El diisocianato de metileno difenilo ( MDI ) es un diisocianato aromático . Hay tres isómeros comunes, 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 lo conoce como diisocianato de 4,4′-difenilmetano. [3] Este isómero también se conoce como MDI puro . El MDI reacciona con polioles en la fabricación de poliuretano . Es el diisocianato más producido, representando el 61,3% del mercado mundial en el año 2000. [4]
La producción mundial total de MDI y MDI polimérico es de más de 7,5 millones de toneladas por año (en 2017).
En 2019, el mayor productor fue Wanhua Chemical Group . [5] Otros productores importantes son Covestro , [6] BASF , Dow , Huntsman , Tosoh y Kumho Mitsui Chemicals. Todos los principales productores de MDI son miembros del Instituto Internacional de Isocianatos, cuyo objetivo es promover el manejo seguro de MDI y TDI en el lugar de trabajo, la comunidad y el medio ambiente.
El primer paso para 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:
A continuación, estas diaminas se tratan con fosgeno para formar una mezcla de isocianatos, en la que la proporción de isómeros se determina según la composición isomérica de la diamina. Para esta transformación son posibles dos mecanismos de reacción diferentes: "fosgenaciones primero" y "fosgenaciones por etapas". [7]
La destilación de la mezcla da como resultado una mezcla de poliisocianatos oligoméricos, conocida como MDI polimérico , y una mezcla de isómeros de MDI que tiene un bajo contenido de isómeros 2,4'. Una purificación adicional implica el fraccionamiento de la mezcla de isómeros de MDI. [8]
Las posiciones de los grupos isocianato influyen en su reactividad. En el 4,4′-MDI, los dos grupos isocianato son equivalentes, pero en el 2,4′-MDI los dos grupos muestran 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. [4]
La principal aplicación del 4,4′-MDI es la producción de poliuretano rígido . [9] Estas espumas rígidas de poliuretano son buenos aislantes térmicos y se utilizan en casi todos los congeladores y refrigeradores del mundo, así como en edificios. Los polioles típicos utilizados son el adipato de polietileno (un poliéster ) y el poli(tetrametilenéter)glicol (un poliéter ).
El 4,4′-MDI también se utiliza como adhesivo de resistencia industrial, que está disponible para los consumidores finales en diversas preparaciones de pegamento embotelladas de alta resistencia. [10]
El MDI, al igual que otros isocianatos, es un alérgeno y un sensibilizador. Las personas que desarrollan sensibilidad a los isocianatos pueden tener reacciones sistémicas peligrosas a exposiciones extremadamente pequeñas, incluida la insuficiencia respiratoria. La manipulación del MDI requiere estrictos controles de ingeniería y equipo de protección personal. [11] Es un material potencialmente reactivo de forma violenta frente al agua y otros nucleófilos .