聚氨酯（Polyurethane，简称 PU）是一种性能介于塑料和橡胶之间的有机高分子材料，分子链中含有氨基甲酸酯结构（—NHCOO—），也常被称为聚氨酯弹性体。它集合了良好的强度、韧性、耐磨性、耐溶剂等性能于一身，而且可以根据用户的要求对具体的性能进行调节，因此广泛应用于家居领域、建筑领域、日用品领域、交通领域、家电领域等，聚氨酯的制品主要包括泡沫塑料、弹性体、纤维、革鞋树脂、涂料、胶粘剂和密封胶等。
2024 年，我国聚氨酯原料 MDI 产量约为 469 万吨，TDI 产量为 152 万吨，聚醚产能达 903 万吨；制品产量 1365 万吨，同比增长 6.1%。从全球市场来看，2023 年全球聚氨酯市场规模为 871.0 亿美元，2024 年增长至 914.9 亿美元，预计到 2032 年将进一步增长至 1350.8 亿美元，预测期内复合年增长率为 4.4% 。中国作为全球至大的聚氨酯生产和消费国，2030 年产值有望突破 3000 亿元，年增速保持在 5%-6%。
为了得到更高质量的聚氨酯，除了对反应过程的精确控制以外，对原料各项指标的测定是必不可少的。LISICO 近红外光谱仪就很好的解决了这个问题。
原理及应用介绍
聚氨酯是由低聚物多元醇和异氰酸酯进行加成反应得到，原料的组分和纯度，反应的速度和温度，助剂的选择等等多种因素都会影响最终产物的组分和产量。为了有效地控制反应的进行，除了对反应过程的精确控制以外，对原料各项指标的测定是必不可少的。在聚氨酯的生产中，较主要的反应即为多元醇和异氰酸酯的加成反应，其中参与反应的主要官能团分别为羟基和异氰酸酯基（NCO基团），羟值和NCO基团的含量是原料的关键指标。
实验室采用传统的滴定分析方法对NCO基团进行检测，一般先要用NCO与过量的二正丁胺反应生产脲,再用盐酸滴定过量的二正丁胺来定量计算NCO的含量。采用LISICO LS-100近红外光谱仪，只需对样品进行近红外光谱采集，然后通过模型预测即可获得NCO基团含量，整个过程几分钟即可完成，操作十分简单，而且不需要消耗任何滴定法中的化学试剂，绿色环保。
含有NCO基团样品近红外光谱图
二苯甲烷二异氰酸酯（MDI）是聚氨酯重要原料，目前都已成为国际化商品。MDI 包含 4-4MDI，2-4MDI和2-2MDI三种同分异构体，其中 4-4MDI在工业上有广泛的用途，工业上在精馏、结晶、混合过程中都需要对这些同分异构体进行检测。
MDI样品近红外光谱图
使用LISICO LS-100-Pro在线近红外系统，可以实时对生产过程中的 MDI同分异构体进行检测。近红外光谱仪主机可以通过专用光纤把光信号传输到现场的探头上，这些探头一般安装在工艺生产设备管线上，可以完成反应过程物料的光谱采集。检测光谱信号通过光纤回路进入到光谱仪检测器，通过在线软件 S-Online，可以把光谱信号数据进行解析计算，把预测的各组分含量结果通过通讯模块上传到 DCS控制系统，这样工艺人员在控制室的DCS上可以实时看见装置各个控制点位上MDI同分异构体的含量，为生产决策提供新的数据。
聚氨酯涂料在汽车加工、地下室防水等领域中也有着非常强的应用优势，此类涂料以聚氨酯为主要材料，在各类色漆以及清漆生产中有着非常好的应用价值。专业涂料人员将固含量看成是涂料质量的一个重要指标。通常固含量测试是采用美国材料试验协会（ASTM）在实验室环境中进行烘箱烘烤的标准方法。需要在105℃-110℃的烘箱中烘烤 60分钟，并要求对样品盘和样品在烘烤前后分别进行称量。由于传统测试方法需要一定的时间，生产批次在进行下一阶段生产或装运之前必须要花时间去等待分析结果。为了缩短分析和等待的时间，采用在线近红外的方案：对产品线上的固含量进行实时检测，整个生产过程中固含量变化每隔数分钟就在 DCS 系统上更新一次，为工艺人员对产品的进一步生产和放行提供迅速的判断依据。
除此之外，近红外还可以用于聚氨酯行业中酸值，羟值，胺值，丙酮溶剂等多个指标的检测。
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