Các isocyanate cấu thành nên phần chính trong pha rắn hay pha cứng của polyurethane. Ba loại isocyanate chính được dùng trong công nghiệp vật liệu polyurethane đổ khuôn là toluen diisocyanate (TDI), 4,4 – diphenylmethan diisocyanate (MDI), và 1,5 – naphthalene diisocyanate (NDI)…
The isocyanates form the major part of the hard or rigid phase of the polyurethane.Các isocyanate cấu thành nên phần chính trong pha rắn hay pha cứng của polyurethane.
Đang xem: Isocyanate là gì
The three main isocyanates used in industry for castable materials are toluene diisocyanate (TDI), 4,4 – diphenylmethane diisocyanate (MDI), and1,5-naphthalene diisocyanate(NDI).Ba loại isocyanate chính được dùng trong công nghiệp vật liệu polyurethane đổ khuôn là toluen diisocyanate (TDI), 4,4 – diphenylmethan diisocyanate (MDI), và 1,5 – naphthalene diisocyanate (NDI).
Aliphatic diisocyanates form a small segment of the diisocyanate market.Các diisocyanate béo chiếm một phần nhỏ trên thị trường diisocyanate
Aromatic DiisocyanatesDiisocyanate thơm
In the production of polyurethane elastomers, only diisocyanates are of any important use.Trong sản xuất các chất đàn hồi polyurethane, các diisocyanate loại này rất quan trọng.
The major diisocyanates manufactured and used are the 2,4 and 2,6-toluene diisocyanates (TDI) and 4,4’-diphenylmethane diisocyanates(MDI).Các diisocyanate chính yếu được sản xuất và sử dụng là 2,4 và 2,6 – toluen diisocyanate (TDI) và 4,4’ – diphenylmethan diisocyanate (MDI).
See Figure 1.Xem hình 1.
Hình 1
The reactivity of the various isocyanates is important in the processing of any system:Khả năng phản ứng của các loại isocyanate khác nhau rất quan trọng trong quá trình gia công của bất kỳ hệ thống nào:
NDI> MDI > TDINDI> MDI > TDI
The aromatic diisocyanates are generally more reactive than the aliphatic diisocyanates.Các diisocyanate thơm thường có khả năng phản ứng cao hơn các diisocyanate béo.
The position of the isocyanate group relative to surrounding groups controls the reactivity.Vị trí của nhóm isocyanate so với các nhóm xung quanh sẽ điều khiển khả năng phản ứng.
The velocity constant of 1,5 naphthalene diisocyanate, where both NCO groups are equal on the ring, is the same.Hằng số tốc độ phản ứng của 1,5 naphthalene diisocyanate là như nhau vì hai nhóm NCO trên vòng thơm tương đương nhau
The velocity constants of the 2,4TDI are quoted by Saunders and Frisch (Saunders, 1962) as being k1 = 42.5 and k2 = 1.6.Các hằng số tốc độ phản ứng của 2,4-TDI được tính toán bởi Saunders và Frisch (Saunders, 1962) lần lượt là k1 = 42.5 và k2 = 1.6.
The 2,6 isomer of TDI has velocity constants of k1 = 5 and k2 = 2.Đồng phân 2,6 của TDI có các hằng số tốc độ phản ứng là k1 = 5 và k2 = 2.
This indicates that the initial reaction will be fastest with the 2,4 isomer at the 2 position.Điều này cho thấy phản ứng khơi màu tại nhóm NCO ở vị trí số 2 của đồng phân 2,4 là nhanh nhất.
See Figure 2 for position numberings.Xem hình 2 cho các vị trí được đánh số.
TDI is used either as an 80:20 mixture of the 2,4 and 2,6 isomers or as 100%2,4-toluene diisocyanate.TDI được sử dụng là hỗn hợp của hai đồng phân 2, 4 và 2,6 theo tỉ lệ 80:20 hoặc là 100% 2,4 – toluene diisocyanate.
The current tendency is to use the 80:20 mixed isomers for normal work and the 100% 2,4 isomer TDI for high-performance material.Xu hướng hiện nay là sử dụng hỗn hợp đồng phần 80:20 cho những sản phẩm thông thường và 100% đồng phân 2, 4 TDI cho vật liệu có tính năng cao.
Pure MDI melts at 38oC.MDI tinh khiết nóng chảy ở 38oC.
The MDI tends to dimerize readily, so it has to be stored at –4oC and melted just prior to use.MDI có xu hướng nhị hợp dễ dàng, vì vậy nó phải được tồn trữ ở -4oC và chỉ được làm nóng chảy ngay trước khi sử dụng.
The pure MDI can be modified so that it is liquefied at room temperature.MDI tinh khiết có thể được biến tính để có thể hóa lỏng ở nhiệt độ phòng
The physical properties of the polyurethanes made from these modified isocyanates are inferior to the material made from pure MDI.Các polyurethane được tổng hợp từ các isocyanate biến tính này sẽ có các tính chất vật lý kém hơn so với những vật liệu được làm từ MDI tinh khiết.
The reversibility of the reaction is shown in Figure 3 (Dow Plastics, 2001).Tính thuận nghịch của phản ứng được thể hiện ở hình 3 (Dow Plastics, 2001).
