ايزوسيانات

 به انگليسي :) Isocyanate)، دسته اي از تركيبات شيميايي با فرمول عمومي N=C=O است. كه عموما با نام دي ايزوسيانات شناخته شده است. دي ايزوسيانات به تركيباتي كه شامل دو گروه ايزوسيانات باشد، اطلاق مي شود. از تركيب ايزوسيانات و پلي ال، دسته اي از مواد بسپار با عنوان پلي يورتان توليد مي شود. اين ماده كاربرد زيادي در ساخت فوم هاي پلي اورتان دارد.  و به عنوان حساس كننده پوست معروف است. در ادامه علاوه بر معرفي بيشتر اين محصول، كاربردها، قيمت، خريد، فروش، MSDS و عوارض احتمالي استفاده از آن را بررسي خواهيم كرد. * ايزوسيانات چيست ؟ ايزوسيانات، كه با عنوان دي ايزوسيانات ها (Di-isocyanates) شناخته شده است. تركيبي بسيار واكنش پذير با گروه عاملي NCO- است. كه به طور گسترده در صنعت مورد استفاده قرار مي گيرد. به عبارت ديگر، تعريف Isocyanate عبارت است از تركيبي كه شامل گروه عاملي NCO- باشد. بيش از ۹۰% Isocyanate هاي موجود در بازار شامل متيلن دي فنيل دي ايزوسيانات (MDI) و تولوئن دي ايزوسيانات (TDI) است. از تركيب اين ماده (ام دي اي و تي دي اي) با پلي ال (پلي استر و پلي اتر) پليمرهاي پلي اورتان تشكيل مي شود. ايزوسيانات * ساختار شيميايي Isocyanate، از يك اتم نيتروژن كه توسط يك پيوند كووالانسي دوگانه به يك اتم كربن متصل شده است. از سوي ديگر اين اتم كربن با يك پيوند دوگانه به يك اتم اكسيژن متصل شده است. ساختار شيميايي Isocyanate در زير نشان داده شده است. ساختار مولكولي ايزوسيانات * توليد اغلب Isocyanate ها، از واكنش آمين و فسژن در حلال هاي بي اثر تشكيل مي شوند. اين واكنش در شرايط دمايي زير صفر تا ۱۰۰ درجه سلسيوس انجام مي شود. واكنش توليد ايزوسيانات در زير نشان داده شده است. RNH₂ + COCl₂ → RNCO + 2 HCl * انواع ايزوسيانات Isocyanate ها براساس ساختارشان به دو دسته آروماتيك و آليفاتيك تقسيم مي شوند. ايزوسيانات هاي آروماتيك به علت حضور حلقه بنزني با خاصيت الكترون كشندگي بالا، از واكنش دهندگي بالاتري در مقايسه با Isocyanate هاي آليفاتيك برخوردار هستند. مهم ترين ايزوسيانات هاي آروماتيك شامل موارد زير هستند.

• تولوئن دي ايزوسيانات كه با مخفف تي دي اي مشاهده مي شود.
• متيلن دي فنيل دي ايزوسيانات كه با مخفف ام دي اي نوشته مي شود.

متيلن دي فنيل دي ايزوسيانات، يكي از پر مصرف ترين Isocyanate ها در صنعت فوم پلي اورتان است. ام دي اي به دو دسته خالص و پليمري تقسيم مي شود. انواع خالص اين ماده تجاري، كاربرد زيادي در الاستومر، چسب و پوشش دارد. اما نوع پليمري اين ماده تجاري از تنوع بالايي برخوردار است. كه به طور گسترده در تهيه فوم سخت، انعطاف پذير و فوم ترموست استفاده مي شود. به طور كلي، تولوئن دي ايزوسيانات(TDI) و متيلن فنيل دي ايزوسيانات (MDI) مواد بسيار واكنش پذيري هستند كه در مقياس وسيع در توليد پلي اورتان ها استفاده مي شوند. اين محصولات كاربرد زيادي در توليد چسب، توپ و تشك دارند. استفاده در توليد فوم هاي پلي اورتان، يكي از مهم ترين و اصلي ترين كاربردهاي پلي ايزوسيانات هاي آروماتيك است. Di-isocyanates آليفاتيك، به طور عمده ايزوسيانات ها را توليد مي كنند. كه كاربرد زيادي در ساخت پوشش، چسب و درزگيرها دارد. پركاربردترين انواع ايزوسيانات ها عبارتند از :

• هگزا متيلن دي ايزوسيانات
• متيلن دي سيكلو هگزيل دي ايزوسيانات
• متيلن دي فنيل هيدروژنه دي ايزوسيانات
• دي ايزوسيانات ايزو فورون

