第093篇｜甲苯二異氰酸酯
第093篇｜甲苯二異氰酸酯
TDI
⸻
一句話定義
甲苯二異氰酸酯（Toluene Diisocyanate, TDI）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），具有極高反應活性與優異加工性，是聚氨酯泡棉、彈性體與部分接著劑系統的重要原料之一。
⸻
為什麼重要
如果說：
MDI
是PU世界的王者。
⸻
那麼：
TDI
就是PU世界的先驅者。
⸻
在MDI尚未全面普及之前。
⸻
TDI幾乎主導了整個聚氨酯產業。
⸻
尤其在：
• 軟質泡棉
• 高回彈泡棉
• 汽車座椅
• 寢具材料
領域。
⸻
至今仍有極大市場規模。
⸻
很多人每天接觸的：
沙發。
⸻
床墊。
⸻
汽車椅墊。
⸻
裡面都可能藏著TDI的身影。
⸻
基本原理
TDI屬於：
Diisocyanate
二異氰酸酯。
⸻
具有兩個NCO官能基。
⸻
典型結構如下：
CH_3{-}C_6H_3(NCO)_2
⸻
其中：
CH₃
代表甲基。
⸻
C₆H₃
代表苯環。
⸻
因此屬於：
芳香族異氰酸酯。
⸻
TDI名稱來源
Toluene
↓
甲苯。
⸻
Diisocyanate
↓
二異氰酸酯。
⸻
因此稱為：
Toluene Diisocyanate。
⸻
簡稱：
TDI。
⸻
TDI主要異構體
工業上主要存在兩種異構體：
2,4-TDI
最常見。
⸻
反應性較高。
⸻
2,6-TDI
反應性較低。
⸻
工業產品通常為混合物。
⸻
常見商品規格
TDI-80
最常見。
⸻
組成：
80% 2,4-TDI
20% 2,6-TDI
⸻
TDI-65
較少見。
⸻
組成：
65% 2,4-TDI
35% 2,6-TDI
⸻
TDI與Polyol反應
TDI最主要用途。
⸻
與Polyol反應形成：
Polyurethane。
⸻
反應如下：
TDI+Polyolrightarrow Polyurethane
⸻
形成大量：
Urethane Bond。
⸻
建立PU結構。
⸻
TDI最大的特色
TDI最大優勢：
反應速度快。
⸻
由於苯環結構影響。
⸻
NCO活性極高。
⸻
因此：
固化快。
⸻
反應效率高。
⸻
加工容易。
⸻
TDI與MDI比較
雖然兩者皆為芳香族異氰酸酯。
⸻
但差異相當明顯。
⸻
TDI
• 揮發性高
• 黏度低
• 反應快
⸻
MDI
• 揮發性低
• 強度高
• 安全性較佳
⸻
因此近年部分應用逐漸由MDI取代。
⸻
TDI與揮發性
TDI的重要特徵：
揮發性較高。
⸻
室溫即可產生蒸氣。
⸻
因此生產過程需注意：
• 通風
• 防護設備
• 暴露控制
⸻
這也是近年工業界逐漸降低TDI使用比例的原因之一。
⸻
TDI與泡棉產業
全球TDI最大應用。
⸻
其實不是接著劑。
⸻
而是：
Flexible Foam
軟質泡棉。
⸻
包括：
• 沙發
• 床墊
• 汽車座椅
⸻
均大量使用TDI系統。
⸻
TDI與回彈性
TDI形成的PU。
⸻
具有優異：
• 回彈性
• 柔軟性
• 舒適性
⸻
因此特別適合：
軟質泡棉。
⸻
TDI與強度
雖然TDI反應快。
⸻
但一般而言：
最終強度略低於MDI系統。
⸻
尤其在：
高交聯結構。
⸻
耐熱需求。
⸻
MDI通常更有優勢。
⸻
TDI與耐黃變
由於屬於：
芳香族異氰酸酯。
⸻
因此：
容易黃變。
⸻
紫外線照射後。
⸻
顏色可能逐漸變黃。
⸻
因此不適合：
透明塗層。
⸻
高耐候需求。
⸻
TDI與耐候性
戶外環境中。
⸻
TDI系統通常不如：
HDI
與
IPDI。
⸻
因此戶外塗料較少使用。
⸻
TDI與TPU
早期TPU曾大量使用TDI。
⸻
但近年多改用：
MDI。
⸻
原因包括：
• 強度較高
• 安全性較佳
• 黃變較少
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TDI與接著劑
部分溶劑型PU膠。
⸻
仍可見TDI系統。
⸻
尤其在：
快速反應需求。
⸻
低黏度需求。
⸻
場合中。
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重要數據或表格
常見異氰酸酯比較
