Толуилендиизоцианат что это такое

Толуилендиизоцианат

2,4-толуилендиизоцианат
Общие
Систематическое наименование	2,4-диизоциано-1-метил-бензол
Сокращения	ТДИ, TDI
Традиционные названия	ТДИ, ТДИ 80, ТДИ 80/20, ТДИ Т-80
Химическая формула	C9H6N2O2
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)	бесцветная или бледно-желтая жикость
Молярная масса	174.2 г/моль
Плотность	1.214 г/см³
Термические свойства
Температура плавления	21.8 °C
Температура кипения	251 °C
Классификация
Рег. номер CAS	584-84-9
SMILES	Cc1ccc(cc1\N=C=O)\N=C=O
Безопасность
Токсичность	очень высокая

Толуилендиизоцианат — общеизвестный как ТДИ, является ароматическим диизоцианатом. 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 сырьем для производства полиуретанов. На производство ТДИ приходится около 30 % мирового рынка изоцианатов по состоянию на февраль 2011 г. [1]

Содержание

Виды ТДИ

Коммерчески используются несколько видов ТДИ, в том числе чистый 2.4 изомер (ТДИ 100), [1] 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. [2]

Физические свойства

ТДИ представляет собой бесцветную или бледно-желтую жидкость с температурой плавления около 22 °C и характеным едким запахом. Из-за тепературы 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

По состоянию на февраль 2011 года мировые мощности по производству ТДИ составляют 2,6 млн тонн в год. [1] 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) [3] и др. Все основные производители ТДИ являются членами Международного Института Изоцианатов (International Isocyanate Institute), [4] 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 нашел 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

Положение изоцианатных групп влияет на их реакционную способность:

При 38 °C соотношение скоростей реакциисоставляет 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, наприммер с более высокой несущей способностью.

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

Применение

Основное применение ТДИ — производство эластичных полиуретановых пен. ТДИ является частью 6 компонентной системы (для ППУ), в которой, реагируя с полиолом, образует полиуретан. Для вспенивания полимера применяют различные низкокипящие вещества, например фреон или пентан. Полученный пенополиуретан (ППУ) может обладать различными степенями жестости, плотности, «памяти» и т. п. (в зависимости от марки), что позволяет примененять полученный материал в большом спектре изделий: в первую очередь мебель.

Основная продукция из ТДИ:

Безопасность

ТДИ является высокотоксичным изоцианатом. 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 TDI, была опубликована в специальной книге. [5] 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.

Источник

Толуилендиизоцианаты

Применяются главным образом для получения полиуретанов. Часто применяется смесь 2,4- и 2,6-толуилендиизоцианатов (десмодур Т).

Получаются конденсацией 2,4-, 2,5- и 2,6-толуилендиаминов с фосгеном в хлорбензоле.

Физические и химические свойства. Т. кип. десмодура Τ 124—126° (18 мм рт. ст.), плотн. 1,228. Щелочами гидролизуется с образованием ароматических диаминов; разлагается конц. H₂SO₄. При нагревании пластмасс, содержащих толуилендиизоцианаты, до 100° в течение 3 ч в воздухе экспериментальной камеры определяли 0,0003 мг/л толуилендиизоцианата и 0,0072 мг/л CN – [16, с. 285].

Общий характер действия. Сильно раздражают дыхательные пути; вызывают астмоподобные заболевания с дальнейшим хроническим поражением легких. Вызывают сенсибилизацию у животных и человека. Раздражают и, вероятно, сенсибилизируют кожу. Нарушают углеводный, липоидный обмен, окислительные процессы. Считают, что пары вызывают более диффузные, а аэрозоли — более очаговые поражения глубоких дыхательных путей. Аллергический характер действия толуилендиизоцианатов (и вообще изоцианатов) иногда оспаривается. У морских свинок тесты с преципитацией и гемоагглютинацией антител были отрицательны. Опыты на крысах не подтвердили, что образование антител — непременный фактор в токсическом действии толуилендиизоцианатов (Stevens, Palmer; Thomson et al.). Однако обнаружены специфические антитела в сыворотке людей, имевших контакт с изоцианатами (толуилендиизоцианаты и др.). Комплексы толуилендиизоцианатов с белками сыворотки человека вызвали трансформацию лейкоцитов у лиц, подозреваемых в развитии сенсибилизации к толуилендиизоцианатам (Lapp). Из 200 рабочих производства полиуретанов с применением толуилендиизоцианатов у 1/3 подтвержден аллергический характер заболевания, а у 20% обнаружены антитела к толуилендиизоцианатам (Венецкая). Повышенная влажность воздуха ослабляет токсичность толуилендиизоцианатов, частично превращая его в производное мочевины (Dyson, Hermann).

