Comment calculer la quantité requise d'isocyanate pour la mousse PU flexible?

Dans la chimie du polyuréthane, divers composés d'hydrogène actifs consomment une certaine quantité d'isocyanates. Sur la base du principe des réactions équivalentes, le calcul avec précision de la quantité d'isocyanate requise pour chaque composant dans une formulation est une pratique courante dans la synthèse de polyuréthane. Voici des formules simplifiées utilisées pour de tels calculs.

1. Pour les polyéther ou polyester:

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

Où:

W s : Montant obligatoire d'isocyanate

W p : Quantité de polyéther ou de polyester

E s : Poids équivalent de l'isocyanate

E p : Poids équivalent du polyéther ou du polyester

I₂: Ratio molaire du NCO / OH (c'est-à-dire l'indice d'isocyanate)

[Exemple]
Dans la production de mousse de polyuréthane flexible, 50 g de polyéther tri-fonctionnel (avec une valeur hydroxyle de 56 mgkoh / g) réagit avec le diisocyanate de toluène (TDI) à un indice de 1,05. Le montant TDI requis (WS) est calculé comme suit:

Donné: e s = 87; W p = 50; I₂ = 1.05

E p = (1000 × 56.1) / 56 & ASymp; 1000

Alors:
W s = (87 × 50 × 1,05) / 1000 = 4,6 g

Il convient de noter qu'il s'agit de la quantité théorique d'isocyanate requise pour réagir avec le polyéther. Dans la synthèse réelle, la pureté (& rho; s) de l'isocyanate doit également être prise en compte. La formule est donc ajustée à:

W s = (E s W s I 2 /E p & RHO; s )  (2)

2. Pour les composés à base d'amine:

W s =(E s W p I 3 )/E p & RHO; s   (3)

[Exemple]
Dans la synthèse en caoutchouc de mousse de polyuréthane, l'agent de réticulation MOCA est couramment utilisé. Si 10g de MOCA est utilisé, le montant TDI correspondant est:

Donné: e s = 133,5 (pour MOCA); W p (W un ) = 10g; E p (E un ) = 87; & RHO; s = 98%; I₃ = 1.05

Alors:
Ws = (87 × 10 × 1.05) / (133.5 × 0,98) = 6,98 g

Dans la production, le MOCA est souvent dissous en polyéther pour former un mélange binaire. La formule est ensuite modifiée pour:

W s =(E s W p /E p +E s W un /E un )*(I 4 / & RHO; s )=(W p /E p +W un /E un )(E s I 4 / & RHO; s )  (4)

Où:

I₄: Index total d'isocyanate pour le mélange

& RHO; s : Pureté d'isocyanate

3. Pour l'eau dans le système de réaction:

L'eau consomme également l'isocyanate—en particulier dans les formulations de mousse flexibles utilisant l'eau comme agent de soufflage. La formule est:

W s =(E s W q I 2 )/E n & RHO; s   (5)

4. Convertir les valeurs hydroxyles et acides en équation:

Comme les polyéthers et les polyesters sont généralement spécifiés par leurs valeurs hydroxyles et acides, les formules peuvent être adaptées comme:

W s =(E s W p OH p I 2 )/(1000*56.1) 

ou 

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

Où:

OH p  : Valeur hydroxyle ； A p : Valeur acide