Толуилендиизоцианат (Mklrnlyu;nn[kengugm)
2,4-толуилендиизоцианат | |||
---|---|---|---|
| |||
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 |
![]() ![]() ![]() |
||
NFPA 704 | |||
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |||
![]() |
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 2 3 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0621.html
- ↑ 1 2 3 Евразийский химический рынок № 2 (77), 2011
- ↑ Материалы сотрудничества РХТУ им. Д. И. Менделеева и Dow Chemicals
- ↑ Yantai Wanhua Архивная копия от 24 января 2021 на Wayback Machine (англ.)
- ↑ International Isocyanate Institute . Дата обращения: 7 сентября 2011. Архивировано 1 октября 2019 года.
- ↑ name=https://docs.cntd.ru_ГОСТ (недоступная ссылка) 12.1.005-76 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования
- ↑ 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.
- ↑ 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.
- ↑ 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.
- ↑ (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.
- ↑ 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]- Первый Российский портал, посвященный изоцианатам
- International Chemical Assessment Document
- International Chemical Safety Card 0339
- ISOPA — European Diisocyanate and Polyol Producers Association
- International Isocyanate Institute
- NIOSH Safety and Health Topic: Isocyanates, from the website of the National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH)
- Concise International Chemical Assessment Document 27
- Карточка безопасности ТДИ на странице «Института промышленной безопасности, охраны труда и социального партнерства»
- [www.xumuk.ru/vvp/2/494.html Информация по безопасности на www.xumuk.ru]
Некоторые внешние ссылки в этой статье ведут на сайты, занесённые в спам-лист |