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

Význam tématu

Ochranné nátěry hrají klíčovou roli v ochraně povrchů vystavených agresivním vlivům prostředí a současně dodávají finálním výrobkům požadovaný vzhled. U dvousložkových (2K) systémů je přesné míchání komponent před aplikací zásadní pro dosažení optimálních mechanických vlastností, odolnosti a životnosti nátěru. Nedodržení doporučeného poměru může vést k snížené pevnosti, špatné adhezi či předčasnému selhání povlaku.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo ověřit schopnost přenosného FTIR spektrometru Agilent 4300 Handheld FTIR kvantifikovat složení dvousložkových nátěrových systémů a dvouvrstvých kombinací (epoxidový základ + polyuretanový vrchní nátěr). Konkrétně se zaměřila na stanovení poměru složek v sadě kalibračních a validačních vzorků připravených s odchylkami od doporučených poměrů.

Použitá metodika a instrumentace

• Agilent 4300 Handheld FTIR s detektorem MCT (volitelně) a výměnnými reflexními nástavci externí a difuzní reflexe
• Spektrální rozsah měření 4 000–650 cm–1, rozlišení 4 cm–1, 64 akumulovaných skenů, doba měření 26 s
• Příprava vzorků: 2K epoxidový nátěr míchán 1:1 objemově a alifatický polyuretan 2:1 hmotnostně; série sedmi kalibračních a tří validačních vzorků
• Analýza pěti míst na každém ocelovém panelu po vyschnutí nátěru
• Kalibrace pomocí regresní metody Partial Least Squares, předzpracování dat s mean centering a multiplicative scatter correction

Hlavní výsledky a diskuse

• Vybrané spektrální oblasti: pro PU 2 100–2 400 cm–1 (izo­­cyanátová skupina), pro epoxid 1 650–2 200 cm–1 a 1 600–800 cm–1
• Kalibrační modely dosáhly koeficientu determinace R2 nad 0,99 (PU: 0,9962, epoxid: 0,9935, kombinace: 0,9963)
• Průměrná chyba predikce validačních vzorků byla 3,24 % pro PU, 2,24 % pro epoxid a 2,82 % pro dvouvrstvý systém
• Obě reflektometrické techniky (externí i difuzní) poskytly vysoko­­kvalitní výsledky, přičemž externí rozhraní bylo výhodné na kovových površích, difuzní u vzorků s vyšším podílem plniv

Přínosy a praktické využití metody

Nasazení přenosného FTIR spektrometru umožňuje rychlé a nedestruktivní ověření míchacího poměru přímo na místě aplikace nebo v provozu, což snižuje riziko nesprávné aplikace a možné reklamace. Okamžité výsledky podporují rozhodování v reálném čase a minimalizují nutnost odesílání vzorků do laboratoře.

Budoucí trendy a možnosti využití

Vývoj přenosných spektrometrů směřuje k dalšímu zvyšování citlivosti i rychlosti měření a rozšíření spektrálních databází pro automatické rozpoznávání materiálů. Integrace s bezdrátovými sítěmi a pokročilou analytikou v cloudu umožní vzdálené monitorování kvality nátěrů ve velkých provozech a infrastrukturních objektech.

Závěr

Agilent 4300 Handheld FTIR prokázal vysokou přesnost a opakovatelnost při stanovení mix poměru dvousložkových epoxidových a polyuretanových systémů i jejich kombinací. Díky přenosnosti, rychlosti analýzy a snadno ovladatelnému softwaru je vhodný nástroj pro kontrolu kvality v terénu i v laboratoři.

Reference

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