聚氨酯计算公式中有关术语及计算方法

1、 PU资料 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

2、，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X 33 例，聚酯多元醇的OH为5,求羟值 羟值=OH% X 33 = 5 X 33 = 165 4. 分子量 分子量 56.1官能度 1000 羟值 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 （56.1为氢氧化钾的分子量）

3、 56.1 3 1000 3366 分子量 50 例，聚氧化丙烯甘油醚羟值为 50,求其分子量。 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： CH 2CHOH HN CH 2CHOH 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+4X 12+2X 16+11X 仁 105 5. 异氰酸基百分含量 42 2 TDI 的 NCO%48% 174 42 2 MDI 的NCO%33.6% 250 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。 式中42为NCG的分子量 对预聚体及

4、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: 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 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。 7. 异氰酸酯指数 异氰酸酯当量数 异氰酸酯指数（R多元醇当量数 W异 丽 WS_w水 E醇9 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

5、示。 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 Ro 聚酯三元醇（分子量3000） 400份 水 11份 匀泡剂 4份 二甲基乙醇胺 4份 TDI 150份 聚酯当量30001000 水当量为9 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。 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，CO与C

6、CLF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： 在实际计算中要分析损失物料： 式中实际无损失，式中CO逸出，式中CCLF汽化，式中B物质的挥发部分损失。 于式中1公斤克分子的水将损失1公斤克分子的CO ,其损失量为W公斤。 即 式中损失的为F公斤。 则F =发泡剂CCLF的全量 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 100公斤 多异氰酸酯 50公斤 水 4.0公斤 发泡剂CC

7、LF 5.0公斤 催化剂+泡沫稳定剂 2.0公斤 计算： 按 w 4.0 44 18 F=5.0 B=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。 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: 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126127。 则多元醇所需的异氰酸酯用量： 式中：W为异氰酸酯用量 W醇为多元醇用量

8、 与水反应所需的异氰酸酯用量公式 W水 W G 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 式中： G W W R P 一W醇W水1 G R 56.1 10009P 羟值 W总为所需异氰酸酯重用量 为异氰酸酯当量值 醇为配方中多元醇的总用量 水为配方中水的总用量 为异氰酸酯指数 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

9、 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 500g 403 聚醚（羟值 770mgKOH/g 100g 匀泡剂 12g 三乙撑二胺 5g 水 3g 求PAPI用量 W 总 126 500 56.1 1000 500 =905.6g 1001 1.05 - 56.1 10000.9 770 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=WX 羟值 X 0.00263+16 X W水 例，根据下列配方计算PA

10、PI的用量 聚醚多元醇（羟值500mgKOH/g 500g 403 聚醚（羟值 770mgKOH/g 100g 匀泡剂 12g 三乙撑二胺 5g 水 3g CFC-11 200g PAPI W总=W醇? X 羟值 X 0.00263+16 X W水 W总=500X 500X 0.00263+100 X 770X 0.00263+16 X 3 W 总=907g 隔热保温层厚度计算 聚氨酯泡沫塑料作为隔热保温材料已广泛用于冷库、油管、保温管道等。 正确地确定隔热层厚度将大大地节省原料，降低材料费用。 绝热工程包括保温和保冷两方面的内容。 经济厚度计算方法是一种最广泛使用的方法。 把绝热材料的投资和

11、热冷损失的费用综合考虑后得出一种经济厚度，此时保温与保冷费 用和热损失费用之和为最小。 一般控制绝热层表面单位面积的热损失不大于规定值。 据国家计委节能局、国家经委能源局召开的全国供热系统节能座谈会提出的“供热系统 管道及设备外 表面温度（C） 50 100 150 200 250 300 350 允许最大散热损失 2 （Kcal/m h） 50 80 100 120 140 160 180 节能暂行规定”（讨论稿），对于保温管道与设备生产允许最大散热损失为: 外径小于或等于1000m/m的设备和管路的厚度计算公式: Di Do X 2 t s = t a+A a i 式中，D:保温层外径，m

12、 D o：保温层内径，m A :散热量Kcal/m2 h （规定值） 入：保温材料导热系数，Kcal/m h 2 a 仁传热系数Kcal/m h C t f:管内介质温度，C t s：保温层表面温度，C t a：环境温度C （对保温采用全年平均气温，对保冷、环境温度和相对温度 采 用夏季平均值） X :保温层厚度，m 外径大于1000m/m的设备和管道以及平面计算公式： 在实际计算中，保温层表面温度ts如何确定与各方面都有关系。 从能耗考虑，ts与大气温度to越接近越好，但是，相应的其投资费用也越大。 反之，则能源又随投资费用的减少而大幅度的增加。 因此，保温保冷层表面温度应分别高于大气温度和露点温度。 同时，式中ai的值（外部传热系数）对保温的场合往往直接取10,对保冷取7。 例1,某冷库，库内最低温度为-20 C，夏季平均气温为30 C，湿度为85%采用聚氨酯 泡沫作绝热材料，其厚度应为多少？ 已知 t f = -20 C t a= 30 C 入=0.022 Kcal/m h C a 1=7 Kcal/m 2 h C t