ایزوسیانات

 به انگلیسی :) Isocyanate)، دسته ای از ترکیبات شیمیایی با فرمول عمومی N=C=O است. که عموما با نام دی ایزوسیانات شناخته شده است. دی ایزوسیانات به ترکیباتی که شامل دو گروه ایزوسیانات باشد، اطلاق می شود. از ترکیب ایزوسیانات و پلی ال، دسته ای از مواد بسپار با عنوان پلی یورتان تولید می شود. این ماده کاربرد زیادی در ساخت فوم های پلی اورتان دارد.  و به عنوان حساس کننده پوست معروف است. در ادامه علاوه بر معرفی بیشتر این محصول، کاربردها، قیمت، خرید، فروش، MSDS و عوارض احتمالی استفاده از آن را بررسی خواهیم کرد. * ایزوسیانات چیست ؟ ایزوسیانات، که با عنوان دی ایزوسیانات ها (Di-isocyanates) شناخته شده است. ترکیبی بسیار واکنش پذیر با گروه عاملی NCO- است. که به طور گسترده در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد. به عبارت دیگر، تعریف Isocyanate عبارت است از ترکیبی که شامل گروه عاملی NCO- باشد. بیش از ۹۰% Isocyanate های موجود در بازار شامل متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات (MDI) و تولوئن دی ایزوسیانات (TDI) است. از ترکیب این ماده (ام دی ای و تی دی ای) با پلی ال (پلی استر و پلی اتر) پلیمرهای پلی اورتان تشکیل می شود. ایزوسیانات * ساختار شیمیایی Isocyanate، از یک اتم نیتروژن که توسط یک پیوند کووالانسی دوگانه به یک اتم کربن متصل شده است. از سوی دیگر این اتم کربن با یک پیوند دوگانه به یک اتم اکسیژن متصل شده است. ساختار شیمیایی Isocyanate در زیر نشان داده شده است. ساختار مولکولی ایزوسیانات * تولید اغلب Isocyanate ها، از واکنش آمین و فسژن در حلال های بی اثر تشکیل می شوند. این واکنش در شرایط دمایی زیر صفر تا ۱۰۰ درجه سلسیوس انجام می شود. واکنش تولید ایزوسیانات در زیر نشان داده شده است. RNH₂ + COCl₂ → RNCO + 2 HCl * انواع ایزوسیانات Isocyanate ها براساس ساختارشان به دو دسته آروماتیک و آلیفاتیک تقسیم می شوند. ایزوسیانات های آروماتیک به علت حضور حلقه بنزنی با خاصیت الکترون کشندگی بالا، از واکنش دهندگی بالاتری در مقایسه با Isocyanate های آلیفاتیک برخوردار هستند. مهم ترین ایزوسیانات های آروماتیک شامل موارد زیر هستند.

• تولوئن دی ایزوسیانات که با مخفف تی دی ای مشاهده می شود.
• متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات که با مخفف ام دی ای نوشته می شود.

متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات، یکی از پر مصرف ترین Isocyanate ها در صنعت فوم پلی اورتان است. ام دی ای به دو دسته خالص و پلیمری تقسیم می شود. انواع خالص این ماده تجاری، کاربرد زیادی در الاستومر، چسب و پوشش دارد. اما نوع پلیمری این ماده تجاری از تنوع بالایی برخوردار است. که به طور گسترده در تهیه فوم سخت، انعطاف پذیر و فوم ترموست استفاده می شود. به طور کلی، تولوئن دی ایزوسیانات(TDI) و متیلن فنیل دی ایزوسیانات (MDI) مواد بسیار واکنش پذیری هستند که در مقیاس وسیع در تولید پلی اورتان ها استفاده می شوند. این محصولات کاربرد زیادی در تولید چسب، توپ و تشک دارند. استفاده در تولید فوم های پلی اورتان، یکی از مهم ترین و اصلی ترین کاربردهای پلی ایزوسیانات های آروماتیک است. Di-isocyanates آلیفاتیک، به طور عمده ایزوسیانات ها را تولید می کنند. که کاربرد زیادی در ساخت پوشش، چسب و درزگیرها دارد. پرکاربردترین انواع ایزوسیانات ها عبارتند از :

• هگزا متیلن دی ایزوسیانات
• متیلن دی سیکلو هگزیل دی ایزوسیانات
• متیلن دی فنیل هیدروژنه دی ایزوسیانات
• دی ایزوسیانات ایزو فورون

