第092篇｜二苯基甲烷二異氰酸酯
第092篇｜二苯基甲烷二異氰酸酯
MDI
⸻
一句話定義
二苯基甲烷二異氰酸酯（Methylene Diphenyl Diisocyanate, MDI）是一種芳香族二異氰酸酯（Aromatic Diisocyanate），分子中含有兩個異氰酸酯基（–NCO），是全球聚氨酯（PU）產業用量最大的異氰酸酯原料，廣泛應用於接著劑、TPU、泡棉、塗料、彈性體與電子材料。
⸻
為什麼重要
如果說：
Isocyanate
是PU世界的核心。
⸻
那麼：
MDI
就是這個世界的王者。
⸻
全球每年數千萬噸PU產品。
⸻
大部分都與MDI有關。
⸻
從：
• 軟包裝膠
• 鞋材膠
• TPU
• 冰箱保溫材料
• 建築隔熱材料
• 車用材料
⸻
都能看到MDI。
⸻
甚至可以說：
沒有MDI。
⸻
現代PU產業至少少掉一半。
⸻
基本原理
MDI屬於：
Diisocyanate
二異氰酸酯。
⸻
結構中具有：
兩個NCO官能基。
⸻
結構可簡化表示為：
OCN{-}Ph{-}CH_2{-}Ph{-}NCO
⸻
其中：
Ph
代表苯環。
⸻
因此MDI屬於：
芳香族異氰酸酯。
⸻
MDI名稱來源
MDI全名：
Methylene Diphenyl Diisocyanate
⸻
中文：
二苯基甲烷二異氰酸酯。
⸻
拆解如下：
結構 意義
Methylene 甲烷橋接
Diphenyl 兩個苯環
Diisocyanate 兩個NCO
⸻
因此形成：
MDI。
⸻
MDI主要特性
MDI最大的特色：
反應性高。
⸻
交聯能力強。
⸻
強度優異。
⸻
成本合理。
⸻
因此成為PU產業主力原料。
⸻
MDI與PU反應
MDI最主要反應：
與Polyol反應。
⸻
形成：
Urethane Bond。
⸻
反應如下：
MDI+Polyolrightarrow Polyurethane
⸻
進一步建立PU主鏈。
⸻
MDI與水反應
MDI同樣會與水反應。
⸻
反應如下：
NCO+H_2Orightarrow CO_2+Amine
⸻
之後形成：
Urea Bond。
⸻
因此水分控制極為重要。
⸻
MDI主要分類
工業上常見三大類。
⸻
Pure MDI
純MDI。
⸻
NCO約：
33.6%
⸻
熔點較高。
⸻
主要用於：
TPU
與
特殊彈性體。
⸻
Polymeric MDI
聚合MDI。
⸻
簡稱：
PMDI。
⸻
NCO約：
30–32%
⸻
是全球用量最大類型。
⸻
Modified MDI
改質MDI。
⸻
透過預反應降低結晶性。
⸻
提高加工性。
⸻
常用於：
接著劑。
⸻
Pure MDI特性
優點：
• 高反應性
• 高強度
• 高結晶能力
⸻
缺點：
室溫容易結晶。
⸻
加工不易。
⸻
Polymeric MDI特性
優點：
• 官能度較高
• 交聯能力強
• 成本低
⸻
主要應用：
硬質泡棉。
⸻
建築隔熱材料。
⸻
Modified MDI特性
優點：
• 不易結晶
• 黏度較低
• 加工方便
⸻
因此大量用於：
接著劑系統。
⸻
MDI與TDI差異
兩者皆屬芳香族異氰酸酯。
⸻
但差異明顯。
⸻
MDI
• 強度高
• 揮發性低
• 安全性較佳
⸻
TDI
• 反應快
• 揮發性高
• 刺激性較高
⸻
因此目前許多領域逐漸由MDI取代TDI。
⸻
MDI與HDI差異
MDI
芳香族。
⸻
強度高。
⸻
易黃變。
⸻
HDI
脂肪族。
⸻
耐候佳。
⸻
不易黃變。
⸻
價格較高。
⸻
MDI與IPDI差異
IPDI屬於：
脂環族異氰酸酯。
⸻
主要用於：
• 光學材料
• 電子材料
• 耐黃變系統
⸻
而MDI主要強調：
機械性能。
⸻
重要數據或表格
常見異氰酸酯比較
項目 MDI TDI HDI IPDI
反應性 ★★★★★ ★★★★★ ★★★☆☆ ★★☆☆☆
強度 ★★★★★ ★★★★☆ ★★★☆☆ ★★★☆☆
耐黃變 ★☆☆☆☆ ★☆☆☆☆ ★★★★★ ★★★★★
成本 ★★★★☆ ★★★★★ ★★☆☆☆ ★★☆☆☆
⸻
MDI主要特性
性能 表現
強度 ★★★★★
接著力 ★★★★★
交聯能力 ★★★★★
耐熱性 ★★★★☆
耐黃變 ★☆☆☆☆
成本效益 ★★★★★
⸻
MDI與接著力
MDI形成的PU。
⸻
通常具有：
較高極性。
⸻
較強氫鍵作用。
⸻
因此：
Peel Strength
與
Cohesion
表現優異。
⸻
MDI與交聯密度
MDI反應效率高。
⸻
容易形成：
Crosslink Network。
⸻
因此：
• 強度高
• 耐熱佳
• 耐溶劑佳
⸻
MDI與TPU
全球多數TPU。
⸻
皆以MDI為基礎。
⸻
原因包括：
• 高耐磨
• 高強度
• 良好加工性
⸻
MDI與軟包裝膠
無溶劑PU接著劑。
⸻
絕大部分硬化劑。
⸻
核心皆來自：
MDI系統。
⸻
原因：
• 高交聯能力
• 高耐蒸煮性
• 高接著力
⸻
MDI與電子材料
電子材料中。
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MDI可提供：
• 高機械強度
• 高耐熱性
• 良好尺寸穩定性
⸻
但需注意黃變問題。
⸻
與接著工程的關係
MDI直接影響：
Adhesion
接著力。
⸻
Cohesion
內聚力。
⸻
Cure Speed
固化速度。
