异氰酸酯计算

聚氨酯计算公式中有关术语及计算方法

1. 官能度

官能度是指有机化合物结构中反映出特殊性质(即反应活性)的原子团数目。对聚醚或聚酯多元醇来说，官能度为起始剂含活泼氢的原子数。

2. 羟值

在聚酯或聚醚多元醇的产品规格中，通常会提供产品的羟值数据。

从分析角度来说，羟值的定义为：一克样品中的羟值所相当的氢氧化钾的毫克数。 在我们进行化学计算时，一定要注意，计算公式中的羟值系指校正羟值，即 羟值校正 = 羟值分析测得数据 + 酸值 羟值校正 = 羟值分析测得数据 - 碱值

对聚醚来说，因酸值通常很小，故羟值是否校正对化学计算没有什么影响。

但对聚酯多元醇则影响较大，因聚酯多元醇一般酸值较高，在计算时，务必采用校正羟值。 严格来说，计算聚酯羟值时，连聚酯中的水份也应考虑在内。

例，聚酯多元醇测得羟值为224.0，水份含量0.01%，酸值12，求聚酯羟值 羟值校正 = 224.0 + 1.0 + 12.0 = 257.0

3. 羟基含量的重量百分率

在配方计算时，有时不提供羟值，只给定羟基含量的重量百分率，以OH%表示。 羟值 = 羟基含量的重量百分率×33 例，聚酯多元醇的OH%为5，求羟值 羟值 = OH% × 33 = 5 × 33 = 165

4. 分子量

分子量是指单质或化合物分子的相对重量,它等于分子中各原子的原子量总和。

分子量56.1官能度1000羟值（56.1为氢氧化钾的分子量）

例，聚氧化丙烯甘油醚羟值为50，求其分子量。

分子量56.131000336650对简单化合物来说，分子量为分子中各原子量总和。

如二乙醇胺，其结构式如下： CH2CH2OH HN

<

CH2CH2OH

分子式中，N原子量为14，C原子量为12，O原子量为16，H原子量为1，则二乙醇胺分子量为：14+4×12+2×16+11×1=105

5. 异氰酸基百分含量

异氰酸基百分含量通常以NCO%表示，对纯TDI、MDI来说，可通过分子式算出。

TDI的NCO%MDI的NCO%42248%17442233.6%250式中42为NCO的分子量

对预聚体及各种改性TDI、MDI，则是通过化学分析方法测得。

有时异氰酸基含量也用胺当量表示，胺当量的定义为：在生成相应的脲时，1克分子胺消耗的异氰酸酯的克数。

胺当量和异氰酸酯百分含量的关系是：

胺当量4200NCO%

6. 当量值和当量数

当量值是指每一个化合物分子中单位官能度所相应的分子量。

当量值数均分子量官能度如聚氧化丙烯甘油醚的数均分子量为3000，则其当量值

聚醚三元醇当量值300010003

在聚醚或聚酯产品规格中，羟值是厂方提供的指标，因此，以羟值的数据直接计算当量值比较方便。

当量值

56100羟值

当量值

56100羟值分子量17487官能度2TDI当量

当量42.02100NCO%

7. 异氰酸酯指数

异氰酸酯指数表示聚氨酯配方中异氰酸酯过量的程度，通常用字母R表示。

W异异氰酸酯当量数E异异氰酸酯指数（R）W醇W水多元醇当量数E醇9式中：W异为异氰酸酯用量

W醇为多元醇用量 E异为异氰酸酯当量 E醇为多元醇当量

例，根据下列配方，计算异氰酸酯指数R。 聚酯三元醇（分子量3000） 水 匀泡剂 二甲基乙醇胺 TDI 400份 11份 4份 4份 150份 TDI当量

174872300010003聚酯当量水当量为9

15087R1.074001110009

聚氨酯泡沫塑料计算公式及其应用

1. 聚氨酯泡沫收率计算方法

聚氨酯泡沫塑料制造时物料变动情况可按下式表示:

