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聚氨酯軟泡配方中催化劑計(jì)算

羥基化合物與異氰酸酯反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)

  -d(-nco)/dt=k0×(-nco)×(-oh)

  k1是異氰酸酯與羥基化合物生成絡(luò)合物的正向反應(yīng)速率

  k2是異氰酸酯與羥基化合物生成絡(luò)合物的負(fù)向反應(yīng)速率

  k3是絡(luò)合物與羥基化合物生成氨基甲酸酯與羥基化合物的正向反應(yīng)速率。

  k0=[k1×k3×(-oh)]/[k2+k3×

  arrhenius方程

  k=ae^[-(ea/rt)]

  a:指數(shù)因子。

  e=2.718

  ea:kj/mol

  r=8.31(j/mol.k)

  脲、聚氨酯、縮二脲、脲基甲酸酯等基團(tuán)生成反應(yīng)熱的計(jì)算:

  鍵離能(kj/mol)

  c-n 205.1~251.2

  c-c 230.2~293.0

  c-o 293.0~314.0

  n-h 351.6~406.0

  c-h 364.9~393.5

  o-h 422.8~460.5

  c=c 418.6~523.3

  c=o 594.1~694.9

  反應(yīng)式

  rnco+roh→rnhcoor

  rnco+hoh→rnhcooh+rnco→rnhconhr+oco↑

  rnhcoor+rnco→rnconhrcoor

  rnhconhr+rnco→rnconhrconhr

  聚合體系中氣體與聚合體系總體積的體積比(vg/vo)對(duì)溫度的調(diào)控能力:氣體單體影響著濃度(mol/l)左右著聚合熱[q(kj/l)=rp(mol/l)*(-h)]。聚合熱傳遞給氣體分散介質(zhì)使氣體吸熱膨脹(pv=nr/t)。聚合體系溫度驟升后氣體脫出帶走大量的熱(與vg/vo近似成直線)

  一步法制聚氨酯時(shí),氨基酸的反應(yīng)活化能約60(mol.k),脲反應(yīng)活化能為17(mol.k)

  泡沫體系比溶液體系懸浮體系容易實(shí)施。分散聚合在反應(yīng)開始時(shí)即出現(xiàn)norrish-tromastof效應(yīng),使鏈增長(zhǎng)參數(shù)隨時(shí)間變化率減慢,提高產(chǎn)品單分散性。

  分散聚合是用氣體將聚合體系分隔成無數(shù)次細(xì)小的泡沫使聚合組份轉(zhuǎn)化為泡沫的表面液膜和連接多個(gè)液膜的“多面邊界液胞”形成特殊分散相進(jìn)行聚合的方法。

  泡沫體系以氣體為分散介質(zhì),氣體受熱膨脹和逸出驟然冷卻效果及氣體逸出時(shí)產(chǎn)生負(fù)壓對(duì)體系殘存單濃縮使之進(jìn)一步聚合,對(duì)水分子蒸發(fā)及小分子脫出有加速和攜帶作用。

  氣體對(duì)聚合體系的分散作用不等于對(duì)單體的真正稀釋。

  非一級(jí)反應(yīng)半衰期通式

  t=[2^(n-1)-1]/[a×k×(n-1)×a^(n-1)]

  二級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)

  a+b→q+s

  kt=[1/(ca0-cb0)]×ln[(cb0×ca)/(ca0×cb)]

  ca0×kt=[1/(1-m)]×ln{[m(1-xa)]/(m-xa)} 其中m=cb0/ca0

  ……

  附:

  聚氨酯軟泡密度的計(jì)算舉例

  通用聚醚三元醇ppg:50 pop:50 tdi-80:42.8 hoh:3.17 l-580:1 a33:0.34 sn:0.17

  計(jì)算得:4.34 2.17 6.51 38.2 112% 17% 5.2 1.74 122 再計(jì)算得,28kg/立方米

  聚氨酯軟泡催化劑計(jì)算舉例

  通用聚醚三元醇ppg:90 pop:10 tdi-80::35.5 hoh:2.2 l-580:0.84 黑色漿:6

  計(jì)算得:a33:0.18 t-9:0.25

  a33:0.14 t-9:0.24

  a33:0.13 t-9:0.35

  a33:0.12 t-9:0.30

  寬容度與拐點(diǎn)……

  垂泡發(fā)泡流量與提升速度的計(jì)算:

  配方(僅舉例用)ppg:100,tdi:80,hoh:6,si:1.5,a33:***,sn:***,mc:14.8

  垂泡圓模直徑1.25。

  聚醚流量12千克/分鐘。

  求提升速度是多少(米/分鐘)

  求得配方密度12千克每立方。配方總重173.5公斤。配方體積14.46立方米。圓模截面積:1.23平方米。

  設(shè)損失率5%。

  提升速度: [14.46×12%×(1-5%)]/1.23=1.34米/分鐘。

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nt cat a-1

nt cat 33l

nc cat t

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3-morpholinopropylamine

4-acryloylmorpholine

n-acetylmorpholine

n-ethylmorpholine

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