Question

如何确定聚氨酯的厚度

工程中要做聚氨酯保温层，请问它的厚度是如何计算出来的。最好有计算公式。

Answer 1

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 = 3366
50
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% = 42 ´ 2 = 48%
174
MDI的NCO% = 42 ´ 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 =
4200

NCO%

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 = 1000
3

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

TDI当量 = 分子量 = 174 = 87
官能度 2

当量 = 42.02 ´100
NCO%

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
异氰酸酯指数（R）= 异氰酸酯当量数 =
多元醇当量数

E异

W醇 + W水

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。
E醇 9

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

TDI当量 = 174 = 87
2

聚酯当量 = 3000 = 1000
3
水当量为 9

150

R = 87 = 1.07
400

1000
+ 11
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。
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）

´10（0 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´ 44 18

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

100 公斤

多异氰酸酯

50 公斤

水

4.0 公斤

发泡剂CCL3F

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
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：