Diisocyanate de toluène

Le diisocyanate de toluène (TDI : Toluene diisocyanate) est un composé organique, toxique et allergène, appartenant au groupe des isocyanates.
C'est l'un des monomères de départ utilisés pour la production de polyuréthane par polymérisation.
Le TDI peut réagir avec un polyol ce qui permet de former une structure uréthane.

Diisocyanate de toluène
Identification
Nom UICPA	2,4-diisocyanato-1-méthylbenzène
No CAS	584-84-9
No ECHA	100.008.678
No CE	209-544-5
Apparence	Liquide incolore ou jaune pâle ou cristaux, d'odeur âcre, piquante et pénétrante (détectable dès 1 ppm) ; devient jaune pâle exposé à l'air[1].
Propriétés chimiques
Formule	C9H6N2O2  [Isomères]
Masse molaire[2]	174,156 1 ± 0,008 6 g/mol C 62,07 %, H 3,47 %, N 16,09 %, O 18,37 %,
Propriétés physiques
T° fusion	22 °C[1]
T° ébullition	126 °C à 11 mmHg 251 °C à 760 mmHg
Solubilité	peu soluble dans l'eau, mais réagit avec l'eau, soluble dans l'acétone, l'alcool, le benzène, l'éther
Paramètre de solubilité δ	23,7 MPa1/2 (25 °C)[3]
Masse volumique	1,2 g·cm-3[1]
T° d'auto-inflammation	620 °C[1]
Point d’éclair	127 °C (coupelle fermée)[1]
Limites d’explosivité dans l’air	0,9–9,5 %vol[1]
Pression de vapeur saturante	à 20 °C : 1,3 Pa[1]
Thermochimie
Cp	équation[4] : ${\displaystyle C_{P}=(-5.078)+(5.7582E-1)\times T+(2.9402E-4)\times T^{2}+(-9.0683E-7)\times T^{3}+(4.3055E-10)\times T^{4}}$ Capacité thermique du gaz en J·mol-1·K-1 et température en kelvins, de 298 à 1 000 K. Valeurs calculées : 172,107 J·mol-1·K-1 à 25 °C. T (K) T (°C) Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kmol\times K}})}$ Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kg\times K}})}$ 298 24,85 172 024 988 344 70,85 196 912 1 131 368 94,85 209 344 1 202 391 117,85 220 874 1 268 415 141,85 232 481 1 335 438 164,85 243 184 1 396 461 187,85 253 462 1 455 485 211,85 263 723 1 514 508 234,85 273 106 1 568 532 258,85 282 421 1 622 555 281,85 290 892 1 670 578 304,85 298 919 1 716 602 328,85 306 826 1 762 625 351,85 313 964 1 803 649 375,85 320 964 1 843 T (K) T (°C) Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kmol\times K}})}$ Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kg\times K}})}$ 672 398,85 327 258 1 879 695 421,85 333 164 1 913 719 445,85 338 933 1 946 742 468,85 344 109 1 976 766 492,85 349 170 2 005 789 515,85 353 723 2 031 812 538,85 358 018 2 056 836 562,85 362 262 2 080 859 585,85 366 139 2 102 883 609,85 370 032 2 125 906 632,85 373 661 2 146 929 655,85 377 236 2 166 953 679,85 380 964 2 187 976 702,85 384 588 2 208 1 000 726,85 388 482 2 231
Précautions
SGH[5]
Danger H315, H317, H319, H330, H334, H335, H351 et H412 H315 : Provoque une irritation cutanée H317 : Peut provoquer une allergie cutanée H319 : Provoque une sévère irritation des yeux H330 : Mortel par inhalation H334 : Peut provoquer des symptômes allergiques ou d'asthme ou des difficultés respiratoires par inhalation H335 : Peut irriter les voies respiratoires H351 : Susceptible de provoquer le cancer (indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger) H412 : Nocif pour les organismes aquatiques, entraîne des effets à long terme
SIMDUT[6]
D1A, D2A, D2B, D1A : Matière très toxique ayant des effets immédiats graves Transport des marchandises dangereuses : classe 6.1 groupe II D2A : Matière très toxique ayant d'autres effets toxiques cancérogénicité : CIRC groupe 2B; sensibilisation des voies respiratoires chez l'humain D2B : Matière toxique ayant d'autres effets toxiques irritation des yeux chez l'animal; irritation de la peau chez l'animal; sensibilisation de la peau chez l'humain Divulgation à 0,1 % selon la liste de divulgation des ingrédients
Transport
60    2078    Code Kemler : 60 : matière toxique ou présentant un degré mineur de toxicité Numéro ONU : 2078 : DIISOCYANATE DE TOLUÈNE Classe : 6.1 Code de classification : T1 : Matières toxiques sans risque subsidiaire : Organiques, liquides ; Étiquette : 6.1 : Matières toxiques Emballage : Groupe d'emballage II : matières moyennement dangereuses ;
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
modifier

isomères du TDI

Production

Le TDI est produit industriellement en faisant réagir du diaminotoluène (en fait un mélange de 2,4-diaminotoluène et de 2,6-diaminotoluène dans un ratio 80:20) avec du phosgène (COCl₂), ce qui conduit au TDI avec une production secondaire de chlorure d'hydrogène HCl.

