
第35卷,第6期 2015年6月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 35 ,No. 6 -pp1512-1515
June,2015
近红外光谱在线测量技术在聚合物加工中的应用研究进展
陈如黄,王小林,林晓楷,胡鑫,晋刚
华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心,聚合物成型加工工程教育部重点实验室,广东广州510641 摘要聚合物材料制品的性能与成型加工过程有着密切的联系,因此在线监控加工过程中材料的状态至关重要。根据在线监控实时反馈的数据,能够实现加工工艺参数的及时调整,确保生产过程的稳定性,从而保证产品质量、减少能源浪费、提高生产效益。近红外光谱在线测量技术是一种成本低、实时性强,可以准确定量分析的技术,已在很多生产领域得到广应用,然而在聚合物加工领域仍处于研究阶段。本文从测量累合物中的组分含量、熔融指数、熔体密度、填充物的分散性四个方面概述了近红外光谱在线测量技术在聚合物加工中的应用研究进展,指出广近红外光谱在线测量技术尚存在的间题,给出广几点建议,最后对近红外光谱在线测量技术未来的发展进行广展望。指出在未来儿十年重,随者光纤光谱仪器科学、计算机科学以及化学计量学方法的发展,近红外光谱在线测量技术在原始数据稳定性、预处理方法、建模方法及模型的稳健
性与准确性上将会有长足的进步,将会在更多的领域推广应用,产生巨大的经济与环保价值。关键词近红外光谱;在线测量;聚合物加工
中图分类号:0657.3
文献标识码:A
引言
DOI : 10. 3964 /j. issn. 1000-0593(2015 )06-1512-04
对其未来的发展趋势进行了展望
近红外光谱在线测量技术在聚合物加工中 1
我国是世界合成树脂、合成橡胶生产大国"。但与发达
国家相比,我国的聚合物材料制品整体层次较低,质量参差不齐,甚至连同一批次的产品都会有较明显的质量差异。为提高我国聚合物材料制品的整体水平,加工过程中的制晶质量实时监控手段必不可少。在线测量是一种将测量装置直接安装在生产线上对产晶进行实时测量监控的先进技术,它能够根据测量结果及时调整加工过程中的工艺参数,保证生产过程处于控制之中,减少因控制的滞后而导致的产品不符合预期要求的现象,降低废品、次品率,能在较传统加工更低损耗的情况下提高产品质量的合格率2」
近些年,得益于光纤、计算机、化学计量学等技术的迅猛发展,近红外光谱在线测量技术得到了极大的发展与进步[3]。由于它实时快速检测的巨大优势正逐渐受到越来越多的人的关注,使得其在很多领域得到了广泛的研究与应用-7了。这一技术在聚合物加工中的研究也逐渐引起了学者的注意,
本文介绍广近红外光谱在线测量技术在聚合物加工中不同的应用研究进展,分析了技术目前存在的一些问题,最后收稿日期:2014-05-11,修订日期:2014-08-29
基金项目:国家重大科学仪器设备开发专项项目(2012YQ230043)资助
作者简介:陈如黄,1991年生,华南理工大学硕士研究生
*通讯联系人e-mail:pmrdd@seut.edu.en
的应用研究
聚合物加工过程中,熔体特性和状态不仅影响着生产能耗和效率,也决定着最终制品的质量和性能。对于熔体特性的测量通常采用离线方法,样品需从生产线上取下,这使得样品所处的环境状态发生改变,导致材料微观结构的改变,测量结果也就会与加工过程中的实际状态存在一定偏差。而不合理的取样和制样方法更会导致样品代表性差和结构被破坏,进一步加大测量误差.9]。
近红外光谱在线测量技术,不会对加工过程产生干扰,能够对测量对象进行实时连续的测量,测量的结果能够真实地反映实际情况。在聚合物加工中,近红外光谱在线测量技术可以用来测量聚合物的多种信息,包括聚合物中组分的含量、熔体密度、熔融指数、填充物分散性等
1.1近红外光谱在线测量聚合物中组分的含量
对于聚合物材料制品而言,各个组分含量的多少决定着制品的质量和性能(10-12]。近红外光谱能够快速准确地在线测量出熔体中某种组分的含量,其基本原理是朗伯比尔定
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