Человек. Запах ощущается при 0,0002—0,003 мг/л, раздражающее действие — в пределах 0,0003—0,0036 мг/л и даже при 0,00007 мг/л, а изменения биоэлектрической активности мозга регистрируются при однократном воздействии 0,00005 мг/л (Чижиков; Brugsch, Elkins). Обычно после короткого срока работы с толуилендиизоцианатами и вдыхания паров или тумана — раздражение слизистых, а при продолжающемся воздействии — плохое самочувствие, чувство стеснения в груди, одышка, рвота, кашель, повышение температуры, тяжелые астматические приступы; в иных случаях — рвота, лихорадка, боли в подложечной области. Через сутки — резкая одышка с затрудненным выдохом, цианоз, учащение пульса, повышенная температура (до 40°). В легких — хрипы, бронхит, затемнения на рентгенограмме, картина напоминает отек легких. В тяжелых случаях — сердечно-сосудистая слабость, наклонность к коллапсам. После тяжелых или повторных отравлений — длительные бронхиты и пневмонии, астматические приступы, астматические бронхиты, иногда с эозинофилией. Быстро уменьшается жизненная емкость легких. В особо неблагоприятных случаях — дыхательная и сердечная недостаточность, приводящая к смерти или инвалидности (астма, эмфизема «легочное сердце»). Из зарегистрированных 100 случаев заболевания четыре закончились смертью (Baader). Нередко после первого приступа развивалась повышенная чувствительность: болезнь вспыхивала сразу после возвращения на работу.

Явления отравления возникают как в короткие, так и в отдаленные сроки после однократного вдыхания (от 30 мин до 3 недель), а последствия в виде фиброза, эмфиземы и сниженной жизненной емкости легких сохраняются долго. В первое время после начала применения толуилендиизоцианатов частота острых заболеваний была значительна. По данным Fuchs, Valade; Walworth, Virchow, даже при концентрации толуилендиизоцианатов в воздухе 0,016 мг/л зарегистрировано 83 случая заболеваний через 3—4 недели после начала работы в цехе. В 54 случаях это было острое воспаление верхних дыхательных путей, в 11 — трахеиты, в 9 — бронхиты, в 9 — бронхиальная астма. В другой группе из 54 рабочих, соприкасавшихся с изоцианатами до 2 лет, у 18 установлены кашель, часто судорожного, спазматического характера, желудочно-кишечные расстройства, одышка, потеря аппетита, кожные поражения.

При концентрации толуилендиизоцианатов не свыше 0,00007 мг/л 12 человек работали 3 недели по 8 ч в день без всяких жалоб, но повышение концентрации до 0,0005 мг/л вызвало типичный тяжелый кашель и одышку в течение первой недели. Снижение концентрации до 0,00007—0,0002 мг/л сделало возможным продолжение работы без осложнений в течение 3,5 месяцев наблюдения (Нагла). По Филатовой и пр., работа при концентрациях толуилендиизоцианатов 0,00001—0,005 мг/л (в воздухе еще хлорбензол и фосген) вызывала жалобы на головную боль к концу смены, раздражение слизистой глаз и горла, быстро исчезавшие при удалении из помещения.

Острые отравления имели место при горении поролона. Они характеризовались, помимо поражения дыхательных путей, головокружением, судорогами, болезненностью по ходу нервов конечностей, потерей сознания в тяжелых случаях и повторяющимися астматическими приступами. Возможно, имело место также токсическое действие HCN и СО (Рыжкова). Массовые случаи острых отравлений возникли при пайке электрических изделий с изоляцией, содержащей толуилендиизоцианаты (Dermod, Paisley). Типичные случаи острых конъюнктивитов, ринитов, загрудинных болей, экспираторной одышки наблюдались при работе с десмодуром Т. Явления стихали после прекращения контакта, но даже при попытке вдыхания самых малых концентраций провоцировались приступы бронхиальной астмы. За 2 года отмечено 63 случая бронхиальной астмы при работе с десмодуром Т (Mantz et al.).

