ایزوسیانات ها دسته‌ای از ترکیبات شیمیایی هستند که به‌طور گسترده در صنعت رنگ و فوم استفاده می‌شوند و به طور کلی به دو دسته ی آلیفاتیک و آروماتیک تقسیم می شوند. ما امروز قصد داریم تا به بررسی ایزوسیانات های آلیفاتیک بپردازیم.
به گروهی از ترکیبات شیمیایی با گروه مولکولی (NCO-)، که دارای زنجیره‌های کربنی خطی یا غیر حلقه‌ای اند، ایزوسیانات آلیفاتیک (Aliphatic Isocyanates) می گویند. این گروه ایزوسیانات‌ها، معمولاً در تولید پلی‌یورتان‌ها، رنگ ها و محصولات شیمیایی مشابه، مورد استفاده قرار می‌گیرند.
در ادامه ی این مقاله ، به معرفی ترکیبات آلیفاتیک، از جمله ایزوسیانات آلیفاتیک می پردازیم و و ویژگی های آن ها را به طور مفصل بیان می کنیم.
انواع زنجیره های کربنی
در شیمی آلی، زنجیره‌های کربنی براساس نوع اتصال آن ها می‌توانند به دو دسته ی زیر تقسیم شوند: آروماتیک و آلیفاتیک.
آروماتیک
به مولکول‌ها، ترکیبات یا گروه‌هایی اطلاق می‌شود که شامل حلقه‌های کربنی با خاصیت پایداری خاص به نام حلقه‌های آروماتیک هستند. یکی از نمونه‌های معروف حلقه‌های آروماتیک، حلقه بنزن می‌باشد.
ایزوسیانات آروماتیک نوعی از ایزوسیانات ها هستند که در ساختار خود حلقه های آروماتیک دارند. از انواع ایزوسیانات های آروماتیک می توان به موارد زیر اشاره کرد.
آلیفاتیک
به مولکول‌ها، ترکیبات یا گروه‌هایی اطلاق می‌شود که شامل زنجیره‌های کربنی خطی یا غیر حلقه‌ای هستند. این نوع زنجیره‌ها می‌توانند حاوی اتم‌های هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن و سایر عناصر نیز باشند، اما اصلی‌ترین اجزاء آنها کربن و هیدروژن هستند. از مهم ترین ترکیبات آلیفاتیک می توان به ایزوسیانات های آلیفاتیک اشاره کرد.
در کل، واژه “آلیفاتیک” به معنای مرتبط با زنجیره‌های کربنی خطی یا غیر حلقه‌ای است و از نظر شیمیایی به مولکول‌ها و ترکیباتی اشاره دارد که شامل این نوع زنجیره‌ها هستند.
ترکیبات آلیفاتیک، به دلیل ساختار خطی‌شان و اشباع یا غیر اشباع بودن، ویژگی‌های متفاوتی در مقایسه با ترکیبات آروماتیک دارند. همچنین، به علت حضور گروه‌های عاملی مختلف در این ترکیبات، قابلیت واکنش و ارتباط با دیگر ترکیبات را دارند و در بسیاری از صنایع به کار می روند.
قبل از پرداختن به ایزوسیانات آلیفاتیک، بهتر است با مفهوم ایزوسیانات در شیمی آشنا شوید.
ایزوسیانات چیست؟
ایزوسیانات‌ها دسته ای از ترکیبات شیمیایی اند که شامل گروه عامل‌های فعال ایزوسیانات (-NCO) هستند. این مواد، به صورت مایع یا جامد با رنگ، بو، و ویسکوزیته‌های مختلف دیده می‌شوند و به علت خواص شیمیایی خاص خود از جمله خواص اتصال عرضی و خواص حرارتی قوی، در صنایع مختلف شیمیایی به کار می‌روند.
ایزوسیانات‌ها، بر اساس نوع زنجیره کربنی که در ساختار آنها حضور دارد، به دو دسته اصلی آلیفاتیک و آروماتیک تقسیم می‌شوند. هر دو گروه ایزوسیانات‌های آلیفاتیک و آروماتیک، شامل گروه عامل ایزوسیانات (NCO) هستند، که به سه اتم، یعنی نیتروژن (N)، کربن (C) و اکسیژن (O) متصل است. اصلی ترین تفاوت این دو گروه در نحوه اتصال اتم ها به یکدیگر است.
ایزوسیانات آلیفاتیک چیست؟
ایزوسیانات آلیفاتیک، یکی از انواع ایزوسیانات‌ها با گروه عاملی (NCO) است که زنجیره‌های کربنی خطی یا غیر حلقه‌ای دارند. در این نوع ایزوسیانات‌ها، زنجیره‌های کربنی ممکن است حاوی اتم‌های هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن و سایر عناصر نیز باشند، اما اصلی‌ترین اجزاء آنها، کربن و هیدروژن است.