Formulation

Il est généralement commercialisé sous forme d'un mélange de 80 % de 2,4-diisocyanate de toluylène et de 20 % de 2,6-diisocyantate de toluylène^[7].

Usages

Il sert à fabriquer des mousses expansées, molles, semi-rigides ou rigides de polyuréthane, des adhésifs, peintures, enduits souples, élastomères, etc.

Toxicologie

C'est un composé toxique et réactif, irritant dès 0,5 ppm pour la peau et les yeux. Il a des effets broncho-pulmonaires possibles dès 0,001 ppm. Ce produit doit être manipulé avec précaution. Les intoxications sont principalement dues à son inhalation et moindrement au passage transcutané. Chez le sujet non-sensibilisé, les premiers symptômes peuvent apparaître plusieurs heures après l'exposition (qui est le plus souvent l'inhalation).

Chez des asthmatiques exposés 1 heure à 0,01 à 0,02 ppm dans l'air inhalé, il entraîne une hyperactivité bronchique puis une obstruction bronchique. Un contact répété avec la peau ou une inhalation répétée peuvent entraîner une sensibilisation, des eczémas de contact puis des allergies graves (asthme allergique, allergies de contact avec œdème, crise dyspnéique, syndrome pseudo-grippal (6 à 8 h après exposition), éventuelle urticaire généralisée et parfois choc anaphylactique pouvant entraîner la mort). Des sensibilisations croisées avec d'autres isocyanates ainsi que des blépharoconjonctivites (probablement également allergiques) ont été signalées, de même que des opacités micronodulaires et réticulomicronodulaires visibles sur la radiographie des poumons. Une exposition à moins de 0,05 ppm suffit alors à déclencher une crise brutale (dès 0,001 ppm dans certains cas). Une fibrose interstitielle diffuse peut suivre, si l'exposition se répète, avec toux, dyspnée d'effort et fréquentes surinfections bronchiques. Un effet mutagène a été observé, mais le nombre de personnes testées était insuffisant pour corréler.

Modèle animal :

• Ingéré chez le rat, il produit à long terme des cancers (de même que son sous-produit le TFA), et des lésions gastrointestinales et du foie, une léthargie et des diarrhées. Des cristaux blancs sont observés dans l'estomac à la nécropsie, ainsi qu'une coloration rouge foncé des poumons.
• Inhalé à forte dose par la souris ou le rat, il produit une hypersalivation, une léthargie puis la mort. Une exposition subaiguë tue quelques individus à moyen terme et tous à terme, par étouffement, les bronches se bouchant à cause du tissu muqueux se décollant de la trachée. Le TDI ne semble pas avoir d'effet sur la fertilité. On observe un moindre poids chez les jeunes issus d'une mère soumise au TDI.

La majorité du TDI inhalé et passé dans l'organisme se conjugue aux molécules organiques. Le reste est métabolisé en TDA (toluène diamine) ou en produits acétylés qui seront excrétés dans les urines mais surtout via les fèces.

Toute exposition directe au TDI ou à ses vapeurs doit être évitée.

Notes et références

1. DIISOCYANATE DE TOLUENE, Fiches internationales de sécurité chimique
2. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
3. (en) James E. Mark, Physical Properties of Polymer Handbook, Springer, 2007, 2^e éd., 1076 p. (ISBN 978-0-387-69002-5 et 0-387-69002-6, lire en ligne), p. 294
4. (en) Carl L. Yaws, Handbook of Thermodynamic Diagrams, vol. 3, Huston, Texas, Gulf Pub. Co., 1996 (ISBN 0-88415-859-4)
5. Numéro index 615-006-00-4 dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE N° 1272/2008 (16 décembre 2008)
6. « Diisocyanate-2,4 de toluène » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009
7. Source : Fiche INRS, citée en liens externes de cet article

Bibliographie

D.C. Allport et D.S. Gilbert (Ed.), MDI and TDI: Safety, Health and the Environment, John Wiley & Sons. Ltd., 2003, (ISBN 0-471-95812-3)

Liens externes

• (fr) Fiche informative, CHU de Rouen
• (fr) Fiche toxicologique de l'INRS sur le Diisocyanate de toluène

Articles connexes

• 4,4'-Diisocyanate de diphénylméthylène
• isocyanate
• monomère
• Rhodia

• Portail de la chimie