الإيزوسيانات العضوية المهمة: بوليمري ميثيلين ثنائي فينيل ثنائي إيزوسيانات (PAPI)

يستخدم ثنائي إيزوسيانات ثنائي فينيل الميثيلين البوليمري، والمختصر بـ PAPI، والمعروف أيضًا باسم MDI الخام أو MDI البوليمري، على نطاق واسع في تصنيع رغاوي البولي يوريثان الصلبة والبولي إيزوسيانورات. كما أنها تستخدم جزئيا في رغاوي البولي يوريثان شبه الصلبة والرغاوي المرنة المقولبة.

PAPI هو في الأساس خليط يحتوي على وظائف مختلفة من ثنائي إيزوسيانات الميثيلين. عادة، تمثل أجهزة الاستنشاق بالجرعات المقننة حوالي 50% من إجمالي الخليط. ويتكون الباقي من إيزوسيانات قليلة القسيمات ذات وظائف ثلاثة أو أكثر.

في صناعة رغاوي البولي يوريثان المحلية، وخاصة في قطاع رغاوي البولي يوريثان الصلبة، يشير البعض إلى PAPI ببساطة على أنها MDI في شراء المواد وإنتاجها، وهو ما يجب على القادمين الجدد ملاحظةه.

طريقة إنتاج PAPI (MDI الخام) هي نفس طريقة MDI، مع نسبة مولية أقل قليلاً من الأنيلين إلى حمض الهيدروكلوريك. يتم تنفيذ تركيب PAPI، مثل MDI، في خطوتين. أولاً، يتكثف محلول الأنيلين والفورمالدهيد (الفورمالين) تحت تأثير حمض لويس لتكوين خليط متعدد الأمين يحتوي على كمية معينة من الديامينات. يتم بعد ذلك phosgenated مركب البوليامين للحصول على PAPI. أثناء تصنيع البوليامينات، يجب التحكم في محتوى الديامين عند حوالي 50%. يتم تحقيق ذلك عمومًا عن طريق ضبط كميات مدخلات الأنيلين والفورمالدهيد للحفاظ على نسبة مولية محددة. تجريبيًا، عندما تكون النسبة المولية للأنيلين إلى الفورمالديهايد 1.75، فإن مركب البوليامين الناتج يحتوي على حوالي 50% ثنائي الأمين. لذلك، فإن النسبة المولية للأنيلين إلى الفورمالديهايد تتراوح عمومًا بين 1.6-2.0. الظروف التشغيلية الأخرى لتخليق البوليامينات مشابهة لتلك الخاصة بـ MDA.

بالنسبة لعملية إنتاج MDI وPAPI بطريقة الإنتاج المشترك، يجب أن تحتوي البوليامينات المطلوبة على 60% إلى 75% ثنائي الأمين. ويتحقق ذلك أيضًا عن طريق تغيير النسبة المولية للأنيلين إلى الفورمالديهايد. عندما تكون النسبة المولية للأنيلين إلى الفورمالديهايد 4/1.4، فإن البوليامينات المركبة تحتوي على حوالي 75% من ثنائي الأمين. تشبه ظروف عملية phosgenation للبوليامينات تلك الخاصة بـ MDA، لذا فهي غير مفصلة هنا.

عادةً ما يتم اعتماد عملية الإنتاج المشترك لـ MDI وPAPI. في الوقت الحالي، يتجه الإنتاج العالمي للإيزوسيانات نحو عمليات واسعة النطاق ومستمرة وآلية. وقد وصلت مصانع الإنتاج المشترك MDI وPAPI الأجنبية إلى طاقات إنتاجية تصل إلى 90 ألف طن سنويًا.

يحتوي PAPI على 40% إلى 50% من MDI النقي، والباقي عبارة عن بولي إيزوسيانات ذات وظائف تتراوح من ثلاثة إلى ستة وكمية صغيرة من بولي إيزوسيانات عالية الوزن الجزيئي.

بناءً على الاختلافات في لزوجة المنتج ومتوسط ​​الأداء الوظيفي لمجموعات NCO، يمكن تقسيم PAPI إلى درجات مختلفة. تكمن الاختلافات بين منتجات PAPI المختلفة بشكل أساسي في نسب 4,4'-MDI، 2،4’-MDI، والوظائف المختلفة لميثيلين ثنائي فينيل بولي إيزوسيانات، مما يؤدي إلى اختلاف متوسط ​​الوظائف والتفاعلات. بناءً على اللزوجة، يمكن تصنيف PAPI إلى لزوجة عالية، ودرجة قياسية، ولزوجة منخفضة. يتم استخدام أجهزة الاستنشاق بالجرعات المقننة البوليمرية ذات الدرجة القياسية ومنخفضة اللزوجة فقط في الرغاوي المرنة، في حين يتم استخدام اللزوجة العالية وPAPI من الدرجة العادية في الرغاوي الصلبة. يبلغ متوسط ​​الأداء الوظيفي لـ PAPI من الدرجة القياسية حوالي 2.7، مع لزوجة تتراوح بين 100-300 مللي باسكال·s، وجزء كتلة NCO حوالي 31%-32%، يحتوي على ما يقرب من 50% MDI حسب الكتلة، معظمها 4،4’-MDI. يُستخدم هذا النوع من أجهزة الاستنشاق بالجرعات المقننة البوليمرية على نطاق واسع في الرغاوي المرنة ذاتية التسلخ غير المنفوخة بالماء والرغاوي شبه الصلبة، وكذلك في الرغاوي عالية المرونة المعالجة بالبرد عند مزجها مع TDI وأجهزة الاستنشاق بالجرعات المقننة السائلة. اللزوجة المنخفضة تعني وظائف أقل، على سبيل المثال، متوسط ​​الأداء الوظيفي لـ PAPI منخفض اللزوجة يتراوح عمومًا بين 2.5 و2.6، ويستخدم بشكل رئيسي في الرغاوي المرنة عالية الكثافة والرغاوي ذاتية التسلخ.

تشتمل منتجات سلسلة MDI على PAPI وMDI المعدلة، مع ضغط بخار أقل بكثير من TDI، مما يجعل استخدام MDI أكثر أمانًا من TDI. بالإضافة إلى ذلك، تتمتع MDI بتفاعلية إجمالية أعلى من TDI، وهو ما ينعكس في أداء عملية الرغوة كمعالجة أسرع، ودرجات حرارة صب منخفضة، وأوقات إزالة أقصر، وخصائص رغوة أفضل. تتميز الرغاوي المرنة القائمة على MDI بالصلابة العالية وخصائص التحمل الجيدة. ولذلك، يتم استخدام PAPI وMDI المعدلة على نطاق واسع في منتجات صب حقن التفاعل السريع (RIM) ووسائد السيارات عالية التحمل. هناك اتجاه في الخارج نحو استخدام أنظمة MDI بدلاً من أنظمة TDI في الرغاوي المرنة المقولبة.