Cálculo en la síntesis de poliéter poliol.

Los poliéter polioles se sintetizan utilizando iniciadores y óxidos de alquileno como materias primas primarias. La síntesis puede utilizar iniciadores simples o mixtos y puede involucrar un solo óxido de alquileno como el óxido de propileno (PO) o una mezcla de óxidos de alquileno. A continuación se proporciona una breve descripción general de los cálculos relacionados con las proporciones de materias primas y los parámetros estructurales básicos de los poliéteres.

1. Ejemplos de cálculo

1.1 Cálculo de la formulación de poliéter con iniciador único

Ejemplo 1: Producción de poliéter poliol de espuma dura utilizando óxido de propileno (PO) y etilendiamina (EDA) como materias primas. Dada una relación molar requerida de EDA=1:6 y una producción por lotes de 2000 kg, calcule las cantidades de entrada de PO y EDA, el peso molecular del producto de poliéter y el valor de hidroxilo teórico.

Cálculo:

Relación de masa de EDA a PO:

m(EDA):m(PO)=(1×60.1):(6×58.1)=1:5.80

Cantidad de entrada EDA:
Cantidad de entrada de EDA=2000/(1+5,8)=294 kg

Cantidad de entrada de orden de compra:
Cantidad de entrada de PO=294x5,80=1706(kg)

Peso molecular teórico del poliéter.:
60.1+58.1x6=409

Valor teórico de hidroxilo:
(4x56100)/409=549(mgKOH/g)

"Valor K":
"Valor K"=moles de PO/f=64=1.5

Ejemplo 2: Se produce una espuma de poliéter suave usando glicerol como iniciador, copolimerizado con PO y una pequeña cantidad de óxido de etileno (EO), con un peso molecular de producto diseñado de 3000 y una fracción de masa de EO del 10%. Dada una producción por lotes de 10 toneladas, calcule el valor de hidroxilo del poliéter, las cantidades de entrada de materias primas y las relaciones molares de los materiales.

La funcionalidad teórica del iniciador de glicerol es 3.

Valor de hidroxilo del poliéter:
=(56100x3)/3000=56,1(mgKOH/g)

Cantidad de entrada de glicerol:
(92,1/3000)x10000=307(kg)

Fracción de masa de glicerol:
307/10000=3.07(%)

Cantidad de entrada de orden de compra:
10000x(1-10%-3,07%)=8693(kg)

Cantidad de entrada de EO:
10000x10%=1000(kg)

Relaciones molares de glicerol:PO:EO:
(307/92.1):(8693/58.1):(1000/44.1)=1:44.9:6.8

1.2 Sistema de iniciador mixto

Ejemplo 3: Una espuma de poliéter dura utiliza un sistema iniciador mixto que consiste en toluendiamina (TDA) y trietanolamina (TEA), copolimerizados con PO y EO. Dada una relación de masa de los iniciadores m(TDA)

(TEA) = 2:1, una proporción de masa de iniciador mixto a monómero mixto de 1:3 y una fracción de masa de EO w(EO) = 3,67 %, calcule la funcionalidad aparente y el peso molecular aparente del iniciador mixto, la entrada cantidades de cada componente, el peso molecular del producto y el índice de hidroxilo (con una producción de lote de 16800 kg).

Cálculo:

Relación molar (fracción molar) de TDA a TEA:
n(TDA):n(TEA)=(2/122,2):(1/149,2)=0,71:0.29

Funcionalidad aparente del iniciador mixto.:
F=4x0.71+3x0.29-3.71

Peso molecular aparente del iniciador mixto.:
M E =122.2x0.71+149.2x0.29-130

Cantidad total de entrada de iniciador mixto:
16800X1/(1+3)=4200(kg)

Cantidad total de entrada de monómero:
16800X3/(1+3)=12600(kg)

Cantidad de entrada de TDA:
m(TDA)=4200X2，(2+1)=2800(kg)

Cantidad de entrada de TÉ:
m(TEA)=4200X1/(2+1)=1400(kg)

Cantidad de entrada de EO:
m(OE)=16800X3,67%-616(kg)

Cantidad de entrada de orden de compra:
m(PO)=12600-616=11984(kg)

Relaciones molares de iniciador mixto a EO y PO:
n(iniciador mixto):n(EO):n(PO)=(4200/130):(616/44):(11984/58)=1:0,433:6.39

Peso molecular del poliéter (M norte ):

130+0.433x44+6.395x58=520

Valor de hidroxilo del producto.:
3,71x56100/520=400,2(mgKOH/g)