ثنائي إيزوسيانات التولوين (TDI) هو مركب كيميائي يستخدم في إنتاج رغاوي وطلاءات البولي يوريثان. يتفاعل مع المواد الكيميائية الأخرى لإنشاء مواد متينة ومتعددة الاستخدامات.
| اسم الأيوباك | التولوين ثنائي إيزوسيانات |
| الصيغة الجزيئية | C9H6N2O2 |
| CAS رقم | 584-84-9, 91-08-7 |
| المرادفات | تي دي آي؛ 2,4-ديسوسياناتو-1-ميثيلبنزين؛ التولوين-2،4-ثنائي إيزوسيانات؛ تولوينيديسوسيانات. التولوين-2،6-ثنائي إيزوسيانات؛ التولوين-2،4-ثنائي إيزوسيانات؛ ميثيل -1،3-ثنائي إيزوسياناتوبنزين |
| إنتشي | إنتشي = 1S/C9H6N2O2/c1-7-3-4-8(10-6-7)5-9(11)12-2/h3-6H,1-2H3 |
خصائص ثنائي إيزوسيانات التولوين
صيغة ثنائي إيزوسيانات التولوين
صيغة TDI هي C9H6N2O2. ويتكون من تسع ذرات كربون وست ذرات هيدروجين وذرتين نيتروجين وذرتين أكسجين. يساهم ترتيب هذه الذرات في الجزيء في خصائصه الفريدة وتفاعله.
التولوين ثنائي إيزوسيانات الكتلة المولية
يتم حساب الكتلة المولية لـ TDI عن طريق إضافة الكتل الذرية للعناصر المكونة لها. مع الصيغة C9H6N2O2، تبلغ الكتلة المولية حوالي 174.16 جرامًا لكل مول. الكتلة المولية هي معلمة أساسية لمختلف الحسابات وتحديد كمية المادة الموجودة.
نقطة غليان ثنائي إيزوسيانات التولوين
تبلغ درجة غليان TDI حوالي 251-253 درجة مئوية. تمثل درجة الحرارة هذه النقطة التي يخضع فيها المركب السائل لتغير الطور ويتحول إلى غاز. تتأثر نقطة الغليان بالقوى الجزيئية والبنية الجزيئية.
نقطة انصهار التولوين ثنائي إيزوسيانات
تبلغ نقطة انصهار TDI حوالي -10 درجة مئوية. هذه هي درجة الحرارة التي يتحول عندها المركب الصلب إلى الحالة السائلة. يتم تحديد نقطة الانصهار بعوامل مثل التماثل الجزيئي، وترتيب التعبئة، والقوى الجزيئية.
كثافة التولوين ثنائي إيزوسيانات جم/مل
تبلغ كثافة TDI حوالي 1.22 جرام لكل ملليلتر. الكثافة هي مقياس للكتلة لكل وحدة حجم وتعطي نظرة ثاقبة على تماسك المادة. تتأثر كثافة TDI بترتيب وحجم الذرات المكونة لها.
الوزن الجزيئي لثنائي إيزوسيانات التولوين
يبلغ الوزن الجزيئي لـ TDI حوالي 174.16 جرامًا لكل مول. وهو مجموع الأوزان الذرية للذرات الموجودة في الجزيء. الوزن الجزيئي مهم لمختلف الحسابات، بما في ذلك قياس العناصر الكيميائية وتحديد كمية المادة.
هيكل ثنائي إيزوسيانات التولوين
TDI لديه هيكل متميز. وهو يتألف من حلقة التولوين التي ترتبط بها مجموعتان وظيفيتان من الأيزوسيانات (-NCO). يحدد ترتيب هذه المجموعات الوظيفية والهيكل الكربوني سلوكها الكيميائي وتفاعلها.