Di-isocyanates آليفاتيك در صنعت به عنوان اتصال گر و مستحكم كننده به كار برده مي شود. *خواص و ويژگي

حالت فيزيكي	مايع
رنگ	قهوه اي تيره
بو	داراي بوي مشخص است
نقطه اشتعال	200-250 درجه سلسيوس
نقطه ذوب	10 درجه سلسيوس
نقطه جوش	250 درجه سلسيوس
چگالي	اطلاعاتي در اين مورد موجود نيست

* كاربرد ام دي اي ها (MDI) به عنوان ماده اوليه در توليد پلي يورتان (PUR)، به عنوان چسب در چسب ها، رنگ ها و لاك ها استفاده مي شوند. ام دي اي (MDI) و تي دي اي (TDI) بزرگترين دي­ ايزوسيانات­ هاي آروماتيك هستند. كه به طور عمده در توليد پلي اورتان ها مورد استفاده قرار مي­ گيرند. ساير كاربرد هاي ايزوسيانات ها به شرح زير مي باشد. *پوشش *چسب *در اتصال دهنده ها و درزگيرها *فوم هاي پلي اورتان به دو شكل انعطاف پذير و سخت وجود دارد. فوم انعطاف پذير در درجه اول براي زير سازي استفاده مي شود، در حالي كه فوم سخت عمدتا براي عايق به كار برده مي شود. *صنعت اتومبيل *در ساخت و ساز * خطرات در گذشته، به عوارض ام دي اي و تي دي اي توجه نمي شد. زيرا فرض بر آن بود كه مصرف كنندگان عموما در معرض محصولات حاوي پلي يورتان قرار مي گيرند. اين ماده بي اثر و سمي است. در صورتي كه اين عقيده اشتباه بود. تي دي اي، به عنوان حساس كننده پوست در محيط كار شناخته شده است. ثابت شده است كه موجب آسم و آسيب ريوي مي شود. در صورت وجود حساسيت در فرد حتي ممكن است كشنده باشد. (تركيبي كه حاوي دو گروه ايزوسيانات در مولكول است). تي دي اي، از نظر شيميايي به ام دي اي شباهت دارد و خطرات و نگراني هاي مشابهي را با قرار گرفتن در معرض آن ايجاد مي كند، اما طبق گزارش ها در محصولات مختلفي استفاده مي شوند. در گذشته Di-isocyanates ها به عنوان عامل بروز آسم در محيط كاري شناخته شده بود. ولي اخيرا، آسيب هاي مرتبط با اين ماده تجاري كاهش يافته است. به طوري كه حتي اين ماده جزء ده ماده اصلي خطرزا تقسيم نمي شود. هم اكنون شاهد كاهش آسم ناشي از اين ماده هستيم. زيرا انواع فعاليت هاي نظارتي مانند آموزش و استفاده از انواع غير فرار انجام شده است. در حقيقت انجام اين برنامه ها به منظور كاهش ابتلا به آسم انجام مي شوند. * عوارض ناشي از ايزوسيانات در حيوانات ورود ام دي اي، از طريق دهان و پوست داراي سميت كمي است. اما ورود ام دي اي از طريق استنشاق در حيوانات سمي تلقي مي شود. در صورت استنشاق، ام دي اي، به طور يكنواخت در تمام بدن توزيع مي شود. در جهش ژن و انحرافات كروموزومي در شرايط آزمايشگاهي تاثير ندارد. به طور كلي، داده هاي حيواني حاكي از آن است كه اين ماده ممكن است سرطان زا باشد. * عوارض ناشي از ماده شيميايي ايزوسيانات در انسان طيف وسيعي از اثرات جدي و جانبي سلامتي با قرار گرفتن در معرض ايزوسيانات همراه است. از اين ميان Di-isocyanates هاي ذكر شده. متيلن دي فنيل دي ايزوسيانات به علت فشار بخار پايين در مقايسه با ساير ايزوسيانات­ ها كم خطر است. با اين وجود قرار گيري در معرض ماده فوق موجب عوارض زير مي شود.

• در صورت استنشاق : استنشاق غلظت بالاي MDI موجب حساسيت و آسم مي شود. در صورت حساسيت، موجب بروز اختلالات تنفسي در انسان مي شود.
• تماس پوستي : در صورت تماس Di-isocyanates با پوست موجب التهاب، درماتيت و اگزما مي شود. علاوه بر انسان ها تحريك پوست و چشم در خرگوش ها نيز مشاهده شده است.

