Controlando o Isocianato Residual

Isocianatos são os materiais estruturais essenciais para os polímeros de alto desempenho à base de poliuretano que compõem revestimentos, espumas, adesivos, elastômeros e isolamentos. Abrange a superexposição a isocianatos residuais levados a novos limites para isocianatos residuais em novos produtos. Os métodos analíticos tradicionais para medição das concentrações de isocianato residual (NCO) usando amostragem e análise off-line geram preocupações em virtude de:

• Longos tempos de espera pelos resultados analíticos off-line, impossibilitando a tomada de decisões em tempo real, levando à inconstância na qualidade do produto e redução da capacidade de produção
• Falta de conhecimento suficiente sobre o processo em qualquer momento
• Exposição a amostras de NCO, aumentando o risco de sensibilização e riscos à saúde

O monitoramento In situ com a tecnologia analítica de processo aborda esses desafios. Especificamente, a espectroscopia no Infravermelho Médio in situ com um sensor de reflectância total atenuada (ATR) é a escolha ideal devido a sua seletividade e sensibilidade. A Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier em linha oferece um método simples para monitorar o início, a progressão, a conversão, formações intermediárias (transientes e/ou altamente reativas) e o ponto final das reações em tempo real. A Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier pode quantificar as concentrações de NCO, polióis, subprodutos, e prepolímeros sob condições de reação, sem pegar amostras para análise off-line. Isso permite que fabricantes e formuladores garantam o atendimento das especificações de qualidade do produto, da segurança pessoal e das normas ambientais.

Neste exemplo, um diisocianato reage com um poliol.  Vários parâmetros críticos do processo podem afetar o diisocianato residual no produto, incluindo temperatura da reação, qualidade do material inicial de entrada, taxas de alimentação, cinética da reação e tempo de reação.

Para monitorar a progressão da reação, um sensor de Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier in situ foi inserido diretamente no tanque pela duração da batelada. Espectros de infravermelho médio são registrados a cada 60 segundos e representados ao longo do tempo, criando um gráfico em cascata 3D, conforme mostrado à direita.  Esse gráfico mostra como uma diminuição nos reagentes ocorre simultaneamente a um aumento no produto conforme o tempo avança.  Os resultados também podem ser representados por meio da progressão da reação, exibindo um gráfico da concentração relativa de cada componente da reação como uma função do tempo de reação.

Os valores de absorbância do infravermelho médio da tendência do componente diisocianato estão correlacionados ao método de titulação ASTM.  Se uma tendência diverge dos valores esperados, a medição in situ pode detectar essa mudança imediatamente, o que permite que engenheiros e operadores da planta façam as correções necessárias durante o desenvolvimento ou a fabricação do prepolímero.  Essas informações acionáveis disponíveis em tempo real reduzem ou eliminam a necessidade de lotes de retrabalho que não atendem aos padrões de qualidade. Isso garante que as concentrações de NCO residual atendam às especificações, ao mesmo tempo em que otimiza a capacidade de produção e diminui os custos operacionais.

O monitoramento In situ com TAP permite o entendimento do processo para quantificar as concentrações de isocianato (NCO), polióis, subprodutos e prepolímeros em tempo real.  Nesse documento a espectroscopia de infravermelho médio  in situ foi aplicada para garantir que os regulamentos de qualidade do produto, segurança pessoal e ambientais fossem seguidos.

A espectroscopia no infravermelho é amplamente usada para melhorar o controle de isocianatos residuais (NCO).  Pesquisadores da academia e da indústria empregam a espectroscopia no infravermelho médio por transformada de Fourier in situ rotineiramente para fornecer informações abrangentes e dados ricos de experimentos que ajudam no progresso de suas pesquisas.

A Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier do ReactIR in situ fornece o monitoramento contínuo das principais espécies de reação e progressão da reação. O ReactIR fornece informações específicas sobre o início da reação, a conversão, os intermediários e o ponto final, mesmo sob condições desfavoráveis que dificultam a amostragem e análise off-line. Combinar reatores de síntese automatizada com ferramentas analíticas in situ oferece uma produtividade de nível adicional ao controlar e registrar todos os parâmetros da reação, 24 horas por dia.

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