Positive and Nondestructive Identification of Acrylic-Based Coatings
Aplikace | 2015 | Agilent TechnologiesInstrumentace
Acrylicové nátěry představují klíčovou skupinu ve výrobě průmyslových a dekorativních povlaků s vynikající výkonností a nízkými emisemi těkavých organických látek. Správná identifikace konkrétního typu akrylátového nátěru na površích je zásadní pro zajištění požadovaných vlastností, kvality a dlouhodobé stability materiálu. Přenosné FTIR analyzátory umožňují rychlou a nedestruktivní kontrolu přímo na místě, což je výhodné pro inženýry, technologickou kontrolu a údržbu povrchových úprav.
Cílem studie bylo vyvinout spolehlivou metodu pro rozlišení čtrnácti akrylátových nátěrů se stejným typem pojiva a podobným složením. Nejprve byla testována standardní knihovní metoda podobnosti spekter, která se ukázala nedostatečně selektivní pro velmi blízké formulace. Následně byl implementován metodologický přístup částečných nejmenších čtverců s diskriminační analýzou (PLS-DA) ve spojení se softwarem Agilent MicroLab PC, aby bylo možné dosažení vysoké přesnosti identifikace.
Vzorky čtrnácti akrylátových nátěrů A–N byly nastříkány na standardní Q-panely (10×23 cm) a pro každý panel bylo náhodně odebráno deset FTIR spekter. Použita byla ruční přenosná spektrometrie Agilent 4300 Handheld FTIR s difuzní a ATR reflektancí. Spektra byla získána ze 128 interferogramů při rozlišení 8 cm⁻¹ v rozsahu 5200–650 cm⁻¹, doba měření jednoho spektra nepřesahovala 40 s. Pro vývoj PLS-DA modelů byla spektra předzpracována pomocí průměrného vycentrování, korekce rozptylu (MSC) a devítibodové Savitzky-Golayovy první derivace.
Knihovní vyhledávání založené na algoritmu podobnosti spekter poskytlo pro většinu vzorků vysoké hodnoty shody (>0,998), avšak sekundární shody často dosahovaly srovnatelné úrovně, což zpochybňovalo jednoznačnost. Technika PLS-DA umožnila statisticky podložené rozlišení velmi podobných formulací. Bylo definováno pět sekvenčních PLS-DA kalibračních modelů, které postupně dělily soubor na skupiny až na individuální nátěry. Následně byly všechny modely integrovány do jednoho pracovního postupu pomocí logických podmínek v komponentním reportingu, což umožnilo automatickou a spolehlivou identifikaci všech čtrnácti formulací.
Technika PLS-DA v kombinaci s přenosnými FTIR analyzátory může být rozšířena na další typy povlaků (epoxidové, polyuretanové) a smíšené formulace. Dále se předpokládá integrace umělé inteligence pro automatizované zpracování spekter, sledování stárnutí nátěrů, kvantifikace zbytkových rozpouštědel a on-line monitoring procesu vytvrzování v průmyslových linkách.
Implementace diskriminační analýzy PLS-DA spolu s přenosným FTIR spektrometrem Agilent 4300 a sofistikovaným komponentním reportingem umožnila spolehlivé, rychlé a nedestruktivní rozlišení čtrnácti akrylátových nátěrů s velmi podobným složením. Tento přístup představuje významný pokrok v oblasti materiálové identifikace a kontroly kvality povrchových úprav.
FTIR Spektroskopie
ZaměřeníMateriálová analýza
VýrobceAgilent Technologies
Souhrn
Význam tématu
Acrylicové nátěry představují klíčovou skupinu ve výrobě průmyslových a dekorativních povlaků s vynikající výkonností a nízkými emisemi těkavých organických látek. Správná identifikace konkrétního typu akrylátového nátěru na površích je zásadní pro zajištění požadovaných vlastností, kvality a dlouhodobé stability materiálu. Přenosné FTIR analyzátory umožňují rychlou a nedestruktivní kontrolu přímo na místě, což je výhodné pro inženýry, technologickou kontrolu a údržbu povrchových úprav.
Cíle a přehled studie
Cílem studie bylo vyvinout spolehlivou metodu pro rozlišení čtrnácti akrylátových nátěrů se stejným typem pojiva a podobným složením. Nejprve byla testována standardní knihovní metoda podobnosti spekter, která se ukázala nedostatečně selektivní pro velmi blízké formulace. Následně byl implementován metodologický přístup částečných nejmenších čtverců s diskriminační analýzou (PLS-DA) ve spojení se softwarem Agilent MicroLab PC, aby bylo možné dosažení vysoké přesnosti identifikace.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky čtrnácti akrylátových nátěrů A–N byly nastříkány na standardní Q-panely (10×23 cm) a pro každý panel bylo náhodně odebráno deset FTIR spekter. Použita byla ruční přenosná spektrometrie Agilent 4300 Handheld FTIR s difuzní a ATR reflektancí. Spektra byla získána ze 128 interferogramů při rozlišení 8 cm⁻¹ v rozsahu 5200–650 cm⁻¹, doba měření jednoho spektra nepřesahovala 40 s. Pro vývoj PLS-DA modelů byla spektra předzpracována pomocí průměrného vycentrování, korekce rozptylu (MSC) a devítibodové Savitzky-Golayovy první derivace.
