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Le diisocyanate de diphénylméthane est un diisocyanate aromatique.
Trois isomères sont courants, différant par la position des groupes isocyanate sur les cycles : le diisocyanate de 2,2′-méthylènediphényle, le diisocyanate de 2,4′-méthylènediphényle et le diisocyanate de 4,4′-méthylènediphényle.
L’isomère 4,4′ est le plus utilisé et est également connu sous le nom de diisocyanate de 4,4′-diphénylméthane.
CAS : 101-68-8
Formule formule brute : C15H10N2O2
Masse molaire : 250,25
EINECS : 202-966-0
Synonymes :
1,1’-méthylènebis(4-isocyanato)benzène ; para,para’-méthylènebis(phénylisocyanate) ; Rubinate 44 ; Rubinate LF-168 ; rubinate44 ; MÉTHYLÈNEBIS(P-PHÉNYL ISOCYANATE) ; 4,4’-DIISOCYANATE DE MÉTHYLÈNEDIPHÉNYL ; DIISOCYANATE DE MÉTHYLÈNEDIPHÉNYLÈNE
Cet isomère est également connu sous le nom de diisocyanate de méthylène diphényle pur.
Le diisocyanate de méthylène diphényle réagit avec les polyols lors de la fabrication du polyuréthane.
Le diisocyanate de diphénylméthane (DMD) est le diisocyanate le plus produit, représentant 61,3 % du marché mondial en 2000.
Il est utilisé dans la fabrication de divers produits en polyuréthane : mousses élastiques et rigides, peintures, laques, adhésifs, liants, caoutchoucs synthétiques et fibres élastomères.
Ce diisocyanate est composé de diphénylméthane et porte deux groupes isocyanate en positions 4 et 4'.
Le DMD est un solide jaune clair.
Il est insoluble dans l'eau.
Il peut être toxique par ingestion, inhalation ou absorption cutanée.
En solution, il peut être inflammable ou non, selon la nature du matériau et/ou du solvant.
Le DMD est utilisé dans la fabrication de matières plastiques.
Propriétés chimiques du diisocyanate de méthylène diphényle
Point de fusion : 38-44 °C
Point d'ébullition : 392 °C
Densité : 1,19
Pression de vapeur : 0,066 hPa (20 °C)
Indice de réfraction : 1,5906 (estimation)
Point d'ébullition : 196 °C
Température de stockage : -20 °C
Solubilité : 2 g/l (décomposition)
Aspect : solide
Densité relative : 1,180
Couleur : blanc à presque blanc
Limite d'explosivité : 0,4 % (V)
Solubilité dans l'eau : se décompose
Point de congélation : 37 °C
Sensibilité : sensible à l'humidité/larmoyant
BRN : 797662
Constante diélectrique : 10,0 (ambiante)
Limites d'exposition ACGIH : VLE-VME 0,005 ppm (0,051 mg/m³)
OSHA : VLEP – Plafond : 0,02 ppm (0,2 mg/m³)
NIOSH : VLEP – Moyenne d’exposition (VME) : 0,05 mg/m³ ; VLEP – Plafond : 0,2 mg/m³ [10 min]
Stabilité : Stable. Inflammable. Incompatible avec les oxydants puissants. Réagit violemment avec les alcools.
InChI : 1S/C15H10N2O2/c18-10-16-14-5-1-12(2-6-14)9-13-3-7-15(8-4-13)17-11-19/h1-8H,9H2
Clé InChI : UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N
Référence CAS : 101-68-8
Référence NIST : Diisocyanate de diphénylméthane (101-68-8)
CIRC : 3 (Vol. 19, Sup. 7, 71) 1999
Système d'enregistrement des substances de l'EPA : Diisocyanate de diphénylméthane (101-68-8)
Le diisocyanate de diphénylméthane se présente sous forme de paillettes blanches à jaune clair, inodores. Liquide au-dessus de 37 °C.
