¿Cómo calcular la cantidad requerida de isocianato para la espuma PU flexible?

En la química de poliuretano, varios compuestos de hidrógeno activos consumen una cierta cantidad de isocianatos. Basado en el principio de reacciones equivalentes, calcular con precisión la cantidad de isocianato requerida para cada componente en una formulación es una práctica común en la síntesis de poliuretano. Las siguientes son fórmulas simplificadas utilizadas para tales cálculos.

1. Para poliéter o poliéster poliols:

W s =(E s W pag I 2 )/E pag

Dónde:

W s : Cantidad requerida de isocianato

W pag : Cantidad de poliéter o poliéster

E s : Peso equivalente del isocianato

E pag : Peso equivalente del poliéter o poliéster

I₂: relación molar de NCO a OH (es decir, el índice de isocianato)

[Ejemplo]
Al producir espuma de poliuretano flexible, 50 g de un poliéter tri-funcional (con un valor hidroxilo de 56 mgkoh/g) reacciona con diisocianato de tolueno (TDI) en un índice de 1.05. La cantidad de TDI requerida (WS) se calcula de la siguiente manera:

Dado: E s = 87; W pag = 50; I₂ = 1.05

E pag = (1000 × 56.1) / 56 & asymp; 1000

Entonces:
W s = (87 × 50 × 1.05) / 1000 = 4.6g

Cabe señalar que esta es la cantidad teórica de isocianato requerida para reaccionar con el poliéter. En la síntesis real, también se debe considerar la pureza (& rho; s) del isocianato. Por lo tanto, la fórmula se ajusta a:

W s = (E s W s I 2 /E pag <00000000> rho; s )  (2)

2. Para compuestos a base de amina:

W s =(E s W pag I 3 )/E pag <00000000> rho; s   (3)

[Ejemplo]
En la síntesis de goma de espuma de poliuretano, el agente de reticulación MOCA se usa comúnmente. Si se usan 10 g de MOCA, la cantidad de TDI correspondiente es:

Dado: E s = 133.5 (para MOCA); W pag (W a ) = 10g; mi pag (E a ) = 87; <00000000> rho; s = 98%; I₃ = 1.05

Entonces:
Ws = (87 × 10 × 1.05) / (133.5 × 0.98) = 6.98g

En la producción, MOCA a menudo se disuelve en poliéter para formar una mezcla binaria. La fórmula se modifica luego a:

W s =(E s W pag /E pag +E s W a /E a )*(I 4 /<00000000> Rho; s )=(W pag /E pag +W a /E a )(E s I 4 /<00000000> Rho; s )  (4)

Dónde:

I₄: índice de isocianato total para la mezcla

<00000000> rho; s : Pureza de isocianato

3. Para agua en el sistema de reacción:

El agua también consume isocianato—Especialmente en formulaciones de espuma flexibles utilizando agua como agente de soplado. La fórmula es:

W s =(E s W Q I 2 )/E norte <00000000> rho; s   (5)

4. Convertir los valores de hidroxilo y ácido en la ecuación:

Como los poliéteres y los poliésteres generalmente se especifican por sus valores de hidroxilo y ácido, las fórmulas se pueden adaptar como:

W s =(E s W pag OH pag I 2 )/(1000*56.1) 

o 

W s =E s W pag I 2 (OH pag +A pag )/(1000*56.1)

Dónde:

OH pag  : Valor hidroxilo ； a pag : Valor ácido