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聚氨酯（Polyurethane，簡稱 PU）是一種性能介于塑料和橡膠之間的有機(jī)高分子材料,，分子鏈中含有氨基甲酸酯結(jié)構(gòu)（—NHCOO—）,，也常被稱為聚氨酯彈性體。它集合了良好的強(qiáng)度,、韌性,、耐磨性、耐溶劑等性能于一身,，而且可以根據(jù)用戶的要求對(duì)具體的性能進(jìn)行調(diào)節(jié),，因此廣泛應(yīng)用于家居領(lǐng)域、建筑領(lǐng)域,、日用品領(lǐng)域,、交通領(lǐng)域、家電領(lǐng)域等,，聚氨酯的制品主要包括泡沫塑料,、彈性體、纖維,、革鞋樹脂,、涂料、膠粘劑和密封膠等,。

   2024 年,，我國聚氨酯原料 MDI 產(chǎn)量約為 469 萬噸，TDI 產(chǎn)量為 152 萬噸,，聚醚產(chǎn)能達(dá) 903 萬噸,；制品產(chǎn)量 1365 萬噸，同比增長 6.1%。從全球市場(chǎng)來看,，2023 年全球聚氨酯市場(chǎng)規(guī)模為 871.0 億美元,，2024 年增長至 914.9 億美元，預(yù)計(jì)到 2032 年將進(jìn)一步增長至 1350.8 億美元,，預(yù)測(cè)期內(nèi)復(fù)合年增長率為 4.4% ,。中國作為全球至大的聚氨酯生產(chǎn)和消費(fèi)國，2030 年產(chǎn)值有望突破 3000 億元,，年增速保持在 5%-6%,。

為了得到更高質(zhì)量的聚氨酯，除了對(duì)反應(yīng)過程的精確控制以外,，對(duì)原料各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定是不可少的,。LISICO 近紅外光譜儀就很好的解決了這個(gè)問題。

原理及應(yīng)用介紹

聚氨酯是由低聚物多元醇和異氰酸酯進(jìn)行加成反應(yīng)得到,，原料的組分和純度,，反應(yīng)的速度和溫度，助劑的選擇等等多種因素都會(huì)影響最終產(chǎn)物的組分和產(chǎn)量,。為了有效地控制反應(yīng)的進(jìn)行,，除了對(duì)反應(yīng)過程的精確控制以外，對(duì)原料各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定是不可少的,。在聚氨酯的生產(chǎn)中,，較主要的反應(yīng)即為多元醇和異氰酸酯的加成反應(yīng)，其中參與反應(yīng)的主要官能團(tuán)分別為羥基和異氰酸酯基（NCO基團(tuán)）,，羥值和NCO基團(tuán)的含量是原料的關(guān)鍵指標(biāo)。

實(shí)驗(yàn)室采用傳統(tǒng)的滴定分析方法對(duì)NCO基團(tuán)進(jìn)行檢測(cè),，一般先要用NCO與過量的二正丁胺反應(yīng)生產(chǎn)脲,再用鹽酸滴定過量的二正丁胺來定量計(jì)算NCO的含量。采用LISICO LS-100近紅外光譜儀,，只需對(duì)樣品進(jìn)行近紅外光譜采集,，然后通過模型預(yù)測(cè)即可獲得NCO基團(tuán)含量，整個(gè)過程幾分鐘即可完成,，操作十分簡單,，而且不需要消耗任何滴定法中的化學(xué)試劑，綠色環(huán)保,。

含有NCO基團(tuán)樣品近紅外光譜圖

二苯甲烷二異氰酸酯（MDI）是聚氨酯重要原料,，目前都已成為國際化商品,。MDI 包含 4-4MDI，2-4MDI和2-2MDI三種同分異構(gòu)體，其中 4-4MDI在工業(yè)上有廣泛的用途,，工業(yè)上在精餾,、結(jié)晶、混合過程中都需要對(duì)這些同分異構(gòu)體進(jìn)行檢測(cè),。

MDI樣品近紅外光譜圖

使用LISICO LS-100-Pro在線近紅外系統(tǒng),，可以實(shí)時(shí)對(duì)生產(chǎn)過程中的 MDI同分異構(gòu)體進(jìn)行檢測(cè)。近紅外光譜儀主機(jī)可以通過專用光纖把光信號(hào)傳輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)的探頭上,，這些探頭一般安裝在工藝生產(chǎn)設(shè)備管線上,，可以完成反應(yīng)過程物料的光譜采集。檢測(cè)光譜信號(hào)通過光纖回路進(jìn)入到光譜儀檢測(cè)器,，通過在線軟件 S-Online，可以把光譜信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析計(jì)算,，把預(yù)測(cè)的各組分含量結(jié)果通過通訊模塊上傳到 DCS控制系統(tǒng),，這樣工藝人員在控制室的DCS上可以實(shí)時(shí)看見裝置各個(gè)控制點(diǎn)位上MDI同分異構(gòu)體的含量,，為生產(chǎn)決策提供新的數(shù)據(jù)。

聚氨酯涂料在汽車加工,、地下室防水等領(lǐng)域中也有著非常強(qiáng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),，此類涂料以聚氨酯為主要材料，在各類色漆以及清漆生產(chǎn)中有著非常好的應(yīng)用價(jià)值,。專業(yè)涂料人員將固含量看成是涂料質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo),。通常固含量測(cè)試是采用美國材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)（ASTM）在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中進(jìn)行烘箱烘烤的標(biāo)準(zhǔn)方法。需要在105℃-110℃的烘箱中烘烤 60分鐘,，并要求對(duì)樣品盤和樣品在烘烤前后分別進(jìn)行稱量,。由于傳統(tǒng)測(cè)試方法需要一定的時(shí)間，生產(chǎn)批次在進(jìn)行下一階段生產(chǎn)或裝運(yùn)之前必須要花時(shí)間去等待分析結(jié)果,。為了縮短分析和等待的時(shí)間,，采用在線近紅外的方案：對(duì)產(chǎn)品線上的固含量進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，整個(gè)生產(chǎn)過程中固含量變化每隔數(shù)分鐘就在 DCS 系統(tǒng)上更新一次,，為工藝人員對(duì)產(chǎn)品的進(jìn)一步生產(chǎn)和放行提供迅速的判斷依據(jù),。

除此之外，近紅外還可以用于聚氨酯行業(yè)中酸值,，羥值,，胺值，丙酮溶劑等多個(gè)指標(biāo)的檢測(cè),。

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