2026.03.31

イソシアネート基含有率（NCO%）の測定原理と手順｜逆滴定による測定法を解説

yusuke

イソシアネート基含有率（NCO%）とは

イソシアネートは、イソシアネート基（-N=C=O）を持つ化合物の総称であり、ポリウレタンの原料として広く利用されています。ポリウレタンの合成は、分子内に複数の水酸基を持つポリオールとイソシアネートが反応し、ウレタン結合（-NH-COO-）を形成することによります。

R-NCO + R'-OH → R-NH-COO-R'

水酸基とイソシアネート基は1：1のモル比で反応します。このイソシアネート基と水酸基の比率は、ポリウレタンの強度・耐熱性などの性能を左右するため、イソシアネート基の割合を正確に測定・管理する必要があります。

この目的で用いられるのがイソシアネート基含有率（NCO%）であり、原料中のイソシアネート基の質量パーセント濃度で表されます。

純粋なMDIのイソシアネート基含有率は以下のように計算されます。

NCO% = （NCO基のモル質量 × 2） / MDIのモル質量 × 100
     = （42.02 × 2） / 250.25 × 100
     ≒ 33.6%

イソシアネート基含有率の測定方法は、以下の規格で規定されています。

測定は以下の3段階で行います。

過剰量のジ-n-ブチルアミン（(C₄H₉)₂NH）をイソシアネート（R-NCO）と反応させます。

R-NCO + (C₄H₉)₂NH → R-NH-CO-N(C₄H₉)₂

この反応は、脱水処理したトルエン中などの非水条件で行います。イソシアネートは水と反応しやすく、水が混入すると以下の副反応が起こるためです。

R-NCO + H₂O → R-NHCOOH → R-NH₂ + CO₂

水との副反応はマイナスの誤差の原因となるため、水分の混入を防止する必要があります。

イソシアネートと反応せずに残った過剰のジ-n-ブチルアミンを、塩酸標準溶液で滴定します。

(C₄H₉)₂NH + HCl → (C₄H₉)₂NH₂Cl

試料測定と同じ条件で空試験（ブランク）を行い、空試験と試料測定の滴定量の差からイソシアネート基含有率を算出します。

NCO% = (V0 - V1) × c × 42.02 × 0.1 / m

本測定は非水溶媒中での滴定であるため、以下の電極構成が推奨されます。

イソシアネートは水と反応するため、水の混入はマイナスの誤差を生じます。反応溶媒（トルエン）およびジ-n-ブチルアミンのトルエン溶液は、タイプ4Aのモレキュラーシーブなどで脱水処理したものを使用してください。使用する器具類の乾燥も重要です。

試料が結晶化している場合は、均一に溶解するよう慎重に加熱します。その後、注射器（シリンジ）などを用いて採取することで、大気中の水分との接触を最小限に抑えられます。

試料とジ-n-ブチルアミンの反応によって溶液が発熱する場合は、反応終了後、室温に戻るまで 5〜10 分間放置します。温度変化が電位応答に影響するためです。