалов в машиностроении. [c.107]

    Вулканизуют каучук органическими перекисями, например перекисью бензоила (1,5—3,0%), первичными и вторичными полиаминами (триэтилентетрамин), полиизоцианатами (ди-4-фенил-изоцианатметан). [c.365]

    По аналогичному механизму должно протекать взаимодействие-ортоэфиров при нагревании их (30—90°) с алифатическими, алиг циклическими и ароматическими изоцианатами, а также полиизоцианатами в присутствии кислотных конденсирующих агентов (ВРз, 2пС12, А1С1з) 3, 4] [c.167]

    Этот специальный класс эластомеров в возрастающих количествах применяется в различных областях в производстве твердых материалов, литьевых смол и пористых или губчатых резиновых изделий. Универсальность эластомеров этого типа можно иллюстрировать разработкой материала ликра (фирма Дюпон ) — эластичной ткани, вырабатываемой па основе полиуретана [71]. Уретановые покрытия обладают рядом ценных свойств [54]. К полиуретанам в широком понимании этого термина можно отнести все полимеры, образующиеся при взаимодействии полиизоцианатов с соединениями, содержащими две или несколько гидроксильных групп в молекуле (чаще всего низкомолекулярпыми простыми или сложными полиэфирами). Получаемые таким путем полимеры образуют широкую гамму продуктов — от гибких, упругих каучуков до твердых, жестких пластмасс. Ненасыщенный полиэфир этого типа использовался [96] при сравнительном исследовании структурирования каучуков с применением диизоциапата или обычной системы сера — ускоритель вулканизации. [c.208]

    ПОЛИПРИСОЕДИНЕНИЕ, поликонденсация, не сопровождающаяся образованием низкомол. в-в. По этому типу протекает, напр., синтез полиуретаиов из ди- илн полиизоцианатов и гликолей иОСМКМСО -Ь яНОК ОН [—(0С)НМКМН(С0)0К 0—] . [c.465]

    По механизму поликонденсации отверждаются полнурета-ноР ыс покрытия двумя методами. По первому методу покрытия получают из двух растворов — полинзоцнаяатов и гидроксил-содержащнх соединений, которые смешивают непосредственно перед применением. В качестве полиизоцианатов применяют ннзкомолекулярные продукты превращения диизоцианатов, главным образом на основе 2,4-толуилендиизоцианатов, в качестве гидроксилсодержаших соединений — простые и сложные олигоэфиры, эпоксидные, алкидные и другие смолы, содержащие гидроксильные группы. При взаимодействии изоцианатных групп полиизоцианатов с гидроксильными группами гидроксил-содержащи.х соединений с функциональностью больше двух проис.ходит образование полиуретанов пространственного строения  [c.188]

    Изоцианаты и полиизоцианаты способствуют формированию трехмерной сетчатой структуры, что устраняет текучесть БК. Модификация изоцианатами способствует совместимости БК в любых соопюшениях с натуральным или синтетическими каучуками, в частности с бутадиенстирольным, хлоропреновым, акрилонитрильным. [c.283]

    Сшивание поликарбонатов осуществляет также за счет реакций концевых групп с различными сшивающими агентами, в качестве которых используют полиизоцианаты [89], полицианураты [90], алкил- или циклоал-килалкокспамины [91], ароматические азиды или диазиды [92], новолачные смолы [93, 94] и др. [c.262]

Основы химии высокомолекулярных соединений (1976) -- [ c.391 ]

Технология резины (1967) -- [ c.365 ]

Эпоксидные полимеры и композиции (1982) -- [ c.42 , c.179 ]

Ароматические углеводороды (2000) -- [ c.179 ]

Энциклопедия полимеров Том 3 (1977) -- [ c.2 , c.124 ]

Энциклопедия полимеров том 1 (1972) -- [ c.0 ]

Энциклопедия полимеров Том 3 (1977) -- [ c.2 , c.124 ]

Технология резины (1964) -- [ c.365 ]

Органическая химия (1987) -- [ c.197 ]

Промышленное применение металлоорганических соединений (1970) -- [ c.0 ]

Химия высокомолекулярных соединений Издание 2 (1966) -- [ c.468 ]

Упрочненные газонаполненные пластмассы (1980) -- [ c.89 ]

Технология обработки корда из химических волокон в резиновой промышленности (1973) -- [ c.125 , c.126 , c.156 , c.196 ]

Полимерные клеи Создание и применение (1983) -- [ c.28 ]

Материалы для лакокрасочных покрытий (1972) -- [ c.114 , c.115 , c.131 , c.194 , c.198 ]

Введение в химию высокомолекулярных соединений (1960) -- [ c.43 , c.112 , c.223 ]

