用于同時(shí)檢測(cè)氨綸生產(chǎn)溶劑回收系統(tǒng)中溶劑和水分的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于同時(shí)檢測(cè)氨綸生產(chǎn)溶劑DMC回收系統(tǒng)中DMC及H2O含量的 近紅外光譜方法，屬于工業(yè)分析領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 氨綸（聚氨基甲酸酯）纖維是當(dāng)前最富有彈性的一種合成纖維，具有優(yōu)異的斷裂 伸長(zhǎng)率及斷裂強(qiáng)力，是生產(chǎn)高檔彈性紡織品不可缺少的特殊紡織纖維，具有很高的應(yīng)用價(jià) 值和良好的發(fā)展前景。DMC是氨綸生產(chǎn)中應(yīng)用最多最廣的一種溶劑，DMC的回收既能降低 生產(chǎn)成本，又有利于環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展，回收系統(tǒng)中DMC和H 2O含量是表征回收效率 的重要參數(shù)，因此快速準(zhǔn)確地測(cè)定DMC和H2O含量成為氨綸生產(chǎn)過(guò)程中一項(xiàng)重要的技術(shù)。
[0003] 目前，DMAC含量的測(cè)定方法主要為氣相色譜分析法，H2O含量的測(cè)定方法主要是 卡爾費(fèi)休容量法。由于DMC回收系統(tǒng)中一塔進(jìn)料和一塔餾出含水量較高，采用氣相色譜法 分析DMC含量時(shí)需要對(duì)樣品進(jìn)行前處理，萃取出樣品中的DMAC，除去樣品中含有的大量水 分，防止對(duì)FID檢測(cè)器的干擾，但是萃取過(guò)程會(huì)造成回收率的降低。一塔餾出含水量高達(dá) 95%以上，采用卡爾費(fèi)休容量法測(cè)水分含量時(shí)，結(jié)果誤差在3%左右，且使用卡爾費(fèi)休試劑 產(chǎn)生的廢液會(huì)造成環(huán)境問(wèn)題。另一種常用的用于DMC和H 2O含量檢測(cè)的分析方法是根據(jù) 樣品折射率的變化建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，但該種方法易受環(huán)境溫、濕度及樣品中雜質(zhì)影響，因而結(jié) 果的準(zhǔn)確度不夠。因此，研宄一種能夠及時(shí)、準(zhǔn)確快速用于同時(shí)檢測(cè)氨綸生產(chǎn)中溶劑二甲基 乙酰胺回收系統(tǒng)中二甲基乙酰胺及水含量的方法，對(duì)確定DMAC回收系統(tǒng)的穩(wěn)定性控制有 重要實(shí)際意義。
[0004] 近紅外光譜的主要信息表現(xiàn)為物質(zhì)內(nèi)部組分含氫基團(tuán)（包括〇-H、C-H、N-H及S-H 等）對(duì)近紅外光的倍頻與組合頻吸收，可以表征絕大多數(shù)有機(jī)物的組成和分子結(jié)構(gòu)的信 息，十分適用于碳?xì)溆袡C(jī)物質(zhì)的組成性質(zhì)測(cè)定。因此，近年來(lái)，近紅外光譜檢測(cè)技術(shù)在農(nóng)業(yè)、 醫(yī)用和化學(xué)等諸多領(lǐng)域應(yīng)用很多。
[0005] 利用近紅外光譜法同時(shí)測(cè)定氨綸DMAC回收系統(tǒng)中DMAC和H2O含量的研宄未見(jiàn)報(bào) 道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 技術(shù)問(wèn)題：本發(fā)明的目的在于解決目前現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于同時(shí)檢測(cè) 氨綸生產(chǎn)溶劑回收系統(tǒng)中溶劑和水分的方法。該檢測(cè)方法的實(shí)施過(guò)程簡(jiǎn)便，精度高、重復(fù)性 好，檢測(cè)范圍寬。
[0007] 技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于同時(shí)檢測(cè)氨綸生產(chǎn)中溶劑DMAC 回收系統(tǒng)中DMC及H2O含量的近紅外光譜方法，該方法包括如下步驟：
[0008] 1)配制一系列不同濃度Ν，Ν' -二甲基乙酰胺DMAC和水H2O的標(biāo)準(zhǔn)溶液，選擇足 量有代表性的校正集樣品；
[0009] 2)樣品光譜預(yù)處理后，測(cè)定校正集樣品的近紅外光譜譜圖，掃描范圍12000~ 4000〇1^波段，并進(jìn)行光譜預(yù)處理后，與標(biāo)準(zhǔn)樣品中DMAC和H 20含量相關(guān)聯(lián)，采用偏最小二 乘法分別建立校正模型；
