9.1. Polyol blend (두 종류의 polyol)를 사용할 경우,

          필요한 isocyanate 양의 계산

 

문제:  Polyol A (hydroxyl No. = 300) 70 parts by weight            Polyol B (hydroxyl No. = 450) 30            Catalyst mixture 3            Chain extender (1,4-butanediol) 4            이 폴리올을 100 g을사용할 때 필요한 TDI의 양을 계산하시오.

풀이:

Key: 당량 대 당량이 반응

1) 전체 OH 당량

     Hydroxyl No. = 56100/당량 -> 당량 = 56100/Hydroxyl No.

     Polyol A의 당량 = 56100/300 = 187

     Polyol B의 당량 = 56100/450 = 124.6

    Chain extender, 1,4-butanediol (HO-CH₂CH₂CH₂CH₂-OH)의 당량

     = 분자량/작용기수 = 90/2 = 45

2) 100 g 중 OH의 당량 수

      Polyol A:        70 x 100/107

                         ----------- = 0.35

                                187

Polyol B:       30 x 100/107

                   ----------- = 0.23

                      124.6

Chain extender:      4 x 100/107

                           ---------- = 0.08

                                  45

100 g 중 OH 전체 당량수 = 0.35 + 0.23 + 0.08 = 0.66

3) 필요한 MDI 양:

    MDI 당량 = MDI 분자량/2 = 250/2= 125

                    0.66 x 125 = 82.5 g

실제: 불완전한 혼합, allophanate 반응, biuret 반응 ->

        isocyanate를 약간 과량 사용, 5%

해답: 실제로 필요한 MDI 양 86 x 1.05 = 86.6 (g)

9.2. 물발포할 때 사용하는 TDI (80/20)양의 계산

 

문제:    Polyether triol, 3000 MW 100 parts by weight                Surfactants 1.0                Catalyst 0.4                Blowing agent, water 3.3 ------------------------------------------                                                  104.7        위의 혼합물에 필요한 TDI의 양을 계산하시오.

풀이:

1). Polyether triol의 당량: triol의 분자량/작용기수=3000/3 = 1000

       triol 당량수: 100/1000 = 0.1

2). 물의 당량 : 물의 분자량/작용기수 = 18/2 = 9

     물의 당량수: 3.3/9 = 0.37

3). 전체 OH 당량수: 0.1 + 0.37 = 0.47

4). 필요한 TDI 양:

     TDI의 당량 = TDI의 분자량/2 = 87

<답> 필요한 TDI 양 = 87 x 0.47 = 41 g

9.3. Prepolymer 의 분자량과 요구되는 아민의 양 계산

풀이:

1. Prepolymer 의 분자량

           174 x 2 + 90x0.2 + 4,000x0.8 = 3566

2. Prepolymer 의 %NCO

      NCO의 분자량= 14+12+16= 42

       %NCO= (NCO의 분자량x NCO의 수x100)/ isocyanate 의 분자량이므로

       42x2x100/3566 = 2.36%

3. 아민의 요구량

요구되는 아민은 NCO 기와 1:1 당량비라고 생각하면 (반응은

당량 대 당량으로 반응하므로), 다음과 같이 계산할 수 있다.

TDI 는 2x2=4 당량

1,4-butanediol 은 0.2x2=0.4 당량

Diol B는 0.8x2=1.6 당량이다

그러므로 prepolymer 합성에 사용된 NCO 기는 0.4+1.6=2 당량이 되고,

합성된 prepolymer에 남아있는 NCO 당량은 4-(0.4+1.6) = 2 당량이 된다.

따라서, 남아있는 NCO 2당량과 반응할 수 있는 아민은 2당량이다.

MOCA 2 당량에 해당하는 MOCA 의 무게는 (MOCA 의 분자량/f)x2 당량이된다.

즉, (267/2)x2= 267 g 의 MOCA 가 필요하다.

실제로는 아민을 이론치의 100% 보다 조금 적게 넣는 경우가 많다.

8.4. 그 외 다른 계산 예

1. 10% free NCO를 가진 prepolymer 합성 계산

2. 5% free OH 기를 가진 prepolymer 합성 계산

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