Quantification of color intensity of diluted textile dye by visible near-infrared spectroscopy

Aplikace | 2017 | MetrohmInstrumentace
NIR Spektroskopie
Zaměření
Průmysl a chemie
Výrobce
Metrohm

Význam tématu


Barvná intenzita barviv je klíčovým parametrem v textilním průmyslu, ovlivňujícím vzhled a kvalitu finálních produktů. Klasická UV-Vis spektroskopie je standardem, ale využití viditelného a blízkého infračerveného (Vis-NIR) rozsahu umožňuje rychlou, vícerozměrnou analýzu jedním přístrojem s úsporou času a nákladů.

Cíle a přehled studie


  • Rozlišit různé typy barviv na základě spektrálních charakteristik.
  • Odlišit dodavatele téhož barviva pomocí specifických absorpčních pásem.
  • Detekovat příměsi v surových barvivech pro kontrolu kvality.
  • Kvantifikovat intenzitu barvy v rozředěných vodných roztocích a porovnat výsledky s referenční UV-Vis metodou.

Použitá metodika a instrumentace


Spektrální data byla získána na přístroji NIRS DS2500 Analyzer (reflexní měření, 400–2500 nm) a NIRS XDS RapidLiquid Analyzer (transmise v 4 mm skleněných nádobkách, 400–2500 nm). Datová předzpracování zahrnovala druhou derivaci spektra pro potlačení posunů báze. Kvantifikace proběhla regresí PLS se 6 faktory v softwaru Vision Air 2.0.

Hlavní výsledky a diskuse


  • Během reflexního měření se významné rozdíly dvou barevných typů projevily v oblasti 1570–1720 nm.
  • Rozlišení dodavatelů téhož barviva bylo možné vyhodnotit v pásmu 730–830 nm.
  • Impurity detekce ukázala odlišnosti v 1750–1800 nm.
  • PLS model dosáhl koeficientu determinace R²=0,9846, SEC=108, SECV=126 a SEP=133, což odpovídá přesnosti UV-Vis metody.
  • Externí validace potvrdila správnou identifikaci barviva, dodavatele i kvantifikaci barevné intenzity.

Přínosy a praktické využití metody


Vis-NIR spektroskopie umožňuje jediným skenem za ~30 sekund získat data pro více parametrů. Metoda šetří čas a náklady, podporuje kontrolu kvality výroby i surových materiálů a umožňuje rychlou odezvu při odhalování kontaminací.

Budoucí trendy a možnosti využití


Vývoj inline měření přímo ve výrobní lince, rozšíření databáze spektrálních knihoven pro další typy barviv a materiálů, integrace s procesními řídicími systémy a využití strojového učení pro automatizovanou analýzu složitějších vzorků.

Závěr


Studie prokázala, že Vis-NIR spektroskopie je spolehlivou alternativou k UV-Vis pro kvantifikaci barevné intenzity textilních barviv a navíc poskytuje dodatečné možnosti pro identifikaci typu barviva, dodavatele a detekci příměsí.

Reference


  • http://www.essentialchemicalindustry.org/materials-and-applications/colorants.html
  • https://en.wikipedia.org/wiki/Dyeing

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

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Dye, diethylene glycol, water, and surfactant content in ink
Determination of sun protection factor in creams using visible near-infrared spectroscopy
Analytical data transfer between a Fourier transform and a dispersive NIR instrument
Quality control of an active ingredient in hair spray using near-infrared spectroscopy