Adesivos de poliuretano de baixa toxicidade
Introdução
Em geral
Diisocianato de metano difenil, comumente abreviado como MDI (4,4'-diisocianato de metileno difenil), é um diisocianato aromático. Existe em três formas isoméricas diferentes, 2,2´-MDI, 2,4´-MDI e 4,4´-MDI, sendo esta última no entanto a mais utilizada e qualificada como "MDI puro" ou simplesmente MDI.
O MDI é abundantemente utilizado combinado com diferentes polióis, glicóis e/ou diaminas na produção de poliuretano. É o diisocianato que conquista a maior participação de mercado.
Síntese e produção
A síntese química do MDI começa a partir da reação de condensação entre formaldeído e anilina em meio ácido:[2].
2(Phe)-NH + HCHO → HN-Phe-CH-Phe-NH + H O
O produto da reação é então feito reagir com fosgênio para dar o diisocianato:.
HN-Phe-CH-Phe-NH + 2(Cl)CO → OCN-Phe-CH-Phe-NCO + 4HCl.
O produto é uma mistura de MDI polimérico e uma mistura de isômeros a partir dos quais o isômero desejado (geralmente 4,4´-MDI) é purificado.[3] [4]
Atualmente, esforços estão sendo feitos para tentar substituir o processo de fosgenação[3][5][6] na síntese de isocianatos, devido à alta toxicidade do fosgênio.
Química
O MDI desenvolve uma química semelhante à do resto dos isocianatos. Porém, por ter natureza aromática, a reatividade é maior do que no caso dos diisocianatos alifáticos (como diisocianato de hexametileno, HDI ou diisocianato de isoforona, IPDI), dando origem a reações altamente exotérmicas, podendo reagir muito violentamente quando reagidos com diaminas. A velocidade de polimerização com dibases é maior que a apresentada pelos diisocianatos alifáticos.
Emprego
O MDI é usado principalmente na síntese de poliuretano. Principalmente pela sua reatividade, é utilizado na síntese de espumas de poliuretano, onde é necessário um curto tempo de polimerização. O MDI também é usado na síntese de elastômeros[7] e em adesivos à base de poliuretano[8].
Segurança
Devido à sua baixa pressão de vapor, o MDI apresenta menor risco de inalação ou contaminação durante o manuseio do que outros diisocianatos, como diisocianato de tolueno (TDI) ou 1,6-diisocianato de hexametileno (HDI). Porém, é um dos diisocianatos mais reativos e o contato com ele pode causar irritações e até reações alérgicas. Apesar da baixa pressão de vapor e do estado sólido, pequenos vestígios no ambiente podem causar sérios problemas respiratórios. O uso adequado de equipamentos de proteção individual relevantes, como luvas, óculos, aventais e máscara, é essencial.
Referências
- [1] ↑ Número CAS.: http://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=101-68-8
- [2] ↑ Kishore, K.; Santhanalakshmi (1983). «A thermochemical study on the reactions of aniline with formaldehyde in the presence of acid medium». Thermochmica Acta 68 (1): 59-74.: http://www.sciencedirect.com.ezaccess.libraries.psu.edu/science/article/pii/0040603183803803#
- [3] ↑ a b Six, C.; Ritcher, F. (2003). Isocyanates, Organic-Ullmann´s Encyclopedia of Industrial Chemistry. doi:10.1002/14356007.a14_611.: https://dx.doi.org/10.1002%2F14356007.a14_611
- [4] ↑ Dow-Polyurethanes. «MDI Role in Foam Formulation» (en inglés).: https://dow-answer.custhelp.com/app/answers/detail/a_id/5698/~/dow-polyurethanes---mdi-role-in-foam-formulation
- [5] ↑ Repsol S.A.-TecaT. «Síntesis de Isocianatos sin Fosgeno. Estudios de Carbonilación». Archivado desde el original el 14 de diciembre de 2013. Consultado el 28 de octubre de 2012.: https://web.archive.org/web/20131214122009/http://www.quimica.urv.cat/tecat/linia_3_industrial_contracts.php
- [6] ↑ Merger, F.; Towae, F.; Hellbach, H.; Isbarn, G.; Koehler, W. (BASF) (24 de junio de 1986). «USA-Patent-4596678-Multiple-Step Process for the Preparation of Hexamethylene Diisocyanate-1,6 and/or Isomeric Aliphatic Diisocyanates with Six Carbon Atoms in the Alkylene Residue». Falta la |url= (ayuda).