Хроническое отравление. Животные. У собак во время 4-месячной затравки концентрацией 0,01 мг/л в момент экспозиции — кашель, слезотечение, беспокойство, но без астматических приступов. На вскрытии убитых животных — трахеиты, бронхиты, полнокровие легких ([18, с. 136]; Treon et al.; Swensson et al.). В результате вдыхания по 6 ч в день 5 раз в неделю 0,00071 мг/л (всего 58 раз) пала часть морских свинок и кроликов, но ни одна из крыс. Изменения в дыхательных путях возникали спустя разные сроки после прекращения вдыхания

(Niewenhuis et al.). Круглосуточное вдыхание (84 дня) 0,002 и 0,0002 мг/л сопровождалось у крыс отставанием прироста массы тела, повышением активности холинэстеразы крови и нарушением соотношения ее белковых фракций. После 7 месяцев вдыхания 0,0005 мг/л в легких — фиброзная реакция (Чижиков; Архипов и др.).

Человек. При обследовании рабочих (в воздухе производственного помещения кроме толуилендиизоцианатов фосген и хлорбензол; концентрации толуилендиизоцианатов 0,0007—0,0085 мг/л, при более высоких — до 0,018 мг/л — работа производится в противогазах) выявлены хронические бронхиты; вегетативно-сосудистые дистонии, токсические гепатиты с нарушением белкового и жирового обмена, наклонность к снижению числа лейкоцитов и тромбоцитов и моноцитозу. Развитие аллергии к толуилендиизоцианатам подтверждалось положительными кожными тестами (Филатова и др.; [18, с. 137]; Титова). К концу смены — снижение жизненной емкости легких при концентрации толуилендиизоцианатов до 0,00014 мг/л. Это снижение не восстанавливалось к утру или после выходного дня. С увеличением стажа уменьшение жизненной емкости легких прогрессировало, особенно у лиц с выраженными явлениями (кашель с мокротой и т. д.) (Adams; Peters).

У работающих в производстве полиуретанов, уретановых каучуков и использующих их выявлена аллергическая природа приступов удушья и хронического поражения дыхательных путей. У половины обследованных — повышение β- и γ-глобулинов в сыворотке крови, наклонность к моноцитозу. При повышенных концентрациях толуилендиизоцианатов положительные кожные пробы получены у 69% обследуемых, у них также хронические конъюнктивиты, астмоидные бронхиты, случаи бронхиальной астмы. В производстве уретановых каучуков (концентрация толуилендиизоцианатов от 0,0 до 0,0006 мг/л, кроме того, этиленгликоль, 1,4-бутандиол в низких концентрациях) наиболее часты жалобы на головную боль, сонливость, резь в глазах, утомляемость, повышенную чувствительность к запаху толуилендиизоцианатов. Объективно: снижение содержания гемоглобина и эритроцитов в крови, ретикулоцитоз. У большинства повышенное содержание метгемоглобина и тельца Гейнца к концу смены, Расстройства вегетативно-сосудистой регуляции. Нарушение белковообразовательной и жиролипоидной функций печени; высокое содержание холестерина в крови в молодом возрасте. У некоторых — понижение чувствительности роговицы, изменения сосудов глазного дна. Непереносимость алкоголя, ангиоспазмы сосудов конечностей ([18, с. 137; 47, с, 108; Венецкая; Филатова и др.). Возможно, что в определенные моменты (нагрев) в воздухе могла присутствовать HCN (Бойцов, Слащилина). В США при концентрации толуилендиизоцианатов в воздухе 17 обследованных предприятий 0,0—0,0005 мг/л за последние 2 года новых случаев заболевания не регистрировалось, но однажды сенсибилизированные рабочие не могут вернуться на работу (Pakov, Baier).

Действие на кожу и глаза. Животные. Нанесение на кожу морских свинок 10% раствора толуилендиизоцианатов в диметилфталате вызывало раздражение кожи и развитие сенсибилизации (Кондратьев, Мустаев). При наложении на кожу кроликов чистого толуилендиизоцианата. в дозе 16 г/кг — глубокие повреждения кожи, приводившие к гибели без уловимого изменения внутренних органов. Одна капля толуилендиизоцианата, введенная в глаз кролика, вызывала немедленно воспаление.

