聚氨酯計算公式中有關(guān)術(shù)語及計算方法

1、 PU資料 聚氨酯計算公式中有關(guān)術(shù)語及計算方法 1. 官能度 官能度是指有機化合物結(jié)構(gòu)中反映出特殊性質(zhì)（即反應(yīng)活性）的原子團數(shù)目。對聚醚或聚 酯多元醇來說，官能度為起始劑含活潑氫的原子數(shù)。 2. 羥值 在聚酯或聚醚多元醇的產(chǎn)品規(guī)格中，通常會提供產(chǎn)品的羥值數(shù)據(jù)。 從分析角度來說，羥值的定義為：一克樣品中的羥值所相當?shù)臍溲趸浀暮量藬?shù)。 在我們進行化學(xué)計算時，一定要注意，計算公式中的羥值系指校正羥值，即 羥值校正=羥值分析測得數(shù)據(jù)+酸值 羥值校正=羥值分析測得數(shù)據(jù)-堿值 對聚醚來說，因酸值通常很小，故羥值是否校正對化學(xué)計算沒有什么影響。 但對聚酯多元醇則影響較大，因聚酯多元醇一般酸值較高，在計算時

2、，務(wù)必采用校正羥 值。 嚴格來說，計算聚酯羥值時，連聚酯中的水份也應(yīng)考慮在內(nèi)。 例，聚酯多元醇測得羥值為224.0，水份含量0.01%，酸值12,求聚酯羥值 羥值校正=224.0 + 1.0 + 12.0 = 257.0 3. 羥基含量的重量百分率 在配方計算時，有時不提供羥值，只給定羥基含量的重量百分率，以O(shè)H表示。 羥值=羥基含量的重量百分率X 33 例，聚酯多元醇的OH為5,求羥值 羥值=OH% X 33 = 5 X 33 = 165 4. 分子量 分子量 56.1官能度 1000 羥值 分子量是指單質(zhì)或化合物分子的相對重量，它等于分子中各原子的原子量總和 （56.1為氫氧化鉀的分子量）

3、 56.1 3 1000 3366 分子量 50 例，聚氧化丙烯甘油醚羥值為 50,求其分子量。 對簡單化合物來說，分子量為分子中各原子量總和。 如二乙醇胺，其結(jié)構(gòu)式如下： CH 2CHOH HN CH 2CHOH 分子式中，N原子量為14, C原子量為12, O原子量為16, H原子量為1,則二乙醇胺分 子量為：14+4X 12+2X 16+11X 仁 105 5. 異氰酸基百分含量 42 2 TDI 的 NCO%48% 174 42 2 MDI 的NCO%33.6% 250 異氰酸基百分含量通常以 NCO表示，對純TDI、MDI來說，可通過分子式算出。 式中42為NCG的分子量 對預(yù)聚體及

4、各種改性TDI、MDI,則是通過化學(xué)分析方法測得。 有時異氰酸基含量也用胺當量表示， 胺當量的定義為：在生成相應(yīng)的脲時，1克分子胺消 耗的異氰酸酯的克數(shù)。 胺當量和異氰酸酯百分含量的關(guān)系是: 6. 當量值和當量數(shù) 當量值是指每一個化合物分子中單位官能度所相應(yīng)的分子量 當量值 數(shù)均分子量 官能度 如聚氧化丙烯甘油醚的數(shù)均分子量為3000,則其當量值 在聚醚或聚酯產(chǎn)品規(guī)格中，羥值是廠方提供的指標，因此，以羥值的數(shù)據(jù)直接計算當量 值比較方便。 7. 異氰酸酯指數(shù) 異氰酸酯當量數(shù) 異氰酸酯指數(shù)（R多元醇當量數(shù) W異 麗 WS_w水 E醇9 異氰酸酯指數(shù)表示聚氨酯配方中異氰酸酯過量的程度，通常用字母R表

5、示。 式中：W異為異氰酸酯用量 W 醇為多元醇用量 E 異為異氰酸酯當量 E 醇為多元醇當量 例，根據(jù)下列配方，計算異氰酸酯指數(shù) Ro 聚酯三元醇（分子量3000） 400份 水 11份 勻泡劑 4份 二甲基乙醇胺 4份 TDI 150份 聚酯當量30001000 水當量為9 聚氨酯泡沫塑料計算公式及其應(yīng)用 1.聚氨酯泡沫收率計算方法 聚氨酯泡沫塑料制造時物料變動情況可按下式表示 ： 上式4個方程式中左邊為使用的原料，右邊為產(chǎn)物。 式中： A:為催化劑，穩(wěn)定劑，泡沫穩(wěn)定劑等物料中不揮發(fā)物質(zhì)。 B:為催化劑，穩(wěn)定劑，泡沫穩(wěn)定劑等物料中揮發(fā)物質(zhì)。 從以上方程式看出，聚氨酯化合物是最終產(chǎn)品，CO與C

6、CLF在發(fā)泡過程中損失，其他助 劑要看是屬于揮發(fā)組份還是非揮發(fā)組份。 聚氨酯泡沫塑料的收率的計算： 在實際計算中要分析損失物料： 式中實際無損失，式中CO逸出，式中CCLF汽化，式中B物質(zhì)的揮發(fā)部分損失。 于式中1公斤克分子的水將損失1公斤克分子的CO ,其損失量為W公斤。 即 式中損失的為F公斤。 則F =發(fā)泡劑CCLF的全量 式中損失的組份為B公斤。 則總損失量：W+F+B 以上收率用百分率表示： 使用原料的總計 （W F B） 100% 使用原料的總計 例以普通軟泡制備過程為代表做的收率計算。 當發(fā)泡配方為: 聚醚（酯）多元醇 100公斤 多異氰酸酯 50公斤 水 4.0公斤 發(fā)泡劑CC

