كيفية حساب كمية الإيزوسيانات (ISO) بدقة في تركيبات البولي يوريثين عالية المرونة؟

في عملية تصميم وتعديل تركيبات رغوة البولي يوريثان عالية المرونة (HR)، يُعد مؤشر الإيزوسيانات (مؤشر الإيزوسيانات) معيارًا بالغ الأهمية. فهو يؤثر بشكل مباشر على صلابة المنتج النهائي، وكثافته، ومرونته، وحالة الرغوة سواءً كانت خلية مفتوحة أو خلية مغلقة. وللتحكم الدقيق في جودة المنتج، يجب على مُصنِّعي التركيبات حساب وإتقان متطلبات معيار الجودة النظري (ISO) للبولي إيثر المُركَّب (مزيج البوليول).

1. تعريف مؤشر الإيزوسيانات

يتم تعريف مؤشر تفاعل الإيزوسيانات على أنه نسبة

كتلة ISO المضافة إلى كتلة ISO المطلوبة نظريًا، والتي يتم التعبير عنها عادةً كنسبة مئوية.

المؤشر = (الكتلة الفعلية وفقًا للمعيار الدولي ISO / الكتلة النظرية وفقًا للمعيار الدولي ISO) × 100%

أين:

• الكتلة النظرية ISO: كتلة ISO المطلوبة للتفاعل الكامل مع جميع مكونات الهيدروجين النشط في مزيج البوليول بنسبة مولية متكافئة 1:1.

• الكتلة الفعلية ISO: الكتلة الفعلية ISO المستخدمة في التركيبة.

في إنتاج رغوة HR، يتم عادةً ضبط مؤشر التفاعل بين 100 و115 لضمان التفاعل الكامل والحصول على الأداء المطلوب.

2. المعلمة الأساسية: الطلب النظري وفقًا لمعيار ISO لكل وحدة من مزيج البوليول (النسبة)

لتبسيط عمل المُصنِّعين، نُقدِّم مُعاملًا نسبيًا يُسمى RATIO. يُمثِّل هذا المُعامل الكتلة النظرية المُستهلَكة لكل وحدة كتلة من مزيج البوليول.

النسبة = الكتلة النظرية ISO / الوزن الإجمالي لمزيج البوليول

ملاحظة: يشير "الوزن الإجمالي لمزيج البوليول" إلى مجموع كل المكونات النشطة في التركيبة.

3. إجراء حساب دقيق لنسبة ومؤشر الأيزوسيانات

يعتمد حساب RATIO وINDEX على النسبة الكيميائية 1:1 بين الهيدروجين النشط (ACTIVE H) ومجموعات NCO.

الخطوة 1: تحديد جميع مكونات الهيدروجين النشطة

تشمل المواد التفاعلية: أنواع البولي إيثر (البولي إيثر الأساسي، POP، بوليولات فتح الخلايا) والمكونات منخفضة الجزيئات (الماء، المواد الرابطة المتشابكة).

تذكير هام: يجب احتساب كل المياه، بما في ذلك المياه المضافة والرطوبة الموجودة في المواد الخام.

الخطوة 2: احسب الكمية المولية للهيدروجين النشط (N_H)

قم بتحويل وزن كل مادة إلى مولات من الهيدروجين النشط.

بالنسبة لأنواع البولي إيثر (بناءً على قيمة الهيدروكسيل OHV):
N_H = (وزن المادة بالجرام × OHV بالمليجرام KOH/جم) / 56100
(ملاحظة: 56100 يساوي 56.1 × 1000، كمية ملغ KOH تقابل 1 مول OH.)

بالنسبة للمواد ذات الوزن الجزيئي المنخفض (الماء، المواد الرابطة المتشابكة)، استنادًا إلى الوزن الجزيئي M والوظيفة F:
N_H = (وزن المادة بالجرام × الوزن الجزيئي) / الوزن الجزيئي

الخطوة 3: حساب إجمالي الكمية المولية النظرية لـ NCO (N_NCO)

قم بإضافة مولات الهيدروجين النشطة من الخطوة 2 للحصول على إجمالي مولات الهيدروجين النشطة (مجموع N_H).
بواسطة القياس الكيميائي 1:1:
N_NCO = المجموع N_H

الخطوة 4: حساب كتلة ISO النظرية (ISO_THEORY)

قم بتحويل الكمية المولية النظرية لـ NCO إلى كتلة المادة الخام ISO باستخدام الكتلة المولية لمجموعة NCO 42 جم / مول ونسبة NCO٪ للمادة الخام ISO.

ISO_THEORY (g) = (N_NCO × 42) / NCO%

الخطوة 5: حساب النسبة

قم بتقسيم ISO_THEORY من الخطوة 4 على الوزن الإجمالي لجميع المكونات النشطة (مزيج البوليول) في التركيبة.

RATIO = ISO_THEORY / الوزن الإجمالي لمزيج البوليول

الخطوة 6: حساب مؤشر الإيزوسيانات (INDEX)

باستخدام كتلة ISO الفعلية المستخدمة في التركيبة:

الفهرس = (ISO_ACTUAL / ISO_THEORY) × 100%

يُعدّ الحساب الدقيق للنسبة والمؤشر الخطوة الأولى الأساسية لتصميم تركيبة البولي يوريثان بنجاح. ومن خلال إتقان هذه العلاقات المتكافئة، يمكن لصانعي التركيبات التنبؤ بصلابة الرغوة وكثافتها ومرونتها وتعديلها بفعالية، مما يضمن أداءً مثاليًا للمنتج وإنتاجًا مستقرًا واقتصاديًا. ولا يُمكن ضبط الخصائص بدقة إلا بناءً على متطلبات نظرية دقيقة لمعيار ISO من خلال ضبط مُحكم لشحنة ISO الفعلية (المؤشر).