Человек. Кожные поражения отмечались у работников лабораторий и у рабочих соответствующих цехов, в ряде случаев с развитием сенсибилизации; при большом стаже работы с десмодуром Т — аллергические дерматиты (Артамонова, Чередник; Тrеоn et al.; Swensson et al.).

Неотложная терапия. Свежий воздух. Освобождение от загрязненной оде жды. При попадании на кожу — обмывание теплой водой с мылом. При попадании в глаза — обильное промывание 2% раствором двууглекислой соды, растительным маслом или водой. При раздражении закапать 0,5—1% раствора дикаина. При остром аллергическом конъюнктивите — закапывание адреналина (1 : 3000) или эфедрина (3% раствор) 4 раза в день и 0,25—0,3% раствора ZnSO₄. При раздражении слизистых дыхательных путей — полоскание носоглотки 1—2% раствором соды. Паровые щелочные ингаляции, ингаляция аэрозолей новокаина (2% раствор). Питье теплого молока с содой или щелочной минеральной водой. При астмоидных бронхитах для устранения бронхоспазма в ингаляционные смеси добавляют эуфиллин, эфедрин. Для купирования приступа бронхиальной астмы подкожно — 1 мл 0,1% раствора атропина или 0,5—1 мл 0,1% раствора адреналина или 1 мл 0,2% раствора платифиллина. Рекомендуется также ингаляция 0,05% высокодисперсного аэрозоля димедрола (Ашбель). При явлениях цианоза и других признаках повышения уровня метгемоглобина в крови дать аскорбиновую кислоту (0,5 г), витамин В₆ (0,05 г) и никотиновую кислоту (0,05 г). Покой, тепло. Госпитализация. При острых дерматозах — влажные повязки со свинцовой водой, буровской жидкостью (1 : 20); при менее выраженной экссудации — с цинковой болтушкой, в дальнейшем кремы или паста с глюкокортикостероидами (фторокорт, синалар, локакортен и др.).

Предельно допустимая концентрация толуилендиизоцианатов 0,05 мг/м 3 [45б].

Индивидуальная защита. Меры предупреждения. Фильтрующий противогаз марки В с дополнительным слоем угля марки АГ-4 (Ардашева и др.). Возможно использование противогаза марки БКФ с фильтром. При наличии аэрозоля — респираторы типа РУ-60, У-2К с соответствующими фильтрами. При опасности высоких концентраций — изолирующие шланговые противогазы ПШ-1, ПШ-2 и др. Специальные фильтры для улавливания и разрушения толуилендиизоцианатов описали Erlicher, Pilz. Защитные герметические очки, перчатки из натурального каучука, найлона и др., нарукавники. Спецодежда — комбинезоны из хлопчатобумажной или грубошерстной ткани. При опасности контакта с жидкими продуктами — комбинезоны из изолирующих материалов на основе СК. Рекомендуется выдача нательного белья. Возможно частая стирка спецодежды и ежедневная — белья. Силиконовые защитные мази; мытье рук поверхностно-активными веществами в смеси со спиртом. Ожиряющие смазки после каждого мытья и после работы. Немедленное смывание толуилендиизоцианата, попавшего на кожу, водой или спиртом и смена одежды. При попадании толуилендиизоцианатов в глаза — обильное промывание водой. Материалы, содержащие толуилендиизоцианаты или полиизоцианаты (клей ПУ-2), попавшие на кожу, рекомендуют снять мягкой ветошью, промыть загрязненный участок спиртом или ацетоном [53].

Ознакомление рабочих с опасностью паров, тумана и пыли толуилендиизоцианатов. Проведение всех операций в герметизированной аппаратуре; по возможности, не нагревать толуилендиизоцианаты выше 25°. Для освобождения аппаратуры от толуилендиизоцианатов применять водяной пар, быстро гидролизующий толуилендиизоцианаты, продувать аппаратуру до открывания. Пролитый или просыпанный продукт смывать при уборке горячей водой, 5—10% раствором аммиака, изопропиловым спиртом (соблюдая меры индивидуальной защиты). Уборочный материал и сам продукт не сжигать, так как выделяется белый ядовитый дым толуилендиизоцианатов (Филатова и др.). Вентиляция местная и общая, в том числе и мест хранения толуилендиизоцианата, содержащих его продуктов, полуфабрикатов и т. д. Систематический контроль за концентрацией толуилендиизоцианата в воздухе. Пневмо- или вакуумтранспорт толуилендиизоцианата и полупродуктов. Применение в известной степени заполимеризованного толуилендиизоцианата. Маркировка тары с толуилендиизоцианатом и содержащими его лаками, клеями и т. п. надписями «Осторожно»; «Вдыхание паров опасно» и т. д. Предварительные и периодические медицинские осмотры 1 раз в 12 месяцев [37]. Рекомендуется систематическое наблюдение за вентиляционной функцией легких (жизненной емкостью). См. также «Правила и нормы техники безопасности и промышленной санитарии для проектирования, строительства и эксплуатации производства диизоцианатов», М., Госхимиздат, 1963; «Санитарные правила организации работ по напылению жесткого пенополиуретана», М., 1974. Специальный рацион питания (№ 4) в производстве толуилендиизоцианатов и всех других диизоцианатов.

