聚氨酯计算公式中有关术语及计算方法
1. 官能度
官能度是指有机化合物结构中反映出特殊性质(即反应活性)的原子团数目。对聚醚或聚酯多元醇来说,官能度为起始剂含活泼氢的原子数。
2. 羟值
在聚酯或聚醚多元醇的产品规格中,通常会提供产品的羟值数据。
从分析角度来说,羟值的定义为:一克样品中的羟值所相当的氢氧化钾的毫克数。 在我们进行化学计算时,一定要注意,计算公式中的羟值系指校正羟值,即 羟值校正 = 羟值分析测得数据 + 酸值 羟值校正 = 羟值分析测得数据 - 碱值
对聚醚来说,因酸值通常很小,故羟值是否校正对化学计算没有什么影响。
但对聚酯多元醇则影响较大,因聚酯多元醇一般酸值较高,在计算时,务必采用校正羟值。 严格来说,计算聚酯羟值时,连聚酯中的水份也应考虑在内。
例,聚酯多元醇测得羟值为224.0,水份含量0.01%,酸值12,求聚酯羟值 羟值校正 = 224.0 + 1.0 + 12.0 = 257.0
3. 羟基含量的重量百分率
在配方计算时,有时不提供羟值,只给定羟基含量的重量百分率,以OH%表示。 羟值 = 羟基含量的重量百分率×33 例,聚酯多元醇的OH%为5,求羟值 羟值 = OH% × 33 = 5 × 33 = 165
4. 分子量
分子量是指单质或化合物分子的相对重量,它等于分子中各原子的原子量总和。
分子量?56.1?官能度?1000羟值(56.1为氢氧化钾的分子量)
例,聚氧化丙烯甘油醚羟值为50,求其分子量。
分子量?56.1?3?1000?336650对简单化合物来说,分子量为分子中各原子量总和。
如二乙醇胺,其结构式如下: CH2CH2OH HN
<
CH2CH2OH
分子式中,N原子量为14,C原子量为12,O原子量为16,H原子量为1,则二乙醇胺分子量为:14+4×12+2×16+11×1=105
5. 异氰酸基百分含量
异氰酸基百分含量通常以NCO%表示,对纯TDI、MDI来说,可通过分子式算出。
TDI的NCO%?MDI的NCO%?42?2?48442?2?33.6%0式中42为NCO的分子量
对预聚体及各种改性TDI、MDI,则是通过化学分析方法测得。
有时异氰酸基含量也用胺当量表示,胺当量的定义为:在生成相应的脲时,1克分子胺消耗的异氰酸酯的克数。
胺当量和异氰酸酯百分含量的关系是:
胺当量?4200NCO%
6. 当量值和当量数
当量值是指每一个化合物分子中单位官能度所相应的分子量。
当量值?数均分子量官能度如聚氧化丙烯甘油醚的数均分子量为3000,则其当量值
聚醚三元醇当量值?3000?10003
在聚醚或聚酯产品规格中,羟值是厂方提供的指标,因此,以羟值的数据直接计算当量值比较方便。
当量值?
56100羟值
当量值?
56100羟值分子量174??87官能度2TDI当量?
当量?42.02?100NCO%
7. 异氰酸酯指数
异氰酸酯指数表示聚氨酯配方中异氰酸酯过量的程度,通常用字母R表示。
W异异氰酸酯当量数E异异氰酸酯指数(R)??W醇W水多元醇当量数?E醇9式中:W异为异氰酸酯用量
W醇为多元醇用量 E异为异氰酸酯当量 E醇为多元醇当量
例,根据下列配方,计算异氰酸酯指数R。 聚酯三元醇(分子量3000) 水 匀泡剂 二甲基乙醇胺 TDI 400份 11份 4份 4份 150份 TDI当量?
174?8723000?10003聚酯当量?水当量为9
15087R??1.0740011?10009
聚氨酯泡沫塑料计算公式及其应用
1. 聚氨酯泡沫收率计算方法
聚氨酯泡沫塑料制造时物料变动情况可按下式表示:
上式4个方程式中左边为使用的原料,右边为产物。 ⑷式中:
A:为催化剂,稳定剂,泡沫稳定剂等物料中不挥发物质。 B:为催化剂,稳定剂,泡沫稳定剂等物料中挥发物质。
从以上方程式看出,聚氨酯化合物是最终产品,CO2与CCL3F在发泡过程中损失,其他助剂要看是属于挥发组份还是非挥发组份。
聚氨酯泡沫塑料的收率的计算:
(聚氨酯化合物)?(A)?100(重量%)(多元醇)?(多异氰酸酯)?(水)?(CCL3F)?(A)?(B)
在实际计算中要分析损失物料:
⑴式中实际无损失,⑵式中CO2逸出,⑶式中CCL3F汽化,⑷式中B物质的挥发部分损失。 于⑵式中1公斤克分子的水将损失1公斤克分子的CO2 ,其损失量为W公斤。
W?水的用量?4418
即
⑶式中损失的为F公斤。
则 F = 发泡剂CCL3F的全量 ⑷式中损失的组份为B公斤。 则总损失量:W+F+B 以上收率用百分率表示:
使用原料的总计?(W?F?B)?100%使用原料的总计
例 以普通软泡制备过程为代表做的收率计算。 当发泡配方为: 聚醚(酯)多元醇 多异氰酸酯 水 发泡剂CCL3F 催化剂+泡沫稳定剂
计算:
100公斤 50公斤 4.0公斤 5.0公斤 2.0公斤 按W?F=5.0 B=0
4.0?4418收率?100?50?4.0?5.0?2.0?(9.8?5.0?0)?100%?90.50?50?4.0?5.0?2.0
从计算说明,按以上配方发泡,当使用原料一百公斤时则制得泡沫塑料为90.5公斤。
2. 异氰酸酯用量的计算
在聚氨酯泡沫配方中,异氰酸酯用量是根据配方中多元醇的质量指标、水的用量来计算的。 ⑴聚氨酯硬泡配方异氰酸酯用量的计算 异氰酸酯用量计算方法
每100克多元醇所需的异氰酸酯用量如下: