聚氨酯计算公式中有关术语及计算方法

PU资料 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： 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 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，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： 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。 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： 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： 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 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 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/m2·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： ts = ta+A a1 式中，D1：保温层外径，m D0：保温层内径，m A： 散热量Kcal/m2·h（规定值） λ：保温材料导热系数，Kcal/m·h·℃ a1：传热系数Kcal/m2·h·℃ tf： 管内介质温度，℃ ts： 保温层表面温度，℃ ta： 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ts如何确定与各方面都有关系。 从能耗考虑，ts与大气温度t0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a1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 tf = -20℃  ta= 30℃  λ=0.022 Kcal/m·h·℃  a1=7 Kcal/m2·h·℃ ts的求法： ts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ts应略高于露点温度，故 ts=27.2+0.5℃或27.2+1℃，代入： 如ts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。