Isocyanates là nhóm hợp chất hữu cơ chứa nhóm phản ứng –NCO, được xem là nguyên liệu quan trọng nhất trong sản xuất polyurethane. Nhờ khả năng phản ứng mạnh với polyol và nước, isocyanates tạo ra nhiều vật liệu có độ bền cao, ứng dụng rộng trong công nghiệp sơn, foam, keo và elastomer.
 |
| Isocyanates là gì? |
Isocyanates là gì?
- Isocyanates là nhóm hợp chất hữu cơ chứa nhóm chức –NCO (isocyanate), đây là nhóm phản ứng rất mạnh, đặc biệt với alcohol (–OH) để tạo thành polyurethane (PU).
- Tất cả các isocyanate sử dụng trong công nghiệp polyurethane chứa ít nhất hai nhóm isocyanate. Isocyanate sử dụng phổ biến nhất là toluene diisocyanate (TDI) và diphenylmethane – 4,4’- diisocyanate (MDI).
Chúng là nguyên liệu cốt lõi trong sản xuất:
- Bọt PU (foam)
- Keo PU
- Sơn PU
- Elastomer PU
- Chất kết dính công nghiệp
Đặc điểm chính của Isocyanates
- Phản ứng nhanh với nước và polyol
- Tạo vật liệu PU có độ bền cơ học và hóa học cao
- Có nhiều loại phổ biến: TDI, MDI, HDI, IPDI
- Tính độc cao khi hít phải → cần kiểm soát môi trường & PPE
Toluene Diisocyanate (TDI)
- Toluene diisocyanate (hay tolylene diisocyanate) có một số đồng phân, hai đồng phân quan trọng nhất là đồng phân 2,4 – và đồng phân 2,6 - .
- Toluene diisocyanate thương mại thường dùng là TDI 80/20 hay T – 80 trong đó có chứa 80% đồng phân 2,4 – và 20% đồng phân 2,6 - . Ngoài ra còn có TDI 65/35 hay T – 65 là hỗn hợp của 65% đồng phân 2,4 – và 35% đồng phân 2,6 - .
- Thứ tự hoạt tính hóa học của các nhóm isocyanate như sau: 4 – NCO > 2- và 6 – NCO > 2 – NCO (đồng phân 2,4 -) (đồng phân 2,6 -) (đồng phân 2,4 -)
- Tốc độ phản ứng tương ứng là 8 : 3 : 1 ở 38oC. Do đó nhóm 4 – NCO ưu tiên phản ứng hơn.
- Trong phản ứng với polyol, đồng phân 2,6 – cản trở về mặt không gian hơn sẽ cho mút cứng hơn đồng phân 2,4 - . Vì lý do đó, TDI 65/35 chứa nhiều đồng phân 2,6 – hơn so với trong TDI 80/20, được sử dụng cho mút đặc biệt như là mút có tính chất chịu tải trọng cao.
- TDI 80/20 sử dụng phổ biến nhất trong công nghiệp do sản xuất giá thành rẻ nhất. Nó được ứng dụng chủ yếu trong sản xuất mút mềm. TDI thô cũng được sử dụng trong sản xuất mút cứng.
Diphenylmethane – 4,4’-diisocyanate (MDI)
- Thông thường được gọi là methylene diphenyl diisocyanate (hay MDI), trong thương mại nó thường ở dạng thô. MDI tinh khiết có màu vàng nhạt, MDI thô thường có màu vàng đến nâu chứa chủ yếu 55% diphenylmethane diisocyanate (4,4’ – và đồng phân 2,4’ - ), 25% triisocyanate và 20% các polyisocyanate cao hơn được gọi là polymethylene polyphenyl isocyanate (PMPPI).
- Cả dạng MDI thô lẫn tinh khiết có áp suất bay hơi thấp hơn TDI và ít độc hơn.
- Hỗn hợp của MDI thô và TDI 80/20 HAY tdi 65/35 được sử dụng để sản xuất mút mềm đàn hồi, cả dạng khối lẫn dạng đổ khuôn. Mút cứng và mút bán cứng sử dụng chủ yếu là MDI thô. MDI tinh khiết thường đắt và ít khi được sử dụng.
Xem thêm dung môi TDI tại đây: Toluene Diisocyanate (TDI)
