聚氨酯丙烯酸酯合成,在已知条件下,计算未知物质的用量,并计算理论分子量
已知采用PPG1000(Mn:1000),乙二醇(Mn:62)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI,Mn:222.29)反应得到预聚体,再用丙烯酸羟乙酯(HEA,Mn:116)封端,得到PUA树脂。已知硬段含量HSC为40wt%,NCO/OH=1.2,PPG1000的用量为100g,计算乙二醇、IPDI、HEA的用量及最终得到PUA的理论分子量。
麻烦给出解答过程说明.
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已知采用PPG1000(Mn:1000),乙二醇(Mn:62)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI,Mn:222.29)反应得到预聚体,再用丙烯酸羟乙酯(HEA,Mn:116)封端,得到PUA树脂。已知硬段含量HSC为40wt%,NCO/OH=1.2,PPG1000的用量为100g,计算乙二醇、IPDI、HEA的用量及最终得到PUA的理论分子量。
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这是考试题? 怎么感觉不像实际做实验时遇到的计算呢?
按照R值
100g PPG1000 含OH的量是 100g/1000*2=0.2mol,乙二醇用质量设为A,
则总OH 物质的量=0.2+2A/116
设IPDI用量是B,则总NCO总量=2*B/222.29
NCO/OH=1.2=(2*B/222.29)/(0.2+2A/116) (1)
扩链以后剩余的NCO含量是
2*B/222.29-(0.2+2A/116)
则丙烯酸羟乙酯用量=【2*B/222.29-(0.2+2A/116)】*116
硬段含量是40%=硬段/总质量=(A+B)/(A+B+【2*B/222.29-(0.2+2A/116)】*116)=0.4 (2)
(1)(2)式构成一个方程,解这个二元一次方程,可得
A,B用量,HEA用量可按照【2*B/222.29-(0.2+2A/116)】*116计算得出。
理论分子量=总质量/PUA物质的量,你已经计算出A,B来了。
那么总质量=A+B+100,(先不要考虑封端)
PUA物质的量=NCO物质的量/2(两端是NCO,那么NCO的一半就是总的分子链的个数)
=2*B/222.29-(0.2+2A/116)/2
这样未封端的聚合物理论分子量=(A+B+100)/【2*B/222.29-(0.2+2A/116)/2】
封端后的聚合物理论分子量=(A+B+100)/【2*B/222.29-(0.2+2A/116)/2】+2*116(一个分子链需要两个羟乙酯封端)
解二元一次方程是初中的题目,我就不解了,
那个PUA物质的量那个忘了加括号了
应该是剩余NCO=2*B/222.29-(0.2+2A/116)
PUA物质的量=剩余NCO/2
总质量A+B+100,理论分子量=(A+B+100)/PUA物质的量
然后在加上 封端的两个羟乙酯的分子量
最后PUA的理论分子量=(A+B+100)/PUA物质的量+2*116
(2)式也列错了,忘了加100g PPG1000,应该是
(A+B)/(A+B+100+【2*B/222.29-(0.2+2A/116)】*116)=0.4 (2)
不好意思,算错了,把羟乙酯分子量当乙二醇分子量算了。 上面应助全部错了。我重新算。
这就是答案了,解答过程无非就是列二元一次方程

NCO总物质的量/羟基总物质的量=1.2
(IPDI+乙二醇)总质量/反应总质量=0.4
设乙二醇用量是x,IPDI用量是y,然后
NCO总物质的量就是y/222.29*2
羟基总物质的量就是 PPG1000物质的量*2+ x/62*2(乙二醇羟基物质的量)
解这个二元一次方程就出来结果了。
剩余NCO的物质的量 就是NCO总物质的量减去羟基总物质的量
那么这些NCO就需要用羟乙酯上等量的羟基给反应掉,那么他在乘以羟乙酯的分子量就是羟乙酯的质量。
理论分子量就是总质量除以分子链的个数。
分子链的个数就是剩余的NCO物质的量除以2,因为一个分子链两端都是NCO封端,有两个NCO。
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这组数据更精确一些,我其实是没解那个方程。

拿着excell表格凑数,凑出来的。
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