این نوه ام دی آی ها در واقع نوعی پری پلیمر ام دی آی هستند. که شامل درصدی از ایزوسیانات پلیمریک نیز هستند. برخی از انواع تجاری این نوع از ایزوسیانات ها شامل ایزوسیانات 8018 و ایزوسیانات 8001 که محصول شرکت وانها کشور چین می باشند هستند.
Wanhua WANNATE 8001
WANNATE® 8001 مخلوطی از دی فنیل متان دی ایزوسیانات اصلاح شده با پلی ال و پلی فنیل متان پلی ایزوسیانات است. این در دمای اتاق مایع ای قهوه ای است. به طور عمده می توان از آن در تولید فوم با قابلیت ارتجاعی بالا استفاده کرد.
خواص فیزیکی و شیمیایی ایزوسیانات 8001
Name
WANNATE® 8001
Appearance
Brown liquid
Isocyanate equivalent weight
143.8
NCO content
29.2
Viscosity at 25℃mPa.s
70
℃Specific gravity at 25
1.20
Acidity (as HCL)%0.05
℃Flash point
170
نحوه نگهداری ایزوسیانات 8001
از آنجایی که WANNATE® 8001 یک ماده شیمیایی واکنش پذیر است. واکنش با رطوبت اتمسفر به راحتی انجام می شود. و منجر به تشکیل اوره های نامحلول و گاز دی اکسید کربن می شود. که می تواند منجر به افزایش فشار در ظروف پلمپ و افزایش ویسکوزیته محصول شود. بنابراین ظروف باید کاملا خشک و پس از پرشدن با نیتروژن به دقت پلمپ شوند. ظروف WANNATE® 8001 باید به خوبی پلمپ شوند. درجه حرارت (15-25 درجه سانتیگراد) در یک منطقه با تهویه مناسب. ذخیره سازی در دمای پایین (زیر 10 درجه سانتیگراد) ممکن است منجر به تبلور شود. بنابراین، این ماده باید از یخ زدگی محافظت شود. اگر تبلور انجام شود این ماده باید تا دمای 70-80 درجه سانتیگراد گرم شود تا ذوب شود. از حرارت دادن در یک قسمت مشخص جلوگیری شود. و سپس قبل از استفاده باید کاملاً مخلوط شود.
ماندگاری ایزوسیانات 8001
تحت شرایط نگهداری توصیه شده، عمر مفید WANNATE® 8001 نه ماه است. اگر تولید محصول به تاخیر بیافتد، اما خواص فیزیکی و شیمیایی اصلی آن مانند جدول راهنمای فوق باشد، ممکن است بر روی خواص استفاده از آن تاثیری نداشته باشد.
پلیمریک ام دی آی ها(PMDI) در واقع نوعی ام دی آی پلیمر شده می باشند. که دارای بیش از دو گروه واکنش پذیر ایزوسیانات می باشند. لذا با توجه به بالا بودن تعداد گروه های ایزوسیانات در هر یک از مولکول های آن ها، ترکیبات نهایی تولید شده تا درصد بالایی شبکه ای یا اصطلاحا کراسلینک شده و کاملا سخت می باشند. دو نوع ایزوسیانات PM200 و KP200 محبوب ترین نوع این نوع ام دی آی در بازار کشور ما هستند.
پلیمریک ام دی آی با برندهای مختلفی در بازار ایران موجود می باشد. مانند برند چینی وانها وانات پی ام 200 (Wanhua Wannate)، برند کره ای Cosmonate M200، برند آلمانی بایر(Bayer) و بی ای اس اف(BASF) و همچنین ایزوسیانات ایرانی پتروشیمی کارون با نام تجاری کی پی 200(KP200). لازم به ذکر است که ایزوسیانات ایرانی دارای دو گرید درجه یک(آن گرید) و درجه دو(آف گرید) می باشد.
کاربرد ایزوسیانات پلیمریک
از ایزوسیانات های پلیمریک ماننده PM200 و KP200 عمدتا در تولید انواع فوم های سخت پلی یورتان ماننده ساندویچ پانل ها و یخچال ها، و عایق های دور لوله استفاده می شود.
همچنین در فوم های نیمه سخت(سمی ریجید) پلی یورتان ماننده ضربه گیر درون سپر خودرو مورد استفاده قرار میگیرند.
دیگر کاربرد این نوع ایزوسیانات ها تولید انواع چسب های پلی یورتان می باشد.
خواص ظاهری
پلیمریک ام دی آی ها مایعاتی ویسکوز و با رنگ مشکی و قهوه ای می باشند. گرید چینی آن که با نام تجاری PM200 شناخته می شود دارای رنگ قهوه ای، و گرید ایرانی آن که با نام KP200 شناخته می شود مشکی رنگ می باشد و دارای ویسکوزیته بالاتری نسبت به گرید های چینی، کره ای و آلمانی می باشد.