Di-isocyanates آلیفاتیک در صنعت به عنوان اتصال گر و مستحکم کننده به کار برده می شود. *خواص و ویژگی

حالت فیزیکی	مایع
رنگ	قهوه ای تیره
بو	دارای بوی مشخص است
نقطه اشتعال	200-250 درجه سلسیوس
نقطه ذوب	10 درجه سلسیوس
نقطه جوش	250 درجه سلسیوس
چگالی	اطلاعاتی در این مورد موجود نیست

* کاربرد ام دی ای ها (MDI) به عنوان ماده اولیه در تولید پلی یورتان (PUR)، به عنوان چسب در چسب ها، رنگ ها و لاک ها استفاده می شوند. ام دی ای (MDI) و تی دی ای (TDI) بزرگترین دی­ ایزوسیانات­ های آروماتیک هستند. که به طور عمده در تولید پلی اورتان ها مورد استفاده قرار می­ گیرند. سایر کاربرد های ایزوسیانات ها به شرح زیر می باشد. *پوشش *چسب *در اتصال دهنده ها و درزگیرها *فوم های پلی اورتان به دو شکل انعطاف پذیر و سخت وجود دارد. فوم انعطاف پذیر در درجه اول برای زیر سازی استفاده می شود، در حالی که فوم سخت عمدتا برای عایق به کار برده می شود. *صنعت اتومبیل *در ساخت و ساز * خطرات در گذشته، به عوارض ام دی ای و تی دی ای توجه نمی شد. زیرا فرض بر آن بود که مصرف کنندگان عموما در معرض محصولات حاوی پلی یورتان قرار می گیرند. این ماده بی اثر و سمی است. در صورتی که این عقیده اشتباه بود. تی دی ای، به عنوان حساس کننده پوست در محیط کار شناخته شده است. ثابت شده است که موجب آسم و آسیب ریوی می شود. در صورت وجود حساسیت در فرد حتی ممکن است کشنده باشد. (ترکیبی که حاوی دو گروه ایزوسیانات در مولکول است). تی دی ای، از نظر شیمیایی به ام دی ای شباهت دارد و خطرات و نگرانی های مشابهی را با قرار گرفتن در معرض آن ایجاد می کند، اما طبق گزارش ها در محصولات مختلفی استفاده می شوند. در گذشته Di-isocyanates ها به عنوان عامل بروز آسم در محیط کاری شناخته شده بود. ولی اخیرا، آسیب های مرتبط با این ماده تجاری کاهش یافته است. به طوری که حتی این ماده جزء ده ماده اصلی خطرزا تقسیم نمی شود. هم اکنون شاهد کاهش آسم ناشی از این ماده هستیم. زیرا انواع فعالیت های نظارتی مانند آموزش و استفاده از انواع غیر فرار انجام شده است. در حقیقت انجام این برنامه ها به منظور کاهش ابتلا به آسم انجام می شوند. * عوارض ناشی از ایزوسیانات در حیوانات ورود ام دی ای، از طریق دهان و پوست دارای سمیت کمی است. اما ورود ام دی ای از طریق استنشاق در حیوانات سمی تلقی می شود. در صورت استنشاق، ام دی ای، به طور یکنواخت در تمام بدن توزیع می شود. در جهش ژن و انحرافات کروموزومی در شرایط آزمایشگاهی تاثیر ندارد. به طور کلی، داده های حیوانی حاکی از آن است که این ماده ممکن است سرطان زا باشد. * عوارض ناشی از ماده شیمیایی ایزوسیانات در انسان طیف وسیعی از اثرات جدی و جانبی سلامتی با قرار گرفتن در معرض ایزوسیانات همراه است. از این میان Di-isocyanates های ذکر شده. متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات به علت فشار بخار پایین در مقایسه با سایر ایزوسیانات­ ها کم خطر است. با این وجود قرار گیری در معرض ماده فوق موجب عوارض زیر می شود.

• در صورت استنشاق : استنشاق غلظت بالای MDI موجب حساسیت و آسم می شود. در صورت حساسیت، موجب بروز اختلالات تنفسی در انسان می شود.
• تماس پوستی : در صورت تماس Di-isocyanates با پوست موجب التهاب، درماتیت و اگزما می شود. علاوه بر انسان ها تحریک پوست و چشم در خرگوش ها نیز مشاهده شده است.

