在研究中,利用Microsoft Excel软件设计了一套辅助程序,用于水性聚氨酯树脂合成的配方参数设计。水性聚氨酯(WPU)因其结构复杂和控制因素众多,一直是研究和生产中的难点。在传统设计过程中,研究人员常常需要手动计算大量参数以调整配方,这个过程不仅耗时,还容易出错。因此,开发出一套能够自动进行计算、修改方便、迁移性好的工具显得尤为迫切。
Excel作为一种普遍使用的办公软件,其内置的编程功能允许用户用类似于编程的方式来处理数据和完成复杂的计算任务。此外,使用Excel制作的程序具备良好的兼容性和通用性,无需安装额外插件,就能在任何一台安装了微软办公软件的电脑上运行。
该辅助程序的界面设计考虑到了用户体验,采用了深色条框将程序的不同功能区域进行划分,以方便用户理解和操作。界面主要分为几个区域,包括“投料比例调整”区域,用户需要在这里填写聚氨酯树脂合成时的各种物料信息,如种类、用量、官能度、单价等。白色栏是用户填入的栏目,其他有色栏则是程序根据用户输入的数据自动进行计算的地方。
在程序设计中,用户需要特别注意几个重要的参数,如r值和f值。r值是异氰酸酯基团与所有羟基的物质的量之比值,与预聚物的相对分子质量有直接关联。通过调整r值,可以控制预聚物相对分子质量,进而影响最终产物的性质。f值则是胺扩链之后的总体异氰酸酯基团与活泼氢的比值,这个值可以帮助用户调整最终产物的相对分子质量。
对于那些稀有或自制的原料,程序允许用户根据实际情况自行修改内置参数,这大大增加了程序的适用性和灵活性。程序还内置了催化剂和NMP溶剂的建议用量,以及多官能度校正,使得用户在使用过程中可以更精确地控制合成过程。
此外,辅助程序提供了参考文献和专利中的参数,例如一NH/一NCO值,这是衡量胺扩链效率的一个重要指标,通常在0.4到0.7之间比较合适。直接脲基含量也是一个重要参数,它通过单链数、Dii数和Lol数等参数计算得出,反映了扩链胺反应引入的直接脲基含量,从而影响产物的强度。
整个辅助程序的设计,不仅为初涉聚氨酯合成的研究人员提供了一个有据可依的工具,也为有经验的从业者提供了一种智能化和形象化的解决方案。通过这种辅助工具,可以有效提高研发效率,减少错误,加快水性聚氨酯树脂合成的研发进程。