聚氨酯计算公式中有关术语及计算方法   消耗TDI的计算公式

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[sub]2[/sub]CH[sub]2[/sub]OH
HN <        
       CH[sub]2[/sub]CH[sub]2[/sub]OH

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
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。

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

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:


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[sub]2[/sub]与CCL[sub]3[/sub]F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：










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[sub]2[/sub]逸出，⑶式中CCL[sub]3[/sub]F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[sub]2[/sub] ,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[sub]3[/sub]F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：

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CCL[sub]3[/sub]F	5.0公斤
催化剂+泡沫稳定剂	2.0公斤

计算：
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。



则多元醇所需的异氰酸酯用量：
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
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：
式中：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
= 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（羟值770mgKOH/g）	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


隔热保温层厚度计算
聚氨酯泡沫塑料作为隔热保温材料已广泛用于冷库、油管、保温管道等。
正确地确定隔热层厚度将大大地节省原料，降低材料费用。
绝热工程包括保温和保冷两方面的内容。




经济厚度计算方法是一种最广泛使用的方法。
把绝热材料的投资和热冷损失的费用综合考虑后得出一种经济厚度，此时保温与保冷费用和热损失费用之和为最小。
一般控制绝热层表面单位面积的热损失不大于规定值。
据国家计委节能局、国家经委能源局召开的全国供热系统节能座谈会提出的“供热系统节能暂行规定”（讨论稿），对于保温管道与设备生产允许最大散热损失为：

管道及设备外 表面温度（℃）	50  100  150  200  250  300  350  ……
允许最大散热损失 （Kcal/m[sup]2[/sup]·h）	50  80   100  120  140  160  180  ……

⑴  外径小于或等于1000m/m的设备和管路的厚度计算公式：



t[sub]s[/sub] = t[sub]a[/sub]+A
      a[sub]1 [/sub]
式中，D[sub]1[/sub]：保温层外径，m
      D[sub]0[/sub]：保温层内径，m
      A： 散热量Kcal/m[sup]2[/sup]·h（规定值）
      λ：保温材料导热系数，Kcal/m·h·℃
      a[sub]1[/sub]：传热系数Kcal/m[sup]2[/sup]·h·℃
      t[sub]f[/sub]： 管内介质温度，℃
      t[sub]s[/sub]： 保温层表面温度，℃
      t[sub]a[/sub]： 环境温度℃（对保温采用全年平均气温，对保冷、环境温度和相对温度采
          用夏季平均值）
      X：保温层厚度，m

⑵ 外径大于1000m/m的设备和管道以及平面计算公式：




在实际计算中，保温层表面温度t[sub]s[/sub]如何确定与各方面都有关系。
从能耗考虑，t[sub]s[/sub]与大气温度t[sub]0[/sub]越接近越好，但是，相应的其投资费用也越大。
反之，则能源又随投资费用的减少而大幅度的增加。
因此，保温保冷层表面温度应分别高于大气温度和露点温度。
同时，式中a[sub]1[/sub]的值（外部传热系数）对保温的场合往往直接取10，对保冷取7。
例1，   某冷库，库内最低温度为-20℃，夏季平均气温为30℃，湿度为85%，采用聚氨酯泡沫作绝热材料，其厚度应为多少？
已知 t[sub]f[/sub] = -20℃  t[sub]a[/sub]= 30℃  λ=0.022 Kcal/m·h·℃  a[sub]1[/sub]=7 Kcal/m[sup]2[/sup]·h·℃
t[sub]s[/sub]的求法：
t[sub]s[/sub]为绝热层表面露点温度，查阅饱和蒸汽压表得：
30℃时的饱和蒸汽压为31.824mmHg柱
31.824×0.85=27.05mmHg
在27.05mmHg下的饱和温度为27.02℃（查表）因为在保冷时t[sub]s[/sub]应略高于露点温度，故 ts=27.2+0.5℃或27.2+1℃，代入：
如t[sub]s[/sub]高于露点温度1℃ ，则：
所以，以上冷库的绝热层厚度应为6.5厘米以上。























     A=87×100/56×1000×（多元醇聚合物的酸值+羟基）=0.1554×（多元醇聚合物的酸值+羟值）            

     B为与系统中的水（包括配方中的水和反应组分中所含的水）完全反应消耗的TDI质量。           

    B=174/84×水%=9.667×水%            

     C为按等当量计算，多元醇聚合物的羟基、羧基及水分消耗TDI的质量，即化学等当量理论消耗TDI的质量。            

     C=A+B            

    TDI实际用量=(A+B) ×异氰酸酯指数       例如：聚己二酸乙二醇酯100质量份，其羟值为56，酸值为0.5，水分含量忽略不计。配方中外加水量为3.0质量份。TDI指数设定为1.05时，计算配方中所需TDI的质量。计算如下：           A = 0.1554×(56 + 0.3) = 8.749            

   B =9.667×3 = 29.OOl           C:A + B = 8.749 + 29.001 = 37.750  
    TDI的加入量=37.75×105% = 39.64

[/td][/tr][/table]

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感谢楼主为论坛的奉献。

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确实很实用谢谢学习了以后再有好的发上来

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都会忽悠人，174除84能是9。667吗

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太感谢了，多我初学者而言

174和84从那得来的呀

你好，我是个新手，可不可以发份比较全的这份资料给我啊，文中有些公式没有显示出来，谢谢啦！291818340@qq.com

学习了，谢谢啊

学到了不少东西，谢谢楼主了

谢谢分享

刚看个配方稀里糊涂的 现在好多啦

学习了  谢谢

谢谢，很不错，收藏了仔细学习！

谢谢分享啊

很理论啊，这些理论是用来计算配方？

理论贴实用贴好贴

理论计算，值得学习一下。。。。。。

谢谢楼主分享

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