羟值的计算

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  聚醚多元醇生产中涉及合成原料配比与聚醚结构基本参数及其计算法简单介绍如下。  基本参数及其计算  （1）羟值（OHV）与羟当量（ME）    （2）平均分子量（）  数均分子量N，重均分子量W，复合起始剂的表观分子量Σ=ΣMiNI，Mi、Ni分别为各个起始剂内分子量与摩尔百分数。  （3）平均官能度（f）  平均官能度（f）是样品的各聚醚分子中含有端羟基本数据的平均值。  数均官能度：n=Mn/ME  重均官能度：W=MW/ME  表观官能度Σ=Σfini用于复合起始剂，fi、ni分别为各个起始剂的官能度与摩尔分数。  MN、fn与ME，（OHV）之间的关系如下：MN=fnME=56100fn/（OHV）  （4）“K值”  “K值”是指聚醚样品平均每一官能度起始剂把联结的单体摩尔数。不同生产厂家对此参数不同的代号，这里以“K值”代表。  

1“K值”是聚醚合成中关键参数之一，很有实用价值。大量实验证明，“K值”的大小可决定对催化剂体系的选择。根据实践经验，最常用的氢氧化钾催化剂体系适用于“K值”在～范围内，＞亦可，至于上限肯定存在，但应到多少说法不一。由于聚醚多元醇一般分子量很少大于6000者，故该问题的讲座已经外延到其它用途的高分子聚醚中去了。但在聚醚多元醇中，“K值”大到一定程度要采用分段聚合的方法，即先生产出一段聚合中间产品（欲称“头”）再以“头”为起始剂继续聚合成品。  原料配比及“K值”的计算  常用聚醚多元醇起始剂与单体的符号与参数参看表3-29。表3-29起始剂的符号与参数名称符号分子式分子量M官能度f羟值/（mgKOH/g）丙二醇PGC3H8O2　76　2二丙二醇DPGC6H14O3　2三丙二醇TPGC9H20O4　2　甘油GNC3H8O33三乙醇胺TEAN(C2H4OH)331128三羟甲基丙烷TMPC6H14O33二乙二醇DEGC4H80(0H)2　2乙二胺EDAC2H8N24甲苯二胺MTDC7H10N24山梨醇SBLC6H14O61826蔗糖SUC12H22O118环氧丙烷POC3H6O--环氧乙烷EOC2H4O--

2   （1）单一起始剂的计算  [实例1]生产硬泡聚醚AE-300，起始剂为EDA，单体为PO。假设要求摩尔比EDA:PO=1:4；求投料量，产品分子量，羟值（理论羟值）及“K值”（每釜生产量15820kg）：  ①投料质量比：EDA:PO=（1×）:（4×）=1:  ②EDA投料量=15280/（1+）=3250kg  ③PO投料量=[15280/（1+）]×=12570kg  ④产品分子量=+×4=  ⑤产品羟量=f/M×56100=4/293×56100=766mgKOH/g  ⑥“K值”=PO摩尔数/f=4/4=1  由于“K值”小于，故对一般配方氢氧化钾催化剂宜慎用。  [实例2]生产软泡聚醚GP-3130，起始剂为GN，单体PO-EO-PO三段聚合。假设要求段分子量达到441，成品分子量为3000，EO质量分数为%，求三段聚合投料量、各段摩尔比、一段及成品羟值及“K值”（每釜产量15820kg）。  ①G投料量=（3000）×15820=486kg  ②EO投料量=15820×%=1392kg  ③PO总投料量=2=13942kg  ④一段聚合重量比：G:PO=:（）=1:  ⑤一段聚合PO投料量=486×=1842kg  ⑥二段聚合PO投料量==12100kg  ⑦各段摩尔比：G:PO1:EO:PO2=（486/）:（1842/）:（1392/）:（12100/）=1:6:6:  ⑧一段聚合羟值=f/M×56100=(3/441)×56100=382mgKOH/g  ⑨一段聚合“K值”=6/3=2  ⑩二段聚合“K值”=（6+）/3=15  （2）复合起始剂的计算

3  [实例3] 生产硬泡聚醚NT-470，起始剂为SU、MTD、EDA及TEA四种复合，单体PO，假设要求复合起始剂聚醚摩尔比SU:MTD:EDA:TEA=1:::，PO的摩尔分数为%，求起始剂的表观官能度、表观分子量、各组分投料量、产品分子量、羟值和“K值”（每釜产量1605kg）⑴复合起始剂各组分的摩尔百分数ni%=ni/Σni；Su:MTD:EDA:TEA=:::  ⑵复合起始剂的表观官能度fΣ=Σfini=8×+4×+4×+3×=  ⑶复合起始剂的表观分子量Σ=ΣMini=342×+122×+60×+149×=  ⑷复合起始剂与PO摩尔比：起始剂:PO=（）:=1:  ⑸复合起始剂与PO质量比复合起始剂:PO=[（）×]:（×）:1:  ⑹复合起始剂总投料量=[16052/（）]×1=5002kg  ⑺PO投料量=[16052/（1+）]×=11050kg  ⑻复合起始剂各组分质量分数（之比）Su:MTD:EDA:TEA=（342×）:（122×）:（60×）:（149×）=:::  ⑼复合起始剂各组分投料量  Su=×5002=2246kg  MTD=×5002=505kg  EDA=×5002=450kg  TEA=×5002=1801kg  ⑽产品分子量 n=+×=530  ⑾产品羟值（OHV）=530×56100=473mgKOH/g  ⑿产品“K值”K==

4  氢氧化钾催化剂体系对产品适用。  [实例4] 生产硬泡聚醚NT-400，复合起始剂为MTD，TEA；复合单体为EO，PO。假设起始剂质量比为MTD:TEA=2:1，复合起始剂与复合单体质量比为1:3、EO质量分数EO=%，求复合起始剂的表观官能度及表观分子量、各组分投料量、产品分子量、羟值及“K值”（每釜产量16800kg）。  ①复合起始剂摩尔分数MTD:TEA=（2/122）:（1/149）=:  ②复合起始剂表观官能度F=4×+3×=  ③复合起始剂表观分子量ε=122×+149×=130  ④复合起始剂表总投料量=[16800/（1+3）]×1=4200kg  ⑤单体总投量=[16800/（1+3）]×3=12600kg  ⑥MTD投料量MTD=[4200/（2+1）]×2=12600kg  TEA投料量TEA=[4200/（2+1）]×1=1400kg  EO投料量EO=16800×%=616kg  PO投料量PO=12600-616=11984kg  ⑦复合起始剂与EO、PO摩尔比复合起始剂：EO:PO=（4200/130）:（616/44）:（11984/58）=1::  ⑧产品分子量n=130+×44+×58=520  ⑨产品羟值（OHV）=520×56100=g  ⑩产品“K值”K=（+）/=  氢氧化钾催化剂体系对该产品适用。