پلی ال های گیاهی عمدتا در دو دهه اخیر در دنیا مرسوم شده اند اغلب دارای ساختار تری گلیسرید اسیدهای چرب مختلف هستند. این نوع پلیول ها معمولا از روغن های گیاهی ماننده روغن سویا، روغن کرچک، روغن خرما، روغن آفتاب گردان و… به دست می آیند. فرآیند اصلی تولید این نوع پلی ال ها شامل دو مرحله اپوکسیداسیون اسید چرب، و سپس هیدرولیز گروه اپوکسی حاصل از مرحله قبل می باشد. در هیدرولیز ترکیب اپوکسی تولید شده در مرحاه اوّل می توان از ترکیبات شیمیایی مختلفی از قبیل آب اکسیژنه و یا الکل های دیگری مانند متانول استفاده کرد که با توجه به نوع عامل هیدرولیز و شرایط انجام واکنش آن، عدد هیدروکسیل این پلی ال ها متفاوت خواهد بود. پلی ال های گیاهی در واقع نوعی پلی استر پلی ال می باشند.
ساختار کلی روغن‌های گیاهی عمدتاً از اسید های چرب مختلفی ماننده اولئیک اسید، ریسنولئیک اسید و… تشکیل شده است که در واقع این روغن‌ها شامل تری‌گلیسرید این اسیدهای چرب اشباع نشده می‌باشند.
کاربردها
از این نوع پلی ال ها می توان در تولید انواع فوم های سخت و نرم و چسب های پلی یورتان استفاده کرد. امکان تولید مستقیم فوم های سخت پلی یورتان به تنهایی و صرفا با ترکیب با یک عامل شبکه ای کننده کوچک ماننده گلیسرین با استفاده از پلی ال های گیاهی ممکن می باشد. اما با توجه تاثیر منفی این نوع پلی ال ها در ارتجاعیت فوم های نرم، معمولا از ترکیب این نوع پلیول ها با پلی اتر پلی ال ها در تولید فوم های نرم پلی یورتان استفاده می شود.
خواص فیزیکی و ظاهری
پلی ال های گیاهی بر پایه روغن سویا و کرچک معمولا مایعاتی زرد رنگ، دارای بو تقریبا تند و ویسکوز می باشند.
پلی استر پلی ال در واقع نوعی پلی ال می باشد که زنیجره اصلی آن علاوه بر گروه های الکلی هیدروکسیل، دارای گروه های عاملی استری نیز می باشند. لذا به سبب قطبیت گروه های استری، انعطاف پذیری محصولات نهایی تولید شده با استفاده از این نوع پلی ال ها کمتر از محصولات تولید شده با استفاده از پلی ال های اتری می باشد. همچنین به دلیل فرآیند راحت تر سنتز این نوع پلی ال ها، قیمت آن ها در مقایسه با پلی اتر پلی ال ها بسیار کمتر می باشد. پلی ال های استری را می توان هم بر پایه مواد نفتی و هم بر پایه مواد گیاهی تولید کرد. بر خلاف پلی اتر پلی ال ها که در داخل کشور تولید نمی شوند، پلی استر پلی ال ها در داخل کشور نیز تولید شده و دارای کیفیت مطلوبی می باشند.
پلی استر پلی ال
کاربردها
از پلی استر پلی ال ها عمدتا در فرموله کردن و تولید فوم های سخت پلی یورتان، از قبیل فوم های عایق حرارتی استفاده شده در ساندویچ پنل ها، دیواره ی یخچال ها و سردخانه ها استفاه می شود. از دیگر مصارف آن ها می توان در فرموله کردن مواد اوّلیه فوم چوب پلی یورتان نام برد. همچنین در برخی مواقع به دلیل قیمت پایین تر با ترکیب کردن پلی استر پلی ال ها با پلی اتر پلی ال ها می توان برخی از فوم های نرم پلی یورتان را نیز تولید کرد.
خواص فیزیکی و شیمایی
حالت فیزیکی: مایع ویسکوز (با توجه به مشخصات شیمایی از قبیل جرم مولکولی و عدد هیدروکسیل ویسکوزیته آن قابل تغییر می باشد.)
رنگ: اغلب به رنگ زرد و شفاف
پلی ال های استری نفتی تولید شده در شرکت یورتان پلیمر شریف عمدتا دارای جرم مولکولی حدود 1000 و عدد هیدروکسیل حدود 160 می باشند.
برای کسب اطلاعات بیشتر راجع به انواع پلی ال ها می توانید از طریق لینک زیر به بخش مقالات مراجعه فرمایید.
این نوع پلی ال ها نوعی کوپلیمر پلی ال یا همان پلیمریک پلی ال می باشند. پلی ال 10% و پلی ال 43% از لحاظ ساختار شیمایی بسیار شبیه به پلی ال معمولی می باشد، با این تفاوت که به ترتیب حاوی 10 و 43 درصد کوپلیمر استایرن و اکریلونیتریل می باشند. ذرّات کوپلیمر جامد پخش شده در این دو نوع پلی ال، بطوری در لا به لای زنجیره های اصلی پلی ال پخش شده اند که در شرایط عادی از همدیگر جدا نمی شوند و در واقع ته نشین نخواهند شد.
خواص ظاهری
پلیمریک پلی ال ها به شکل مایع سفید رنگ و ویسکوز می باشند. ویسکوزیته پلی ال 10 درصد در دمای اتاق در حدود 950 و ویسکوزیته پلی ال 43 درصد در حدود 5200 سانتی پویز می باشد. که این اعداد در مقایسه با ویسکوزسته پلی ال معمولی بسیار بالا تر می باشد. اما وزن مخصوص(چگالی) این دو نوع مانند پلی ال معمولی در حدود یک گرم بر سانتی متر مکعب بوده و فرق چندانی با چگالی آب ندارد.
