Near-infrared analysis of polyols
Aplikace | | MetrohmInstrumentace
Polyoly jsou důležitou složkou při výrobě polyuretanových materiálů s širokým uplatněním v automobilovém, nábytkářském a obalovém průmyslu. Míra koncového hydroxylu, vyjádřená hydroxylovým číslem, je klíčová pro kontrolu molekulové hmotnosti a následné vlastnosti konečného produktu. Tradiční titrační metody jsou časově náročné a vyžadují úpravu vzorku. Near Infrared Spectroscopy (NIRS) nabízí rychlou, nedestruktivní možnost analýzy přímo v procesu výroby.
Studie představuje postup využití NIR spektroskopie pro stanovení hydroxylového čísla v polyolech. Hlavním cílem bylo ověření přesnosti, opakovatelnosti a vhodnosti pro on-line kontrolu kvality. Vyhodnocení proběhlo na vzorcích polypropylenglykolu s hydroxylovým číslem v rozsahu 26–280.
Analýza absorbance odhalila významné variace v pásmech O-H kombinace (2070 nm) a prvního přetónu (1460 nm). Pro kompenzaci nestability báze byl použit druhý derivát spektra. Lineární regresní model vlnové délky 2070 nm přinesl koeficient korelace R 0,999 a standardní chybu kalibrace SEC 4,20 OH čísel. NIR výsledky byly v průměru v rozmezí ±5 hydroxylových čísel oproti titrační metodě. Pro vzorky s nízkým číslem (pod 100) byla vypracována samostatná kalibrace s vyšší přesností.
Metoda umožňuje:
Očekává se rozšíření inline NIR měření s integrovanou chemometrií a umělou inteligencí pro prediktivní řízení procesů. Miniaturizace spektrometrů a cloudová data umožní centralizované sledování kvality v reálném čase. Metodu lze rozšířit na další polymerní systémy a forem optimalizace směsí.
NIR spektroskopie prokázala vysokou spolehlivost a rychlost při určení hydroxylového čísla v polyolech, přičemž eliminuje náročné přípravy vzorku. Díky přesnosti a schopnosti sledovat více parametrů představuje efektivní nástroj pro kontrolu výroby polyuretanových materiálů přizpůsobených cílovým vlastnostem.
NIR Spektroskopie
ZaměřeníPrůmysl a chemie
VýrobceMetrohm
Souhrn
Význam tématu
Polyoly jsou důležitou složkou při výrobě polyuretanových materiálů s širokým uplatněním v automobilovém, nábytkářském a obalovém průmyslu. Míra koncového hydroxylu, vyjádřená hydroxylovým číslem, je klíčová pro kontrolu molekulové hmotnosti a následné vlastnosti konečného produktu. Tradiční titrační metody jsou časově náročné a vyžadují úpravu vzorku. Near Infrared Spectroscopy (NIRS) nabízí rychlou, nedestruktivní možnost analýzy přímo v procesu výroby.
Cíle a přehled studie / článku
Studie představuje postup využití NIR spektroskopie pro stanovení hydroxylového čísla v polyolech. Hlavním cílem bylo ověření přesnosti, opakovatelnosti a vhodnosti pro on-line kontrolu kvality. Vyhodnocení proběhlo na vzorcích polypropylenglykolu s hydroxylovým číslem v rozsahu 26–280.