Эпоксидные соединения и эпоксидные смолы (1962) -- [ c.417 , c.418 ]

Химия и технология газонаполненных высокополимеров (1980) -- [ c.443 , c.444 ]

Склеивание металлов и пластмасс (1985) -- [ c.137 ]

Технология пластических масс (1977) -- [ c.255 , c.307 , c.308 ]

Химия и технология пленкообразующих веществ (1978) -- [ c.7 , c.176 , c.277 , c.278 ]

Лакокрасочные материалы (1961) -- [ c.380 ]

Гетероцепные полиэфиры (1958) -- [ c.357 ]

Химия сантехнических полимеров Издание 2 (1964) -- [ c.510 ]

www.chem21.info

Изоцианаты: основные виды, химические свойства, реакции

Основные виды промышленных изоцианатов

Химические свойства изоцианатов

Изначально, производство полиуретанов являлось чисто прикладной сферой химической промышленности. Впервые, более научный подход был применен в работах Отто Байера, однако, до сих пор, многое в химической технологии производства полиуретанов остается невыясненным.

Исследование электронной структуры изоцианатных групп показывает следующее:

Электронная плотность на углеродном атоме несколько меньше, чем на атоме азота и много меньше, чем на атоме кислорода, поэтому все основные химические реакции изоцианатной группы происходят за счет формирования двойной связи С=N. Нуклеофильный центр, содержащий активный атом водорода атакует электрофильный атом углерода, а сам атом водорода присоединяется к азоту:

Также известно, что наличие доноров электронной плотности в составе молекулы изоцианата увеличивают реакционную способность данного соединения, поэтому алифатические радикалы при изоцианатной группе делают молекулу менее активной, относительно ароматических изоцианатных соединений. Химическая активность падает также при наличии стерического фактора – явления, при котором присутствие в молекуле больших групп вблизи реагирующих атомов может препятствовать сближению этих атомов и способствовать замедлению реакции.

Существует пять основных химических реакций с участием изоцианатов при производстве полиуретанов.

  • Изоцианат + спирт (полиол)

Результатом реакции является образование непосредственно полиуретана.

Приводит к образованию полимочевины.

Приводит к образованию полимочевины и углекислого газа, который является главным вспенивающим агентом в производстве пенополиуретанов.

  • Изоцианат + полиуретан / полимочевина

Приводит к образованию аллофанатных и биуретных соединений.

Рассмотрим приведенные реакции более подробно.

Взаимодействие со спиртами

Реакция полимеризации (1) между спиртом и изоцианатом экзотермическая, в процессе выделяется примерно 24 ккал/моль тепловой энергии. Средняя реакционная способность изоцианата по отношению к спиртам требует применения таких катализаторов, как щелочи, третичные амины, металлоорганические соединения и некоторые другие. Реакционная способность сильно зависит от структуры реагентов. Так, присутствие вторичных и третичных гидроксильных групп, близко расположенных к метильным группам, снижает скорость реакции из-за возникновения стерического эффекта.

Основность аминов имеет сильный каталитический эффект на реакции изоцианатов. Гидроксилированные соединения с третичными аминогруппами (например триэтаноламин) – типичный катализатор для данных химических реакций.

Взаимодействие с аминами

Реакция (2) между изоцианатом и аминами характеризуется высокой скоростью протекания и не требует присутствия катализатора. Алифатические амины быстрее вступают в химическое взаимодействие, чем ароматические до тех пор, пока пространственный стерический эффект не замедляет его. Касательно ароматических аминов, их реакционная способность тем ниже, чем большей электроотрицательностью характеризуются заместители у бензольного кольца. Помимо электронных эффектов, для данной реакции, также важен пространственный стерический фактор. Заместители, находящиеся в орто- положении при бензольном кольце, сильно снижают реакционную способность всего соединения.

Высокоактивные алифатические амины используются в качестве компонентов, позволяющих увеличить длину макромолекулы, при полимеризации полимочевин. Чаще всего это применяется при производстве полиуретанов литьем под давлением, а также напыляемых покрытий. Менее активные ароматические амины, например метилен-бис-орто-хлоранилин используются также в качестве удлинителей цепи, но при производстве литьем эластомерных полиуретановых композиций.

Взаимодействие с водой

Взаимодействие изоцианатов с водой сопровождается вспениванием реакционной смеси. Это происходит из-за выделения углекислого газа, как одного из побочных продуктов реакции. Данная химическая реакция играет важную роль в технологии производства полиуретановых пен. Процесс происходит с выделением тепла (примерно 47 ккалл/моль). Реакционная способность изоцианатов к воде гораздо ниже, чем к аминам и сравнима с активностью по отношению к спиртам.

