İzosiyanatların Bazı Önemli Bileşiklerle Reaksiyonu

Poliüretan maddelerin üretiminde Toluen diizosiyant (TDI) yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Bu kimyasalın kullanımı sırasında insan sağlığı ve çevre üzerindeki toksik etkileri dikkatle incelenmeli ve bunun üzerinde durulmalıdır.

TDI kullanımı sırasında kontrolsüz bir şekilde meydana gelen dökülmelerdeki reaktif izosiyanat gruplarını nötralize etmek ve artık durumdaki TDI kimyasalını zararsız bileşiklere dönüştürülmesi elzemdir.

Aşağıda TDI molekülünün fonksiyonel gruplar, aminler, alkoller ve su gibi bileşikler ile reaksiyonları ve atık Toluen Diizosiyanat nötralizasyon yöntemlerini görebilirsiniz.

Toluen Diizosiyanat Kullanım Alanı ve Reaksiyon Mekanizması Nasıldır?

TDI poliüretan uygulamalarında kullanılır. Bir izosiyanatın ve bir poliol gibi hidroksil grubu işlevselliğine sahip bir maddenin yoğunlaşma ve ilave bir reaksiyonu ile elde edilir. Poliüretan maddeler, elastomerler, esnek köpük malzemeleri gibi alanlarda geniş uygulama alanları bulmuşlardır.

Toluen Diizosiyanat’ın ticari sınıfı 2,4-toluen diizosiyanat ve 2,6-toluen diizosiyanat izomerlerinin karışımından elde elde edilir. Ve bu kimyasal karışıma Toluen Diizosiyanat 80/20 denilir.

TDI yapısı gereği poliol ile birlikte itici taneciklere yapısal bütünlük sağlayarak roketlerin itici gaz formülasyonlarında kullanılır.

İzosiyanatların Bazı Önemli Kimyasal Reaksiyonları

Izosiyanatlar su, amonyak, alkoller ve aminler ile kuvvetli reaksiyon verme eğilimindedir. Bunun nedeni ise, molekül üzerinde aktif hidrojenin bulunmasıdır. Bu sayede o molekül izosiyanat karşısında reaktif hale gelmektedir.

Alkollerle Reaksiyonu;

Izosiyanatlar alkollerle reaksiyon vermektedir. Birincil Alkollerle Izosiyanat reaksiyonu şiddetli olarak meydana gelmektedir. Ve üretan oluşturur. Ikincil alkollerin reaksiyonu nispeten daha yavaştır fakat bu reaksiyonda da üretan oluşur. Üçüncül alkollerle meydana gelen reaksiyon en yavaş olanıdır. Reaksiyonlar ekzotermiktir.

Aminlerle Reaksiyonu;

Birincil ve Ikincil aminler ızosiyanatlar ile kuvvetli reaksiyona girmektedir. Birincil alifatik aminlerin izosiyanatlar ile reaksiyonu güçlü nükleofilik ve otolatalitik reaksiyonlarından kaynaklandığı düşünülür. Bazı reaksiyonlarda birincil aminlerin ikinci aktif hidrojeni başka izosiyanat ile reaksiyon verebilir.

İzosiyonatların reaksiyona sokulduğu amin grupları aşağıdaki gibidir. Bunlar arasında yüksek reaktifliğe sahip alifatik aminler bulunur. Bu reaksiyonda kataliz gerekli değildir. Yüksek reaktif alifatik aminler çok hızlı zincir genişletici özelliğe sahiptir. Önemli sterik engelleri olmamasından kaynaklı reaksiyonlar çok hızlı meydana gelir.

Su İle Reaksiyonu;

Izosiyanatların su ile reaksiyonu hızlı bir şekilde üre oluşturur. Bu reaksiyon kararsız bir ara madde oluşturan karmaşık bir yapıya sahiptir.

Üre İle Reaksiyonu;

Üre ile izosiyanat reaksiyonunun başlıca sebebi, üzerindeki aktif hidrojenin var olması bu bileşiği daha reaktif hale getirmektedir. Reaksiyon zincirler ve dallar oluşturarak devam edebilir.

Üretan İle Reaksiyonu;

Alkol ile izosiyanat reaksiyonundan üretan oluşabilir. Üretan üzerinde aktif hidrojen bulunmaktadır. Bu reaksiyon ile allofonat oluşmaktadır.

İzosiyanatların Nötralizasyonu Nasıldır?

İzosiyanatların nötralizasyonu, bazı maddeler ile reaksiyona sokularak daha az zararsız bileşikler meydana getirilerek bertaraf edilmelidir.

TDI nın nötralizasyonu için kullanılan bileşiklere nötralizasyon çözeltisi denir.

Su ile TDI’nın reaksiyonundan zararsız bir bileşik olan üre elde edilmektedir. Yalnız bu reaksiyon ekzotermiktir. 50 °C nin altındaki reaksiyon yavaş ilerlemektedir. Bu reaksiyonda TDI’nın voltizasyonuna ve daha fazla soruna neden olabileceği için sıcaklığın daha fazla artırılmaması tavsiye edilmektedir.

Etkili bir nötralizasyon sağlanması için bazik ortam oluşturarak ara maddeler meydana gelmektedir.

Poliüretan maddelerin üretiminde Toluen diizosiyant kullanım avantajları; Ürünlere yüksek mukavemet, sertlik ve yalıtım değeri kazandırır. Farklı poliol türleri ile reaksiyona girerek geniş bir ürün yelpazesi oluşturulabilir. Nispeten düşük maliyetlidir.