Použitá instrumentace
- Agilent 4300 Handheld FTIR spektrometr
- Difuzní reflektanční interfase
- ATR (attenuated total reflectance) interfase
- Software Agilent MicroLab PC s komponentním reportingem
Hlavní výsledky a diskuse
Knihovní vyhledávání založené na algoritmu podobnosti spekter poskytlo pro většinu vzorků vysoké hodnoty shody (>0,998), avšak sekundární shody často dosahovaly srovnatelné úrovně, což zpochybňovalo jednoznačnost. Technika PLS-DA umožnila statisticky podložené rozlišení velmi podobných formulací. Bylo definováno pět sekvenčních PLS-DA kalibračních modelů, které postupně dělily soubor na skupiny až na individuální nátěry. Následně byly všechny modely integrovány do jednoho pracovního postupu pomocí logických podmínek v komponentním reportingu, což umožnilo automatickou a spolehlivou identifikaci všech čtrnácti formulací.
Přínosy a praktické využití metody
- Rychlá a nedestruktivní identifikace akrylátových nátěrů přímo na povrchu bez odběru vzorků.
- Vyšší důvěra v rozlišení mezi velmi podobnými formulacemi díky statistické diskriminační analýze.
- Možnost nasazení v terénu i ve výrobním prostředí pro kontrolu kvality a údržbu.
Budoucí trendy a možnosti využití
Technika PLS-DA v kombinaci s přenosnými FTIR analyzátory může být rozšířena na další typy povlaků (epoxidové, polyuretanové) a smíšené formulace. Dále se předpokládá integrace umělé inteligence pro automatizované zpracování spekter, sledování stárnutí nátěrů, kvantifikace zbytkových rozpouštědel a on-line monitoring procesu vytvrzování v průmyslových linkách.
Závěr
Implementace diskriminační analýzy PLS-DA spolu s přenosným FTIR spektrometrem Agilent 4300 a sofistikovaným komponentním reportingem umožnila spolehlivé, rychlé a nedestruktivní rozlišení čtrnácti akrylátových nátěrů s velmi podobným složením. Tento přístup představuje významný pokrok v oblasti materiálové identifikace a kontroly kvality povrchových úprav.
Reference
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Molecular Spectroscopy Application eHandbook
2017|Agilent Technologies|Příručky
Home Previous Next TABLE OF CONTENTS COATING CHALLENGES INSTRUMENT OVERVIEW + MEASUREMENTS OF COATINGS OTHER COATING TECHNOLOGIES GATHER RICH INSIGHTS FROM COATINGS ANALYSIS Molecular Spectroscopy Application eHandbook Home Previous Next TABLE OF CONTENTS COATING CHALLENGES INSTRUMENT OVERVIEW + MEASUREMENTS OF…
Klíčová slova
ftir, ftircoating, coatingcoatings, coatingsmeasurements, measurementsreinforced, reinforcedpet, petanodization, anodizationthickness, thicknessaluminum, aluminumfiber, fibereasuring, easuringreflectance, reflectancehome, homeidentification, identificationautoclave
Non-Destructive Analysis of Substrates and Contaminants by FTIR with Specular Reflectance Interface
2023|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Materials Non-Destructive Analysis of Substrates and Contaminants by FTIR with Specular Reflectance Interface Cleanliness-testing of materials using Agilent 4300 handheld FTIR spectrometer to prevent downstream issues Author Leung Tang Agilent Technologies, Inc. Abstract Verifying that substrates are clean…
Klíčová slova
reflectance, reflectancespecular, specularinterface, interfaceptfe, ptfemicrolab, microlabmodels, modelsrelease, releaseftir, ftiragent, agentsubstrates, substratesmodel, modeldestructive, destructiveclean, cleanpresence, presencecoupon
The Agilent Cary 630 FTIR Spectrometer Quickly Identifies and Qualifies Pharmaceuticals
2015|Agilent Technologies|Aplikace
The Agilent Cary 630 FTIR Spectrometer Quickly Identifies and Qualifies Pharmaceuticals Application Note Small Molecule Pharmaceuticals Authors Introduction Dipak Mainali and Alan Rein In the pharmaceutical industry, the correct identification and proper qualification of raw ingredients (actives and excipients), in-process…
Klíčová slova
acetylsalicylic, acetylsalicylicpure, puremicrolab, microlabqualification, qualificationpls, plslogic, logiccontaminated, contaminatedpharmaceutical, pharmaceuticalacid, acidimpure, impureclassification, classificationftir, ftirdiamond, diamondatr, atrsoftware
Handheld FTIR Spectroscopic Applications of Modern Coatings
2018|Agilent Technologies|Technické články
White Paper Handheld FTIR Spectroscopic Applications of Modern Coatings A review of current coating applications with an in-depth study of a three-layer system using principal components analysis (PCA) and a discussion of wet paint to dry coating changes. By Pik…
Klíčová slova
cure, curecoating, coatingpca, pcaspectra, spectracoatings, coatingsvariance, variancehandheld, handheldpaint, paintchronological, chronologicalftir, ftirnondestructive, nondestructivechanges, changesagent, agentcfrp, cfrpreflectance