ایزوسیانات‌های آلیفاتیک معمولاً در تولید پلی‌یورتان‌ها و مواد پلیمری استفاده می‌شوند و با ترکیب ایزوسیانات آلیفاتیک با الکل‌ها، پلی‌یورتان‌ها با خواص مختلف ایجاد می‌شوند. این پلی‌یورتان‌ها، در مصارف متنوعی از جمله پوشش‌دهی، چسبندگی، عایق‌بندی، صنعت خودروسازی، تولید فوم‌ها و محصولات پلاستیکی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
نمونه‌هایی از ایزوسیانات‌های آلیفاتیک عبارتند از:
این گروه از مواد شیمیایی، در برابر تغییر رنگ در زیر نور UV (فرابنفش) پایداری بالایی دارند. دلیل این پایداری، می تواند ساختار آلیفاتیک زنجیره‌های کربنی آنها باشد که در مقابل اثرات آب، نور، حرارت، و شرایط محیطی دیگر مقاومت نشان می‌دهند.
همچنین ایزوسیانات آلیفاتیک، ویژگی های منحصر به فرد و ویژه ای دارد که در ادامه به شرح برخی از آن ها می پردازیم.
خواص و ویژگی های ایزوسیانات آلیفاتیک
ایزوسیانات‌های آلیفاتیک به دلیل ویژگی‌های خاص خود در صنعت شیمی و تولید پلیمرها مورد استفاده قرار می‌گیرند. برخی از ویژگی‌ها عبارتند از:
- خواص پلیمری
ایزوسیانات‌های آلیفاتیک با ترکیبات دیگر تعامل کرده و به‌راحتی مواد پلیمری پیچیده‌ای تولید می‌کنند. از خواص پلیمری این مواد می توان به عایق بندی، انعطاف پذیری، تراکم پذیری و… اشاره کرد.
- پایداری حرارتی
ایزوسیانات‌های آلیفاتیک معمولاً پایداری حرارتی مناسبی دارند و می‌توانند در دماهای بالا عملکرد خوبی از خود نشان دهند.
- خواص مکانیکی
پلیمرهای تولید شده از ایزوسیانات‌های آلیفاتیک خواص مکانیکی برجسته‌ای دارند، از جمله استحکام بالا، انعطاف‌پذیری و مقاومت در برابر ضربه.
- مقاومت شیمیایی
این ترکیبات معمولاً مقاومت خوبی در برابر مواد شیمیایی و حلال‌ها دارند، که آنها را برای کاربردهای صنعتی مناسب می‌سازد.
- خواص چسبندگی
ایزوسیانات‌های آلیفاتیک از خواص چسبندگی بالا برخوردارند و به‌عنوان چسب‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.
در زیر، جدولی حاوی ویژگی‌های دیگری از این ماده بیان شده است:
ویژگی‌ها | توضیحات |
|---|---|
شکل ظاهری | مایع شفاف |
حالت فیزیکی | مایع |
رنگ | بی‌رنگ یا رنگ زرد تا قهوه‌ای |
ویسکوزیته | نیمه‌درز (کمیکال) |
بو | نامطبوع و تند |
دمای جوش | معمولاً در بازهٔ ۱۰۰-۲۰۰ درجه سانتی‌گراد |
دمای ذوب | معمولاً در بازهٔ -۶۰ تا -۳۰ درجه سانتی‌گراد |
چگالی | معمولاً در بازهٔ ۰.۹۶ تا ۱.۲۰ گرم بر سانتی‌متر مکعب |
حلالیت در آب | تقریباً نامحلول در آب |
نقطه اشتعال | معمولاً در بازهٔ ۲۵ تا ۸۰ درجه سانتی‌گراد
|
استفاده های صنعتی | تولید رنگ، چسب‌ها و رزین‌ها |
خطرات | سمی و مسبب تحریکات ایمنی و نشت‌های مخرب
|
در آخر، لازم است به این نکته اشاره کنیم که ایزوسیانات آلیفاتیک، یک ماده سمی است و استفاده از این ماده و هر نوع ایزوسیانات دیگری، نیاز به رعایت اقدامات ایمنی دقیق دارد. به همین جهت، واجب است تا در هنگام استفاده از آن، دستورالعمل‌ها و راهنماهای ایمنی سازنده را رعایت کرده و از این ترکیبات به درستی استفاده کنیم.
با رعایت این اصول، ایزوسیانات آلیفاتیک، به عنوان یکی از مهم‌ترین و کارآمدترین مواد شیمیایی در صنعت مدرن، نقشی موثر و حیاتی را در تولید محصولات و مصارف مختلف ایفا می‌کنند.
4 پاسخ
چقدر روان و خوب توضیح دادید، ممنون از شما
ممنون از نظر لطفتون دوست عزیز
مرسی از مطلب خوبتون
دی ایزوسیانات آلیفاتیک با ایزوسیانات آلیفاتیک تفاوتی دارن؟
رنگ پلی اورتان آلیفاتیک تو چه صنایعی کاربرد داره؟