کاربردها
از این دو نوع پلی ال نیز مانند پلی ال معمولی عمدتا در تولید اسفنج های نرم پلی یورتان استفاده می شود. در واقع ذرّات کوپلیمر استایرن و اکریلونیتریل پخش شده در این نوع پلی ال ها سبب افزایش سختی اسفنج تولید شده می شود. به همین دلیل، اغلب تولیدکنندگان ابر و اسفنج معمولی پلی ال های معمولی، 10% و 43% را باهم دیگر ترکیب می کنند تا از این طریق به سختی دلخواه محصول نهایی خود برسند. بدیهی است که با افزایش درصد کوپلیمر استایرن و اکریلونیتریل در پلی ال مورد استفاده، سختی اسفنج تولید شده بیشتر خواهد شد. برای مثال برای تولید اسفنج با سختی مشخص می شود از پلی ال 10% به تنهایی استفاده کرد و یا می توان همین پلی ال 10% را با ترکیب نسبت های مشخص از پلی ال 43% و معمولی ساخت. لازم به ذکر است که در انجام این محاسبات پلی ال معمولی، صفر درصد در نظر گرفته می شود.
این دو نوع پلی ال نیز مانند پلی ال معمولی در تولید انواع چسب و رنگ پلی یورتان مورد استفاده قرار می گیرند.
حلّال در صنعت شیمیایی به موادی گفته می شود که سایر مواد(حل شونده) را در خود حل می کند و یک ترکیب محلول را ایجاد می کند. اغلب این مواد دارای نقطه جوش نسبتا پایینی هستند. حلال معمولاً یک ماده مایع است اما میتواند جامد، گاز یا یک سیال فوق بحرانی باشد. مقدار حل شونده ای که میتواند در حجم خاصی از حلال حل شود، با تغییر دما تغییر می‌کند. کاربرد اصلی حلال‌ها در ساخت رنگ، چسب، پاک کننده‌های رنگ‌ها و جوهرها، و خشک‌شویی است.
در بسیاری از صنایع از این مواد برای ارزان تر شدن محصولات استفاده می شود. مثلا در صنایع چسب سازی یا رنگ سازی اغلب مواد اصلی تشکیل دهنده چسب یا رنگ را در حلال های مختلفی حل می کنند تا هم ویسکوزیته محصول کاهش یافته و استفاده از آن راحت تر شود. و هم اینکه قیمت محصول کاهش یابد. چون معمولا این دسته از ترکیبات شیمیایی دارای قیمت مناسبی نسبت به سایر ترکیبات می باشند. همچنین در تولید انواع مختلف چسب ها ماننده چسب های پلی یورتانی مختلف تغییر نوع حلال سبب تنظیم سرعت و شرایط خشک شدن چسب می شود. به عنوان مثال برای تولید چسبی که باید در دمای محیط خشک شود از حلالی با دمای تبخیر پایین ماننده تولوئن یا استون استفاده می شود.
همکاران ما در فومیران پلیمر امکان تهیه و عرضه انواع حلال های صنعتی مورد نیاز صنایع مختلف را با کیفیت و قیمت مناسب به شما عزیزان خواهند داشت.
شرکت یورتان پلیمر شریف(فومیران پلیمر) به مطالعه و بررسی نیاز صنایع و بازار داخلی کشور به افزودنی های مختلف پلی یورتان پرداخته است. و با اطلاعات بدست آمده از این تحقیقات اقدام به ثبت سفارش و واردات افزودنی های مورد نیاز صنایع پلی یورتان کشور با کیفیت مناسب کرده است.
این افزورنی ها شامل موارد زیر می باشند:
1-انواع کاتالیست آمین مانند دابکو 33 ، پلی کت 5 ، پلی کت 8 ، DMEA و… که به عنوان کاتالیزور ژلینگ و بلویینگ(فومینگ) کاربرد دارند.
2-کاتالیزور های قلع شامل T9(اکتاات قلع) و DBTL(دی بوتیل تین دیلا اورات) که عمدتا به عنوان کاتالیست ژلینگ کاربرد دارند.
3-سرفکتانت های سیلکنی، این سرفکتانت ها که نوعی ترکیب پلی سیلکسان می باشند وظیفه کاهش تنش سطحی و نگهداری حباب های گاز تشکیل شده هنگام تولید فوم را در کنار مایع در حال رشد دارند. و در واقع وظیفه سلول سازی در فوم ها را انجام می دهند.
4-روغن های دی او پی و دی او ای(DOP و DOA) یا همان دی اکتایل فتالات و دی اکتایل ادیپات که به عنوان نرم کننده در ترکیبات پلی یورتانی کاربرد دارند.
5-انواع جاذب رطوبت ماننده مولکولارسیو Sylosiv A3
6-انواع فیلرها یا همان پرکننده ها مانند کربنات کلسیم، میکرو سیلیس، تالک و… که عمدتا به منظور ارزان سازی ترکیبات استفاده می شوند. البته در مواردی خاص سبب افزایش برخی خواص محصول نهایی نیز می شوند.
ایزوسیانات یک گروه عاملی با فرمول R−N=C=O می باشد. ترکیبات آلی که حاوی یک گروه NCO هستند، ایزوسیانات نامیده می شوند. یک ترکیب آلی با دو گروه NCO به نام دی ایزوسیانات شناخته می شود. دی ایزوسیانات ها برای تولید پلی یورتان ها مورد استفاده قرار میگیرند.