Applications
L'application principale du diisocyanate de diphénylméthane (DMD) est la production de polyuréthane rigide.
Ces mousses de polyuréthane rigides sont d'excellents isolants thermiques et sont utilisées dans la quasi-totalité des congélateurs et réfrigérateurs du monde, ainsi que dans le bâtiment.
Les polyols typiquement utilisés sont l'adipate de polyéthylène (un polyester) et le poly(tétraméthylène éther) glycol (un polyéther).
Le DMD est également utilisé comme adhésif industriel haute résistance, disponible pour les consommateurs finaux sous forme de colles en flacons à haute résistance.
Le DMD est largement utilisé dans la production de mousses d'uréthane rigides, de revêtements et d'élastomères.
Le DMD est largement utilisé dans les revêtements en polyuréthane. La mousse de polyuréthane à base de DMD est utilisée comme matériau d'isolation thermique (chaud/froid), dans la construction, l'automobile et la fabrication de pièces navales. Elle permet également de réaliser des blocs de carrosserie, des amortisseurs, du cuir synthétique, du polyuréthane non plastique, des fibres élastiques en polyuréthane, des fibres élastiques non plastiques, des films et des adhésifs. Le diisocyanate de diphénylméthane est utilisé dans la préparation de résines de polyuréthane et de fibres Spandex ; pour le collage du caoutchouc à la rayonne ; et dans la production de laques de polyuréthane, de mousses plastiques, de caoutchouc et de colles.
Préparation
Le phosgène (800 g, 8 mol) (provenant d'une source sûre) a été dissous dans de l'ortho-dichlorobenzène (2000 mL), et la solution obtenue a été refroidie dans un bain de glace et de sel.
À la solution agitée, une solution chaude de diisocyanate de méthylènediphényle (200 g, 1,01 mol) dans de l'ortho-dichlorobenzène (1000 mL) a été ajoutée lentement à l'aide d'une ampoule de coulée chauffée.
Le débit d'addition a été contrôlé afin que la température de la solution de phosgène ne dépasse pas sensiblement 0 °C.
La fine suspension obtenue a été chauffée lentement et du phosgène supplémentaire (700 g, 7,1 mol) a été ajouté à 130 °C jusqu'à l'obtention d'une solution limpide.
Après purge au dioxyde de carbone, le solvant a été éliminé sous vide et le produit a été purifié par distillation sous vide. À 156–158 °C (0,1 mmHg), 215 g (0,85 mol, 84 %) de diisocyanate de méthylène diphényle ont été obtenus.
Plusieurs procédés de préparation d'isocyanates à partir de phosgène ont été décrits.
Néanmoins, nombre d'entre eux nécessitent l'apport de phosgène gazeux à partir d'une source externe, telle qu'une bouteille sous pression.
Évaluation de la toxicité
Le principal risque pour la santé lié à l'exposition au diisocyanate de méthylène diphényle est la sensibilisation cutanée et respiratoire.
Ces deux types de sensibilisation sont initiés par la conjugaison des groupements diisocyanate de méthylène diphényle avec des macromolécules au point de contact, formant un haptène qui active ensuite des processus immunologiques induisant une sensibilisation.
Les données animales indiquent qu'un contact cutané avec le diisocyanate de méthylène diphényle peut entraîner une sensibilisation respiratoire.
Cependant, la pertinence de ces observations chez l'homme reste incertaine, car il n'existe pas de modèles animaux validés reproduisant fidèlement le processus de sensibilisation respiratoire et les réponses observées chez l'homme. La faible incidence de tumeurs pulmonaires observée lors d'études d'inhalation chronique aux concentrations maximales tolérées de diisocyanate de diphénylméthane est très probablement le résultat d'une prolifération cellulaire non génotoxique associée à une inflammation chronique et/ou à une hyperplasie plutôt qu'à un effet direct sur l'ADN.