項目 TDI MDI HDI IPDI
反應性 ★★★★★ ★★★★★ ★★★☆☆ ★★☆☆☆
揮發性 ★★★★★ ★★☆☆☆ ★★☆☆☆ ★★☆☆☆
強度 ★★★★☆ ★★★★★ ★★★☆☆ ★★★☆☆
耐黃變 ★☆☆☆☆ ★☆☆☆☆ ★★★★★ ★★★★★
⸻
TDI主要特性
性能 表現
反應速度 ★★★★★
流動性 ★★★★★
回彈性 ★★★★★
強度 ★★★★☆
耐候性 ★☆☆☆☆
耐黃變 ★☆☆☆☆
⸻
TDI與NCO含量
理論NCO含量約：
48.3%sim48.5%
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高於MDI。
⸻
因此反應能力相當強。
⸻
TDI與交聯密度
TDI反應活性高。
⸻
容易形成：
Crosslink Network。
⸻
因此可快速建立結構強度。
⸻
TDI與電子材料
電子材料較少使用TDI。
⸻
主要原因：
• 黃變
• 揮發性
• 長期穩定性
⸻
通常改用：
MDI
或
IPDI。
⸻
與接著工程的關係
TDI直接影響：
Cure Speed
固化速度。
⸻
Adhesion
接著力。
⸻
Flexibility
柔韌性。
⸻
Processability
加工性。
⸻
Rebound
回彈性。
⸻
Cost Efficiency
成本效益。
⸻
因此在部分PU系統中仍具有重要地位。
⸻
泡棉案例
床墊泡棉。
⸻
汽車座椅。
⸻
高回彈泡棉。
⸻
幾乎都是TDI主要市場。
⸻
接著劑案例
部分鞋材膠。
⸻
部分工業PU膠。
⸻
仍使用TDI預聚物系統。
⸻
TPU案例
早期TPU常使用TDI。
⸻
現今大部分已改用MDI系統。
⸻
常見應用
Flexible Foam
軟質泡棉。
⸻
PU Adhesive
聚氨酯接著劑。
⸻
PU Elastomer
聚氨酯彈性體。
⸻
Automotive Foam
汽車泡棉。
⸻
Bedding Foam
床墊泡棉。
⸻
Cushion Materials
緩衝材料。
⸻
相關名詞
• Isocyanate（異氰酸酯）
• MDI（二苯基甲烷二異氰酸酯）
• HDI（六亞甲基二異氰酸酯）
• IPDI（異佛爾酮二異氰酸酯）
• NCO Content（NCO含量）
• Polyurethane（聚氨酯）
• Urethane Bond（氨基甲酸酯鍵）
• Crosslink Network（交聯網路）
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FAQ
Q1：TDI與MDI誰比較常用？
目前全球總體而言MDI用量已超越TDI。
⸻
Q2：為什麼TDI容易黃變？
因為芳香族結構受到UV照射後容易產生光氧化反應。
⸻
Q3：TDI最大的優勢是什麼？
反應快、流動性佳、回彈性能優異。
⸻
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，TDI雖然在部分高性能接著劑與TPU領域逐漸被MDI取代，但在軟質泡棉與高回彈材料市場中仍具有不可取代的重要地位。
其高反應性、低黏度與優異回彈特性，使其在舒適材料領域持續保持競爭力。
在PU發展史上，TDI不只是重要原料，更是推動整個聚氨酯工業快速成長的關鍵角色之一。
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延伸閱讀
• Isocyanate（異氰酸酯）
• MDI（二苯基甲烷二異氰酸酯）
• HDI（六亞甲基二異氰酸酯）
• IPDI（異佛爾酮二異氰酸酯）
• NCO Content（NCO含量）
• Polyurethane（聚氨酯）
• Urethane Bond（氨基甲酸酯鍵）
• Crosslink Network（交聯網路）
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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. Saunders, J.H. & Frisch, K.C. Polyurethanes: Chemistry and Technology.
