Le poids moléculaire et la fonctionnalité des polyuréthanes (partie 2)

La fonctionnalité fait référence au nombre de groupes réactifs dans une molécule polymère qui peut participer à une réaction chimique. Comprendre la fonctionnalité de divers polymères est très bénéfique pour sélectionner les matières premières appropriées et synthétiser les produits souhaités. Par exemple, les élastomères utilisent généralement des composés difficultés, tandis que les produits en mousse nécessitent des composés polyfonctionnels.

La formule générale des fonctionnalités est:

F = mn / e  (11-27)

Où:

MN — Poids moléculaire à la moyenne

E — valeur équivalente

En pratique, les paramètres couramment fournis sont la valeur hydroxyle (nombre OH) et le Mn de polyols polyéther. Ainsi, la formule (11-2) peut être utilisée:

E = (1000 × 56.1) / OH

Substituer à l'équation (11-27) donne:

Fa = (mn × OH) / (1000 × 56.1)  (11-28)

Exemple:

Le polyéther Desmophen 3900 de Bayer répertorie Mn = 4800 et une valeur hydroxyle de 32 mgkoh / g, mais ne fournit pas de valeur de fonctionnalité. Nous pouvons le calculer en utilisant la formule (11-28):

F = (4800 × 32) / (1000 × 56.1) = 2.7

Remarque: Le MN utilisé dans cette formule doit être mesuré par chromatographie sur la perméation du gaz, et non par analyse du groupe final, ou la valeur F peut s'écarter de manière significative.

L'équation (11-28) permet également la détermination de la fonctionnalité indirecte à partir de la valeur hydroxyle d'un polymère et du Mn.

Pour les polyols mixtes, il est préférable de mesurer directement à la fois le poids moléculaire et la valeur hydroxyle du nombre de nombres et de calculer en utilisant:

Fm = (mnm × Ohm) / (1000 × 56.1)  (11-29)

Si les fonctionnalités et les valeurs hydroxyles de chaque composant sont connues, la fonctionnalité du mélange (par fraction de poids) peut être calculée comme:

FM = (OHM × FI × Fk) / (ohi × Fk × A + ohk × FI × (1 – un))  (11-30)

Où:

Ohm — Valeur hydroxyle du mélange

FI — fonctionnalité des composants 1

Fk — fonctionnalité des composants 2

Ohi — Valeur hydroxyle du composant 1

Ohk — Valeur hydroxyle du composant 2

A — Fraction massive des composants 1

1 – A — Fraction massive des composants 2

OHM peut également être calculé à partir des valeurs hydroxyles des deux composants:

Ohm = ohi × A + Ohk × (1 –A)  (11-31)

Exemple:

Si 62,5% d'un polyéther triol avec OH = 58 mgkoh / g est mélangé avec 37,5% d'un polyéther diol avec OH = 114 mgkoh / g, la fonctionnalité moyenne du mélange est:

Calculez d'abord l'Ohm:

Ohm = 58 × 0.625 + 114 × 0,375 = 79 (mgkoh / g)

Puis appliquez l'équation (11-30):

Fm = (79 × 3 × 2) / (58 × 2 × 0.625 + 114 × 3 × 0.375) = 2.36

Lors du mélange de polyols, nous rencontrons souvent des cas où les poids moléculaires de deux polyols sont connus et un poids moléculaire moyen cible est souhaité. Pour déterminer les proportions requises, utilisez:

α = (MNJ / MNM) × [(MNK – MNM) / (MNK – Mnj)]  (11-32)

Exemple:

Le polyéther A a mn = 1990, le polyéther b a mn = 1009, et nous voulons un mélange avec mn = 1500:

α = 1990 / 1500 × (1009 – 1500) / (1009 – 1990) = 0.664

Polyet B proportion:

1 – α = 0.336

Si les fonctionnalités et les valeurs hydroxyles des polyols sont connues, l'équation (11-32) peut être adaptée à:

α = (Fi / mnm) × [(1000 × 56.1 × Fk – MNM × Ohk) / (ohi × Fk – Ohk × Fi)]  (11-33)

Pour les poids moléculaires de la moyenne du poids, α peut être calculé en utilisant:

α = (Mwm – MWK) / (MWI – MWK)  (11-34)

Exemple:

Pour mélanger un diol (OH = 55,4 mgkoh / g) et un triol (OH = 57,2 mgkoh / g) pour atteindre mn = 2500:

Donné:

Fi = 2, OHI = 55.4

FK = 3, OHK = 57.2

Mnm = 2500

Alors:

α = 2 / 2500 × [(1000 × 56.1 × 3 – 2500 × 57.2) / (55.4 × 3 – 57.2 × 2)] = 0.391 → 39.1%

Deuxième composant:

1 – α = 60.9%