L’hexaméthylène diisocyanate (HDI) est un liquide limpide, de couleur jaune pâle, caractérisé par une odeur légèrement piquante. Il est peu soluble dans l’eau et réagit lentement en milieu aqueux. À température ambiante, sa densité relative est d’environ 1.05. Ses principales températures de transition de phase comprennent une plage d’ébullition de 255–261°C et un point de congélation ou de fusion compris entre -67 et -55°C. Selon les données de pression de vapeur, la concentration saturante de HDI est de 46 mg/m³ à 20°C et de 137 mg/m³ à 30°C.

En tant que polyisocyanate aliphatique, le HDI est principalement utilisé dans la fabrication de produits en polyuréthane présentant une bonne résistance au jaunissement. Comparé aux diisocyanates aromatiques, il est moins réactif. L’absence de cycles aromatiques dans le HDI permet d’obtenir des élastomères de polyuréthane de dureté et de résistance modérées, ainsi que de bonne flexibilité. Le HDI est inflammable et insoluble dans l’eau froide, mais se dissout dans des solvants organiques tels que le benzène, le toluène et le chlorobenzène. Ses propriétés physiques comprennent un point de fusion de -67°C, une densité relative de 1.04, un point d’ébullition de 130–132°C à 99,725 Pa, un point d’éclair de 140°C et un indice de réfraction de 1.4530. Le HDI réagit avec les alcools, les acides et les amines, tandis que le contact avec l’eau ou les bases provoque sa décomposition. En présence de chlorures métalliques, notamment de cuivre ou de fer, il peut également subir une polymérisation.

Matières premières diisocyanates couramment utilisées

1. Le diisocyanate d’isophorone (IPDI) est un diisocyanate aliphatique haute performance. L’IPDI disponible dans le commerce est un mélange d’isomères cis et trans et se présente sous la forme d’un liquide incolore à jaune pâle à température ambiante. Les deux groupes isocyanate de l’IPDI présentent des réactivités différentes : le groupe isocyanate primaire est plus réactif en présence d’un catalyseur amine, tandis que le groupe isocyanate secondaire est plus réactif avec un catalyseur organostannique.

2. Le diisocyanate de toluène (TDI) est généralement un mélange de diisocyanate de 2,4-toluène et de diisocyanate de 2,6-toluène, le premier représentant habituellement 80 % de la composition. Les réactivités des groupes isocyanate en positions ortho et para du 2,4-TDI diffèrent considérablement ; cette différence peut être exploitée pour synthétiser des adduits contenant des groupes isocyanate. La réactivité relative de ces positions varie avec la température : à haute température (au-dessus de 100°C), leurs réactivités tendent à s’égaliser. Bien que le TDI soit très toxique, il est peu coûteux et constitue le diisocyanate le plus largement utilisé.

3. Le diisocyanate de diphénylméthane (MDI), comme le TDI, est un diisocyanate aromatique également utilisé en grandes quantités.

4. Le diisocyanate de xylylène (XDI), bien qu’il contienne un cycle benzénique, est classé comme diisocyanate aliphatique.

5. L’hexaméthylène diisocyanate (HDI) est un diisocyanate aliphatique qui, comme le TDI, présente une pression de vapeur élevée et une forte toxicité.

6. Le diisocyanate de dicyclohexylméthane (H12MDI) est un diisocyanate aliphatique couramment utilisé. Parmi les polyisocyanates mentionnés ci-dessus, le TDI et le MDI sont aromatiques ; ils sont nettement plus réactifs que leurs homologues aliphatiques, ce qui entraîne des vitesses de réaction beaucoup plus élevées, bien que les films de peinture obtenus aient tendance à jaunir. Le jaunissement est dû à la présence de groupes amine libres ; des amines aromatiques peuvent se former soit par réaction des isocyanates avec l’eau, soit par photolyse des liaisons uréthane, puis former des structures quinonoïdes au contact de l’oxygène.

Paramètres

Le HDI est le monomère le plus important parmi les diisocyanates aliphatiques (ADI) et représente environ 60 % de la demande totale en ADI. La majeure partie du HDI est transformée en biuret de HDI ou en trimère de HDI. Le HDI et ses dérivés biuret et trimère sont des matières premières importantes pour la fabrication de revêtements en polyuréthane et d’élastomères de polyuréthane.

Les revêtements en polyuréthane à base de HDI, de biuret de HDI ou de trimère de HDI offrent une excellente résistance aux intempéries et au jaunissement. Ils sont donc largement utilisés dans diverses industries, notamment l’aérospatiale, l’automobile, la construction, la finition du bois, les plastiques et le traitement du cuir. En outre, ces dérivés sont utilisés comme agents de réticulation pour les résines alkydes siccatives et comme matières premières pour les fibres synthétiques. Ils sont également utilisés dans la production de revêtements en polyuréthane aliphatique et comme agents de finition du cuir.