聚氨酯化学分析与计算

聚氨酯化学分析与计算 The latest revision on November 22, 2020

聚氨酯化学分析与计算

1、二异氰酸酯用量的计算

所用的聚酯二元醇及二异氰酸酯TDI-80的分子量均为已知量，预聚体的端-NCO%含量为实验前所设定，为聚酯及TDI-80反应得到。为获得较为理想的聚氨酯弹性体的硬度，一般根据设定的-NCO含量来确定实验时所需添加的异氰酸酯的投料量。制备TDI-80型的预聚体使用公式如下：W——二异氰酸酯的理想用量，g；

式中：

二异氰酸酯

——聚合物多元醇（PCL)的质量，g；

W

醇

48.3——-NCO%分子量占TDI二异氰酸酯的百分含量；

Mn——聚合物多元醇（PEPA)的相对分子质量。

1.1异氰酸酯基含量的滴定

（1）方法原理：

化学分析法测定异氰酸酯纯度或NCO含量，其原理是二正丁胺与异氰酸酯在适宜的惰性溶剂（如无水乙醇）中定量反应生成相应的脲，然后标准盐酸溶液滴定剩余的二正丁胺,其反应如下:（2）试剂

2mol/L二正丁胺、甲苯或氯苯溶液；0.5mol/L盐酸标准溶液；0.1%的溴甲酚绿异丙醇溶液指示剂；无水乙醇。

（3）仪器

25ml酸式滴定管，10ml移液管，感量为0.1mg的分析天平，250ml锥形瓶。

（4）操作步骤

准确称取0.2-0.3g的测量样品置于干净的锥形瓶内，用10ml移液管加入10ml二正丁胺-甲苯溶液，盖上瓶塞摇晃，直至样品完全消失，加入60ml左右的无水乙醇，摇晃瓶身使之充分混合，然后滴几滴溴甲酚绿指示剂，用标准滴定盐酸滴定，当看到混合液颜色由蓝色变为黄色时，记下此时的标准滴定盐酸用量。同时做空白试验。

（5）计算

预聚体中NCO%的计算公式如下：

为空白试验消耗的标准滴定盐酸溶液的体积，ml；

其中，V

为试样消耗的标准滴定盐酸溶液的体积，ml；

V

1

C为标准滴定盐酸溶液的浓度，mol/L;

m为试验中样品的质量，g；

0.0420为与1ml盐酸标准滴定溶液相当的以克表示的异氰酸酯基的质量。

2、扩链剂的计算

扩链系数指预聚体法合成聚氨酯弹性体时扩链剂的实际用量，即胺或醇与端异氰酸酯酯预聚体的质量比，NH2/NCO 比值或OH/NCO 比值，一般以f 表示。

扩链剂用量的计算

扩链剂与端异氰酸酯预聚体反应生成高分子聚合物，扩链剂的用量公式如下：

式中；W 扩链剂——扩链剂的理想用量，g ；

W 预聚体——预聚体的质量，g ；

Mn 扩链剂——扩链剂的相对分子质量；

NCO%——预聚体中异氰酸酯基含量;

f ——扩链系数；

84——2

3式中Hs ％——弹性体的硬段含量.

W 醇——多元醇的质量.

W 异——二异氰酸酯的质量.

W 扩——扩链剂的质量.

f %NCO 84Mn W W ⨯⨯⨯=扩链剂预聚体扩链剂