ذوبان ثنائي إيزوسيانات التولوين
TDI قليل الذوبان في الماء ولكنه يذوب جيدًا في المذيبات العضوية مثل الأسيتون وخلات الإيثيل والتولوين. تأتي خصائص ذوبانه من قطبية الجزيء وقدرته على تكوين تفاعلات مع المذيبات من خلال الروابط الهيدروجينية أو التفاعلات ثنائية القطب.
| مظهر | واضح، عديم اللون إلى سائل أصفر شاحب |
| جاذبية معينة | 1.22 |
| لون | عديم اللون إلى أصفر شاحب |
| يشم | حار، عطري |
| الكتلة المولية | 174.16 جم/مول |
| كثافة | 1.22 جم/مل |
| نقطة الانصهار | -10 درجة مئوية |
| نقطة الغليان | 251-253 درجة مئوية |
| نقطة فلاش | 118 درجة مئوية |
| الذوبان في الماء | ضعيف، ضعيف الذوبان في الماء |
| الذوبان | قابل للذوبان في المذيبات العضوية (الأسيتون، التولوين) |
| ضغط البخار | 0.2 ملم زئبق عند 25 درجة مئوية |
| كثافة بخار | 6.0 |
| pKa | 10.6 |
| الرقم الهيدروجيني | غير قابل للتطبيق (يعتمد الرقم الهيدروجيني على وسط المحلول) |
السلامة ومخاطر ثنائي إيزوسيانات التولوين
يشكل TDI مخاطر محتملة على السلامة ويتطلب معالجة دقيقة. إنه مهيج للجلد والعينين والجهاز التنفسي ويسبب تهيجًا واحمرارًا وسعالًا. التعرض لفترات طويلة أو متكررة قد يسبب حساسية، مما يؤدي إلى ردود فعل تحسسية. المركب قابل للاشتعال وقد يشكل مخاليط متفجرة مع الهواء. وينبغي استخدام التهوية الكافية ومعدات الحماية، مثل القفازات والنظارات الواقية، عند العمل بها. يعد التخزين والتعامل المناسبان ضروريين لتجنب الانسكابات وتقليل مخاطر التعرض. من المهم اتباع تعليمات السلامة ومراجعة أوراق بيانات السلامة للحصول على معلومات مفصلة حول إجراءات التعامل والطوارئ.
| رموز الخطر | تآكل، سامة |
| وصف الأمان | سامة؛ مهيج. قابلة للاشتعال |
| أرقام تعريف الأمم المتحدة | الأمم المتحدة 2078 |
| رمز النظام المنسق | 2929.10.00 |
| فئة الخطر | 6.1 (سام)؛ 3 (قابل للاشتعال) |
| مجموعة التعبئة | ثانيا |
| تسمم | السمية الحادة والحساسية والتهيج |
طرق تخليق ثنائي إيزوسيانات التولوين
هناك عدة طرق لتجميع TDI.
تعمل طريقة الفسفرة على تصنيع TDI عن طريق تفاعل التولوين مع غاز الفوسجين في وجود محفز، مثل أمين ثلاثي أو كلوريد فلز. يحدث التفاعل عند درجات حرارة وضغوط عالية، وينتج TDI.
هناك طريقة أخرى وهي نترات التولوين ، متبوعة بخطوات لاحقة. يخضع التولوين للنترتة لتكوين ثنائي نيتروتولوين، والذي يخضع بعد ذلك للهدرجة لإنتاج تولوين ديامين. يتفاعل ثنائي أمين التولوين مع الفوسجين لتوليد TDI.
تتضمن طريقة الكربونيل التأكسدي أكسدة التولوين لإنتاج كلوريد البنزيل. يجمع الكيميائي هذا المركب مع أول أكسيد الكربون ومحفز السيانيد المعدني لتوليد خليط من الأيزوسيانات. يحتوي الخليط على TDI، الذي يفصله الكيميائي وينقيه.
يتطلب تركيب TDI الخبرة والالتزام الصارم ببروتوكولات السلامة. إن التعامل مع المواد الكيميائية الخطرة وإجراء التفاعلات في درجات حرارة وضغوط عالية هو ما يميز هذه العملية. ويضمن الرصد الدقيق والتحكم في ظروف التفاعل، إلى جانب استخدام المعدات المناسبة، عملية تصنيع آمنة وفعالة.