آن ها ها را نباید با استرهای سیانات و ایزوسیانیدها که خانواده های بسیار متفاوتی از ترکیبات هستند، اشتباه گرفت. گروه عاملی سیانات (استر سیانات) (R-O-C≡N) متفاوت از گروه ایزوسیانات (R-N=C=O) می باشد. ایزوسیانیدها دارای اتصال R-N≡C هستند و فاقد اکسیژن گروه های سیانات هستند.
ساختار و پیوند
از نظر پیوند، این ترکیبات ارتباط نزدیکی با دی اکسید کربن (CO2) و کربودییمیدها (C(NR)2) دارند. واحد C-N=C=O که معرف ایزوسیانات ها می باشد مسطح است و پیوند N=C=O تقریباً خطی است. در فنیل ایزوسیانات، فاصله C=N و C=O به ترتیب 1.195 و 1.173 Å است.
نحوه تولید
ایزوسیانات‌ها معمولاً از آمین‌ها با فسژناسیون تولید می‌شوند، به‌عنوان مثال، ترکیب با فسژن:
RNH2 + COCl2 → RNCO + 2 HCl
این واکنش ها از طریق واسطه یک کاربامویل کلرید (RNHC(O)Cl) انجام می شود. با توجه به ماهیت خطرناک فسژن، تولید این مواد نیاز به اقدامات احتیاطی خاصی دارد.
راه دیگر تولید آن ها اضافه کردن اسید ایزوسیانیک به آلکن ها است. آلکیل ایزوسیانات ها با واکنش های جابجایی شامل آلکیل هالیدها و سیانات های فلز قلیایی تشکیل می شوند.
از طریق سه واکنش زیر که در واقع بازآرایی نیترن ها می باشند نیز تولید می شوند:
واکنش اشمیت: واکنشی است که در آن یک اسید کربوکسیلیک با آمونیاک و اسید هیدرازوئیک ترکیب می شود و ایزوسیانات تولید می کند.
تجزیه کورتیوس: بازآرایی یک آسیل آزید به گاز ایزوسیانات و نیتروژن.
بازآرایی لوسن: تبدیل یک اسید هیدروکسامیک به ایزوسیانات از طریق تشکیل یک O-acyl، سولفونیل، یا فسفریل واسطه.
واکنش پذیری
با هسته دوست ها:
این ترکیبات الکترون دوست هستند و به این ترتیب نسبت به انواع هسته دوست ها از جمله الکل ها، آمین ها و حتی آب واکنش نشان می دهند.
پس از ترکیب با الکل یک پیوند یورتان ایجاد می کند:
(R و R’ گروه های آلکیل یا آریل هستند) ‘ROH + R’NCO → ROC(O)N(H)R
اگر دی ایزوسیانات با ترکیبی حاوی دو یا چند گروه هیدروکسیل مانند دیول یا پلی ال ترکیب شود، زنجیره های پلیمری تشکیل می شود که به عنوان پلی یورتان شناخته می شوند.
واکنش با آب:
RNCO + H2O → RNH2 + CO2
این واکنش همزمان با تولید پلی اورتان برای تولید فوم های پلی یورتان مورد بهره برداری قرار می گیرد. دی اکسید کربن به عنوان یک عامل دمنده عمل می کند.
واکنش با آمین:
‘R2NH + R’NCO → R2NC(O)N(H)R
افزودن آن ها به اوره یک بیورت می دهد:
“R2NC(O)N(H)R’ + R”NCO → R2NC(O)NR’C(O)NHR
واکنش بین یک دی ایزوسیانات و یک ترکیب حاوی دو یا چند گروه آمین باعث تولید زنجیره‌های پلیمری طولانی به نام پلی اوره میشود.
کربودی ایمیدها از طریق دکربوکسیلاسیون آلکیل و آریل ایزوسیانات با استفاده از اکسیدهای فسفین به عنوان کاتالیزور تولید می شوند:
C6H11NCO → (C6H11N)2C + CO2
واکنش های بازآرایی
این ترکیبات واسطه های رایج در سنتز آمین های اولیه از طریق هیدرولیز هستند:
بازآرایی هوفمن، واکنشی است که در آن یک آمید اولیه با یک اکسید کننده قوی مانند هیپوبرومیت سدیم یا تترا استات سرب درمان میشود تا یک ماده واسط ایزوسیانات تشکیل شود.
انواع ایزوسیانات ها
انواع این ترکیبات شامل موارد زیر می شوند:
1-تولوئن دی ایزوسیانات(TDI)
2-متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات(MDI)
3-هگزا متیلن دی ایزوسیانات(HDI یا HMDI)
4-ایزوفرون دی ایزوسیانات(IPDI)
بازار جهانی آن ها در سال 2000، 4.4 میلیون تن بود که 61.3 درصد آن متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات(MDI)، 34.1 درصد تولوئن دی ایزوسیانات(TDI)، 3.4 درصد کل هگزامتیلن دی ایزوسیانات(HDI) و ایزوفرن دی ایزوسیانات(IPDI)، و 1.2٪ کل برای موارد مختلف دیگر بود. همچنین یک ایزوسیانات تک عملکردی مهم صنعتی، متیل ایزوسیانات (MIC) است که در ساخت آفت کش ها استفاده می شود.
