Diisocianato de metileno difenilo

Diisocianato de metilendifenilo (MDI) es un diisocianato aromático. Son comunes tres isómeros, que varían según las posiciones de los grupos isocianato alrededor de los anillos: 2,2′-MDI, 2,4′-MDI y 4,4′-MDI. El isómero 4,4′ es el más utilizado y también se conoce como diisocianato de 4,4′-difenilmetano. Este isómero también se conoce como MDI puro. El MDI reacciona con los polioles en la fabricación de poliuretano. Es el diisocianato más producido y representó el 61,3% del mercado mundial en el año 2000.

Producción

La producción mundial total de MDI y MDI polimérico supera los 7,5 millones de toneladas por año (en 2017).

En 2019, el mayor productor era Wanhua Chemical Group. Otros productores importantes son Covestro, BASF, Dow, Huntsman, Tosoh y Kumho Mitsui Chemicals. Todos los principales productores de MDI son miembros del Instituto Internacional del Isocianato, cuyo objetivo es promover la manipulación segura de MDI y TDI en el lugar de trabajo, la comunidad y el medio ambiente.

El primer paso en la producción de MDI es la reacción de anilina y formaldehído, utilizando ácido clorhídrico como catalizador para producir 4,4'-Metilendianilina y otros precursores de diaminas, así como sus correspondientes poliaminas:

Luego, estas diaminas se tratan con fosgeno para formar una mezcla de isocianatos, estando determinada la proporción de isómeros por la composición isomérica de la diamina. Son posibles dos mecanismos de reacción diferentes para esta transformación, a saber, "fosgenaciones primero" y "fosgenaciones escalonadas".

La destilación de la mezcla da una mezcla de poliisocianatos oligoméricos, conocidos como MDI polimérico, y una mezcla de isómeros de MDI que tiene un bajo contenido de isómero 2,4'. Una purificación adicional implica el fraccionamiento de la mezcla de isómeros de MDI.

Reactividad del grupo isocianato

La posición de los grupos isocianato influye en su reactividad. En el 4,4′-MDI los dos grupos isocianato son equivalentes, pero en el 2,4′-MDI los dos grupos presentan reactividades muy diferentes. El grupo en la posición 4 es aproximadamente cuatro veces más reactivo que el grupo en la posición 2 debido al impedimento estérico.

Aplicaciones

La principal aplicación del 4,4′-MDI es la producción de poliuretano rígido. Estas espumas rígidas de poliuretano son buenos aislantes térmicos y se utilizan en casi todos los congeladores y refrigeradores del mundo, así como en los edificios. Los polioles típicos usados son adipato de polietileno (un poliéster) y poli(éter de tetrametilen) glicol (un poliéter).

El 4,4′-MDI también se utiliza como adhesivo de resistencia industrial, que está disponible para los consumidores finales en forma de diversas preparaciones de pegamento embotellado de alta resistencia.

Seguridad

El MDI, al igual que los demás isocianatos, es un alérgeno y sensibilizador. Las personas que desarrollan sensibilidad a los isocianatos pueden tener reacciones sistémicas peligrosas ante exposiciones extremadamente pequeñas, incluida insuficiencia respiratoria. El manejo de MDI requiere estrictos controles de ingeniería y equipo de protección personal. Es un material potencialmente violentamente reactivo hacia el agua y otros nucleófilos.