Определение в воздухе. Колориметрический метод основан на сочетании диизоцианатов с ароматическими аминами — см. Тубина; Marcali.

Вызывает гибель крыс после 6-кратного введения с водой дозы 5 мг в сутки, а также развитие желтухи 1,4-фенилендиизоцианат (Selye, Szabo).

Источник

Понятие ТДИ объединяет три основные группы продуктов: ТДИ 100, ТДИ 80, ТДИ 60.

ТДИ – представитель класса органических изоцианатов (точнее диизоцианатов): веществ, содержащих в структуре функциональную группу –N=C=O, реакционная способность которой, обуславливает широкое применение таких соединений.

Толуилендиизоцианат (ТДИ, TDI), [толуолдиизоцианат, toluenediisocyanate]

ТДИ имеет 2 наиболее распространенных изомера: 2,4-ТДИ и 2,6-ТДИ.

2,4-ТДИ [ТДИ 100, ТДИ Т-100,чистый ТДИ, TDI 100] – жидкость (при комнатной температуре) с температурой затвердевания 21,8°С, температурой кипения 250°С. Плотность (20 °С) 1.2178 кг/л.

2,6-ТДИ – жидкость (при комнатной температуре) с температурой затвердевания 8,5°С, температурой кипения 120°С. Плотность (20 °С) 1.2271 кг/л.

Свойства смесей ТДИ:

2,4-ТДИ (80%) + 2,6-ТДИ (20%) [просто ТДИ, ТДИ 80, TDI, ТДИ Т-80, ТДИ 80/20, «компонент В»] – жидкость (при комнатной температуре) с температурой затвердевания 13.89°С, температурой кипения 250°С. Плотность (20 °С) 1.2784 кг/л.

2,4-ТДИ (65%) + 2,6-ТДИ (35%) [ТДИ 65, ТДИ 65/35, TDI 65] – жидкость (при комнатной температуре) с температурой затвердевания 5°С, температурой кипения 250°С. Плотность (20 °С) 1.222 кг/л

При обращении и хранении должны соблюдаться соответствующие меры безопасности и использоваться специальная защитная одежда.

ТДИ высоко токсичен. Используйте только в хорошо-проветриваемом месте. Держите вдали от тепла, искр и пламени. Используйте взрывобезопасное электрическое оборудование. Примите меры предосторожности в отношении образования электростатических разрядов. Пары горящего ТДИ могут быть очень опасными. Избегайте попадания в глаза, на кожу и одежду. Избегайте проглатывания и вдыхания. Избегайте образования пара/тумана. Это вещество может вызвать астматические реакции даже из-за единичного вдоха низкой концентрации. Чувствительность: ТДИ реагирует с водой с образованием углекислого газа. Этот газ может привести к расширению запечатанного контейнера и к возможному прорыву. Если бочка герметична, осторожно отвинтить пробку, чтобы уменьшить давление, прежде чем ее снять.
Контейнеры с этим веществом могут быть взрывоопасными, будучи пустыми. Следует избегать воздействия холода и прямых солнечных лучей. Нельзя наливать вещество в грязный или мокрый контейнер. Нельзя есть, пить и курить на рабочем месте.
Оборудуйте рабочее место установками для мытья рук и промывки глаз. Тщательно помойтесь после обращения с веществом.

Наливом в цистернах, в металлических бочках (со специальным антикоррозионным покрытием) разового пользования емкостью 250 кг. Класс опасности – 6.1 (опасный груз)

В общем, технология получения ТДИ заключается в нитровании толуола до динитротолуола, затем каталитическом гидрировании динитротолуола до диаминотолуола. Далее диаминотолуол вводят во взаимодействие с фосгеном в среде инертного растворителя.