کاربردهای ایزوسیانات ها
این ترکیبات در صنایع مختلفی از قبیل صنعت چسب، صنعت رنگ، صنعت خودروسازی و فوم، عایق، روکش و درزگیر، محصولات لاستیکی و پلاستیکی، روان کننده، گریس، مواد افزودنی سوخت و… کاربرد دارند.
معمولا ام دی آی را به شکل پلیمریک تبدیل کرده و در تولید فوم های سخت و چسب های پلی یورتان مورد استفاده قرار می دهند.
ام دی آی پری پلیمرشده(اصلاحی) در تولید فوم نرم پلی یورتان کاربرد دارد. همچنین از تی دی آی برای تولید فوم های نرم و چسب استفاده می شود. HDI نیز اغلب در تولید رنگ خودرو ها مورد استفاده قرار میگیرد.
خطرات
سمیت
ایزوسیانات ها به صورت ذرات بخار یا ذرات معلق در هوا می توانند خطرات تنفسی را ایجاد کنند. آسم شغلی یک پیامد نگران کننده از حساسیت تنفسی به ایزوسیانات است زیرا می تواند به شدت کشنده باشد. تشخیص آسم شغلی به طور کلی با استفاده از تست عملکرد ریوی و توسط پزشکان ریه انجام می شود. آسم شغلی بسیار شبیه آسم است زیرا باعث تنگی نفس و خس خس سینه می شود. دوز و مدت زمان قرار گرفتن در معرض ایزوسیانات ها بر میزان حساسیت تنفسی اثر دارد. مواجهه پوستی با ایزوسیانات ها می تواند فرد در معرض بیماری های تنفسی را حساس کند.
قرار گرفتن در معرض پوست می تواند از طریق مخلوط کردن، اسپری کردن پوشش ها یا اعمال و پخش پوشش ها به صورت دستی رخ دهد. مواجهه پوستی با ایزوسیانات ها منجر به ایجاد حساسیت تنفسی می شود. ایزوسیانات‌ها همچنین می‌توانند به تجهیزات حفاظت فردی نامناسب نفوذ کنند، و در صورت باز شدن بیش از حد، نیاز به تعویض مکرر دستکش‌ها و لباس‌های یکبار مصرف می باشد.
اشتعال پذیری
اشتعال پذیری متیل ایزوسیانات (MIC) بسیار قابل اشتعال است. MDI و TDI بسیار کمتر قابل اشتعال هستند.
متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات(ام دی آی)
دی فنیل متان-4،4-دی ایزوسیانات بصورت جامد با رنگ زرد روشن نزدیک به سفید و دارای بوی تندی است.
در حالت مذاب بصورت یک مایع بی رنگ و شفاف است و در آب نامحلول می باشد.
شکل تجاری 4،4′-متیلن دی ایزوسیانات (MDI) برای تولید فوم های پلی اورتان استفاده می شود.
خاصیت سمی دارد و ممکن است از طریق خوردن، استنشاق یا جذب پوست اثرات سمی داشته باشد.
فرمول مولکولی: C15H10N2O2
وزن مولکولی: 250.2521
ساختار مولکولی:
طیف سنجی جرمی MDI 1,1’- Methylene bis (4-iso cyanate benzene):
تاثیرات بیولوژیکی متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات(ام دی آی)
استنشاق حاد یعنی کوتاه مدت و دارای غلظت بالای MDI ممکن است باعث ایجاد حساسیت و آسم در انسان شود.
طبق تحقیقات تماس پوستی حاد با MDI باعث ایجاد درماتیت و اگزما در کارگران شده است که برای استفاده ازین ماده در محیط باید اقدامات امنیتی و پوششی رعایت شود.
طبق تحقیقات انجام شده نشان داده شده است که قرار گرفتن مزمن (طولانی مدت) استنشاقی با MDI باعث آسم، تنگی نفس و سایر اختلالات تنفسی در کارگران می شود. اثرات تنفسی نیز در حیوانات مشاهده شده است.
اطلاعات کافی در مورد اثرات تولید مثلی، رشدی یا سرطان زایی MDI در انسان در دسترس نیست.(منبع)
سنتز و تولید ام دی آی
مخلوط ایزومرهای متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات (MDI) به طور گسترده در تهیه کامپوزیت ها و چسب های نواری پلی اورتان استفاده می شود.
در طول تهیه کامپوزیت های ورقه ای یا چسب، یک مخلوط MDI با یک پلی ال (به عنوان مثال، پلی اتر پلی ال) واکنش داده و پلی اورتان را تشکیل می دهد.
به طور کلی، MDI اضافی برای اطمینان از تکمیل واکنش استفاده می شود.
با این حال، MDI واکنش نداده می تواند به سطح کامپوزیت نواری یا چسب منتشر شود، جایی که ممکن است به یک آمین آروماتیک اولیه هیدرولیز شود.
فرآیندهای متداول MDI سه ایزومر تولید می‌کنند، یعنی 4,4’-MDI, 2,4′-MDI و 2,2′-MDI.
سایر محصولات MDI معمولی ایزوسیانات‌های با وزن مولکولی سنگین‌تر هستند که معمولاً MDI پلیمری (PMDI) نامیده می‌شوند.
واکنش پذیرترین ایزومر 4,4′-MDI و کمترین واکنش پذیری مربوط به 2,2′-MDI است.
بنابراین، در بین ایزومرهای MDI، 2,2′-MDI به زمان طولانی برای تبدیل نیاز دارد و واکنش پذیری کلی یک مخلوط ایزومر MDI با کاهش محتوای ایزومر 2,2′-MDI افزایش می یابد.
