聚氨酯化学分析与计算

聚氨酯化学分析与计算

1、二异氰酸酯用量的计算

所用的聚酯二元醇及二异氰酸酯TDI-80的分子量均为已知量,预聚体的端-NCO%含量为实验前所设定,为聚酯及TDI-80反应得到。为获得较为理想的聚氨酯弹性体的硬度,一般根据设定的-NCO 含量来确定实验时所需添加的异氰酸酯的投料量。制备TDI-80型的预聚体使用公式如下:

式中:W 二异氰酸酯 —— 二异氰酸酯的理想用量,g ;

W 醇 —— 聚合物多元醇(PCL) 的质量,g ;

48.3 —— -NCO%分子量占TDI 二异氰酸酯的百分含量;

Mn —— 聚合物多元醇(PEPA) 的相对分子质量。

1.1 异氰酸酯基含量的滴定

(1)方法原理:

化学分析法测定异氰酸酯纯度或NCO 含量,其原理是二正丁胺与异氰酸酯在适宜的惰性溶剂(如无水乙醇)中定量反应生成相应的脲,然后标准盐酸溶液滴定剩余的二正丁胺, 其反应如下

: W 二异氰酸酯(8400/Mn +NCO %)⨯W 醇=48. 3-NCO %

(2)试剂

2mol/L二正丁胺、甲苯或氯苯溶液;0.5mol/L盐酸标准溶液;0.1%的溴甲酚绿异丙醇溶液指示剂;无水乙醇。

(3)仪器

25ml 酸式滴定管,10ml 移液管,感量为0.1mg 的分析天平,250ml 锥形瓶。 1

(4)操作步骤

准确称取0.2-0.3g 的测量样品置于干净的锥形瓶内,用10ml 移液管加入10ml 二正丁胺-甲苯溶液,盖上瓶塞摇晃,直至样品完全消失,加入60ml 左右的无水乙醇,摇晃瓶身使之充分混合,然后滴几滴溴甲酚绿指示剂,用标准滴定盐酸滴定,当看到混合液颜色由蓝色变为黄色时,记下此时的标准滴定盐酸用量。同时做空白试验。

(5)计算

预聚体中NCO%的计算公式如下:

其中,V 0为空白试验消耗的标准滴定盐酸溶液的体积,ml ;

V 1为试样消耗的标准滴定盐酸溶液的体积,ml ;

C 为标准滴定盐酸溶液的浓度,mol/L;

m 为试验中样品的质量,g ;

0.0420为与1ml 盐酸标准滴定溶液相当的以克表示的异氰酸酯基的质量。

2、扩链剂的计算

扩链系数指预聚体法合成聚氨酯弹性体时扩链剂的实际用量,即胺或醇与端异氰酸酯酯预聚体的质量比,NH2/NCO比值或OH/NCO比值,一般以f 表示。 扩链剂用量的计算

扩链剂与端异氰酸酯预聚体反应生成高分子聚合物,扩链剂的用量公式如下:

式中; W 扩链剂 —— 扩链剂的理想用量,g ;

W 预聚体 —— 预聚体的质量,g ;

Mn 扩链剂 —— 扩链剂的相对分子质量;

(V 1-V 0)⨯C ⨯4. 2NCO %=m W 扩链剂Mn 扩链剂=W 预聚体⨯⨯NCO %⨯ f 842

NCO% —— 预聚体中异氰酸酯基含量;

f —— 扩链系数;

84 —— 2个异氰酸酯基的相对分子量。

3、弹性体硬段含量的计算

硬段含量可度量聚氨酯弹性体的硬度,计算公式如下 :

式中 Hs% —— 弹性体的硬段含量.

W醇 —— 多元醇的质量.

W异 —— 二异氰酸酯的质量.

W扩 —— 扩链剂的质量.

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聚氨酯化学分析与计算

1、二异氰酸酯用量的计算

所用的聚酯二元醇及二异氰酸酯TDI-80的分子量均为已知量,预聚体的端-NCO%含量为实验前所设定,为聚酯及TDI-80反应得到。为获得较为理想的聚氨酯弹性体的硬度,一般根据设定的-NCO 含量来确定实验时所需添加的异氰酸酯的投料量。制备TDI-80型的预聚体使用公式如下:

式中:W 二异氰酸酯 —— 二异氰酸酯的理想用量,g ;

W 醇 —— 聚合物多元醇(PCL) 的质量,g ;

48.3 —— -NCO%分子量占TDI 二异氰酸酯的百分含量;

Mn —— 聚合物多元醇(PEPA) 的相对分子质量。

1.1 异氰酸酯基含量的滴定

(1)方法原理:

化学分析法测定异氰酸酯纯度或NCO 含量,其原理是二正丁胺与异氰酸酯在适宜的惰性溶剂(如无水乙醇)中定量反应生成相应的脲,然后标准盐酸溶液滴定剩余的二正丁胺, 其反应如下

: W 二异氰酸酯(8400/Mn +NCO %)⨯W 醇=48. 3-NCO %

(2)试剂

2mol/L二正丁胺、甲苯或氯苯溶液;0.5mol/L盐酸标准溶液;0.1%的溴甲酚绿异丙醇溶液指示剂;无水乙醇。

(3)仪器

25ml 酸式滴定管,10ml 移液管,感量为0.1mg 的分析天平,250ml 锥形瓶。 1

(4)操作步骤

准确称取0.2-0.3g 的测量样品置于干净的锥形瓶内,用10ml 移液管加入10ml 二正丁胺-甲苯溶液,盖上瓶塞摇晃,直至样品完全消失,加入60ml 左右的无水乙醇,摇晃瓶身使之充分混合,然后滴几滴溴甲酚绿指示剂,用标准滴定盐酸滴定,当看到混合液颜色由蓝色变为黄色时,记下此时的标准滴定盐酸用量。同时做空白试验。

(5)计算

预聚体中NCO%的计算公式如下:

其中,V 0为空白试验消耗的标准滴定盐酸溶液的体积,ml ;

V 1为试样消耗的标准滴定盐酸溶液的体积,ml ;

C 为标准滴定盐酸溶液的浓度,mol/L;

m 为试验中样品的质量,g ;

0.0420为与1ml 盐酸标准滴定溶液相当的以克表示的异氰酸酯基的质量。

2、扩链剂的计算

扩链系数指预聚体法合成聚氨酯弹性体时扩链剂的实际用量,即胺或醇与端异氰酸酯酯预聚体的质量比,NH2/NCO比值或OH/NCO比值,一般以f 表示。 扩链剂用量的计算

扩链剂与端异氰酸酯预聚体反应生成高分子聚合物,扩链剂的用量公式如下:

式中; W 扩链剂 —— 扩链剂的理想用量,g ;

W 预聚体 —— 预聚体的质量,g ;

Mn 扩链剂 —— 扩链剂的相对分子质量;

(V 1-V 0)⨯C ⨯4. 2NCO %=m W 扩链剂Mn 扩链剂=W 预聚体⨯⨯NCO %⨯ f 842

NCO% —— 预聚体中异氰酸酯基含量;

f —— 扩链系数;

84 —— 2个异氰酸酯基的相对分子量。

3、弹性体硬段含量的计算

硬段含量可度量聚氨酯弹性体的硬度,计算公式如下 :

式中 Hs% —— 弹性体的硬段含量.

W醇 —— 多元醇的质量.

W异 —— 二异氰酸酯的质量.

W扩 —— 扩链剂的质量.

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