دی ایزوسیانات آروماتیک یک نوع ترکیب شیمیایی است که اکثرا تشکیل دهنده ی اصلی ماده های دیگر اعم از پلی یورتان ها بوده است. این ایزوسیانات به تنهایی مورد استفاده قرار نمی گیرد و با دیگر مواد ترکیب می شود، با این حال دارای ویژگی های منحصر به فردی است که باعث شده در صنایع مختلف از آن استفاده شود.
در این مقاله مروری بر ایزوسیانات ها کرده و ایزوسیانات آروماتیک و ویژگی های آن را در دنیای شیمی آلی را مطالعه می کنید.
دی ایزوسیانات آروماتیک چیست؟
ایزوسیانات های آروماتیک (Aromatic Isocyanates) ترکیبات شیمیایی هستند که از گروه های ایزوسیانات (NCO) و یک حلقه هیدروکربن آروماتیک تشکیل می شوند. این ترکیب به طور اصلی از واکنش بیست یک آروماتیک و کربنات دیمتیل یا دی اکسید کربن تولید می شود.
انواع ایزوسیانات ها
ایزوسیانات ها خانواده ای از مواد شیمیایی با وزن مولکولی کم هستند، این ماده با ترکیبات حاوی گروه های الکلی (هیدروکسیل) واکنش نشان می دهد. انواع ایزوسیانات ها به دو بخش اصلی تقسیم می شوند:
ایزوسیانات آلیفاتیک (ADI) یکی از انواع ایزوسیانات ها و نوعی مواد شیمیایی واسطه هستند که در تشکیل محصولاتی همچون الاستومرها، درزگیرها، چسب ها و غیره کمک می کنند. این ماده در مقادیر کمتری نسبت به دی ایزوسیانات آروماتیک به کار می رود.
ایزوسیانات آلیفاتیک مقاومت نسبتا خوبی در مقابل مواد شیمیایی و سایش دارند؛ همچنین آنها ویژگی های مقاومت در برابر آب و هوا، حفظ براقیت و جلوگیری از زرد شدن را دارند. ADI میتواند با رزین های دیگر واکنش نشان دهد تا پلیمر هایی پراکنده در آب یا حلال تشکیل دهد که بتواند در محصولاتی مثل پوشش های چوبی گزینه مناسبی باشد.
ایزوسیانات های آلیفاتیک دارای انواع مختلفی هستند که از رایج ترین آن ها می توان به موارد زیر اشاره کرد.
دی ایزوسیانات آروماتیک:
ایزوسیانات های آروماتیک از حلقه های آروماتیک تشکیل شده اند و در کاربرد هایی که نیاز به مقاومت در مقابل اشعه ماوراء بنفش و ماندگاری رنگ است، مناسب نیستند. در ساختار این ماده گروه هیدروکسیل روی پی ال ها واکنش داده و پلی یورتان را تشکیل می دهند.
اکثر کاربرد دی ایزوسیانات آروماتیک در صنایع پلی یورتان بوده است که شامل فوم پلی یورتان، چسب پلی یورتان، کاربرد های داخل ساختمان و غیره است.
انواع ایزوسیانات آروماتیک
ایزوسیانات های آروماتیک ترکیبات شیمیایی هستند که در ساختار آنها پیوند های دوگانه و حلقه ای وجود دارد. ساختار منحصر به فرد این ماده موجب کاربرد ضروری آن در صنایع مختلف شده است؛ همچنین دی ایزوسیانات آروماتیک دو زیر مجموعه اصلی و مهم دارد که عبارتند از:
TDI یا تولوئن دی ایزوسیانات یا به عبارتی تی دی ای یک نوع ایزوسیانات معطر است که بسیار شفاف بوده و بوی تندی دارد؛ همچنین این ماده در آب نامحلول است و با حلال های دیگر قابل اختلاط است. تولوئن دیایزوسیانات، محرکی قوی و خوب برای قطره چشم، دستگاه گوارش و پوست بوده است اما با این حال مصرف آن از آن علائم پس از استفاده دارد.
متیلن دی فنیل ایزوسیانات یا MDI (ام دی ای) متداول ترین ایزوسیانات است که معمولا در چسب های پلی یورتان به کار می رود. MDI به عنوان یکی از مهم ترین مواد اولیه در تولید پلی یورتان شناخته میشود، این ماده معمولا به شکل مایع است و در دمای اتاق نگهداری می شود.
متیلن دیفنیل دی ایزوسیانات در حلال های آلی مثل اتیل استات حل می شود اما با آب قابل حل شدن نیست. MDI به طور کلی در تولید فوم ها، کفپوش ها و مبلمان پلی یورتان به کار می رود.
