异氰酸酯计算教案资料

异氰酸酯计算

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。

（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。

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：

CH 2CH 2OH

HN <

CH 2CH 2OH

羟值官能度分子量1000

1.56⨯⨯=

336650

100031.56=⨯⨯=分子量

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。

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：

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。

如聚氧化丙烯甘油醚的数均分子量为3000，则其当量值

%48174242%=⨯=

NCO TDI 的%6.33250

242%=⨯=NCO MDI 的%4200NCO =胺当量官能度

数均分子量

当量值=

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。

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。 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 。

10003

3000==聚醚三元醇当量值羟值

当量值56100=羟值

当量值56100=872174===

官能度分子量当量TDI %10002.42NCO ⨯=当量9

水醇醇异异

多元醇当量数异氰酸酯当量数）异氰酸酯指数（W E W E W R +==

水当量为9

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:

87174==

当量TDI 10003

3000==

聚酯当量07.19

11100040087150

=+=R

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，CO 2与CCL 3F 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：

）（重量）

（）（）（（水）（多异氰酸酯）（多元醇））（聚氨酯化合物）%100(3⨯++++++B A F CCL A

在实际计算中要分析损失物料：

⑴式中实际无损失，⑵式中CO 2逸出，⑶式中CCL 3F 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CO 2 ,其损失量为W 公斤。

即

⑶式中损失的为F 公斤。

则 F = 发泡剂CCL 3F 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：

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：

计算： 4418

⨯=水的用量W %100⨯++-使用原料的总计

）（使用原料的总计B F W

F=5.0

B=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：

式中：W —异氰酸酯用量

G —异氰酸酯当量值

g —多元醇当量值

TDI 的当量值为87、MDI 的当量值为125、PAPI 的当量值为126~127。

4418

0.4⨯=

W 按%5.90%1000

.20.50.45010000.58.90.20.50.450100=⨯++++++-++++=

）（收率g

G W 100

⨯=羟值

多元醇当量值1000

1.56⨯=g