Butyl glycol and propylheptyl alcohol in water-borne paint

Význam tématu

Kontrola obsahu mazacích a plastifikačních přísad, jako je butylglykol a propylheptylalkohol, je klíčová pro udržení kvality a konzistence vodou ředitelných nátěrových hmot. Tradiční laboratorní postupy bývají časově náročné a nákladné. Vis-NIR spektroskopie nabízí rychlé a nedeštruktivní stanovení těchto komponent v rámci jediného měření.

Cíle a přehled studie

Cílem aplikace bylo vyvinout a validovat kvantitativní modely založené na viditelném a blízké infračerveném spektru pro stanovení koncentrací butylglykolu a propylheptylalkoholu v černé a světle šedé disperzi. Studie ukazuje možnost nahradit pomalé konvenční metody jednoduchým spektroskopickým měřením s rychlou odezvou i ze strany neškoleného personálu.

Použitá instrumentace

• NIRS XDS SmartProbe Analyzer, kód 29211610
• Transflekční sonda
• Vision Software 4.0.3, kód 66069102

Použitá metodika

Vzorky nátěrových hmot byly umístěny do kádinek a za stálého míchání měřeny transflekčně v rozsahu 400 až 2500 nm. Chemometrické zpracování dat proběhlo v softwaru Vision pomocí algoritmu PLS. Pro předzpracování spekter se aplikovala první derivace se segmentem 20 nm a mezerou 1 nm. Modely byly testovány a validovány na nezávislém souboru vzorků, aby se ověřila jejich robustnost.

Hlavní výsledky a diskuse

• Butylglykol v černé barvě: R2 = 0,9904, SEC = 0,0093 %, SEV = 0,0095 %, PLS se 2 faktory
• Butylglykol ve světle šedé barvě: R2 = 0,9732, SEC = 0,0216 %, SEV = 0,0882 %, PLS se 2 faktory
• Propylheptylalkohol v černé barvě: R2 = 0,9957, SEC = 0,0068 %, SEV = 0,0969 %, PLS se 3 faktory
• Propylheptylalkohol ve světle šedé barvě: R2 = 0,9975, SEC = 0,0072 %, SEV = 0,0704 %, PLS se 2 faktory

Při externí validaci byly rozdíly mezi spektroskopickými a referenčními hodnotami v řádu setin procentního bodu, což potvrzuje vysokou přesnost modelů.

Přínosy a praktické využití metody

• Zrychlení analýzy z hodin na minuty
• Možnost simultánního stanovení více přísad v jednom měření
• Jednoduchá obsluha bez nutnosti složité přípravy vzorku
• Úspora provozních nákladů a prostor v laboratoři

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace Vis-NIR analýzy do výrobních linek pro on-line a in-line monitoring
• Rozšíření aplikace na další typy přísad a pigmentů
• Použití pokročilých chemometrických metod jako neuronové sítě nebo strojové učení

Závěr

Vis-NIR spektroskopie prokázala schopnost spolehlivě a rychle kvantifikovat butylglykol a propylheptylalkohol v vodou ředitelných nátěrových hmotách. Vývoj kvalitních PLS modelů a nízká odchylka při validaci potvrzují připravenost metody pro rutinní průmyslové i laboratorní využití.