Hình 3
Aliphatic DiisocyanateDiisocyanate béo
Aliphatic diisocyanates belong to a different organic group.Diisocyanate béo thuộc về một nhóm hợp chất hữu cơ khác.
Xem thêm: Thẻ Credit Cards Là Gì? Card Nghĩa Là Gì Trong Tiếng Anh
They do not contain the benzene (aromatic) ring.Chúng không chứa vòng thơm.
They may have a ring or a straight chains tructure.Chúng có thể có cấu trúc vòng hoặc mạch thẳng.
See Appendix 7 for the formulas of typical aliphatic isocyanates.Xem phụ lục 7 cho công thức của một vài loại isocyanate béo điển hình
Figure 4 illustrates the difference in structure between the aromatic MD and the aliphatic H12MDI.Hình 4 minh họa sự khác nhau trong cấu trúc giữa MDI thơm và H12MDI béo.
Hình 4
Because of their much higher costs, aliphatic diisocyanates find use mainlyin specialized areas where their special properties such as nonyellowing inlight are of great importance.Vì giá thành cao hơn nên các diisocyanate béo được dùng chủ yếu trong những lĩnh vực đặc biệt khi những tính chất như tính không ngả vàng dưới tác dụng của ánh sáng là yêu cầu quan trọng.
The nonyellowing is a result of the aliphatic structure of the isocyanate.Tính chất không ngả vàng là hệ quả từ cấu trúc béo của isocyanate.
There are no series of double bonds that cause the yellowing.Nó không có các chuỗi liên kết đôi gây ra hiện tượng ngả vàng.
The reactivity of aliphatic diisocyanates is low in comparison to aromatic isocyanates.Khả năng phản ứng của các diisocyanate béo là thấp khi so sánh với các isocyanate thơm.
It is a problem in the manufacturing stage when using the prepolymer route.Đây là vấn đề khó khăn trong giai đoạn sản xuất khi sử dụng quy trình prepolymer.
Quasiprepolymers and one-shot reactions require the correct choice of curative and catalyst for the system to work.Quy trình prepolymer hóa và các phản ứng một giai đoạn yêu cầu sự lựa chọn đúng chất kết mạng và xúc tác để hệ có thể hoạt động.
Diisocyanates such as p-TMXDI do not form allophanates.Các diisocyanate như là p-TMXDI không hình thành các allophanate.
This adds to their very stable storage life, even at slightly elevated temperatures.Điều này góp phần làm tăng thời gian tồn trữ ổn định của chúng, thậm chí khi nhiệt độ có tăng lên một ít.
The prepolymer has a shorter pot life and gel time compared to an equivalent prepolymer made with the aromatic MDI.Prepolymer có thời gian sống và thời gian tạo gel ngắn hơn so với các prepolymer tương ứng được tạo thành từ MDI thơm.
Aliphatic polyurethanes, with their nonyellowing, also provide sufficient impact resistance so that they can be used in face shields (U.S. Patent 3.866.242).Bên cạnh tính chất không ngả vàng, các polyurethan béo cũng có tính kháng va đập đủ tốt để sử dụng làm các tấm chắn (U.S. Patent 3.866.242).
Even with the nonyellowing properties, UV protection agents are often added to materials.Các chất kháng tia UV cũng thường được bổ sung vào vật liệu cho dù chúng đã có sẵn tính không ngả vàng.
Other commercially available aliphatic and aromatic diisocyanates used in the polyurethane industry are listed in Table 2.2.Các diisocyanate béo và thơm khác có mặt trên thị trường được dùng trong công nghiệp polyurethane được liệt kê ở bảng 2.2.
These diisocyanates represent3 to 4% of the market use.Các diiocyanate này chiếm từ 3 tới 4% thị trường.
The remainder is TDI and MDI.Phần còn lại là TDI và MDI.
Xem thêm: lck hè 2018
Isocyanates Used in Lesser QuantitiesCác isocyanate được dùng ở lượng ít hơn.
Name AbbreviationTên Chữ viết tắt
4,4’-dicyclohexylmethan diisocyanat H12MDI4,4’-dicyclohexylmethan diisocyanat H12MDI
1,5 naphthalen diisocyanat NDI1,5 naphthalen diisocyanat NDI
1,6 hexamethylene diisocyanate HDI1,6 hexametylen diisocyanat HDI
xylene diisocyanate XDIxylene diisocyanate XDI
isophorone diisocyanate IPDIisophorone diisocyanate IPDI
3-isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexyl isocyanate TMDI3-isocyanatomethyl-3,5,5- trimethylcyclohexyl isocyanate TMDI
Nguồn tài liệu: Castable Polyurethane Elastomer – 2008 (trang 16 – 19)Tác giả: Ian ClemitsonNhà xuất bản: CRC PressNgười dịch đề nghị: Nhóm p – phòng thử nghiệm vLABHỗ trợ : Nguyễn Lê Thu Trang, Cty Behn Meyer Vietnam
« Thành phần của polyurethane – PolyolMainTính chất hỗn hợp cao su kết dính với chất kết dính »