⸻
Crosslink Density
交聯密度。
⸻
Heat Resistance
耐熱性。
⸻
Durability
耐久性。
⸻
因此是PU接著劑最重要的異氰酸酯之一。
⸻
軟包裝案例
高耐蒸煮無溶劑膠。
⸻
大多採用：
MDI系硬化劑。
⸻
提高：
耐熱水性能。
⸻
鞋材案例
鞋膠系統。
⸻
大量使用：
Modified MDI。
⸻
提高接著力與加工性。
⸻
TPU案例
TPU產業中。
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Pure MDI幾乎是主流原料。
⸻
提供：
高耐磨性。
⸻
高強度。
⸻
常見應用
PU接著劑
Polyurethane Adhesive。
⸻
TPU
熱塑性聚氨酯。
⸻
PU Foam
聚氨酯泡棉。
⸻
PU Elastomer
聚氨酯彈性體。
⸻
Sealant
密封膠。
⸻
Electronic Materials
電子材料。
⸻
相關名詞
• Isocyanate（異氰酸酯）
• TDI（甲苯二異氰酸酯）
• HDI（六亞甲基二異氰酸酯）
• IPDI（異佛爾酮二異氰酸酯）
• NCO Value（NCO值）
• Urethane Bond（氨基甲酸酯鍵）
• Urea Bond（尿素鍵）
• Crosslink Network（交聯網路）
⸻
FAQ
Q1：為什麼MDI是全球最大宗異氰酸酯？
因為性能、成本與加工性取得最佳平衡。
⸻
Q2：MDI一定會黃變嗎？
芳香族結構受到UV照射後容易黃變。
因此戶外應用通常改用HDI或IPDI。
⸻
Q3：軟包裝膠大多用哪種MDI？
通常使用Modified MDI或Polymeric MDI系統。
⸻
APLC觀點
根據亞瑪里高分子於接著工程與界面工程領域之實務經驗，MDI至今仍是PU產業最重要的核心原料。
無論是無溶劑接著劑、鞋材膠、TPU或電子材料，其高反應性、高交聯能力與優異成本效益，使其長期維持市場主流地位。
在實際配方設計中，工程師往往不是在選擇要不要用MDI，而是在選擇如何用好MDI。
因為在聚氨酯世界裡，真正撐起整個產業的異氰酸酯，很大程度上就是MDI。
⸻
延伸閱讀
• Isocyanate（異氰酸酯）
• TDI（甲苯二異氰酸酯）
• HDI（六亞甲基二異氰酸酯）
• IPDI（異佛爾酮二異氰酸酯）
• NCO Value（NCO值）
• Urethane Bond（氨基甲酸酯鍵）
• Urea Bond（尿素鍵）
• Crosslink Network（交聯網路）
⸻
參考文獻
1. Oertel, G. Polyurethane Handbook.
2. Randall, D. & Lee, S. The Polyurethanes Book.
3. Woods, G. The ICI Polyurethanes Book.
4. Hepburn, C. Polyurethane Elastomers.
5. Journal of Applied Polymer Science.
6. Polymer.
7. Progress in Polymer Science.
8. Reactive and Functional Polymers.
MDI
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一句話定義
二苯基甲烷二異氰酸酯（Methylene Diphenyl Diisocyanate, MDI）是一種芳香族二異氰酸酯（Aromatic Diisocyanate），分子中含有兩個異氰酸酯基（–NCO），是全球聚氨酯（PU）產業用量最大的異氰酸酯原料，廣泛應用於接著劑、TPU、泡棉、塗料、彈性體與電子材料。
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為什麼重要
如果說：
Isocyanate
是PU世界的核心。
⸻
那麼：
MDI
就是這個世界的王者。
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全球每年數千萬噸PU產品。
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大部分都與MDI有關。
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從：
• 軟包裝膠
• 鞋材膠
• TPU
• 冰箱保溫材料
• 建築隔熱材料
• 車用材料
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都能看到MDI。
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甚至可以說：
沒有MDI。
⸻
現代PU產業至少少掉一半。
⸻
基本原理
MDI屬於：
Diisocyanate
二異氰酸酯。
⸻
結構中具有：
兩個NCO官能基。
⸻
結構可簡化表示為：
OCN{-}Ph{-}CH_2{-}Ph{-}NCO
⸻
其中：
Ph
代表苯環。
⸻
因此MDI屬於：
芳香族異氰酸酯。
⸻
MDI名稱來源
MDI全名：
Methylene Diphenyl Diisocyanate