5. Journal of Applied Polymer Science.
6. Polymer.
7. Progress in Polymer Science.
8. Reactive and Functional Polymers.
TDI
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一句話定義
甲苯二異氰酸酯（Toluene Diisocyanate, TDI）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），具有極高反應活性與優異加工性，是聚氨酯泡棉、彈性體與部分接著劑系統的重要原料之一。
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為什麼重要
如果說：
MDI
是PU世界的王者。
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那麼：
TDI
就是PU世界的先驅者。
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在MDI尚未全面普及之前。
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TDI幾乎主導了整個聚氨酯產業。
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尤其在：
• 軟質泡棉
• 高回彈泡棉
• 汽車座椅
• 寢具材料
領域。
⸻
至今仍有極大市場規模。
⸻
很多人每天接觸的：
沙發。
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床墊。
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汽車椅墊。
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裡面都可能藏著TDI的身影。
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基本原理
TDI屬於：
Diisocyanate
二異氰酸酯。
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具有兩個NCO官能基。
⸻
典型結構如下：
CH_3{-}C_6H_3(NCO)_2
⸻
其中：
CH₃
代表甲基。
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C₆H₃
代表苯環。
⸻
因此屬於：
芳香族異氰酸酯。
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TDI名稱來源
Toluene
↓
甲苯。
⸻
Diisocyanate
↓
二異氰酸酯。
⸻
因此稱為：
Toluene Diisocyanate。
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簡稱：
TDI。
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TDI主要異構體
工業上主要存在兩種異構體：
2,4-TDI
最常見。
⸻
反應性較高。
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2,6-TDI
反應性較低。
⸻
工業產品通常為混合物。
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常見商品規格
TDI-80
最常見。
⸻
組成：
80% 2,4-TDI
20% 2,6-TDI
⸻
TDI-65
較少見。
⸻
組成：
65% 2,4-TDI
35% 2,6-TDI
⸻
TDI與Polyol反應
TDI最主要用途。
⸻
與Polyol反應形成：
Polyurethane。
⸻
反應如下：
TDI+Polyolrightarrow Polyurethane
⸻
形成大量：
Urethane Bond。
⸻
建立PU結構。
⸻
TDI最大的特色
TDI最大優勢：
反應速度快。
⸻
由於苯環結構影響。
⸻
NCO活性極高。
⸻
因此：
固化快。
⸻
反應效率高。
⸻
加工容易。
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TDI與MDI比較
雖然兩者皆為芳香族異氰酸酯。
⸻
但差異相當明顯。
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TDI
• 揮發性高
• 黏度低
• 反應快
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MDI
• 揮發性低
• 強度高
• 安全性較佳
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因此近年部分應用逐漸由MDI取代。
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TDI與揮發性
TDI的重要特徵：
揮發性較高。
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室溫即可產生蒸氣。
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因此生產過程需注意：
• 通風
• 防護設備
• 暴露控制
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這也是近年工業界逐漸降低TDI使用比例的原因之一。
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TDI與泡棉產業
全球TDI最大應用。
⸻
其實不是接著劑。
⸻
而是：
Flexible Foam
軟質泡棉。
⸻
包括：
• 沙發
• 床墊
• 汽車座椅
⸻
均大量使用TDI系統。
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TDI與回彈性
TDI形成的PU。
⸻
具有優異：
• 回彈性
• 柔軟性
• 舒適性
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因此特別適合：
軟質泡棉。
⸻
TDI與強度
雖然TDI反應快。
⸻
但一般而言：
最終強度略低於MDI系統。
⸻
尤其在：
高交聯結構。
⸻
耐熱需求。
⸻
MDI通常更有優勢。
⸻
TDI與耐黃變
由於屬於：
芳香族異氰酸酯。
⸻
因此：
容易黃變。
⸻
紫外線照射後。
⸻
顏色可能逐漸變黃。
⸻
因此不適合：
透明塗層。
⸻
高耐候需求。
⸻
TDI與耐候性
戶外環境中。
⸻
TDI系統通常不如：
HDI
與
IPDI。
⸻
因此戶外塗料較少使用。
⸻
TDI與TPU
早期TPU曾大量使用TDI。
⸻
但近年多改用：
MDI。
⸻
原因包括：
• 強度較高
• 安全性較佳
• 黃變較少
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TDI與接著劑
部分溶劑型PU膠。
⸻
仍可見TDI系統。
⸻
尤其在：
快速反應需求。
⸻
低黏度需求。
⸻
場合中。
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重要數據或表格