استخدامات التولوين ديسوسيانات
يستخدم TDI على نطاق واسع في مختلف الصناعات بسبب خصائصه المتنوعة. فيما يلي بعض تطبيقاته الشائعة:
- تلعب TDI دورًا حيويًا في إنتاج رغاوي البولي يوريثان المرنة والصلبة، والتي تستخدم على نطاق واسع في الأثاث والفراش والديكورات الداخلية للسيارات والمواد العازلة.
- تستخدم العديد من الصناعات TDI لصياغة الطلاءات والمواد اللاصقة، التي توفر التصاقًا ومتانة ممتازين، خاصة في قطاعات السيارات والبناء والفضاء.
- تساعد TDI في تصنيع مواد مانعة للتسرب مرنة ومقاومة للتآكل والمواد المرنة المستخدمة في الحشيات والمكونات الصناعية.
- يعمل TDI على تحسين إنتاج الألياف الاصطناعية من خلال نقل الخصائص المرغوبة مثل القوة والمرونة والمقاومة الكيميائية. تجد هذه الألياف تطبيقات في المنسوجات وأقمشة التنجيد والسجاد.
- تشتمل مكونات السيارة، مثل المقاعد ومساند الرأس وعجلات القيادة والديكور الداخلي، على مواد البولي يوريثين المعتمدة على TDI، مما يعمل على تحسين الراحة والجماليات وميزات السلامة.
- يستخدم المصنعون رغوة البولي يوريثان المعتمدة على TDI لإنتاج الألواح العازلة للمباني، والتي توفر عزلًا حراريًا ممتازًا وتساهم في كفاءة استخدام الطاقة.
- تستخدم صناعات الفن والهندسة المعمارية والنماذج الأولية TDI في عمليات التشكيل والقولبة، مما يتيح إنشاء أشكال وهياكل معقدة.
- TDI بمثابة مقدمة لتجميع المواد الكيميائية المختلفة، بما في ذلك بعض المبيدات الحشرية والمركبات الصيدلانية.
أسئلة:
س: كيفية جعل ثنائي إيزوسيانات التولوين؟
ج: يمكن تصنيع TDI عن طريق تفاعل التولوين مع غاز الفوسجين أو عن طريق النترات والتفاعلات اللاحقة.
س: هل يحتوي التولوين على ثنائي إيزوسيانات التولوين؟
ج: لا، التولوين لا يحتوي بشكل طبيعي على TDI. وهي مركبات كيميائية مختلفة.
س: كيفية التخلص من ثنائي إيزوسيانات التولوين؟
ج: يجب التخلص من TDI باعتبارها نفايات خطرة وفقًا للوائح والمبادئ التوجيهية المناسبة.
س: كيف تنطق ثنائي إيزوسيانات التولوين؟
ج: تنطق “توه-لين داهي-سوه-صحي-آه-نيت”.
س: ما هو استخدام ثنائي إيزوسيانات التولوين؟
ج: يستخدم TDI في إنتاج رغاوي البولي يوريثان والطلاءات والمواد اللاصقة ومانعات التسرب والألياف الاصطناعية ومكونات السيارات.
س: ما هي الأدوات التي يمكن استخدامها للكشف عن ثنائي إيزوسيانات التولوين؟
ج: يمكن استخدام أدوات مثل التحليل اللوني للغاز، وقياس الطيف الكتلي، والتحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء لكشف وتحليل TDI.
س: هل يعتبر ثنائي إيزوسيانات التولوين مادة كيميائية أولية؟
ج: نعم، TDI هي مادة كيميائية أولية تستخدم في تصنيع مركبات أخرى، مثل المبيدات الحشرية والمستحضرات الصيدلانية.
س: هل ثنائي إيزوسيانات التولوين مركب غير عضوي؟
ج: لا، TDI هو مركب عضوي يتكون من ذرات الكربون والهيدروجين والنيتروجين والأكسجين.