Calcul en synthèse de polyéther polyol

Les polyéther polyols sont synthétisés en utilisant des initiateurs et des oxydes d'alkylène comme matières premières primaires. La synthèse peut utiliser des initiateurs simples ou mixtes et peut impliquer un seul oxyde d'alkylène comme l'oxyde de propylène (PO) ou un mélange d'oxydes d'alkylène. Ce qui suit fournit un bref aperçu des calculs liés aux ratios de matières premières et aux paramètres structurels de base des polyéthers.

1. Exemples de calcul

1.1 Calcul de la formulation de polyéther à initiateur unique

Exemple 1 : Production de polyéther polyol en mousse dure utilisant de l'oxyde de propylène (PO) et de l'éthylènediamine (EDA) comme matières premières. Étant donné un rapport molaire requis de EDA=1:6 et une production par lots de 2 000 kg, calculez les quantités d’entrée de PO et d’EDA, le poids moléculaire du produit polyéther et l’indice d’hydroxyle théorique.

Calcul:

Rapport massique de l'EDA à la PO:

m(EDA):m(PO)=(1×60.1):(6×58.1)=1:5.80

Quantité d'entrée EDA:
Quantité d'entrée EDA = 2000/(1+5,8) = 294 kg

Quantité d'entrée du bon de commande:
Quantité d'entrée PO = 294x5,80 = 1706 (kg)

Poids moléculaire théorique du polyéther:
60.1+58.1x6=409

Valeur théorique d'hydroxyle:
(4x56100)/409=549(mgKOH/g)

"Valeur K":
"Valeur K" = taupes de PO/f = 64 = 1.5

Exemple 2 : Un polyéther en mousse souple est produit en utilisant du glycérol comme initiateur, copolymérisé avec du PO et une petite quantité d'oxyde d'éthylène (EO), avec un poids moléculaire de produit conçu de 3 000 et une fraction massique d'EO de 10 %. Étant donné une production par lots de 10 tonnes, calculez l'indice d'hydroxyle du polyéther, les quantités de matières premières entrées et les rapports molaires des matériaux.

La fonctionnalité théorique de l’initiateur glycérol est de 3.

Indice d'hydroxyle du polyéther:
=(56100x3)/3000=56,1(mgKOH/g)

Quantité d'apport de glycérol:
(92,1/3000)x10000=307(kg)

Fraction massique de glycérol:
307/10000=3.07(%)

Quantité d'entrée du bon de commande:
10000x(1-10%-3,07%)=8693(kg)

Quantité d'entrée EO:
10000x10%=1000(kg)

Rapports molaires glycérol:PO:EO:
(307/92.1):(8693/58.1):(1000/44.1)=1:44.9:6.8

1.2 Système d'initiateurs mixtes

Exemple 3 : Un polyéther en mousse dure utilise un système d'initiateur mixte constitué de toluènediamine (TDA) et de triéthanolamine (TEA), copolymérisées avec PO et EO. Étant donné un rapport massique des initiateurs m(TDA)

(TEA) = 2:1, un rapport massique de l'initiateur mixte au monomère mixte de 1:3 et une fraction massique d'EO w(EO) = 3,67 %, calculer la fonctionnalité apparente et le poids moléculaire apparent de l'initiateur mixte, l'entrée quantités de chaque composant, le poids moléculaire du produit et l'indice d'hydroxyle (avec une production par lots de 16 800 kg).

Calcul:

Rapport molaire (fraction molaire) du TDA au TEA:
n(TDA) :n(TEA)=(2/122,2) :(1/149,2)=0,71:0.29

Fonctionnalité apparente de l'initiateur mixte:
F=4x0.71+3x0.29-3.71

Poids moléculaire apparent de l'initiateur mixte:
M E =122.2x0.71+149.2x0.29-130

Quantité totale d'entrée d'initiateur mixte:
16800X1/(1+3)=4200(kg)

Quantité totale d'entrée de monomère:
16800X3/(1+3)=12600(kg)

Quantité d'entrée TDA:
m(TDA)=4200X2，(2+1)=2800(kg)

Quantité d'entrée de THÉ:
m(THÉ)=4200X1/(2+1)=1400(kg)

Quantité d'entrée EO:
m(EO)=16800X3,67%-616(kg)

Quantité d'entrée du bon de commande:
m(PO)=12600-616=11984(kg)

Rapports molaires de l'initiateur mixte à l'EO et au PO:
n(initiateur mixte) :n(EO) :n(PO)=(4200/130) :(616/44) :(11984/58)=1:0,433:6.39

Poids moléculaire du polyéther (M n ):

130+0.433x44+6.395x58=520

Valeur hydroxyle du produit:
3,71x56100/520=400,2(mgKOH/g)