异氰酸酯计算.docx
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异氰酸酯计算
异氰酸酯计算
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56.1官能度1000
分子量羟值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）
分子量
3366
50
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：
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
174
422
MDI的NCO%33.6%
250
TDI的NCO%
422
48%
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：
胺当量4200
NCO%
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
其当量值
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
42.02100
当量
NCO%
7.异氰酸酯指数
异氰酸酯指数
异氰酸酯当量数
多元醇当量数
W异
E异
W醇W水
E醇9
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
聚酯三元醇
（分子量3000）
400份
水
11份
匀泡剂
4份
二甲基乙醇胺
4份
TDI
150份
174
TDI当量174872
聚酯当量303001000
9
1.07
水当量为
150
R87
40011
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：
100（重量%）
（聚氨酯化合物）（A）
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44
18
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（WFB）100%使用原料的总计100%
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
100公
斤
多异氰酸酯
50公斤
水
4.0公
斤
发泡剂
CCL3F
5.0公
斤
催化剂+泡沫
稳定剂
2.0公
斤
计算：
4.0
按W4.044
F=5.0
B=0
收率100504.05.02.0（9.85.00）100%90.5%
100504.05.02.0
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：
100
WG
g
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。
多元醇当量值g56.11000
羟值
W醇
则多元醇所需的异氰酸酯用量：
WG
56.11000羟值
式中：
W为异氰酸酯用量
W醇为多元醇用量与水反应所需的异氰酸酯用量公式WGW水
9
式中：
G为异氰酸酯当量值
W水为水的当量值
9为水的当量值
发泡配方中所需异氰酸酯总量聚氨酯泡沫制备过程中,除了多元醇和水需用的异氰酸酯用量外,还需考虑异氰酸酯过量程度（即异氰酸酯指数）及纯度。
因此，聚氨酯泡沫塑料中所需异氰酸酯总用量公式如下：
W总G
式中：
[W醇W水]R1
56.110009P
羟值
W总为所需异氰酸酯重用量
G为异氰酸酯当量值
W醇为配方中多元醇的总用量
W水为配方中水的总用量
R为异氰酸酯指数
P为异氰酸酯纯度对普通聚氨酯硬泡来说，指数R一般为1.05，异氰酸酯的纯度由于生产厂家的不同而有所
变化，若不特别说明，在计算时，PAPI的纯度通常认定为90%。
例，根据下列配方计算出PAPI的用量：
聚醚多元醇（羟值
500mgKOH/g）
500g
403聚醚（羟值
770mgKOH/g）
100g
匀泡剂
12g
三乙撑二胺
5g
水
3g
求PAPI用量
W醇W水1
W总G[]R
56.110009P
羟值
1001
]1.05
56.110000.9
770
=905.6g异氰酸酯用量的简单算法在硬泡中，异氰酸酯通常采用PAPI，则G为126，
R一般选用1.05，纯度P为90%，则可简化为：
W总=W醇×羟值×0.00263+16×W水例，根据下列配方计算PAPI的用量
聚醚多元醇（羟值
500mgKOH/g）
500g
403聚醚（
770mgKOH/g）
羟值
100g
匀泡剂
12g
三乙撑二胺
5g
水
3g
CFC-11
200g
PAPI
W总=W醇×羟值×0.00263+16×W水
W总=500×500×0.00263+100×770×0.00263+16×3
W总=907g
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