聚氨酯（Polyurethane，簡稱 PU）是一種性能介于塑料和橡膠之間的有機高分子材料，分子鏈中含有氨基甲酸酯結構（—NHCOO—），也常被稱為聚氨酯彈性體。它集合了良好的強度、韌性、耐磨性、耐溶劑等性能于一身，而且可以根據用戶的要求對具體的性能進行調節，因此廣泛應用于家居領域、建筑領域、日用品領域、交通領域、家電領域等，聚氨酯的制品主要包括泡沫塑料、彈性體、纖維、革鞋樹脂、涂料、膠粘劑和密封膠等。

    2024 年，我國聚氨酯原料 MDI 產量約為 469 萬噸，TDI 產量為 152 萬噸，聚醚產能達 903 萬噸；制品產量 1365 萬噸，同比增長 6.1%。從全球市場來看，2023 年全球聚氨酯市場規模為 871.0 億美元，2024 年增長至 914.9 億美元，預計到 2032 年將進一步增長至 1350.8 億美元，預測期內復合年增長率為 4.4% 。中國作為全球至大的聚氨酯生產和消費國，2030 年產值有望突破 3000 億元，年增速保持在 5%-6%。

為了得到更高質量的聚氨酯，除了對反應過程的精確控制以外，對原料各項指標的測定是必不可少的。LISICO 近紅外光譜儀就很好的解決了這個問題。

原理及應用介紹

聚氨酯是由低聚物多元醇和異氰酸酯進行加成反應得到，原料的組分和純度，反應的速度和溫度，助劑的選擇等等多種因素都會影響最終產物的組分和產量。為了有效地控制反應的進行，除了對反應過程的精確控制以外，對原料各項指標的測定是必不可少的。在聚氨酯的生產中，較主要的反應即為多元醇和異氰酸酯的加成反應，其中參與反應的主要官能團分別為羥基和異氰酸酯基（NCO基團），羥值和NCO基團的含量是原料的關鍵指標。

實驗室采用傳統的滴定分析方法對NCO基團進行檢測，一般先要用NCO與過量的二正丁胺反應生產脲,再用鹽酸滴定過量的二正丁胺來定量計算NCO的含量。采用LISICO LS-100近紅外光譜儀，只需對樣品進行近紅外光譜采集，然后通過模型預測即可獲得NCO基團含量，整個過程幾分鐘即可完成，操作十分簡單，而且不需要消耗任何滴定法中的化學試劑，綠色環保。

含有NCO基團樣品近紅外光譜圖

二苯甲烷二異氰酸酯（MDI）是聚氨酯重要原料，目前都已成為國際化商品。MDI 包含 4-4MDI，2-4MDI和2-2MDI三種同分異構體，其中 4-4MDI在工業上有廣泛的用途，工業上在精餾、結晶、混合過程中都需要對這些同分異構體進行檢測。

MDI樣品近紅外光譜圖

使用LISICO LS-100-Pro在線近紅外系統，可以實時對生產過程中的 MDI同分異構體進行檢測。近紅外光譜儀主機可以通過專用光纖把光信號傳輸到現場的探頭上，這些探頭一般安裝在工藝生產設備管線上，可以完成反應過程物料的光譜采集。檢測光譜信號通過光纖回路進入到光譜儀檢測器，通過在線軟件 S-Online，可以把光譜信號數據進行解析計算，把預測的各組分含量結果通過通訊模塊上傳到 DCS控制系統，這樣工藝人員在控制室的DCS上可以實時看見裝置各個控制點位上MDI同分異構體的含量，為生產決策提供新的數據。

聚氨酯涂料在汽車加工、地下室防水等領域中也有著非常強的應用優勢，此類涂料以聚氨酯為主要材料，在各類色漆以及清漆生產中有著非常好的應用價值。專業涂料人員將固含量看成是涂料質量的一個重要指標。通常固含量測試是采用美國材料試驗協會（ASTM）在實驗室環境中進行烘箱烘烤的標準方法。需要在105℃-110℃的烘箱中烘烤 60分鐘，并要求對樣品盤和樣品在烘烤前后分別進行稱量。由于傳統測試方法需要一定的時間，生產批次在進行下一階段生產或裝運之前必須要花時間去等待分析結果。為了縮短分析和等待的時間，采用在線近紅外的方案：對產品線上的固含量進行實時檢測，整個生產過程中固含量變化每隔數分鐘就在 DCS 系統上更新一次，為工藝人員對產品的進一步生產和放行提供迅速的判斷依據。

除此之外，近紅外還可以用于聚氨酯行業中酸值，羥值，胺值，丙酮溶劑等多個指標的檢測。

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