架橋 prevulcanized ラテックスの密度予測、InGaAs NIR分光法を使用

科学分野:

• 高分子科学
• 分光法
• 材料科学

背景:

• 架橋密度は、prevulcanized（PV）ラテックスの特性にとって重要です。
• 架橋密度の正確な予測は、PVラテックス製造の品質管理にとって不可欠です。

研究 の 目的:

• PVラテックスの架橋密度の予測における、近赤外（NIR）分光法の実現可能性を評価すること。
• この用途におけるInGaAsベースのNIR機器を評価すること。
• 予測モデルを強化するためにプロセス変数を統合すること。

主な方法:

• 960〜1700 nmの範囲で2つのInGaAs NIR分光光度計（MicroNIRおよびAvaSpec）を使用しました。
• スペクトルデータと工業プロセス変数を使用した部分最小二乗回帰（PLSR）モデルを開発しました。
• Toluene Swelling Index（TSI）およびPrevulcanizate Relaxed Modulus（PRM）法を使用して架橋密度を検証しました。

主要な成果:

• NIRスペクトルのみを使用したモデルは、予測力が限定的でした。
• プロセス変数（保持時間、ラテックスグレード）を統合することで、モデルの精度が大幅に向上しました。
• TSIベースのモデルはPRMモデルよりも優れており、TSI-3 hが最も信頼性が高かったです。
• 非接触型MicroNIRは、高い精度（TSI-3 hでR²=0.96）を達成しました。

結論:

• InGaAs NIR分光法とプロセス変数を組み合わせることで、TSIベースの架橋密度の正確で迅速、かつ非破壊的な予測が可能になります。
• 非接触型NIR測定は、PVラテックス製造に実用的です。
• このアプローチは、PVラテックスのリアルタイム品質管理において大幅な進歩を提供します。