Použitá instrumentace
- Spektrofotometr FOSS Model 6500 (v oblasti 1100–2500 nm) nebo náhrady NIRS XDS Transmission Optiprobe Analyzer s ohřevem či NIRS XDS RapidLiquid Analyzer
- 4 mm křemenné kyvety při stabilizované teplotě 32 °C ± 0,1 °C
- 32 kumulovaných měření pro vzorek a 32 měření pro referenci vůči vzduchu
Hlavní výsledky a diskuse
Analýza absorbance odhalila významné variace v pásmech O-H kombinace (2070 nm) a prvního přetónu (1460 nm). Pro kompenzaci nestability báze byl použit druhý derivát spektra. Lineární regresní model vlnové délky 2070 nm přinesl koeficient korelace R 0,999 a standardní chybu kalibrace SEC 4,20 OH čísel. NIR výsledky byly v průměru v rozmezí ±5 hydroxylových čísel oproti titrační metodě. Pro vzorky s nízkým číslem (pod 100) byla vypracována samostatná kalibrace s vyšší přesností.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda umožňuje:
- Rychlé měření bez úpravy vzorku během několika minut
- On-line monitoring výroby polyolů
- Rozlišení primárních a sekundárních hydroxylových skupin
- Řízení poměru oxidu ethylenového k propylénovému a stanovení zbytkových oxidů
- Odhad obsahu vlhkosti, primárních a sekundárních aminů v modifikovaných polyolech
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozšíření inline NIR měření s integrovanou chemometrií a umělou inteligencí pro prediktivní řízení procesů. Miniaturizace spektrometrů a cloudová data umožní centralizované sledování kvality v reálném čase. Metodu lze rozšířit na další polymerní systémy a forem optimalizace směsí.
Závěr
NIR spektroskopie prokázala vysokou spolehlivost a rychlost při určení hydroxylového čísla v polyolech, přičemž eliminuje náročné přípravy vzorku. Díky přesnosti a schopnosti sledovat více parametrů představuje efektivní nástroj pro kontrolu výroby polyuretanových materiálů přizpůsobených cílovým vlastnostem.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Near-Infrared Spectroscopy Application Note NIR–7 Near-infrared analysis of polyols: process monitoring in a hostile environment During polymerization, real-time determination of hydroxyl and acid numbers of polyols provide important information about the molecular weight and the reaction end point. This Application…
Klíčová slova
polyol, polyolpolyols, polyolsnir, nirhydroxyl, hydroxylprocess, processbatch, batchovertone, overtonemlr, mlrspectroscopy, spectroscopymonitoring, monitoringproduction, productionendpoints, endpointsreal, realanhydroguide, anhydroguideovercooking
Analysis of polymers using near-infrared spectroscopy
|Metrohm|Příručky
Application Bulletin 414 Analysis of polymers using near-infrared spectroscopy Branch Plastics and polymers Keywords Near-infrared spectroscopy, polymer, monomer, polymerization, polypropylene, polyethylene, PET, polyuethane, polystyrene, resin, polyols, polyesters, polyolefin, hydroxyl number, hydroxyl value, acid value, density, melt flow index, melt flow…
Klíčová slova
nir, nirindicate, indicateequivalent, equivalentsummary, summarysampling, samplingxds, xdsspectroscopy, spectroscopyrecommended, recommendedmonitor, monitornirs, nirsresults, resultspolymer, polymerinfrared, infraredused, usednear
Polymer & Polyol Analysis
2022|Metrohm|Aplikace
INTERVIEW Polymer & Polyol Analysis Fast and reliable with NIR Spectroscopy The Metrohm near-infrared XDS RapidLiquid Analyzer is proven to be a valuable instrument for easy and reliable quality control of both the starting materials and intermediate products of polyols…
Klíčová slova
nirs, nirspolyol, polyolrapidliquid, rapidliquidwanhua, wanhuaxds, xdsanalyzer, analyzerinfrared, infrarednear, nearpolymer, polymerpolyols, polyolslaboratories, laboratoriesimplementation, implementationmetrohm, metrohmverification, verificationyou
Lean manufacturing of polyurethane, assisted by near-infrared (NIR) and Raman spectroscopy
2018|Metrohm|Technické články
Metrohm White Paper Lean manufacturing of polyurethane, assisted by near-infrared (NIR) and Raman spectroscopy Alexander Kadenkin Chemical manufacturing such as polyurethane production is characterized by a cost intensive production process combined with a negative ecological impact. These adverse effects can…
Klíčová slova
nir, nirmetrohm, metrohmspectroscopy, spectroscopypaper, paperwhite, whitequality, qualityproduction, productionmanufacturing, manufacturingonline, onlinepolyols, polyolslean, leanacid, aciddnt, dntpolyurethane, polyurethanemdi