O peso molecular e a funcionalidade dos poliuretanos (Parte 2)

A funcionalidade refere -se ao número de grupos reativos em uma molécula de polímero que pode participar de uma reação química. Compreender a funcionalidade de vários polímeros é altamente benéfico para selecionar matérias -primas apropriadas e sintetizar produtos desejados. Por exemplo, os elastômeros geralmente usam compostos diferentes, enquanto os produtos de espuma requerem compostos poli -funcionais.

A fórmula geral para funcionalidade é:

F = mn / e  (11-27)

Onde:

Mn — Peso molecular da média número

E — valor equivalente

Na prática, os parâmetros comumente fornecidos são o valor hidroxila (número OH) e Mn de poliétros polióticos. Assim, a fórmula (11-2) pode ser usada:

E = (1000 × 56.1) / OH

Substituindo a equação (11-27) dá:

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

Exemplo:

O poliéter Desmophen 3900 da Bayer lista Mn = 4800 e um valor hidroxil de 32 mgkoh/g, mas não fornece um valor de funcionalidade. Podemos calculá-lo usando a fórmula (11-28):

F = (4800 × 32) / (1000 × 56.1) = 2.7

NOTA: O MN usado nesta fórmula deve ser medido por cromatografia de permeação de gás, não por análise de grupo final, ou o valor F pode se desviar significativamente.

A equação (11-28) também permite a determinação da funcionalidade indireta do valor hidroxil de um polímero e Mn.

Para polióis mistos, é melhor medir diretamente o peso molecular e o valor hidroxila médio e calcular usando o uso de uso usando:

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

Se as funcionalidades e valores hidroxila de cada componente forem conhecidos, a funcionalidade da mistura (por fração de peso) poderá ser calculada como:

Fm = (ohm × Fi × Fk) / (Ohi × Fk × A + Ohk × Fi × (1 – um))  (11-30)

Onde:

Ohm — valor hidroxila da mistura

Fi — funcionalidade do componente 1

Fk — funcionalidade do componente 2

Ohi — valor hidroxila do componente 1

Ohk — valor hidroxila do componente 2

A — fração em massa do componente 1

1 – A — fração em massa do componente 2

Ohm também pode ser calculado a partir dos valores hidroxila dos dois componentes:

Ohm = ohi × A + Ohk × (1 –A)  (11-31)

Exemplo:

Se 62,5% de um triol poliéter com OH = 58 mgkoh/g é misturado com 37,5% de um diol poliether com OH = 114 mgkoh/g, a funcionalidade média da mistura é:

Primeiro calcule ohm:

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

Em seguida, aplique a equação (11-30):

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

Ao misturar polióis, geralmente encontramos casos em que os pesos moleculares de dois polióis são conhecidos e é desejado um peso molecular médio -alvo. Para determinar as proporções necessárias, use:

α = (Mnj / mnm) × [(Mnk – Mnm) / (mnk – Mnj)]  (11-32)

Exemplo:

O poliéter A tem Mn = 1990, o poliéter B tem Mn = 1009, e queremos uma mistura com Mn = 1500:

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

Proporção de poliéter B.:

1 – α = 0.336

Se as funcionalidades e valores hidroxila de polióis forem conhecidos, a equação (11-32) pode ser adaptada para:

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

Para pesos moleculares médios de peso, α pode ser calculado usando:

α = (MWM – Mwk) / (mwi – Mwk)  (11-34)

Exemplo:

Para misturar um diol (OH = 55,4 mgkoh/g) e Triol (OH = 57,2 mgkoh/g) para alcançar Mn = 2500:

Dado:

Fi = 2, Ohi = 55.4

FK = 3, Ohk = 57.2

Mnm = 2500

Então:

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

Segundo componente:

1 – α = 60.9%