Kontekst klienta
Dyspersje i żywice akrylowe do farb, klejów i powłok to kopolimery akrylanów i metakrylanów, produkowane polimeryzacją emulsyjną lub roztworową. Skład kopolimeru i jego jednorodność wpływają na Tg i właściwości użytkowe powłoki.
Kontrola procesu opiera się na oznaczeniach laboratoryjnych. Samo oznaczenie resztkowego monomeru metodą chromatografii gazowej z analizą fazy nadpowierzchniowej trwa typowo 30–60 minut, ale czas obiegu wyniku – od poboru próbki do informacji u technologa – liczy się w godzinach.
Wyzwanie
- Konwersja i skład chwilowy zmieniają się w trakcie reakcji, a wynik z laboratorium dociera po fakcie.
- Resztkowy monomer wpływa na zapach i na ekspozycję zawodową, a jego poziom jest przedmiotem specyfikacji odbiorcy, zwykle w zakresie ppm. W zastosowaniach kontaktu z żywnością dochodzą limity migracji wg rozporządzenia (UE) nr 10/2011.
- Wyzwaniem operacyjnym jest nie to, jaki mamy skład, lecz czy dozowanie i konwersja pozostają w równowadze i czy nie narasta pula nieprzereagowanego monomeru.
- Zakończenie reakcji opiera się dziś na czasie recepturowym, a nie na potwierdzonym stanie reakcji.
Rozwiązanie
Spectrally™ X1 INLINE z sondą X1 PROBE śledzi konwersję monomeru i skład kopolimeru bezpośrednio w reaktorze. Pasma wiązań podwójnych C=C monomerów zanikają w miarę konwersji, a ich stosunek do pasm polimeru daje wgląd w przebieg reakcji w czasie rzeczywistym, bez poboru próbek.
Praca w gęstym, zarastającym medium reaktora jest możliwa dzięki samoczyszczącemu, wycofywanemu modułowi sondy (Retractex): sonda cyklicznie wycofuje się z medium, okno optyczne zostaje przepłukane, po czym wraca do pozycji pomiarowej. Okno nie zalepia się osadami, a analizator pracuje w cyklu ciągłym, bez obsługi operatorskiej.
Wyniki
Nie podajemy tu dokładności z innych wdrożeń. Dla dyspersji i żywic akrylowych zależy ona od układu monomerów, zakresu składu i stopnia konwersji, w którym pracuje dany proces – liczba z cudzej receptury nie jest przenośna na Państwa reaktor. Liczba, która ma dla Państwa znaczenie, powstaje w studium wykonalności na Państwa próbkach.
Studium prowadzimy w następujący sposób:
- Punktem odniesienia jest Państwa wymaganie – dopuszczalny błąd oznaczenia konwersji i składu kopolimeru, wynikający ze specyfikacji wyrobu i z okna sterowania procesem.
- Razem z Państwem przygotowujemy zestaw realnych próbek, które pokrywają zakres składu i konwersji występujący w Państwa procesie, lub prowadzimy badanie bezpośrednio na Państwa instalacji.
- Raport podaje osiągniętą dokładność oraz pokryty zakres składu i konwersji.
Raport podaje wynik także wtedy, gdy nie spełnia on Państwa wymagania – wraz z wielkością rozbieżności. Decyzja o wdrożeniu należy do Państwa i ma zapadać na liczbach, a nie na deklaracji.
Co to oznacza dla Państwa procesu
Jeśli produkują Państwo żywice akrylowe lub emulsje, pomiar inline pozwala śledzić konwersję i skład kopolimeru w trakcie reakcji, stabilizując Tg i właściwości powłoki oraz ograniczając resztkowy monomer, zamiast poznawać skład dopiero z laboratorium.
Najpewniejszą drogą weryfikacji na konkretnej recepturze jest krótkie studium wykonalności na realnych próbkach.