7、LF 5.0公斤 催化劑+泡沫穩(wěn)定劑 2.0公斤 計算： 按 w 4.0 44 18 F=5.0 B=0 從計算說明，按以上配方發(fā)泡，當使用原料一百公斤時則制得泡沫塑料為90.5公斤 2.異氰酸酯用量的計算 在聚氨酯泡沫配方中，異氰酸酯用量是根據(jù)配方中多元醇的質(zhì)量指標、水的用量來計算 的。 聚氨酯硬泡配方異氰酸酯用量的計算 異氰酸酯用量計算方法 每100克多元醇所需的異氰酸酯用量如下: 式中：W異氰酸酯用量 G 異氰酸酯當量值 g 多元醇當量值 TDI的當量值為87、MDI的當量值為125、PAPI的當量值為126127。 則多元醇所需的異氰酸酯用量： 式中：W為異氰酸酯用量 W醇為多元醇用量

8、 與水反應(yīng)所需的異氰酸酯用量公式 W水 W G 9 式中：G為異氰酸酯當量值 W 水為水的當量值 9 為水的當量值 發(fā)泡配方中所需異氰酸酯總量 聚氨酯泡沫制備過程中，除了多元醇和水需用的異氰酸酯用量外，還需考慮異氰酸酯過量 程度（即異氰酸酯指數(shù)）及純度。 因此，聚氨酯泡沫塑料中所需異氰酸酯總用量公式如下： W總 式中： G W W R P 一W醇W水1 G R 56.1 10009P 羥值 W總為所需異氰酸酯重用量 為異氰酸酯當量值 醇為配方中多元醇的總用量 水為配方中水的總用量 為異氰酸酯指數(shù) 為異氰酸酯純度 對普通聚氨酯硬泡來說，指數(shù) R一般為1.05，異氰酸酯的純度由于生產(chǎn)廠家的不同而有

9、 所 變化，若不特別說明，在計算時，PAPI的純度通常認定為90% 例，根據(jù)下列配方計算出PAPI的用量： 聚醚多元醇（羥值500mgKOH/g 500g 403 聚醚（羥值 770mgKOH/g 100g 勻泡劑 12g 三乙撐二胺 5g 水 3g 求PAPI用量 W 總 126 500 56.1 1000 500 =905.6g 1001 1.05 - 56.1 10000.9 770 異氰酸酯用量的簡單算法 在硬泡中，異氰酸酯通常采用 PAPI,則G為126, R一般選用1.05，純度P為90%則可 簡化為： W總=WX 羥值 X 0.00263+16 X W水 例，根據(jù)下列配方計算PA

10、PI的用量 聚醚多元醇（羥值500mgKOH/g 500g 403 聚醚（羥值 770mgKOH/g 100g 勻泡劑 12g 三乙撐二胺 5g 水 3g CFC-11 200g PAPI W總=W醇? X 羥值 X 0.00263+16 X W水 W總=500X 500X 0.00263+100 X 770X 0.00263+16 X 3 W 總=907g 隔熱保溫層厚度計算 聚氨酯泡沫塑料作為隔熱保溫材料已廣泛用于冷庫、油管、保溫管道等。 正確地確定隔熱層厚度將大大地節(jié)省原料，降低材料費用。 絕熱工程包括保溫和保冷兩方面的內(nèi)容。 經(jīng)濟厚度計算方法是一種最廣泛使用的方法。 把絕熱材料的投資和

11、熱冷損失的費用綜合考慮后得出一種經(jīng)濟厚度，此時保溫與保冷費 用和熱損失費用之和為最小。 一般控制絕熱層表面單位面積的熱損失不大于規(guī)定值。 據(jù)國家計委節(jié)能局、國家經(jīng)委能源局召開的全國供熱系統(tǒng)節(jié)能座談會提出的“供熱系統(tǒng) 管道及設(shè)備外 表面溫度（C） 50 100 150 200 250 300 350 允許最大散熱損失 2 （Kcal/m h） 50 80 100 120 140 160 180 節(jié)能暫行規(guī)定”（討論稿），對于保溫管道與設(shè)備生產(chǎn)允許最大散熱損失為: 外徑小于或等于1000m/m的設(shè)備和管路的厚度計算公式: Di Do X 2 t s = t a+A a i 式中，D:保溫層外徑，m

12、 D o：保溫層內(nèi)徑，m A :散熱量Kcal/m2 h （規(guī)定值） 入：保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)，Kcal/m h 2 a 仁傳熱系數(shù)Kcal/m h C t f:管內(nèi)介質(zhì)溫度，C t s：保溫層表面溫度，C t a：環(huán)境溫度C （對保溫采用全年平均氣溫，對保冷、環(huán)境溫度和相對溫度 采 用夏季平均值） X :保溫層厚度，m 外徑大于1000m/m的設(shè)備和管道以及平面計算公式： 在實際計算中，保溫層表面溫度ts如何確定與各方面都有關(guān)系。 從能耗考慮，ts與大氣溫度to越接近越好，但是，相應(yīng)的其投資費用也越大。 反之，則能源又隨投資費用的減少而大幅度的增加。 因此，保溫保冷層表面溫度應(yīng)分別高于大氣溫度和露點溫度。 同時，式中ai的值（外部傳熱系數(shù)）對保溫的場合往往直接取10,對保冷取7。 例1,某冷庫，庫內(nèi)最低溫度為-20 C，夏季平均氣溫為30 C，濕度為85%采用聚氨酯 泡沫作絕熱材料，其厚度應(yīng)為多少？ 已知 t f = -20 C t a= 30 C 入=0.022 Kcal/m h C a 1=7 Kcal/m 2 h C t