Mix Ratio Identification in Industrially Significant Two-Part Coating Systems Using the Agilent 4300 Handheld FTIR

Význam tématu

Identifikace správného poměru mísení dvousložkových nátěrových systémů je nezbytná pro zajištění požadované odolnosti proti vnějším vlivům, mechanických vlastností a homogenního vzhledu finálního povlaku. Nesprávný poměr složek může vést k nedostatečnému vytvrzení, chemickým defektům či snížené životnosti nátěru.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem aplikace je demonstrovat schopnost přenosného FTIR systému Agilent 4300 Handheld FTIR přesně kvantifikovat poměr složek v průmyslově významných dvousložkových nátěrových systémech: epoxidový základ/pryskyřice a polyuretanový topcoat, včetně kombinace polyuretanu aplikovaného na epoxid.

Metodika

Byly připraveny kalibrační i validační vzorky s různými poměry resin–hardener podle doporučených a odchylkových hodnot. Nátěry se nanášely na ocelové panely a nechávaly uschnout přes noc. Spektra v intervalu 4000–650 cm⁻¹ byla měřena s externím či difuzním reflektančním rozhraním, 64 součetnými skeny při rozlišení 4 cm⁻¹, pět míst na vzorek.

Použitá instrumentace

• Agilent 4300 Handheld FTIR
• Externí reflektance: pro hladké kovové povrchy
• Difuzní reflektance: pro nátěry s vyšším obsahem plniv
• Volitelné MCT detektory pro rychlejší skenování

Hlavní výsledky a diskuse

Byly vyvinuty PLS kalibrační modely s předzpracováním MSC a středním vyrovnáním. Pro různé systémy bylo dosaženo R² > 0,99 při využití 4–6 latentních proměnných. Průměrná odchylka predikce směrových vzorků činila ~3,2 % (polyuretan), 2,2 % (epoxid) a 2,8 % (polyuretan na epoxidu). Spektrální oblasti klíčové pro kalibraci zahrnovaly 2100–2400 cm⁻¹ pro polyuretan a 1650–2200 cm⁻¹ plus 600–1600 cm⁻¹ pro epoxid.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlou, nedestruktivní a přenosnou analýzu poměru složek přímo na místě aplikace. Podpora rozhodování v reálném čase pomáhá optimalizovat kvalitu a zabránit defektům nátěrů ve výrobě i údržbě.

Budoucí trendy a možnosti využití

Metodu lze rozšířit na další typy dvou- či tříkomponentních systémů, sledování stupně vytvrzení, implementaci do linek průmyslové výroby a vnoření do IoT řešení. Dále se očekává využití pokročilých chemometrických strategií a umělé inteligence pro automatizované vyhodnocování.

Závěr

Agilent 4300 Handheld FTIR prokázal schopnost přesně kvantifikovat poměr složek v dvousložkových nátěrových systémech s vysokou korelací a nízkou predikční chybou. Přenosnost a rychlost měření umožňují efektivní kontrolu kvality ve výrobě i terénu.

Reference

1. Mainali D., Rein A. Mix Ratio Identification in Industrially Significant Two-Part Coating Systems Using the Agilent 4300 Handheld FTIR. Agilent Technologies Application Note 5991-5886EN, May 2015.