[0010] 3)測(cè)定待測(cè)樣品的近紅外光譜譜圖，采用與步驟2)中相同的預(yù)處理方法處理所 得譜圖，預(yù)處理后樣品的近紅外光譜譜圖利用校正模型經(jīng)ABB公司Horizon MB分析軟件進(jìn) 行分析，得到待測(cè)樣品中DMC和H2O含量。
[0011] 所述光譜預(yù)處理方法為混勻樣品后取樣裝入8mm比色管，預(yù)熱至50°C。
[0012] 所述足量有代表性的校正集樣品個(gè)數(shù)大于100。
[0013] 所述用于近紅外掃描的樣品的H2O質(zhì)量百分比為2.0 % -100%，DMC質(zhì)量百分比 為 0-98%。
[0014] 所述的近紅外光譜圖的測(cè)定方法是使用ABB公司MB3600傅里葉變換近紅外光譜 儀，采用透射方式，液體池專用檢測(cè)通道，每個(gè)樣品掃描64次取平均得到。
[0015] 所述的近紅外光譜譜圖的預(yù)處理的方法為：歸一化、標(biāo)準(zhǔn)化。
[0016] 所述的預(yù)處理后樣品的近紅外光譜譜圖的最佳用于建立校正模型的波段確認(rèn)為 5508-6534〇11'7143-7976〇11'8092-9273〇11'9751-11602〇^ 1四個(gè)光譜檢測(cè)范圍。
[0017] 有益效果：本方法選取氨綸生產(chǎn)中溶劑DMC回收系統(tǒng)中DMC和H2O含量為檢測(cè) 目標(biāo)，建立定量模型，方法RMSECV小，R 2= 0. 99994 (H 20)、R2= 0. 99996 (DMAC)相關(guān)性好。 并對(duì)未知樣品進(jìn)行預(yù)測(cè)，所得結(jié)果令人滿意。說(shuō)明應(yīng)用近紅外光譜技術(shù)結(jié)合PLS法可以同 時(shí)對(duì)氨綸生產(chǎn)中溶劑回收系統(tǒng)中DMC和H 2O的含量進(jìn)行定量分析，方法準(zhǔn)確，比氣相色譜 法和卡爾費(fèi)休容量法節(jié)省大量時(shí)間，比折射率法更準(zhǔn)確，可顯著提高質(zhì)量控制效率，縮短檢 測(cè)周期，為工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)時(shí)分析技術(shù)開(kāi)辟了 一個(gè)新途徑。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1是近紅外光譜模型建立及應(yīng)用過(guò)程；
[0019] 圖2是樣品原始近紅外光譜圖；
[0020] 圖3是DMAC含量校正模型主因子數(shù)與RMSECV關(guān)系圖；
[0021] 圖4是4〇含量校正模型主因子數(shù)與RMSECV關(guān)系圖；
[0022] 圖5是DMAC含量校正集光譜預(yù)測(cè)值與真值相關(guān)曲線；
[0023] 圖6是H2O含量校正集光譜預(yù)測(cè)值與真值相關(guān)曲線；
[0024] 圖7是DMC含量預(yù)測(cè)集樣品光譜預(yù)測(cè)值與真值相關(guān)曲線；
[0025] 圖8是H2O含量預(yù)測(cè)集樣品光譜預(yù)測(cè)值與真值相關(guān)曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 1)配制一系列不同濃度DMAC和H2O的標(biāo)準(zhǔn)溶液，選擇足量有代表性的校正集樣 本；
[0027] 2)樣品預(yù)處理后，測(cè)定校正集樣品的近紅外光譜譜圖，掃描范圍12000-4000(3!^1 波段，并進(jìn)行光譜預(yù)處理后，與標(biāo)準(zhǔn)樣品中DMC和H2O含量相關(guān)聯(lián)，采用偏最小二乘法分別 建立校正模型；
[0028] 3)測(cè)定待測(cè)樣品的近紅外光譜譜圖，采用與步驟二中相同的預(yù)處理方法處理所得 譜圖中最佳建模波段，將預(yù)處理后得到的光譜采用校正模型分析，得到待測(cè)回收系統(tǒng)中的 DMAC^P H2O 含量。
[0029] 所述方法中，近紅外光譜數(shù)據(jù)以透射方式采集，將氨綸預(yù)聚體溶液導(dǎo)入石英液體 池中，液體池專用通道測(cè)量，進(jìn)行樣品光譜數(shù)據(jù)采集，每個(gè)樣品在50°C下掃描64次取平均 得到。掃描的波譜范圍是12000~4000CHT 1。
[0030] 所述方法中的步驟2)在譜圖與數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)前，對(duì)譜圖采用合適的光譜預(yù)處理方法， 以消除基線和其他背景的干擾，所述的最佳預(yù)處理方法為歸一化、標(biāo)準(zhǔn)化。步驟3)對(duì)待測(cè) 樣品的近紅外譜圖的預(yù)處理方法與步驟2)相同。
[0031] 所述方法中的步驟2)在進(jìn)行光譜預(yù)處理之后，以交叉驗(yàn)證均方根差（RMSECV)、相 對(duì)