Izocianát reakciók

Az izocianát-reakciók kritikus építőkövei a nagy teljesítményű poliuretán alapú polimereknek, amelyek bevonatokat, habot, ragasztókat, elasztomereket és szigetelést alkotnak. A maradék izocianátoknak való kitettséggel kapcsolatos aggodalmak új határértékeket vezettek be az új termékekben található izocianát-maradékokra vonatkozóan. A maradék izocianát (NCO) koncentrációjának offline mintavétellel és elemzéssel történő mérésére szolgáló hagyományos analitikai reakciómódszerek aggályokat vetnek fel a következőkkel kapcsolatban:

• Hosszú várakozási idő az offline elemzési eredményekre, ami lehetetlenné teszi a valós idejű döntések meghozatalát, ami inkonzisztens termékminőséghez és a termelési kapacitás csökkenéséhez vezet
• Megfelelő folyamatismeret hiányzik egy adott időpontban
• Az altiszti mintáknak való kitettség, amely növeli a szenzibilizáció kockázatát és az emberi egészségre vonatkozó kockázatokat

A folyamatanalitikai technológiával végzett helyszíni monitorozás ezekre a kihívásokra ad választ. Konkrétan az in situ közép-IR spektroszkópia gyengített teljes reflexiós (ATR) érzékelővel ideális választás szelektivitása és érzékenysége miatt. Az inline FTIR spektroszkópia egyszerű módot kínál a reakció kezdetének, progressziójának, konverziójának, közbenső (tranziens és/vagy erősen reaktív) képződésének és végpontjának valós idejű nyomon követésére. Az FTIR spektroszkópia képes számszerűsíteni az NCO, a poliol, a melléktermékek és a prepolimer koncentrációkat reakciókörülmények között, anélkül, hogy mintákat vennének offline elemzéshez. Ez lehetővé teszi a gyártók és a készítők számára, hogy biztosítsák a termékminőségi előírások, a személyzet biztonsága és a környezetvédelmi előírások betartását.

Ebben a példában a diizocianát reakcióba lép egy poliollal.  Számos kritikus folyamatparaméter befolyásolhatja a termékben lévő diizocianát maradékot, beleértve a reakció hőmérsékletét, a bejövő kiindulási anyag minőségét, az előtolási sebességet, a reakciókinetikát és a reakcióidőt.

A reakció előrehaladásának nyomon követéséhez egy in situ FTIR spektroszkópiai szondát helyeznek közvetlenül az edénybe a tétel időtartamára. A közép-infravörös spektrumokat 60 másodpercenként rögzítik, és idővel ábrázolják, létrehozva egy háromdimenziós vízesés grafikont, amint az a jobb oldalon látható.  Ez a diagram azt ábrázolja, hogy a reagensek csökkenése hogyan történik együtt a termék növekedésével az idő előrehaladtával.  Az eredmények a reakció előrehaladásával is ábrázolhatók, megjelenítve az egyes reakciókomponensek relatív koncentrációjának diagramját a reakcióidő függvényében.

A diizocianát komponens trendjének közép-infravörös abszorbancia értékei korrelálnak az ASTM titrálási módszerrel.  Ha egy trend eltér a várt értékektől, az in situ mérés azonnal észleli az optimálishoz vagy várthoz képest történő változást, és lehetőséget biztosít a mérnököknek és az üzem üzemeltetőinek a szükséges korrekciók elvégzésére a prepolimer fejlesztése vagy gyártása során.  Ez a valós időben elérhető hasznos információ csökkenti vagy megszünteti annak szükségességét, hogy a minőségi előírásoknak meg nem felelő tételek átdolgozása; ez biztosítja, hogy a maradék NCO-koncentráció megfeleljen az előírásoknak, miközben optimalizálja a termelési kapacitást és csökkenti az üzemeltetési költségeket.

A PAT-tal végzett in situ monitorozás lehetővé teszi az izocianát (NCO), a poliol, a melléktermékek és az előpolimer koncentrációk valós idejű számszerűsítését.  Ebben a cikkben in situ közép-infravörös spektroszkópiát alkalmaztunk a termékminőség, a személyzet biztonsága és a környezetvédelmi előírások betartásának biztosítása érdekében.

Az infravörös spektroszkópiát széles körben használják a maradék izocianátok (NCO) szabályozásának javítására.  A tudományos és ipari kutatók rutinszerűen alkalmazzák az in situ közepes FTIR spektroszkópiát, hogy átfogó, információban gazdag kísérleti adatokat biztosítsanak, amelyeket a kutatás előmozdítására használnak.

In situ ReactIR FTIR spektroszkópia biztosítja a kulcsfontosságú reakciófajok és a reakció előrehaladásának folyamatos monitorozását. A ReactIR konkrét információkat nyújt a reakció kezdeményezéséről, átalakításáról, intermediereiről és végpontjáról - még olyan kihívást jelentő körülmények között is, amelyek megnehezítik az offline mintavételt és elemzést. Az automatizált szintézisreaktorok és az in situ analitikai eszközök kombinálása további termelékenységet biztosít az összes reakcióparaméter napi 24 órás vezérlésével és rögzítésével.

• Kémiai reakció kinetikai vizsgálatok
• Hidrogénezés
• Mintavétel szennyeződésprofilozáshoz
• Kémiai szintézis
• Folyamatos áramlású kémia