Новый способ выполнения анализа красок и лаков

Объединяясь с PDW Analytics (Потсдам, Германия), Фраунгоферовского Института прикладных исследований полимеров (Фраунгофер ИАП; Потсдам-Гольм, Германия) ученые смогли отслеживать производство красок, лаков и клеев непрерывно и в режиме реального времени, что позволяет им разрабатывать более эффективные процессы.

В целом, качественные, дорогие краски имеют отличный цвет. Свойства материала краски для стен зависят в значительной степени от размера частиц, например, наполнителя, связующих веществ, пигментов или добавок. Поэтому, при разработке новых красок, производители хотят точно знать, что происходит в контейнерах реакции и как размеры частиц изменяются в процессе.

Как правило, производители берут пробу краски, утончают и анализируют ее. Это занимает слишком много времени; за это время не только меняются свойства выпускаемой краски для стен, но также акт утончения может повлиять на образец. Например, мелкие частицы могут слипаться вместе, образуя более крупные частицы. Следовательно, размер частиц в образце не должен быть таким же, как в контейнере реакции.

Чтобы улучшить процесс анализа краски, сотрудниками PDW Analytics был разработан новый датчик, интегрированный исследователями из Фраунгоферского ИАП в существующих системах развития процесса. "Это уникальный в мировом масштабе процесса аналитический метод обнаружения, который позволяет открыть основные параметры при изготовлении красок, лаков и клеев, чтобы они были под постоянным контролем в режиме реального времени", - говорит Антье Лиске, начальник отдела Фраунгоферского ИАП. "Это поможет нам гораздо лучше понимать процессы, выполнять их более эффективно и избежать сбоев производства".

В основе этой технологии находится датчик на основе фотонной плотности волновой спектроскопии, процесс разработан PDW Analytics. Этот датчик работает, излучая лазерный свет в жидкую краску для стен с помощью оптических волокон. Следующее, метод анализирует, как в зависимости от частоты свет распространяется в жидкости. Из этих данных определяется размер отдельных частиц. Исследователи в ИАП разработали справочные системы, используя методику плотности фотонной спектроскопии волны для сравнения различных образцов с частицами заданного размера.

Исследователи ИАП используют датчик для реконструкции и анализа производственных процессов для своих клиентов. "Мы соединяем этот новый датчик с нашей существующей системой, а также с нашим опытом", - объясняет Лиске. В течение некоторого времени ученые работали с процессом развития станции, что, в случае суспензий с размерами частиц от одного микрометра до одного миллиметра позволяет им определить не только вязкость и поток тепла, а также размеры частиц. Инфракрасный датчик дополнительно обнаруживал химические изменения и показывал, в какой степени находятся химические реакции. "С помощью этого нового датчика, теперь мы можем также измерить размер частиц во всем соответствующем диапазоне размеров от нанометров до микрометров", - добавляет Лиске.

Клиенты могут пожелать, чтобы их процессы анализировались в АИП, потому что вся система транспортабельна, и они могут использовать ее на месте в офисе компании. Типичные вопросы: может ли время полимеризации сократится? Как может быть устранена неопределенность в процессе и улучшены свойства материала – например, как сделать, чтобы клей лучше держал или краска лучше покрывала?