配方计算

在配方中，TDI 的加入量可按下列程序和公式计算。100 质量份多元醇聚合物。 A 为与多元醇聚合物的羟基和羧基完全反应消耗 TDI 的质量。 A=87×100/56×1000×（多元醇聚合物的酸值+羟基）=0.1554×（多元醇聚合物的酸值+羟值） B 为与系统中的水（包括配方中的水和反应组分中所含的水）完全反应消耗的 TDI 质量。 B=174/84×水%=9.667×水% C 为按等当量计算，多元醇聚合物的羟基、羧基及水分消耗TDI 的质量，即化学等当量理论消耗 TDI 的质 量。 C=A+B TDI 实际用量=(A+B) ×异氰酸酯指数 例如：聚己二酸乙二醇酯 100 质量份，其羟值为 56，酸值为 0.5，水分含量忽略不计。配方中外加水量为 3.0 质量份。TDI 指数设定为 1.05 时，计算配方中所需 TDI 的质量。计算如下： A = 0.1554×(56 + 0.3) = 8.749 B =9.667×3 = 29.OOl C:A + B = 8.749 + 29.001 = 37.750 TDI 的加入量=37.75×105% = 39.64 生产配方TPU设计计量 以下内容会员跟帖回复才能看到 ============================== 1、TPU 配方的调整 （1）原料贮存引起的变化对产品性能的影响[2] 在 TPU 的生产中，原料对 TPU 的质量具有很大的影响。1.4-丁二醇是小分子化合物，影响主 要是其纯度的影响，对于大工厂生产的产品，一般不会出现因批次不同而导致的纯度不同；而且其性质稳 定，只要储存得当，不会发生变化。而对 MDI 与聚合多元醇来说，前者易自聚从而引起 NCO 含量的变化， 后者的分子量与羟值会因批次不同而不同。对于这些变化，在生产中，除加强管理外，还需根据变化对配 方进行调整，才能保证产品的质量。 从 1.1.1 中的计算可以看出，R 值对 TPU 有着巨大的影响。MDI 中 NCO 含量的变化以及聚合多 元醇分子量与羟值的变化对 TPU 的影响，也可以用其对 R 的影响来解释。 例：现有 TPU 的基本配方如下(其中，单位：质量分数)： 聚酯（Mn=2000）：554.02 ； 1.4—BDO：99.72 ； MDI：346.26； 当由于自聚等原因使 MDI 的 NCO 含量降低 0.5%时（工业品 MDI 的 NCO 含量以 33.4%计），其 配方应做如何调整？ 通过计算，可以得出上述配方中，各个原料的 mol 数分别为： 聚酯： 0.277 mol OH：0.554 mol 1.4-BDO： 1.108 mol OH：2.216 mol MDI： 1.377 mol NCO：2.754 mol 此时： R=0. 994，TPU 的 mmax=166.2 理论分子量 = 119166.7 如聚酯与 1.4—BDO 不变，当 MDI 的 NCO 含量降低 0.5% ，由 33.4%降为 32.9%时，MDI 的有效 摩尔数变为：2.712 此时， R = 2.712 / (0.554+2.216) =0.979 TPU mmax =（R+1）/（2|R—1|）= 23.31 TPU 的分子量 Mn = 27221.57 （2） 聚酯分子量变化对 TPU 性能的影响 在 TPU 的生产中，聚酯是使用量最大的原料。在聚酯的生产过程中，不可避免地会出现批次 之间的差异，比如分子量大小的不同等。所以当购进的聚酯批次发生变化时，TPU 的配方也应进行适当的 调整。 假设有配方为 PBA（Mg=1000）：100、MDI：80.15、1.4—BDO：19.85 的 TPU，其中PBA 的理 论分子量应为 Mg=1000，此时理论羟值为 112.2mgKOH/g，R=1。假如实际 PBA 的羟值为 107mgKOH/g，则分 子量为 1048.6，通过计算，可以得出上述配方中，各个原料的 mol 数分别为： 聚酯： 0.0954 mol OH：0.1908 mol 1.4-BDO： 0.2205mol OH：0.441 mol MDI： 0.321 mol NCO：0.642 mol 此时： R=1.016，TPU 大分子为端 NCO，会产生进一步的反应，形成部分支化甚至交联结构， 为半热塑型产品。 假如实际 PBA 的羟值为 117mgKOH/g，则分子量为 957.3。通过计算，可以得出上述配方中， 各个原料的 mol 数分别为： 聚酯： 0.104 mol OH：0.208 mol 1.4-BDO： 0.2205mol OH：0.441 mol MDI： 0.321 mol NCO：0.642 mol 此时： R=0.989，TPU 大分子为 55943，纯线性结构的 TPU。 从上面的计算可以看出， 由于聚酯批次不同而引起的分子量的波动与 MDI 由于贮存引起的 NCO 含量的变化，对 TPU 的性质影响很大，在生产时应根据实际分析数据，对配方进行适当的调整。 2、计量对产品的影响 在 TPU 的生产中，原料计量的精确性是一个十分重要、也是经常出现的问题。原料计量微小 的变化，就会对 TPU 的分子量与产品质量产生巨大的影响。原料计量的精确性对 TPU 的影响，也可以用其 对 R 的影响来解释。仍以前面讲过的 TPU 基本配方为例： 聚酯（Mn=2000）：554.02 ； 1.4—BDO：99.72 ； MDI：346.26； 此时： R=1（聚酯/1.4—BDO/ MDI=1/4/5 mol ） 假设当由于某些原因，导致 MDI 的计量产生波动，其加入量比理论量减少了 0.5%，而其他原 料未变时，通过计算，其实际配方变为： 聚酯（Mn=2000）：554.02 ； 1.4—BDO：99.72 ； MDI：344.50 各个原料的 mol 数分别为： 聚酯： 0.277 mol OH：0.554 mol 1.4-BDO： 1.108 mol OH：2.216 mol MDI： 1.378 mol NCO：2.756 mol 此时， R=2.756/ (0.554+2.216) =0.9949 TPU 的平均聚合度 mmax =（R+1）/（2|R—1|）= 195.6 此时产品的理论分子量为： Mn= 112868 但如 MDI 因计量产生波动，其加入量比理论量减少了 1%（其他原料未变），其实际配方变为： 聚酯（Mn=2000）：554.02 ； 1.4—BDO：99.72 ； MDI：342.74 此时， R=2.7419 / 2.77 =0.9898 TPU 的平均聚合度 mmax =（R+1）/（2|R—1|）= 97.5 此时产品的理论分子量为： Mn = 56309 此时的 TPU 的性能和用途已与前面的大不一样。 从上面的计算可以看出，精确的计量是保证产品性能稳定的前提。在生产中，应加强管理， 定时检查与校正计量系统。 ==============================