На первой стадии процесса образуется нестойкая карбаминовая кислота, которая самопроизвольно разлагается на углекислый газ и соответствующий амин. Затем, амин реагирует с изоцианатом, что приводит к образованию мочевины

Схема реакции:

Взаимодействие с полимочевиной/полиуретаном

Атом водорода, который содержится в уретановой группе способен реагировать с азотосодержащей функциональной группой –NCO, с образованием аллофанатных и биуретных соединений, которые выступает в роди дополнительных агентов отверждения (сшивки) полиуретановых композиций. Такие реакции обратимы и в отсутствии специального катализатора характеризуются очень малыми скоростями конверсии. Образование аллофанатных и биуретных соединений протекают при повышенных температурах и чаще всего встречаются в процессе термической стабилизации полученных полиуретанов (22 часа при 70 оС ).

Взаимодействие с кислотами

Помимо пяти основных реакции, описанных выше, изоцианаты также способны взаимодействовать с карбоновыми и некоторыми другими кислотами. Реакция с карбоновыми кислотами также сопровождается образованием пены, вследствие выделения углекислого или угарного газов.

Схема реакции:

Реакции автоприсоединения

Молекулы изоцианатов также могут взаимодействовать друг с другом, образуя димеры, тримеры, полимеры, карбодиимины и уретонимины.

Димеризация изоцианатов проходит при пониженных температурах, вследствие отсутствия термической стабильности у полученных димеров. Пониженные температуры требуют использования более реакционноспособных соединений, поэтому реакции димеризации чаще проводят с использованием ароматических аминов, а не алифатических.

Реакция тримеризации изоцианатов имеет огромное коммерческое значение. В сочетании с сырым MDI (метил дифенил изоцианат) образуются полиизоцианураты, широко применяемые при производстве жестких полиуретановых пен.

Карбодиимины, в присутствии избытка диизоцианата, превращаются в уретонимины, также нашедшие важное производственное значение для модификации свойств чистого MDI.

Реакционная способность изоцианатов

Функциональная изоцианатная группа -NCO характеризуется различными значениями химической активности – относительного коэффициента скорости – которые зависят от структуры молекулы, в которую входит данная функциональная группа.

Для сравнения ниже приведены относительные коэффициенты для различных соединений.

Влияние пространственной и химической структуры на реакционную способность.

Структура изоцианата имеет решающее влияние на реакционную способность функциональной группы –NCO. Например, реакционная способность изоцианата возрастает, когда заместители подобраны таким образом, что уменьшают электронную плотность у атома углерода, увеличивая тем самым его положительный заряд. Таким образом объясняется большая реакционная способность ароматических изоцианатов с электроотрицательными заместителями, относительно алифатических изоцианатов.

Помимо электронных эффектов, важную роль играет пространственная структура молекулы изоцианата. Наличие масштабны, разветвленных заместителей вызывает стерический эффект в реакционной среде, мешающий нормальному протеканию химической реакции. Наличие такого пространственного эффекта следует учитывать при выборе каталитических комплексов.

Реакционная способность диизоцианатов

Реакции диизоцианатов усторены сложнее, чем реакции (моно) изоцианатов описанных ранее. При вступлении первой диизоцианатной функциональной группы –NCO в реакцию, активность процесса характеризуется примерно такими же величинами, как для моноизоцианата, но наличие второго заместителя у, например, бензольного кольца ароматического изоцианата влияет на дальнейшее течение процесса. Также, большое значение имеет расположение двух заместителей друг относительно друга.

Рассмотрим пример в цифрах. Допустим, для 2,4-толуилендиизоцианата (2,4-ТДИ) при комнатной температуре, активность функциональной –NCO группы в пара- положении равняется 100 условным единицам, тогда функциональная группа –NCO, находящаяся в орто- положении будет иметь значение активности, равное всего 12 условным единицам. Для 2,6-ТДИ значение активностей будет равняться 56ти и 17ти условным единицам соответственно. Однако, если поднять температуру в системе до уровня 100 оС, стерический фактор начнет оказывать значительное влияние на химический процесс и реакционная способность обеих групп выровняется.

Перечисленные эффекты меньше выражены для алифатических диизоцианатов. Однако, химические и пространственные факторы следует тщательно учитывать при выборе как алифатических, так и ароматических диизоцианатов, входящих в состав полиуретановых систем.

ecotermix.ru


Смотрите также

Календарь

ПНВТСРЧТПТСБВС
     12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31      

Мы в Соцсетях

 

vklog square facebook 512 twitter icon Livejournal icon
square linkedin 512 20150213095025Одноклассники Blogger.svg rfgoogle