با این حال، نسبت 2,2′-MDI و 2,4’-MDI به 4,4′-MDI نیز ویسکوزیته پیش پلیمر را کنترل می کند.
یعنی ویسکوزیته پیش پلیمر با افزایش نسبت 2,2′-MDI و 2,4’-MDI به 4,4′-MDI کاهش می یابد.
بنابراین، مخلوط هایی با مقدار زیاد 2,2′-MDI و مقدار کم 2,2′-MDI در کاربردهایی به ویژه در صنایع غذایی که نیاز به پیش پلیمرهایی با ویسکوزیته پایین دارند، استفاده می‌شوند.
همکاران ما در واحد بازرگانی فومیران پلیمر آماده مشاوره و عرضه انواع مختلف ایزوسیانات ها به شما دوستان و همکاران عزیز می باشند.
انواع ایزوسیانات های موجود شامل موارد زیر می باشند:
پلی ال ها ترکیبات پلیمری هستند، که از ترکیب چند گروه هیدروکسیل(OH) تشکیل می شوند. این ترکیبات ها یکی از دو ماده اصلی سازنده پلی اورتان ها می باشند. پلی ال ها در واقع نوعی رزین پلیمری مایع و ویسکوز می باشند که دارای گروه های عاملی الکلی یا همان هیدروکسیل هستند. بطور عمده این ترکیبات را با توجه به ساختار مولکولی آن ها به چهار نوع مختلف، پلی اتر پلی ال، پلی استر پلی ال، پلی کربنات و پلی کاپرولاکتون پلی ال تقسیم بندی می کنند. که از این میان پلی اتر پلی ال و پلی استر پلی ال بیشترین مقدار مصرف را به خود اختصاص داده اند.
دسته بندی پلی ال ها
این ترکیبات ها را می توان بر اساس شیمی آنها طبقه بندی کرد.برخی از این ترکیبات شیمیایی عبارتند از: پلی اتر، پلی استر، پلی کربنات و همچنین پلی ال های اکریلیک. پلی‌ال‌های پلی‌اتر ممکن است بیشتر تقسیم‌بندی شوند و به‌عنوان پلی‌اتیلن اکسید یا پلی‌اتیلن گلیکول (PEG)، پلی‌پروپیلن گلیکول (PPG) و پلی‌تترا هیدروفوران یا PTMEG طبقه‌بندی شوند. اینها به ترتیب 2، 3 و 4 کربن در هر اتم اکسیژن در واحد تکرار دارند. پلی‌ال‌های پلی‌کاپرولاکتون نیز به‌صورت تجاری در دسترس هستند.همچنین روند رو به افزایشی برای استفاده از پلی ال های زیستی (و در نتیجه قابل تجدید) وجود دارد.
معمولا در تولید پلی یورتان‌ها از چهار نوع پلی ال کلّی زیر استفاده میشود:
1-پلی‌اتر پلی ال
این مواد از واکنش اپوکسیدهایی مانند اتیلن اکسید یا پروپیلن اکسید در حضور یک کاتالیست بدست می‌آیند. این کاتالیست معمولا یک باز قوی مانند پتاسیم هیدروکسید است.پلی‌اتیلن گلایکول و پلی‌پروپیلن گلایکول از دسته پلی‌اتر دی‌ال‌ها هستند. تری‌ال‌هایی با جرم مولکولی پایین نیز موجود می‌باشند که بر پایه گلیسرین هستند و از پروپیلن دی‌اکسید و یا اتیلن دی‌اکسید و یا ترکیبی از هر دو تشکیل شده‌اند. بخش نرم پلی اورتانی که از اتر تهیه می شود قدرت کمتری نسبت به پلی اورتان استری دارد،زیرا وزن مولکولی پلی اتر نسبت به پلی استر بیشتر است.ولی پلی اورتان اتری طول عمر بیشتری دارد.پلی اورتان اتری مقاومت میکروبی کم و مواد خام تولیدی بالاتری دارد.اگر بخواهیم TPU(پلی یورتان ترمو پلاستیک) اتری را تغییر شکل دائمی دهیم کار دشواری است چرا که بسیار انعطاف پذیر است.
پلی‌اتر پلی‌ال
2-پلی‌استر پلی ال
پلی‌استرها
از واکنش دی‌ال‌ها و دی‌کربوکسیلیک اسیدها تشیل می‌شوند. به عنوان مثال می‌توان
واکنش میان فتالیک اسید و دی‌اتیلن گلایکول را نام برد. همچنین الکل‌های گیاهی
اغلب دارای گروه های استری می‌باشند.
پلی‌استر پلی‌ال
پلی استر چیست؟
یک الیاف مصنوعی است که از ترکیب دو ماده گلیکول(الکل) و دی متیل تر فتالات(استر)،طی واکنش تبادل استری تشکیل می شود.همچنین پلی استرها میتواند از واکنش اسید ها و الکل ها هم سنتز شود.منابع این الیاف،آب ،هوا،زغال سنگ و نفت می باشد.عایق و غیر آلرژی زا بودن و همچنین مقاومت بالا و ضربه گیری این ماده باعث شده که از آن در ساخت لباس های کار که به دوام زیاد نیاز دارند،کاپشن ها و همچنین پر کردن بالش،لحاف و …استفاده شود. پلی استر پلیول به رزین پلی استری گفته می شود که دارای گروه های عاملی هیدروکسیل باشد.
