Quality control of Bromobutyl rubber

Význam tématu

Produkty z bromobutylového kaučuku (BIIR) nacházejí významné uplatnění díky vynikající adhezi, tepelně-oxidační stabilitě a odolnosti vůči olejům.
Rychlá a spolehlivá kontrola kvality těchto materiálů je klíčová pro zajištění konzistentních vlastností v průmyslové výrobě.

Cíle a přehled studie / článku

Primárním cílem bylo vyvinout a ověřit metodu blízké infračervené spektroskopie (NIRS) pro simultánní kvantifikaci pěti klíčových parametrů BIIR:

• Mooneyova viskozita
• Obsah bromu
• Obsah těkavých látek
• Obsah stearátu vápenatého
• Obsah funkčního bromidu

Studie využila 68 vzorků pro vytvoření predikčních modelů a porovnala výkonnost NIR s referenčními metodami.

Použitá metodika a instrumentace

Analýza byla provedena na přístroji Metrohm NIRS DS2500 Liquid Analyzer (400–2500 nm) s 8mm cestou vzorku a zabudovanou teplotní kontrolou na 50 °C.
Pro měření byly použity jednorázové 8mm vialky a software Vision Air Complete pro akvizici dat a konstrukci kalibračních modelů.

• DS2500 Liquid Analyzer (400–2500 nm)
• Držák pro 8 mm vialky
• Jednorázové vialky 8 mm
• Vision Air Complete software

Hlavní výsledky a diskuse

Predikční modely vykázaly následující klíčové parametry kvality (R² a SEC/SECV):

• Mooneyova viskozita: R² = 0,73; SEC 0,44; SECV 0,61
• Obsah bromu: R² = 0,96; SEC 0,046; SECV 0,064
• Obsah těkavých látek: R² = 0,77; SEC 0,046; SECV 0,056
• Stearát vápenatý: R² = 0,95; SEC 0,082; SECV 0,153
• Funkční bromid: R² = 0,96; SEC 0,044; SECV 0,060

Výsledky potvrdily vysokou korelaci NIR predikcí s referenčními hodnotami, zejména u obsahu bromu a funkčního bromidu.

Přínosy a praktické využití metody

NIRS přináší výrazné zrychlení analýzy (<1 min) bez nutnosti použití chemikálií a náročné přípravy vzorků.
Multikomponentní stanovení v jednom měření výrazně zkracuje dobu odezvy oproti tradičním metodám (např. NMR, titrace, XRF nebo Mooney viskometrie).

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření NIR metody do inline a on-line monitoringu výrobních procesů s plnou automatizací.
Další zlepšení lze dosáhnout aplikací pokročilých algoritmů strojového učení a rozšířením spektra analyzovaných parametrů.

Závěr

Near-infrared spektroskopie na platformě DS2500 Liquid Analyzer představuje rychlou, přesnou a ekologickou alternativu k více referenčním metodám pro kvalitativní a kvantitativní kontrolu bromobutylového kaučuku.

Reference

Interní materiál Metrohm: AW NIR CN-0019-112022