近红外光谱技术快速检测PET塑料的粘度

     由于PET熔体属于非牛顿流体，目前市面上检测PET粘度主要使用旋转粘度计，这种方法耗时长，成本较高。与之相比，近红外光谱分析技术具备快速无损、准确、无需样品预处理、方便实现在线检测等优势，是一种具有广阔发展前景的过程分析技术，能够满足产品质量在线实时监控的需求。

实验

     使用无锡迅杰光远科技有限公司生产的IAS-3100近红外光谱仪采集样品的光谱。室温控制在25℃。开机预热十五分钟。将PET样品转入样品杯中，每个样品重装样扫描5次，波长范围900-1700nm。

图1 两种设备采集的PET样品的近红外光谱图IAS3100（左）PE（右）

     另外使用PerkinElmer的傅里叶变换近红外光谱仪（PE-FTNIR），测得每个样品的光谱，波长范围为1000-2500nm。使用旋转粘度计测得每个样品的粘度值。使用化学计量学中的预处理方法和PLS算法进行建模。

IAS3100的建模结果如下：

     校正集标准预测偏差SEC=0.0057，决定系数R²_cal=0.9763，交叉验证标准预测偏差SECV=0.0130，决定系数R²_cv=0.8720。

图2 IAS3100模型结果PE-FTMIR的光谱采用截取1000-1700nm范围以及全波长分别建模，结果如下：

图3 PE-FTNIR模型1000-1700nm（左）全波长（右）

     截取光谱的校正集标准预测偏差SEC=0.0091，决定系数R²_cal=0.9454，交叉验证标准预测偏差SECV=0.0138，决定系数R²_cv=0.8738。

     全波长光谱的校正集标准预测偏差SEC=0.0053，决定系数R²_cal=0.9814，交叉验证标准预测偏差SECV=0.0074，决定系数R²_cv=0.9639。SEC=0.0053，R²_cal=0.9814。

     对比两种设备的建模结果，在相同波长范围内，IAS3100与PE-FTNIR的模型预测能力很接近，都能够满足PET粘度的检测要求。而使用全光谱的建模效果更好，表明在近红外长波区域有更多的有用信息。

结论

     实验表明，近红外光谱法可以进行PET粘度的检测。目前，传统检测方法，由于检测速度较慢，无法满足在线检测的需求，而近红外光谱技术具有实时性强、重现性好的优点，适用于进行生产过程控制，有利于提高产品质量的稳定性。