Methylendiisocyanate

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Methylendiisocyanate (MDI) sind chemische Verbindungen aus der Gruppe der aromatischen Isocyanate. Im Normalfall stellen Methylendiisocyanate ein Gemisch von mehreren Konstitutionsisomeren dar, die sich in der Position der Isocyanatgruppen unterscheiden. Sie liegt in Form eines farblosen bis gelblichen, brennbaren Pulvers oder Flocken mit stechendem Geruch vor.

Als technisches Methylendiisocyanat (fälschlich als Polymeres MDI bezeichnet) wird ein Gemisch aus 30 bis 80 % MDI und Homologen mit 3, 4 und mehr Phenylgruppen mit abnehmender Konzentration bei steigender Kettenlänge bezeichnet. Diese liegt in Form einer dunkelbraunen Flüssigkeit mit erdig, muffigem Geruch vor, die sich mit Wasser an der Grenzfläche unter Bildung von Kohlendioxid zu einem festen, hochschmelzenden und unlöslichen Reaktionsprodukt (Polyharnstoff) umsetzt.[1]

Struktur und Eigenschaften[Bearbeiten]

Diphenylmethandiisocyanate
Name Diphenylmethan-
2,2'-diisocyanat
Diphenylmethan-
2,4'-diisocyanat
Diphenylmethan-
4,4'-diisocyanat
Andere Namen 2,2'-Diphenylmethan-
diisocyanat
2,2'-MDI
 
 
2,4'-Diphenylmethan-
diisocyanat
2,4'-MDI
 
 
4,4'-Diphenylmethan-
diisocyanat
p,p'-Diphenylmethan-
diisocyanat
4,4'-MDI
  • Methylendi(phenylisocyanat)
  • Bis(isocyanatophenyl)methan
  • Methylenbis(phenylisocyanat)
  • Diisocyanatodiphenylmethan
Strukturformel 2,2'-Methylenediphenyl diisocyanate.svg 2,4'-Diphenylmethanediisocyante.svg 4,4'-methylene diphenyl diisocyanate.svg
CAS-Nummer 2536-05-2 5873-54-1 101-68-8
26447-40-5 (Isomerengemisch)[2]
9016-87-9 (technisch)
PubChem 62450 62593 7570
Summenformel C15H10N2O2
Molare Masse 250,26 g·mol−1
Aggregatzustand fest
Kurzbeschreibung farbloses bis gelbliches, brennbares Pulver oder Flocken mit aminartigem, stechendem Geruch
Schmelzpunkt 40 °C[3] 37 °C[4] 40 °C[5]
Siedepunkt 300 °C[3][4][5]
Dichte 1,18 g·cm−3[3][4][5]
Löslichkeit Zersetzung in Wasser, löslich in organischen Lösungsmitteln,
wie z.B. Aceton, Ethylacetat, N-Methylpyrrolidon und Halogenkohlenwasserstoffen[6]
GHS-Kennzeichnung[2]
07 – Achtung 08 – Gesundheitsgefährdend
Gefahr
07 – Achtung 08 – Gesundheitsgefährdend
Gefahr
07 – Achtung 08 – Gesundheitsgefährdend
Gefahr
H-Sätze 351​‐​332​‐​373​‐​319​‐​335​‐​315Vorlage:H-Sätze/Wartung/mehr als 5 Sätze​‐​334​‐​317 351​‐​332​‐​373​‐​319​‐​335​‐​315Vorlage:H-Sätze/Wartung/mehr als 5 Sätze​‐​334​‐​317 351​‐​332​‐​373​‐​319​‐​335​‐​315Vorlage:H-Sätze/Wartung/mehr als 5 Sätze​‐​334​‐​317
EUH-Sätze keine EUH-Sätze 208 keine EUH-Sätze
P-Sätze ? 260​‐​280​‐​285​‐​302+352​‐​304+340-
305+351+338​‐​309+311
281​‐​308+313​‐​305+351+338-
302+352​‐​304+341
Gefahrstoff-
kennzeichnung
[7]
aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [8]
Gesundheitsschädlich
Gesundheits-
schädlich
(Xn)
R-Sätze 20​‐​36/37/38​‐​40​‐​42/43​‐​48/20
S-Sätze (1/2)​‐​23​‐​36/37​‐​45

Gewinnung und Darstellung[Bearbeiten]

Die Herstellung von MDI erfolgt in mehrern Stufen. Zunächst wird Benzol nitriert:

\mathrm{C_6H_6 + HNO_3/H_2SO_4 \longrightarrow C_6H_5-NO_2}

Im zweiten Schritt wird das so gewonnen Nitrobenzol zu Anillin hydriert:

\mathrm{C_6H_5-NO_2 + 3\ H_2 \longrightarrow C_6H_5-NH_2 + 2\ H_2O}

Das Anillin wird mit Formaldehyd zum Diaminodiphenylmethan umgesetzt:

\mathrm{2 \ C_6H_5NH_2 + CH_2O \longrightarrow NH_2C_6H_4-CH_2-C_6H_4NH_2}

Methylendiisocyanat kann durch Reaktion von Diaminodiphenylmethan mit Phosgen gewonnen werden.[9]

\mathrm{NH_2C_6H_4-CH_2-C_6H_4NH_2 + 2\ COCl_2 \longrightarrow OCNC_6H_4-CH_2-C_6H_4NCO + 4\ HCl}

Eigenschaften[Bearbeiten]

In Abhängigkeit von der Position der Isocyanatgruppen unterscheiden sich die Isomere in ihrer Reaktivität. So sind die Isocyanatgruppen in der 4-Position wesentlich reaktiver als die in der 2-Position.

Verwendung[Bearbeiten]

Methylendiisocyanat ist ein wesentlicher Rohstoff für Polyurethan, Polyamidimid bzw. Weichschaum-, Isolierschaum- und Klebstoffe. Es gehört deshalb neben TDI zu den weltweit am meisten hergestellten Isocyanaten. In seltenen Fällen wird technisches Diphenylmethandiisocyanat auch zur Beleimung von MDF-Platten eingesetzt.

Sicherheitshinweise[Bearbeiten]

Methylendiisocyanat ist durch Wärme leicht zur Polymerisation zu bringen, die heftig verlaufen kann. Weiterhin ist der Stoff als krebserregend nach EG-Kategorie 3 (Stoffe, die wegen möglicher krebserzeugender Wirkung beim Menschen Anlass zur Besorgnis geben) eingestuft.

Siehe auch[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Eintrag zu CAS-Nr. 9016-87-9 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 4. September 2008 (JavaScript erforderlich).
  2. a b Eintrag zu CAS-Nr. 26447-40-5 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 4. September 2008 (JavaScript erforderlich).
  3. a b c Eintrag zu CAS-Nr. 2536-05-2 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 4. September 2008 (JavaScript erforderlich).
  4. a b c Eintrag zu CAS-Nr. 5873-54-1 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 31. Mai 2012 (JavaScript erforderlich).
  5. a b c Eintrag zu CAS-Nr. 101-68-8 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 4. September 2008 (JavaScript erforderlich).
  6. BgChemie: Datenblatt 4,4'-MDI (PDF; 207 kB).
  7. Seit 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Zubereitungen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
  8. Eintrag aus der CLP-Verordnung zu CAS-Nr. 26447-40-5 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA (JavaScript erforderlich)
  9. David Randall, Steve Lee: The Polyurethanes Book. Wiley, New York 2002, ISBN 0-470-85041-8.

Weblinks[Bearbeiten]