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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 高分子 » 合成制备 » 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
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liuyq1108

木虫 (正式写手)

[求助] 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有1人参与

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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1楼2020-09-22 10:41:46
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jiduquegai

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
liuyq1108: 金币+30, ★★★★★最佳答案, 非常感谢大神详细解答，看的很明白 2020-09-24 09:42:18
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。
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
1B52EE2A-14B9-4c09-AA4A-7E10F4E17B4E.png
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8楼2020-09-23 17:09:21
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jiduquegai

木虫 (著名写手)
无聊去解了下那个方程，结果与第二组数据很接近。方程式为
(2y/222.29)/(0.2+2x/62)=1.2  (1)
(x+y)/[x+y+100+(2y/222.29-0.2-2x/62)*116=0.4  (2)
解出来结果是x=8.97   y=65.26  
就是乙二醇用8.97g，IPDI用 65.26g，然后放了excell表格里，就出来HEA用量和理论分子量了。
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9楼2020-09-23 17:28:20
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liuyq1108

木虫 (正式写手)
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2楼2020-09-23 10:31:29
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jiduquegai

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
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。
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3楼2020-09-23 15:27:49
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jiduquegai

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

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
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4楼2020-09-23 15:33:22
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jiduquegai

木虫 (著名写手)
（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）
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5楼2020-09-23 15:35:28
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jiduquegai

木虫 (著名写手)
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。
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6楼2020-09-23 15:59:42
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jiduquegai

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

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。
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-1
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7楼2020-09-23 16:28:27
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liuyq1108

木虫 (正式写手)
引用回帖:
8楼: Originally posted by jiduquegai at 2020-09-23 17:09:21
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。

1B52EE2A-14B9-4c09-AA4A-7E10F4E17B4E.png
...

现在唯一的疑问是计算硬段含量要不要把封端剂HEA算到里面？
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10楼2020-09-24 09:43:04
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