在线拉曼在聚合物合成反应的监控

摘要：拉曼光谱通过检测分子振动/转动产生的非弹性散射光，获取物质的分子结构信息。在线拉曼系统集成光纤探头、光谱仪和数据处理软件，可直接插入反应釜或通过流通池实时采集反应液的光谱信号，结合化学计量学（如PLS、PCA）实现对关键参数的定量分析。

拉曼光谱通过检测分子振动/转动产生的非弹性散射光，获取物质的分子结构信息。在线拉曼系统集成光纤探头、光谱仪和数据处理软件，可直接插入反应釜或通过流通池实时采集反应液的光谱信号，结合化学计量学（如PLS、PCA）实现对关键参数的定量分析。

核心应用场景

1.反应进程实时监测

单体转化率追踪：通过单体特征峰（如C=C双键）强度衰减与聚合物特征峰（如C-C单键）增强的动态变化，实时计算转化率。

例：在甲基丙烯酸甲酯（MMA）自由基聚合中，监测1638cm-¹处双键峰的消失速率，结合动力学模型优化引发剂用量和反应温度。

官能团演化分析：追踪缩聚反应中羟基（3400cm⁻¹）、羧基（1710cm⁻¹）或酯键（1240cm⁻¹）的生成，判断反应阶段（如预聚、扩链、终止）。

例：聚酯合成中，通过酯键特征峰强度变化确定反应是否达到预期酯化程度。

2.分子量与结构控制

链增长与终止监控：在配位聚合（如聚乙烯、聚丙烯）中，监测催化剂活性物种的配位结构变化（如金属-碳键振动），结合链转移剂浓度调整分子量分布。

共聚物组成分析：通过不同单体特征峰的相对强度比（如苯乙烯/丁二烯共聚中的芳环与双键峰），实时调控进料比例，确保共聚物序列结构均匀性。

3.异常反应预警

检测副反应（如凝胶化、交联）或杂质引入导致的异常峰（如过氧化物分解峰），及时触发警报并调整工艺，避免批次报废。

布鲁克Tornado介绍

Tornado每台仪器均基于同一平台研制，采用HTVSTM技术，可提供出众的光谱采集速度和灵敏度。每台仪器均支持OPCUA或ModbusTCP/IP等协议进行远程通讯。如有需要，我们还可提供远程客户端软件，以便于通讯。此外，化学计量学模型还可以在不同型号的仪器之间进行共享，例如，在研发反应过程的实验室仪器和现场工艺设施中使用的仪器之间的模型共享，从而减少工作量，并缩短投入使用时间。

Raman(PGR)拉曼光谱仪是实时过程测量和控制的高性能在线分析仪。它配备了支持现场更换的785nm激光器、强大的嵌入式控制系统，软件和显示屏，全部封装在一个19英寸的机架式保护Process GuardianTM Raman外壳内。

无论是用于在线还是实验室应用，PGR光谱仪的操作都非常便捷，配有经久耐用的按钮和旋转拨盘控件。其创新的FC/PC双光纤连接接口不仅可靠，安装也非常简单-插入，锁定即可。由于PGR是独立式分析仪，因此无需使用外部计算机，省去了购买电脑和IT定期维护的需求。PGR光谱仪可以通过集成多路切换器，实现多达8个通道的多路扩展。通过搭配混合光纤，它可提供激光光纤的断裂检测，并可轻松集成激光安全紧急停止按钮。