با اين وجود هيچ اطلاعاتي در مورد اثرات توليد مثل يا سرطان زا بودن متيلن دي فنيل دي ايزوسيانات در انسان در دسترس نيست. * تاثير ايزوسيانات بر محيط از نظر تجاري، از واكنش Di-isocyanates ها با ساير مواد شيميايي (يعني پليول يا پلي ال)  پليمرهاي مختلفي توليد مي شوند. كه اين واكنش در دماي اتاق صورت مي گيرد. داده هاي به دست آمده از نتايج آزمايشگاهي حاكي از آن است كه رطوبت موجود در هوا (آب) مي تواند ام دي اي را هيدروليز كند، بنابراين آمين، متيلن دي فنيل دي آمين يا تولوئن دي آمين (MDA) تشكيل مي شود. كه اين امر موجب افزايش خطر مي شود. علاوه بر اين، اين داده ها سميت متوسط تا كم را در موجودات آبزي نشان مي دهند. ساير داده هاي آزمايشگاهي حاكي از سميت كم Di-isocyanates در موجودات زنده زير زميني مانند گياهان و كرم هاي خاكي است. * MSDS برخي نكات موجود در برگه اطلاعات ايمني ايزوسيانات در زير شرح داده شده است. در صورت مواجهه احتمالي فرد با Isocyanate، بايد اقدامات زير صورت گيرد. پوست : در صورت قرار گيري پوست در معرض Isocyanate، فورا آن را با آب و صابون فراوان شست و شو دهيد. لباس هاي آلوده را تن خارج كرده و قبل از استفاده مجدد آن را بشوييد. در صورت ادامه علائم به پزشك مراجعه نماييد. استنشاق : در صورت تنفس ام دي اي، فرد را از محيط آلوده دور كنيد. ترجيحا فرد را به هواي آزاد منتقل كنيد. در صورت عدم تنفس، به فرد تنفس مصنوعي بدهيد. در صورت تداوم علائم به پزشك مراجعه نماييد. چشم : در صورت تماس ام دي اي با چشم، سريعا چشم را به مدت ۱۵ دقيقه با آب شست و شو دهيد. سپس به پزشك مراجعه نماييد. بلعيدن يا نوشيدن : در اين صورت، شخص را وادار به استفراغ نكنيد. در صورت بيهوشي به شخص چيزي نخورانيد. سريعا شخص را بيمارستان منتقل نماييد. * ذخيره،نگهداري و حمل و نقل لازم و ضروري است قبل از حمل و بار گيري ام دي اي ها با نحوه صحيح آن آشنا شويم.

• ام دي اي، بايد در كانتينرهاي در بسته و در دماي مناسب و به دور از رطوبت نگهداري شود.
• اين ماده بايد دور از تركيبات حاوي هيدروژن مانند آب، الكل و آمين نگهداري شود. زيرا، قرارگيري اين ماده تجاري در برابر تركيبات هيدروژن دار موجب انفجار مي شود.

در اكثر كارخانه ها، پس از بارگيري ايزوسيانات ها، درون بشكه هاي تخليه شده، گاز ازت تزريق مي كنند. و در ادامه بشكه ها را پلمپ مي كنند. زيرا اين اقدام از واكنش گروه هاي آزاد اين ماده تجاري، با رطوبت هوا جلوگيري مي كند. و ماندگاري آن را افزايش مي دهد. * بازار جهاني انتظار مي­ رود بازار فروش، اين ماده تجاري سالانه در حدود ۶% افزايش يابد. بازار فروش Isocyanate ها به طور مداوم در حال افزايش است. علت اين امر را مي توان خاصيت واكنش پذيري شيميايي و افزايش تقاضا در صنعت ساخت و ساز توليد چسب ها، فوم ها و الاستومرها بيان نمود. افزايش توليد خودرو در كشورهايي مانند چين، مكزيك، ژاپن، ايالات متحده و آلمان از عوامل مهم ديگر افزايش فروش ايزوسيانات ها است. آسيا و اقيانوسيه بزرگترين مصرف كنندگان ايزوسيانات و چين بزرگترين مصرف كننده MDI در جهان است. نمودار زير را مشاهده كنيد. بازار فروش Isocyanate با توجه به نمودار پيش بيني مي­ شود بازار فروش MDI و TDI با نرخ متوسط ​​سالانه ۵٪  افزايش يابد. افزايش فروش MDI به دليل رشد در صنايع ايزوسيانات مانند عايق MDI، بسته بندي، خودرو، مبلمان و كفش مي­ باشد. علاوه بر اين، تقاضاي MDI به دليل استفاده از آن در صنعت چسب، درزگير، الاستومر، روكش و اتصال دهنده افزايش مي يابد.