با این وجود هیچ اطلاعاتی در مورد اثرات تولید مثل یا سرطان زا بودن متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات در انسان در دسترس نیست. * تاثیر ایزوسیانات بر محیط از نظر تجاری، از واکنش Di-isocyanates ها با سایر مواد شیمیایی (یعنی پلیول یا پلی ال)  پلیمرهای مختلفی تولید می شوند. که این واکنش در دمای اتاق صورت می گیرد. داده های به دست آمده از نتایج آزمایشگاهی حاکی از آن است که رطوبت موجود در هوا (آب) می تواند ام دی ای را هیدرولیز کند، بنابراین آمین، متیلن دی فنیل دی آمین یا تولوئن دی آمین (MDA) تشکیل می شود. که این امر موجب افزایش خطر می شود. علاوه بر این، این داده ها سمیت متوسط تا کم را در موجودات آبزی نشان می دهند. سایر داده های آزمایشگاهی حاکی از سمیت کم Di-isocyanates در موجودات زنده زیر زمینی مانند گیاهان و کرم های خاکی است. * MSDS برخی نکات موجود در برگه اطلاعات ایمنی ایزوسیانات در زیر شرح داده شده است. در صورت مواجهه احتمالی فرد با Isocyanate، باید اقدامات زیر صورت گیرد. پوست : در صورت قرار گیری پوست در معرض Isocyanate، فورا آن را با آب و صابون فراوان شست و شو دهید. لباس های آلوده را تن خارج کرده و قبل از استفاده مجدد آن را بشویید. در صورت ادامه علائم به پزشک مراجعه نمایید. استنشاق : در صورت تنفس ام دی ای، فرد را از محیط آلوده دور کنید. ترجیحا فرد را به هوای آزاد منتقل کنید. در صورت عدم تنفس، به فرد تنفس مصنوعی بدهید. در صورت تداوم علائم به پزشک مراجعه نمایید. چشم : در صورت تماس ام دی ای با چشم، سریعا چشم را به مدت ۱۵ دقیقه با آب شست و شو دهید. سپس به پزشک مراجعه نمایید. بلعیدن یا نوشیدن : در این صورت، شخص را وادار به استفراغ نکنید. در صورت بیهوشی به شخص چیزی نخورانید. سریعا شخص را بیمارستان منتقل نمایید. * ذخیره،نگهداری و حمل و نقل لازم و ضروری است قبل از حمل و بار گیری ام دی ای ها با نحوه صحیح آن آشنا شویم.

• ام دی ای، باید در کانتینرهای در بسته و در دمای مناسب و به دور از رطوبت نگهداری شود.
• این ماده باید دور از ترکیبات حاوی هیدروژن مانند آب، الکل و آمین نگهداری شود. زیرا، قرارگیری این ماده تجاری در برابر ترکیبات هیدروژن دار موجب انفجار می شود.

در اکثر کارخانه ها، پس از بارگیری ایزوسیانات ها، درون بشکه های تخلیه شده، گاز ازت تزریق می کنند. و در ادامه بشکه ها را پلمپ می کنند. زیرا این اقدام از واکنش گروه های آزاد این ماده تجاری، با رطوبت هوا جلوگیری می کند. و ماندگاری آن را افزایش می دهد. * بازار جهانی انتظار می­ رود بازار فروش، این ماده تجاری سالانه در حدود ۶% افزایش یابد. بازار فروش Isocyanate ها به طور مداوم در حال افزایش است. علت این امر را می توان خاصیت واکنش پذیری شیمیایی و افزایش تقاضا در صنعت ساخت و ساز تولید چسب ها، فوم ها و الاستومرها بیان نمود. افزایش تولید خودرو در کشورهایی مانند چین، مکزیک، ژاپن، ایالات متحده و آلمان از عوامل مهم دیگر افزایش فروش ایزوسیانات ها است. آسیا و اقیانوسیه بزرگترین مصرف کنندگان ایزوسیانات و چین بزرگترین مصرف کننده MDI در جهان است. نمودار زیر را مشاهده کنید. بازار فروش Isocyanate با توجه به نمودار پیش بینی می­ شود بازار فروش MDI و TDI با نرخ متوسط ​​سالانه ۵٪  افزایش یابد. افزایش فروش MDI به دلیل رشد در صنایع ایزوسیانات مانند عایق MDI، بسته بندی، خودرو، مبلمان و کفش می­ باشد. علاوه بر این، تقاضای MDI به دلیل استفاده از آن در صنعت چسب، درزگیر، الاستومر، روکش و اتصال دهنده افزایش می یابد.