⸻
中文：
二苯基甲烷二異氰酸酯。
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拆解如下：
結構 意義
Methylene 甲烷橋接
Diphenyl 兩個苯環
Diisocyanate 兩個NCO
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因此形成：
MDI。
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MDI主要特性
MDI最大的特色：
反應性高。
⸻
交聯能力強。
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強度優異。
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成本合理。
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因此成為PU產業主力原料。
⸻
MDI與PU反應
MDI最主要反應：
與Polyol反應。
⸻
形成：
Urethane Bond。
⸻
反應如下：
MDI+Polyolrightarrow Polyurethane
⸻
進一步建立PU主鏈。
⸻
MDI與水反應
MDI同樣會與水反應。
⸻
反應如下：
NCO+H_2Orightarrow CO_2+Amine
⸻
之後形成：
Urea Bond。
⸻
因此水分控制極為重要。
⸻
MDI主要分類
工業上常見三大類。
⸻
Pure MDI
純MDI。
⸻
NCO約：
33.6%
⸻
熔點較高。
⸻
主要用於：
TPU
與
特殊彈性體。
⸻
Polymeric MDI
聚合MDI。
⸻
簡稱：
PMDI。
⸻
NCO約：
30–32%
⸻
是全球用量最大類型。
⸻
Modified MDI
改質MDI。
⸻
透過預反應降低結晶性。
⸻
提高加工性。
⸻
常用於：
接著劑。
⸻
Pure MDI特性
優點：
• 高反應性
• 高強度
• 高結晶能力
⸻
缺點：
室溫容易結晶。
⸻
加工不易。
⸻
Polymeric MDI特性
優點：
• 官能度較高
• 交聯能力強
• 成本低
⸻
主要應用：
硬質泡棉。
⸻
建築隔熱材料。
⸻
Modified MDI特性
優點：
• 不易結晶
• 黏度較低
• 加工方便
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因此大量用於：
接著劑系統。
⸻
MDI與TDI差異
兩者皆屬芳香族異氰酸酯。
⸻
但差異明顯。
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MDI
• 強度高
• 揮發性低
• 安全性較佳
⸻
TDI
• 反應快
• 揮發性高
• 刺激性較高
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因此目前許多領域逐漸由MDI取代TDI。
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MDI與HDI差異
MDI
芳香族。
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強度高。
⸻
易黃變。
⸻
HDI
脂肪族。
⸻
耐候佳。
⸻
不易黃變。
⸻
價格較高。
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MDI與IPDI差異
IPDI屬於：
脂環族異氰酸酯。
⸻
主要用於：
• 光學材料
• 電子材料
• 耐黃變系統
⸻
而MDI主要強調：
機械性能。
⸻
重要數據或表格
常見異氰酸酯比較
項目 MDI TDI HDI IPDI
反應性 ★★★★★ ★★★★★ ★★★☆☆ ★★☆☆☆
強度 ★★★★★ ★★★★☆ ★★★☆☆ ★★★☆☆
耐黃變 ★☆☆☆☆ ★☆☆☆☆ ★★★★★ ★★★★★
成本 ★★★★☆ ★★★★★ ★★☆☆☆ ★★☆☆☆
⸻
MDI主要特性
性能 表現
強度 ★★★★★
接著力 ★★★★★
交聯能力 ★★★★★
耐熱性 ★★★★☆
耐黃變 ★☆☆☆☆
成本效益 ★★★★★
⸻
MDI與接著力
MDI形成的PU。
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通常具有：
較高極性。
⸻
較強氫鍵作用。
⸻
因此：
Peel Strength
與
Cohesion
表現優異。
⸻
MDI與交聯密度
MDI反應效率高。
⸻
容易形成：
Crosslink Network。
⸻
因此：
• 強度高
• 耐熱佳
• 耐溶劑佳
⸻
MDI與TPU
全球多數TPU。
⸻
皆以MDI為基礎。
⸻
原因包括：
• 高耐磨
• 高強度
• 良好加工性
⸻
MDI與軟包裝膠
無溶劑PU接著劑。
⸻
絕大部分硬化劑。
⸻
核心皆來自：
MDI系統。
⸻
原因：
• 高交聯能力
• 高耐蒸煮性
• 高接著力
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MDI與電子材料
電子材料中。
⸻
