Determination of cobalt content, solids content, specific gravity and viscosity in paint driers by Vis-NIR spectroscopy

Postery |  | MetrohmInstrumentace
NIR Spektroskopie
Zaměření
Průmysl a chemie
Výrobce
Metrohm

Význam tématu


Rychlá a přesná kontrola kvality barvivých směsí je klíčová pro průmysl nátěrových hmot, kde sušidla významně ovlivňují dobu vytvrzování, lesk a trvanlivost povlaků.
Tradiční metody vyžadují vícero přístrojů a časově náročné mokré chemie, zatímco Vis-NIR spektroskopie umožňuje simultánní stanovení několika parametrů v jednom měření, čímž snižuje náklady i množství odpadu.

Cíle a přehled studie


Studie se zaměřila na využití viditelné (400–780 nm) a blízké infračervené (780–2500 nm) oblasti pro kvantifikaci:
  • obsahu kobaltu v kobaltoctanoatech,
  • obsahu pevných látek,
  • hustoty (specific gravity),
  • viskozity.

Cílem bylo nahradit čtyři nezávislé analytické techniky jedním spektrometrem a ověřit výkonnost PLS modelů.

Použitá metodika


Vzorky byly připraveny z pěti standardních koncentrací kobaltu (4–12 %) a jejich 10 naředění.
Spectra byla předzpracována metodou Standard Normal Variate (SNV) pro minimalizaci rozptylových artefaktů a baseline korekcí v NIR oblasti.
Pro konstrukci modelů bylo použito algoritmu Partial Least Squares s interní validací leave-one-out.

Použitá instrumentace


  • NIRS XDS RapidLiquid Analyzer (400–2500 nm)
  • Quartzové kyvety o optické délce 1 mm
  • Potenciometrická titrace s Cu ISE pro referenční stanovení kobaltu

Hlavní výsledky a diskuse


Pro kobalt byl model založený na viditelné oblasti (400–780 nm) nejpřesnější (R2 = 0,999, SEC = 0,084 %, SECV = 0,088 %), zatímco použití celé spektrální oblasti nepřineslo výrazné zlepšení.
Pro fyzikální parametry v NIR oblasti byla dosažena vysoká korelace:
  • Obsah pevných látek: R2 = 0,999, SEC = 0,240 %, SECV = 0,285 %
  • Hustota: R2 = 0,997, SEC = 0,003, SECV = 0,003
  • Viskozita: R2 = 0,999, SEC = 9,3 mPas, SECV = 10,9 mPas

Měření ve viditelné oblasti poskytuje přímé informace o kobaltových komplexech, kdežto NIR je citlivé na kombinované vibrace ligandů.

Přínosy a praktické využití metody


Vis-NIR spektroskopie umožňuje:
  • simultánní a neinvazivní stanovení kovových aditiv a fyzikálních parametrů,
  • rychlý přechod od surovin k finálnímu produktu,
  • snížení chemického odpadu a spotřeby reagencií,
  • jednodušší implementaci do výrobní linky pro online QC.


Budoucí trendy a možnosti využití


Očekává se integrace Vis-NIR spektrometrů přímo do výrobních procesů pro kontinuální monitoring.
Další vývoj chemometrických algoritmů a rozšíření databází kalibrací pro různé typy sušidel a směsí.
Možnost přenosných přístrojů pro rychlé odběry v terénu a laboratoři.

Závěr


Vis-NIR spektroskopie nabízí robustní a efektivní alternativu k tradičním metodám pro kontrolu kvality nátěrových sušidel.
Díky vysoké korelaci a nízkým chybám kalibrace a validace lze tuto metodu nasadit pro průmyslovou i laboratorní praxi, což vede k úsporám času, nákladů a odpadu.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Cobalt content, solids content, specific gravity, and viscosity in cobalt octoate
Sustainable Testing of Paint and Coatings
Sustainable Testing of Paint and Coatings
2016|Metrohm|Technické články
Quantification of Baicalin content in scutuellaria baicalensis powder (herbal supplements) by Vis-NIRS
Vis-NIR spectroscopic analysis of wood pulps for multiparameter prediction