مزایای پلی استر ها
قیمت مناسبی دارند.
در برابر حلال های مختلف مقاوم اند.
در برابر عوامل فیزیکی و شیمیایی مقاوم هستند.
قابلیت کشش و خمش بالایی دارند.
معایب رزین های پلی استر
بوی نامطبوع زیادی دارند.
نسبت به سایر رزین ها به سختی مخلوط می شوند.
با بسیاری از سطوح به سختی تشکیل پیوند می دهند.
خواص ضعیف تری نسبت به رزین های اپوکسی دارند.
پلی اتر پلی ال ها عمدتا در تولید فوم های نرم پلی یورتان مورد استفاده قرار میگیرند. اما پلی استر پلی ال ها با توجه به گروه های قطبی و سخت استری که در زنجیره اصلی خود دارند، دارای انعطاف پذیری کمتری می باشند و به همین دلیل اغلب پایه اصلی فوم های سخت پلی یورتان مانند فوم های ساندویچ پنل ها و یخچال ها رو تشکیل می دهند. گروه های استری موجود در زنجیره پلی استرها، علاوه بر اینکه انعطاف پذیری خود زنجیره را کمتر می کنند، همچنین با ایجاد پیوند های شیمیایی کووالانسی قطبی بین یکدیگر، سبب سخت تر شدن محصول نهایی خواهند شد.
انواع پلی استر ها به ترتیب استفاده
پلی استر ایزو فتالیک
مقاومت شیمیایی و استحکام مکانیکی این پلی استر باعث شده که از آن در کارهای فنی مهندسی استفاده شود.
پلی استر ترفتالیک
از ویژگی های منحصر به فرد این رزین جذب آب کمتر و خواص مکانیکی بالاتری نسبت به دو نوع دیگر دارد.
پلی استر اورتوفتالیک
مقدار کمتری نسبت به دو رزین دیگر مورد استفاده قرار می گیرد.بیشترین استفاده آن در تعمیر کشتی ها و تولید فایبر گلاس می باشد.
3-پلی‌کربنات پلی ال
پلی کربنات اولین بار در سال ۱۹۹۳ توسط شرکت جنرال الکتریک آماده شد. پلی کربنات یا pc از خانواده پلیمر های ترمو پلاستیک است.pc سخت ترین ماده شفاف است. سبک تر و ارزانتر بودن ورقه های پلی کربنات نسبت به شیشه،و همچنین عایق سرما و گرما بودن، آن ها را به جایگزین مناسبی برای شیشه در برخی کارهای ساختمانی تبدیل کرده است.این ورق یک محافظ در برابر پرتوهای UV که سرطان زا هستند،می باشد.می توان این ورق در رنگ های مختلف تهیه کرد. ورق های پلی کربنات با دارا بودن خاصیت آنتی استاتیک، به محض نشستن گرد و غبار روی آن به راحتی با اولین شستشو تمیز می شود. یکی از معایب ورقه های پلی کربنات خش پذیری است. بعلاوه در اثر رسیدن گرمای زیاد به آن آتش نمی گیرد ولی دود تولید می کند. و در فصل های گرم سال گرمای زیادی تولید می کند.
پلی کربنات‌ها دسته‌ای از پلیمرهای ترموپلاستیک هستند که در ساختارشان گروه کربنات دارند. پلی‌کربنات‌ها به عنوان موادی مقاوم و مستحکم در فرایندهای مهندسی کاربرد دارند. همچنین در برخی موارد بسیار شفّاف هستند. ماده اصلی پلی کربنات‌ها از واکنش میان بیس فنول نوع A و فسژن (COCl2) تولید میشود. واکنش کلّی را می‌توان به صورت زیر نمایش داد:
واکنش تشکیل پلی‌کربنات‌ها
مزیت و کاربرد های پلی کربنات ها
همچنین امروزه پوشش‌های پلی‌کربنات به شدت مورد استفاده قرار گرفته‌اند. از جمله مزیت‌های پوشش پلی‌کربنات به جای شیشه هزینه کمتر و نیز وزن سبک‌تر آن می‌باشد، همچنین مقاومت بالای آن نسبت به پلاستیک باعث تقاضای روزافزون آن به عنوان پوشش در صنعت گلخانه گردیده است. پوشش پلی‌کربنات اغلب جهت پوشش قسمت‌های جلو، عقب و نیم دایره‌های مربوطه و یا کناره‌ها و سقف گلخانه درصورت تقاضای مشتری درنظرگرفته میشود. ورق‌های پلی‌کربنات جایگزین مناسبی برای شیشه بوده و باعث صرفه جویی در انرژی می‌شوند. بطوری‌که در تابستان از ورود گرما به داخل جلوگیری کرده و در زمستان مانع خروج و هدر رفتن گرمای داخل می‌شوند.