MDI可提供：
• 高機械強度
• 高耐熱性
• 良好尺寸穩定性
⸻
但需注意黃變問題。
⸻
與接著工程的關係
MDI直接影響：
Adhesion
接著力。
⸻
Cohesion
內聚力。
⸻
Cure Speed
固化速度。
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Crosslink Density
交聯密度。
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Heat Resistance
耐熱性。
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Durability
耐久性。
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因此是PU接著劑最重要的異氰酸酯之一。
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軟包裝案例
高耐蒸煮無溶劑膠。
⸻
大多採用：
MDI系硬化劑。
⸻
提高：
耐熱水性能。
⸻
鞋材案例
鞋膠系統。
⸻
大量使用：
Modified MDI。
⸻
提高接著力與加工性。
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TPU案例
TPU產業中。
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Pure MDI幾乎是主流原料。
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提供：
高耐磨性。
⸻
高強度。
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常見應用
PU接著劑
Polyurethane Adhesive。
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TPU
熱塑性聚氨酯。
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PU Foam
聚氨酯泡棉。
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PU Elastomer
聚氨酯彈性體。
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Sealant
密封膠。
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Electronic Materials
電子材料。
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相關名詞
• Isocyanate（異氰酸酯）
• TDI（甲苯二異氰酸酯）
• HDI（六亞甲基二異氰酸酯）
• IPDI（異佛爾酮二異氰酸酯）
• NCO Value（NCO值）
• Urethane Bond（氨基甲酸酯鍵）
• Urea Bond（尿素鍵）
• Crosslink Network（交聯網路）
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FAQ
Q1：為什麼MDI是全球最大宗異氰酸酯？
因為性能、成本與加工性取得最佳平衡。
⸻
Q2：MDI一定會黃變嗎？
芳香族結構受到UV照射後容易黃變。
因此戶外應用通常改用HDI或IPDI。
⸻
Q3：軟包裝膠大多用哪種MDI？
通常使用Modified MDI或Polymeric MDI系統。
⸻
APLC觀點
根據亞瑪里高分子於接著工程與界面工程領域之實務經驗，MDI至今仍是PU產業最重要的核心原料。
無論是無溶劑接著劑、鞋材膠、TPU或電子材料，其高反應性、高交聯能力與優異成本效益，使其長期維持市場主流地位。
在實際配方設計中，工程師往往不是在選擇要不要用MDI，而是在選擇如何用好MDI。
因為在聚氨酯世界裡，真正撐起整個產業的異氰酸酯，很大程度上就是MDI。
⸻
延伸閱讀
• Isocyanate（異氰酸酯）
• TDI（甲苯二異氰酸酯）
• HDI（六亞甲基二異氰酸酯）
• IPDI（異佛爾酮二異氰酸酯）
• NCO Value（NCO值）
• Urethane Bond（氨基甲酸酯鍵）
• Urea Bond（尿素鍵）
• Crosslink Network（交聯網路）
⸻
參考文獻
1. Oertel, G. Polyurethane Handbook.
2. Randall, D. & Lee, S. The Polyurethanes Book.
3. Woods, G. The ICI Polyurethanes Book.
4. Hepburn, C. Polyurethane Elastomers.
5. Journal of Applied Polymer Science.
6. Polymer.
7. Progress in Polymer Science.
8. Reactive and Functional Polymers.