Более подробно цепочка производства ТДИ описывается следующими реакциями:
Все начинается с базового сырья – толуола. Из него получают смесь изомеров мононитротолуола.

Рис. 3 Нитрование толуола

Далее существует 2 варианта синтеза: изомеры можно разделять или не разделять.
1) Из неразделенной смеси изомерных мононитротолуолов получают смесь 2,4- и 2,6-ТДИ в соотношении 80:20.

Для это смесь изомерных мононитротолуолов повторно нитруют до смеси динитротолуолов.

Рис. 4 Нитрование мононитротолуола

Затем смесь динитротолуолов каталитически восстанавливают водородом над Ni Ренея до смеси диаминотолуолов.

Рис. 5 Восстановление динитротолуолов.

Диаминотолуолы можно обрабатывать по 2 схемам:

А) Одностадийное фосгенирование последних в растворе о-хлорбензола при молярном соотношении фосгена и диаминотолуолов 6:1 (200-210°С, 4,2-5 МПа, время пребывания в реакторе 40-50 с) по реакции:

Рис. 6. Фосгенирование диаминотолуолов.

приводит к толуилендиизоцианатам с выходом 90-96%

Б) Двустадийное фосгенирование диаминотолуолов 25-50%-ным раствором фосгена в о-дихлорбензоле протекает по реакции:

Рис. 7. Первая стадия двустадийного фосгенирования.

Рис. 8. Вторая стадия двустадийного фосгенирования.

С выходом толуилендиизоцианатов до 96%.

2) В случае разделения изомеров ректификацией или кристаллизацией из п-нитротолуола образуется 2,4-толуилендиизоцианат:

Рис. 9. Нитрование п-нитротолуола

Рис. 10. Восстановление 2,4-динитротолуола

Рис. 11. Фосгенирование 2,4-диаминотолуола.

Из о-изомера – смесь 2,4- и 2,6-толуилендиизоцианатов в соотношении 65:35.

Рис. 12. Нитрование о-нитротолуола

Рис. 13. Восстановление динитротолуолов.

Рис. 14. Фосгенирование диаминотолуолов.

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 еще не нашел промышленного применения.

Весной 2011 Bayer объявили о планах строительства завода ТДИ в Китае по новой технологии газофазного фосгенировая. Представители Bayer считают, что за этой технологией будущее сырья для полиуретанов, т.к. она более экономична (за счет меньших тепловых затрат на разделение веществ), более экологична (за счет уменьшения токсичных растворителей), также имеет ряд других преимуществ по сравнению с жидкофазным процессом. Эта технология позволяет сократить расход растворителя на 80%, потребление энергии — на 60%, инвестиции — на 20%.

ТДИ – сырье для производства различных видов полиуретанов.

Продукты из полиуретанов прочно вошли в нашу жизнь, поэтому в будущем их производство, несомненно, будет расширяться.

ТДИ используется в основном для создания эластичных пенополиуретанов, применяемых в мебельном производстве, строительстве и транспорте. В 2009 году на них пришлось 66% мирового потребления ТДИ (рис. 1).

Рис. 15. Структура мирового потребления ТДИ 2009г

Наиболее важными сферами применения ПУ являются:

1. Мебель, матрацы – различные марки мебельных поролонов.
2. Транспорт (в основном, автомобильный транспорт) – сиденья и другие «мягкие элементы» салона.
3. В меньшей степени толуилендиизоцианат применяется в качестве компонента жестких пенополиуретанов.
4. Искусственные кожи. ТДИ является основным компонентом современного высокотехнологичного материала – полиуретановая искусственная кожа, которую часто называют «Экокожа». Из нее изготавливается большое количество одежды и обуви.
5. CASE (Coatings, Adhesives, Sealants, Elastomers)

Коммерчески используются следующие виды ТДИ:

ТДИ 80
ТДИ 100
ТДИ 65
Модифицированный ТДИ

Виды отличаются содержанием изомеров (2,4-ТДИ и 2,6-ТДИ) и дополнительной модификацией.

ТДИ 100 – CASE (Coatings, Adhesives, Sealants, Elastomers)

Модифицированный ТДИ – CASE, искусственные кожи.

Рис. 16. Структура мирового потребления изоцианатов (МДИ и ТДИ) по отраслям

Новости

Источник