Como calcular a quantidade necessária de isocianato para espuma PU flexível?

Na química de poliuretano, vários compostos ativos de hidrogênio consomem uma certa quantidade de isocianatos. Com base no princípio das reações equivalentes, calcular com precisão a quantidade de isocianato necessária para cada componente em uma formulação é uma prática comum na síntese de poliuretano. Os seguintes são fórmulas simplificadas usadas para esses cálculos.

1. Para poliéter ou poliéster polióis:

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

Onde:

W s : Quantidade necessária de isocianato

W p : Quantidade de poliéter ou poliéster

E s : Peso equivalente do isocianato

E p : Peso equivalente do poliéter ou poliéster

I₂: proporção molar de NCO para OH (ou seja, o índice de isocianato)

[Exemplo]
Ao produzir espuma de poliuretano flexível, 50g de um poliéter trifuncional (com um valor hidroxil de 56 mgkoh/g) reage com diisocianato de tolueno (TDI) em um índice de 1,05. A quantidade de TDI necessária (WS) é calculada da seguinte forma:

Dado: e s = 87; W p = 50; I₂ = 1.05

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

Então:
W s = (87 × 50 × 1.05) / 1000 = 4,6g

Deve -se notar que essa é a quantidade teórica de isocianato necessária para reagir com o poliéter. Na síntese real, a pureza (& rho; s) do isocianato também deve ser considerada. A fórmula é, portanto, ajustada para:

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

2. Para compostos baseados em amina:

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

[Exemplo]
Na síntese de borracha de espuma de poliuretano, o agente de reticulação MOCA é comumente usado. Se 10g de MOCA for usado, a quantidade de TDI correspondente é:

Dado: e s = 133,5 (para MOCA); C p (W um ) = 10g; E p (E um ) = 87; & Rho; s = 98%; I₃ = 1.05

Então:
WS = (87 × 10 × 1.05) / (133.5 × 0,98) = 6,98g

Na produção, o MOCA é frequentemente dissolvido em poliéter para formar uma mistura binária. A fórmula é então modificada para:

W s =(E s W p /E p +E s W um /E um )*(I 4 /& Rho; s )=(W p /E p +W um /E um )(E s I 4 /& Rho; s )  (4)

Onde:

I₄: índice total de isocianato para a mistura

& Rho; s : Pureza isocianato

3. Para água no sistema de reação:

A água também consome isocianato—Especialmente em formulações de espuma flexíveis usando água como agente soprado. A fórmula é:

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

4. Converter valores de hidroxila e ácido na equação:

Como os poliéticos e poliésteres são geralmente especificados por seus valores de hidroxila e ácido, as fórmulas podem ser adaptadas como:

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)

Onde:

OH p  : Valor hidroxila ； a p : Valor ácido