近红外光谱与聚合物粒径在乳液聚合过程监测中的关系研究

Douglas Vieira da Silva, R. Giudici
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摘要

摘要当今工业过程的改进需要发展在线测量技术,包括反映聚合进展的过程变量,包括聚合物颗粒的大小。近红外光谱(NIR)技术,结合光纤的使用,在这种监测中是非常有前途的,然而,通过这种技术获得的信息并不能直接测量要监测的变量。有必要建立一个校准模型,将频谱信息与感兴趣的性质相关联。这一校准步骤对该技术的成功应用至关重要,尽管寻求建立稳健的模型,但还没有找到对不同反应系统有效的模型。本研究合成了11种均聚物和3种共聚物,并对其近红外光谱进行了分析。在目视验证了直径值和近红外光谱的逻辑模式后,利用主成分分析(PCA)和人工神经网络(ann)建立了一个校准模型,适用于监测不同配方(单体)和工艺条件下的粒径。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
ESTUDO DA RELAÇÃO ENTRE O ESPECTRO NIR E O TAMANHO DAS PARTÍCULAS DE POLÍMERO PARA MONITORAMENTO DE PROCESSOS DE POLIMERIZAÇÃO EM EMULSÃO
RESUMO A melhoria dos processos industriais hoje em dia requer o desenvolvimento de técnicas de medição em linha, de variáveis de processo que reflitam o avanço da polimerização, incluindo o tamanho das partículas poliméricas produzidas. A técnica de espectroscopia de infravermelho próximo (NIR), combinada com o uso de fibras óticas, é muito promissora para esse monitoramento, entretanto, a informação obtida por essa técnica não é uma medida direta das variáveis que se deseja monitorar. É necessário desenvolver um modelo de calibração que correlacione as informações do espectro com as propriedades de interesse. Essa etapa de calibração é essencial no sucesso da aplicação da técnica e, embora se busque a construção de modelos robustos, ainda não foi encontrado um modelo que seja válido para diferentes sistemas reacionais. Neste trabalho, foram sintetizados 11 homopolímeros e 3 copolímeros, e então analisados seus espectros no NIR. Após a verificação visual de um padrão lógico a respeito do valor do diâmetro e o espectro NIR, foi desenvolvido um modelo de calibração utilizando análise de componentes principais (PCA) e redes neurais artificiais (RNA), válido para monitorar o tamanho de partículas em diferentes formulações (monômeros) e condições de processo.
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