常見異氰酸酯比較
項目 TDI MDI HDI IPDI
反應性 ★★★★★ ★★★★★ ★★★☆☆ ★★☆☆☆
揮發性 ★★★★★ ★★☆☆☆ ★★☆☆☆ ★★☆☆☆
強度 ★★★★☆ ★★★★★ ★★★☆☆ ★★★☆☆
耐黃變 ★☆☆☆☆ ★☆☆☆☆ ★★★★★ ★★★★★
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TDI主要特性
性能 表現
反應速度 ★★★★★
流動性 ★★★★★
回彈性 ★★★★★
強度 ★★★★☆
耐候性 ★☆☆☆☆
耐黃變 ★☆☆☆☆
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TDI與NCO含量
理論NCO含量約：
48.3%sim48.5%
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高於MDI。
⸻
因此反應能力相當強。
⸻
TDI與交聯密度
TDI反應活性高。
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容易形成：
Crosslink Network。
⸻
因此可快速建立結構強度。
⸻
TDI與電子材料
電子材料較少使用TDI。
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主要原因：
• 黃變
• 揮發性
• 長期穩定性
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通常改用：
MDI
或
IPDI。
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與接著工程的關係
TDI直接影響：
Cure Speed
固化速度。
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Adhesion
接著力。
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Flexibility
柔韌性。
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Processability
加工性。
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Rebound
回彈性。
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Cost Efficiency
成本效益。
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因此在部分PU系統中仍具有重要地位。
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泡棉案例
床墊泡棉。
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汽車座椅。
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高回彈泡棉。
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幾乎都是TDI主要市場。
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接著劑案例
部分鞋材膠。
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部分工業PU膠。
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仍使用TDI預聚物系統。
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TPU案例
早期TPU常使用TDI。
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現今大部分已改用MDI系統。
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常見應用
Flexible Foam
軟質泡棉。
⸻
PU Adhesive
聚氨酯接著劑。
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PU Elastomer
聚氨酯彈性體。
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Automotive Foam
汽車泡棉。
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Bedding Foam
床墊泡棉。
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Cushion Materials
緩衝材料。
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相關名詞
• Isocyanate（異氰酸酯）
• MDI（二苯基甲烷二異氰酸酯）
• HDI（六亞甲基二異氰酸酯）
• IPDI（異佛爾酮二異氰酸酯）
• NCO Content（NCO含量）
• Polyurethane（聚氨酯）
• Urethane Bond（氨基甲酸酯鍵）
• Crosslink Network（交聯網路）
⸻
FAQ
Q1：TDI與MDI誰比較常用？
目前全球總體而言MDI用量已超越TDI。
⸻
Q2：為什麼TDI容易黃變？
因為芳香族結構受到UV照射後容易產生光氧化反應。
⸻
Q3：TDI最大的優勢是什麼？
反應快、流動性佳、回彈性能優異。
⸻
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，TDI雖然在部分高性能接著劑與TPU領域逐漸被MDI取代，但在軟質泡棉與高回彈材料市場中仍具有不可取代的重要地位。
其高反應性、低黏度與優異回彈特性，使其在舒適材料領域持續保持競爭力。
在PU發展史上，TDI不只是重要原料，更是推動整個聚氨酯工業快速成長的關鍵角色之一。
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延伸閱讀
• Isocyanate（異氰酸酯）
• MDI（二苯基甲烷二異氰酸酯）
• HDI（六亞甲基二異氰酸酯）
• IPDI（異佛爾酮二異氰酸酯）
• NCO Content（NCO含量）
• Polyurethane（聚氨酯）
• Urethane Bond（氨基甲酸酯鍵）
• Crosslink Network（交聯網路）
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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. Saunders, J.H. & Frisch, K.C. Polyurethanes: Chemistry and Technology.
5. Journal of Applied Polymer Science.
6. Polymer.
7. Progress in Polymer Science.
8. Reactive and Functional Polymers.