上式4个方程式中左边为使用的原料,右边为产物。 ⑷式中：

A：为催化剂，稳定剂，泡沫稳定剂等物料中不挥发物质。 B：为催化剂，稳定剂，泡沫稳定剂等物料中挥发物质。

从以上方程式看出，聚氨酯化合物是最终产品，CO2与CCL3F在发泡过程中损失，其他助剂要看是属于挥发组份还是非挥发组份。

聚氨酯泡沫塑料的收率的计算：

(聚氨酯化合物）（A）100（重量%）（多元醇）（多异氰酸酯）（水）（CCL3F）（A）（B）

在实际计算中要分析损失物料：

⑴式中实际无损失，⑵式中CO2逸出，⑶式中CCL3F汽化，⑷式中B物质的挥发部分损失。 于⑵式中1公斤克分子的水将损失1公斤克分子的CO2 ,其损失量为W公斤。

W水的用量4418

即

⑶式中损失的为F公斤。

则 F = 发泡剂CCL3F的全量 ⑷式中损失的组份为B公斤。 则总损失量：W+F+B 以上收率用百分率表示：

使用原料的总计（WFB）100%使用原料的总计

例 以普通软泡制备过程为代表做的收率计算。 当发泡配方为： 聚醚（酯）多元醇 多异氰酸酯 水 发泡剂CCL3F 催化剂+泡沫稳定剂

计算：

100公斤 50公斤 4.0公斤 5.0公斤 2.0公斤 按WF=5.0 B=0

4.04418收率100504.05.02.0（9.85.00）100%90.5%100504.05.02.0

从计算说明，按以上配方发泡，当使用原料一百公斤时则制得泡沫塑料为90.5公斤。

2. 异氰酸酯用量的计算

在聚氨酯泡沫配方中，异氰酸酯用量是根据配方中多元醇的质量指标、水的用量来计算的。 ⑴聚氨酯硬泡配方异氰酸酯用量的计算 异氰酸酯用量计算方法

每100克多元醇所需的异氰酸酯用量如下：

WG100g式中：W—异氰酸酯用量 G—异氰酸酯当量值 g—多元醇当量值

TDI的当量值为87、MDI的当量值为125、PAPI的当量值为126~127。

多元醇当量值g56.11000羟值

则多元醇所需的异氰酸酯用量：

WW醇G56.11000羟值

式中：W为异氰酸酯用量

W醇为多元醇用量

与水反应所需的异氰酸酯用量公式

WGW水9式中：G为异氰酸酯当量值 W水为水的当量值 9为水的当量值

发泡配方中所需异氰酸酯总量

聚氨酯泡沫制备过程中,除了多元醇和水需用的异氰酸酯用量外,还需考虑异氰酸酯过量程度(即异氰酸酯指数)及纯度。

因此，聚氨酯泡沫塑料中所需异氰酸酯总用量公式如下：

W总G[W醇W水1]R56.110009P羟值式中：W总为所需异氰酸酯重用量 G为异氰酸酯当量值

W醇为配方中多元醇的总用量 W水为配方中水的总用量 R为异氰酸酯指数 P为异氰酸酯纯度

对普通聚氨酯硬泡来说，指数R一般为1.05，异氰酸酯的纯度由于生产厂家的不同而有所

变化，若不特别说明，在计算时，PAPI 的纯度通常认定为90%。 例，根据下列配方计算出PAPI的用量： 聚醚多元醇（羟值500mgKOH/g） 403聚醚（羟值770mgKOH/g） 匀泡剂 三乙撑二胺 水 求PAPI用量

500g 100g 12g 5g 3g W总G[

W醇W水1]R56.110009P羟值W总126[5001001]1.0556.1100056.110000.9500770= 905.6g

异氰酸酯用量的简单算法

在硬泡中，异氰酸酯通常采用PAPI，则G为126，R一般选用1.05，纯度P为90%，则可简化为：

W总=W醇×羟值×0.00263+16×W水 例，根据下列配方计算PAPI的用量 聚醚多元醇（羟值500mgKOH/g） 403聚醚（羟值770mgKOH/g） 匀泡剂 三乙撑二胺 水 CFC-11 PAPI W总=W醇×羟值×0.00263+16×W水

W总=500×500×0.00263+100×770×0.00263+16×3 W总=907g

500g 100g 12g 5g 3g 200g