خواص و ویژگی های ایزوسیانات آروماتیک
ایزوسیانات های آروماتیک مانند MDI یا TDI به دلیل خواص و ویژگی های خاص خود در صنایع مختلف استفاده می شوند. در ادامه ی این مقاله به خواص مهم دی ایزوسیانات آروماتیک می پردازیم.
پایداری شیمیایی:
پایداری بالا در ایزوسیانات آروماتیک باعث شده تا این ماده در شرایط مختلف فشار و دما، تجزیه نشود و ظاهر خود را از دست ندهد. این ویژگی موجب استفاده گسترده آن در صنایعی مثل پوشش ها و کفپوش ها شده است.
مکانیکی:
دی ایزوسیانات آروماتیک دارای ویژگی کششی، مقاومت کششی و انعطاف پذیری بالا است، پلیمر های تشکیل دهنده در ایزوسیانات ها موجب وجود این خاصیت در ماده شده اند و این خواص از این ماده به درون مادهی پلی یورتان می رود.
واکنش پذیری:
ایزوسیانات آروماتیک واکنش پذیری با مواد دیگر دارند، این واکنش پذیری موجب پیوندهای قوی ایزوسیانات ها با الکل ها و آمین ها شده است. واکنش پذیری ایزوسیانات آروماتیک باعث شده تا در تولیدات پلیمرهای پلی یورتان و ترکیبات دیگر به کار برود.
کاربرد ایزوسیانات آروماتیک
دی ایزوسیانات آروماتیک مواد شیمیایی واسطه ای است که اکثرا در تولیدات محصولات پلی یورتان، پوشش ها و چسب ها استفاده می شود. این ماده برای مصرف مستقیم فروخته نمی شود و تنها به مشتریان صنعتی که برای ساخت رزین و منسوجات دیگر استفاده می کنند، فروخته می شود.
پلی یورتان:
پلی یورتان ها از واکنش ایزوسیانات هایی مثل MDI با پلی ال تشکیل می شوند، ایزوسیانات ها مواد اولیه ای هستند که تشکیل دهنده تمام محصولات پلی یورتان ها هستند. تقریبا اکثر پلی یورتان ها معطر و جامد هستند و این نشان دهنده به کار رفتن ایزوسیانات هایی مثل آروماتیک در مواد تشکیل دهنده آنها است.
📚 بیشتر بخوانید…
آشنایی با انواع پلی اورتان و کاربرد آن ها
وجود ایزوسیانات آروماتیک موجب ضخیم شدن و قوی شدن پلیمر شده اند تا در کاربرد های مهمی مثل پوشش ها گزینه مناسبی باشند.
الاستومر ها:
دی ایزوسیانات آروماتیک اغلب در کاربرد های داخلی برای تولیدات پرایمر، الاستومر و فوم ها استفاده می شود. واکنش ایزوسیانات در الاستومر موجب به وجود آمدن خواصی مثل کاهش وزن و وجود مواد پر کننده شده است. در تولید زیره های کفش و پوشاک الاستومر های ایزوسیانات بسیار مناسب هستند.
عایق ها:
ایزوسیانات آروماتیک در عایق های حرارتی و صوتی نقش مهمی دارند. این عایق ها از واکنش ایزوسیانات ها با ترکیبات الکلی و هیدروکربنی تولید می شوند؛ این عایق ها در ساختمان سازی برای کف، سقف و دیوار ها استفاده می شوند. قابلیت مهم این عایق ها کاهش صدا و نویز به درون ساختمان ها است.
پزشکی:
دی ایزوسیانات آروماتیک در تولیدات ابزار و تجهیزات پزشکی کاربرد گسترده ای دارد. این ماده رایج ترین مواد به کار رفته در صنایع پزشکی است به ویژه MDI و TDI به دلیل خواص کششی و نقطه ذوب بالایی که دارند بسیار پر کاربرد هستند.
📚 بیشتر بخوانید…
لاک پلی یورتان یا لاک پی یو چیست؟
معایب ایزوسیانات آروماتیک
ایزوسیانات آروماتیک با کاربردها و ویژگی های فراوانی که دارد، دارای معایب و چالش هایی هم هست. ایزوسیانات ها به طور کلی برای سلامتی ضرر دارند، خاصیت بویایی این ماده برای دستگاه تنفسی و گوارشی مضر بوده و تماس مستقیم با این ماده ممکن است آلرژی زا باشد.
این نوع از ایزوسیانات قابل اشتعال بوده و امکان خطر آتش سوزی در محیط آزمایشگاهی را دارد. با رعایت نکات ایمنی و استفاده از تجهیزات محافظتی می توان از معایب و مضرات ایزوسیانات آروماتیک تا حدی پیشگیری کرد.