به طور خلاصه می‌توان سایر کاربردهای آن را به
صورت زیر مطرح کرد:
ساختمان سازی – صنعت حمل و نقل –
کاربردهای شیشه – عملکرد شیشه ایمنی – پنجره سقفی-
گنبدهای تزیینی و اتاقک سازی – استادیوم‌های فضای باز یا بسته – پوشش
استخر – پوشش گلخانه – پوشش نورگیری انبارها و …
4-پلی‌کاپرولاکتون پلی ال
یک پلی استر زیست تخریب پذیر،با فرمول مولکولیn(C6H10O2) می باشد.واحدهای سازنده آن هگزانوات است.از پلیمریزاسیون حلقه ای ۴-کاپرولاکتون در حضور کاتالیزور اکتوات استن تهیه می شود.در تولید پلی اورتان ها نقش نقش اساسی دارد.مقاومت خوبی در برابر آب،حلال ها و کلر و روغن دارند.PCL(پلی کاپرولاکتون)کاربردهای پزشکی فراوانی دارند. دمای ذوب و دمای انتقال شیشه‌ای آن به ترتیب ۶۰ و ۶۰- درجه سانتی گراد است. بیشترین استفاده این ماده در تولید پلی‌‌یورتان است. این پلیمر معمولاً به رزین‌ها افزوده میشود که منجر به بهبودی خواص فرایندی و خواص نهایی آنها میشود. این ماده در یک واکنش پلیمری حلقه باز در حضور یک کاتالیزور مانند استانوس اکتات[1](نوعی کاتالیزور قلع) انجام میگیرد.
واکنش تشکیل پلی‌کاپرولاکتون‌ها
ویژگی های پلی کاپرولاکتون
قابلیت انعطاف پذیری بالا.
نقطه ی ذوب پایین حدود ۶۰ درجه سانتی گراد.غیر سمی است.
PCL اغلب به عنوان افزودنی به دیگر رزین ها استفاده میشود،از دیگر کاربردهای آن،در ساخت چاپگرهای سه بعدی،مدل سازی،آتل بندی و استفاده به عنوان یک ماده زیستی کاشتی در بدن انسان می توان نام برد.
کاربرد پلی ال ها
پلی‌ال‌های پلی‌اتر کاربردهای متعددی دارند. به عنوان مثال، فوم پلی یورتان یکی از کاربران بزرگ پلی اترهای پلی اتر است.
پلی ال های پلی استر را می توان برای تولید فوم سفت و سخت استفاده کرد. آنها در هر دو نسخه آروماتیک و آلیفاتیک موجود هستند. آنها همچنین در نسخه های مخلوط آلیفاتیک-آروماتیک که اغلب از مواد خام بازیافتی، معمولاً پلی اتیلن ترفتالات (PET) ساخته می شوند، موجود هستند.
پلی‌ال‌های اکریلیک عموماً در کاربردهای با کارایی بالاتر استفاده می‌شوند که در آن پایداری در برابر نور ماوراء بنفش مورد نیاز است. کاربردهای دیگر عبارتند از مستقیما به عنوان پوشش های فلزی استفاده می شوند. از آنجایی که از آنها در جاهایی استفاده می‌شوند که مقاومت خوبی در برابر اشعه ماوراء بنفش لازم است، مانند پوشش‌های خودرو، جزء ایزوسیانات نیز تمایل به مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش دارد و از این رو الیگومرهای ایزوسیانات یا پیش پلیمرهای مبتنی بر دی ایزوسیانات ایزوفرون معمولاً استفاده می‌شوند.
پلی ال های مبتنی بر کاپرولاکتون پلی یورتان هایی با مقاومت هیدرولیز افزایش یافته تولید می کنند.
پلی‌ال‌های پلی کربنات گران‌تر از پلی‌ال‌های دیگر هستند. بنابراین در کاربردهای سخت‌تر مورد استفاده قرار میگیرند.آنها برای ساختن یک پیش پلیمر مبتنی بر دی ایزوسیانات ایزوفورون استفاده شده اند که سپس در پوشش های شیشه ای استفاده می شود.آنها ممکن است در چسب های گرم ذوب واکنشی استفاده شوند.
همه پلی ال ها ممکن است برای تولید پیش پلیمرهای پلی اورتان استفاده شوند.اینها سپس در پوشش‌ها، چسب‌ها، درزگیرها و الاستومرها استفاده می‌شوند.
پلی ال های با وزن مولکولی کم
پلی ال های با وزن مولکولی کم به طور گسترده در شیمی پلیمرها استفاده می شوند که در آن به عنوان عوامل اتصال عرضی و گسترش دهنده زنجیره عمل می کنند. به عنوان مثال رزین های آلکیدی از پلی ال ها در سنتز خود استفاده می کنند و در رنگ ها و قالب های ریخته گری استفاده می شوند. آنها رزین غالب یا “بایندر” در اکثر پوشش های تجاری “بر پایه روغن” هستند. سالانه حدود 200000 تن رزین آلکیدی تولید می شود. آنها مبتنی بر پیوند مونومرهای فعال از طریق تشکیل استر هستند. پلیول های مورد استفاده در تولید رزین های آلکیدی تجاری عبارتند از گلیسرول، تری متیلولپروپان و پنتا اریتریتول.در تولید پیش پلیمر پلی یورتان، یک پلیول-دیول با وزن مولکولی کم مانند 1،4-بوتان دیول ممکن است به عنوان گسترش دهنده زنجیره برای افزایش بیشتر وزن مولکولی استفاده شود، هرچند که ویسکوزیته را افزایش می دهد زیرا پیوند هیدروژنی بیشتری به وجود می آید.
شما عزیزان می توانید برای مشاوره و اطلاع از قیمت انواع پلی ال های خام و فرموله شده با همکاران ما در واحد بازرگانی فومیران پلیمر تماس بگیرید.
