聚氨酯化学分析与计算

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：

式中：二异氰酸酯W —— 二异氰酸酯的理想用量，g ；

W 醇 —— 聚合物多元醇（PCL)的质量，g ；

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。 %

NCO -3.48W %)NCO Mn /8400W 醇二异氰酸酯（⨯+=

（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：

其中，V 0为空白试验消耗的标准滴定盐酸溶液的体积，ml ；

V 1为试样消耗的标准滴定盐酸溶液的体积，ml ；

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；

f %NCO 84Mn W W ⨯⨯⨯=扩链剂预聚体扩链剂()m C V V NCO 2.4%01⨯⨯-=

NCO% ——预聚体中异氰酸酯基含量;

f ——扩链系数；

84 —— 2个异氰酸酯基的相对分子量。

3、弹性体硬段含量的计算

硬段含量可度量聚氨酯弹性体的硬度，计算公式如下：

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.