Quality Control of Isocyanates

Význam tématu

Isokyanáty jsou vysoce reaktivní a toxické organické sloučeniny široce využívané ve výrobě polyuretanů a dalších materiálů. Jejich přesná a rychlá analýza je zásadní pro zajištění kvality, bezpečnosti obsluhy a dodržení legislativních norem v chemickém i stavebním průmyslu.

Cíle a přehled studie

Tento příspěvek představuje aplikaci spektroskopie v blízké infračervené oblasti (Vis-NIR) pro kvantifikaci isokyanátů podle standardu ASTM D7252. Cílem bylo porovnat novou metodu s konvenčními chemickými postupy (HPLC) z hlediska rychlosti, přesnosti a náročnosti na přípravu vzorků.

Použitá metodika a instrumentace

Pro analýzu byl použit následující přístrojový a softwarový park:

• XDS RapidLiquid Analyzer (400–2500 nm) s integrovanou regulací teploty na 30 °C v transmisním režimu.
• Jednorázové borosilikátové kádinky o průměru optické dráhy 8 mm, zamezující nutnosti čistění.
• Softwarový balík Vision Air Complete pro akvizici dat, kalibraci a vývoj predikčních modelů.

Hlavní výsledky a diskuse

Vis-NIR spektrogramy ukázaly charakteristické absorpční pásy isokyanátových skupin, které byly základním vstupem pro tvorbu predikčních modelů. Kvalitu kalibrace modelu ilustruje korelační koeficient R2 = 0,968. Standardní chyba kalibrace (SEC) dosáhla hodnoty 0,24 a standardní chyba křížové validace (SECV) 0,26, což potvrzuje vysokou spolehlivost metody při rutinním měření.

Přínosy a praktické využití metody

Ve srovnání s klasickým HPLC titračním postupem (20 min příprava + 20 min analýza) nabízí Vis-NIR:

• Výsledek do jedné minuty bez jakékoli chemické přípravy vzorku,
• Bezpečnější provoz bez nutnosti manipulace s toxickými činidly,
• Nízké provozní náklady a ekologičtější přístup díky absenci rozpouštědel.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření Vis-NIR spektroskopie v on-line monitoringu výrobních procesů, integrace s automatizovanými analytickými linkami a vývoj multimodelových přístupů pro současné sledování více reaktantů. Dále je perspektivní kombinace s chemometrickými algoritmy strojového učení pro vyšší robustnost predikce v reálných podmínkách.

Závěr

Studie prokázala, že Vis-NIR spektroskopie s XDS RapidLiquid Analyzerem umožňuje spolehlivou, rychlou a bezchemickou analýzu isokyanátů. Metoda významně zkracuje dobu měření, snižuje nároky na pracovní sílu i chemikálie a otevírá cestu k efektivnímu řízení kvality v průmyslových i výzkumných laboratořích.

Reference