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近红外光谱法快速测定TDI固化剂中游离-NCO含量

迟森森;孙烨;王勤隆;李晶;黄长荣;刘照

【摘要】借助于近红外光谱分析技术,采用化学计量学的方法,以偏最小二乘法(PLS)

为模型算法,建立了快速测定TDI固化剂中游离-NCO含量的定量分析模型.模型相

关性方程为Y=0.9997X+0.0037,相关系数R2为0.9997,交叉验证均方差

RMSECV为0.0846,校正均方差RMSEC为0.2909,属性残差PropertyResidual

绝对值小于0.1,光谱残差SpectralResidual小于0.00015,模型性能良好.采用验

证集样品进行模型验证,平均预测回收率为100.02％,实现了TDI固化剂中-NCO

含量的简便、快速、准确分析.

【期刊名称】《广州化工》

【年(卷),期】2018(046)022

【总页数】3页(P66-68)

【关键词】近红外光谱;化学计量学;TDI固化剂;NCO含量

【作者】迟森森;孙烨;王勤隆;李晶;黄长荣;刘照

【作者单位】万华化学集团股份有限公司,山东烟台264000;万华化学集团股份有

限公司,山东烟台264000;万华化学集团股份有限公司,山东烟台264000;万华化

学集团股份有限公司,山东烟台264000;万华化学集团股份有限公司,山东烟台

264000;万华化学集团股份有限公司,山东烟台264000

【正文语种】中文

【中图分类】TQ314

聚氨酯涂料是聚氨酯工业的重要产品，涂膜外观优美，具有良好的装饰性，且因其

良好的柔韧性、耐冲击性、耐腐蚀性、耐化学品性及优异的耐低温性和耐磨性、硬

度大、高弹性等特点，已广泛应用于车船、航空、电子、建筑、桥梁、机床、木器

及室内装潢等领域[1-2]。甲苯二异氰酸酯(TDI)固化剂是聚氨酯涂料的重要组成部

分，包含TDI三聚体及TDI加成物等多种TDI衍生物，其组成和结构决定聚氨酯

涂料的物理机械性能和耐候、耐介质等化学性能[3]。TDI固化剂的研究是聚氨酯

涂料进入实质性应用阶段的关键，-NCO为TDI固化剂的活性反应单元，其化学

性质活泼，易与含活泼氢原子的化合物反应，发生扩链、支化、交联等反应，-

NCO含量对固化剂的性能有重要的影响，因此在实验或生产过程中对-NCO含量

的监测具有重要意义。

目前检测TDI固化剂中游离-NCO含量的方法主要有化学分析法、电位滴定法、

分光光度法和中红外光谱法[4-5]。化学分析法、电位滴定法和分光光度法是-

NCO定量分析的常用方法，但其分析步骤繁琐耗时较长[6-7]。中红外光谱法利用

-NCO在2272cm-1处的特征吸收峰进行测定，需采用有机溶剂对样品进行稀释，

溶剂中微量的水会与-NCO反应，从而导致该方法定量准确度较差。近红外(Near

Infrared，NIR)光谱法是一种快速、简便、无损的绿色分析技术，主要谱峰反应了

有机化合物官能团的倍频与合频振动吸收，光谱特性稳定，能够体现样品的综合信

息[8]。本实验采用NIR光谱对TDI固化剂中游离-NCO含量进行快速测定，以偏

最小二乘法(PLS)建立定量模型，可实现TDI固化剂实验和生产过程中-NCO含量

的快速实时监测。

1实验

1.1仪器与试剂

MB3600多功能傅立叶-近红外分析仪(配有温度控制附件、石英玻璃样品池及

HorizonMB数据处理软件)，ABB(中国)有限公司；Metrohm905自动电位滴定

仪，瑞士万通公司；SartoriusBT25S型电子分析天平，北京赛多利斯仪器有限

公司。

TDI固化剂(工业级)，万华化学集团股份有限公司；二正丁基胺、盐酸(分析纯)，

西陇科学有限公司。

1.2方法条件

仪器采集参数：分辨率：16；增益：27；扫描温度：50℃；扫描波长范围：

12500～4000cm-1；扫描次数：128次。

样品采集方法：每隔30min对TDI固化剂反应体系进行取样，按照上述仪器参数

进行NIR光谱扫描，样品NIR光谱见图1。

样品-NCO含量测定：按照行业标准HG/T2409-1992[9]对样品的-NCO含量进

行测定。

图