用于同时检测氨纶生产溶剂回收系统中溶剂和水分的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于同时检测氨纶生产溶剂DMC回收系统中DMC及H2O含量的 近红外光谱方法，属于工业分析领域。
【背景技术】
[0002] 氨纶（聚氨基甲酸酯）纤维是当前最富有弹性的一种合成纤维，具有优异的断裂 伸长率及断裂强力，是生产高档弹性纺织品不可缺少的特殊纺织纤维，具有很高的应用价 值和良好的发展前景。DMC是氨纶生产中应用最多最广的一种溶剂，DMC的回收既能降低 生产成本，又有利于环境保护与可持续发展，回收系统中DMC和H 2O含量是表征回收效率 的重要参数，因此快速准确地测定DMC和H2O含量成为氨纶生产过程中一项重要的技术。
[0003] 目前，DMAC含量的测定方法主要为气相色谱分析法，H2O含量的测定方法主要是 卡尔费休容量法。由于DMC回收系统中一塔进料和一塔馏出含水量较高，采用气相色谱法 分析DMC含量时需要对样品进行前处理，萃取出样品中的DMAC，除去样品中含有的大量水 分，防止对FID检测器的干扰，但是萃取过程会造成回收率的降低。一塔馏出含水量高达 95%以上，采用卡尔费休容量法测水分含量时，结果误差在3%左右，且使用卡尔费休试剂 产生的废液会造成环境问题。另一种常用的用于DMC和H 2O含量检测的分析方法是根据 样品折射率的变化建立标准曲线，但该种方法易受环境温、湿度及样品中杂质影响，因而结 果的准确度不够。因此，研宄一种能够及时、准确快速用于同时检测氨纶生产中溶剂二甲基 乙酰胺回收系统中二甲基乙酰胺及水含量的方法，对确定DMAC回收系统的稳定性控制有 重要实际意义。
[0004] 近红外光谱的主要信息表现为物质内部组分含氢基团（包括〇-H、C-H、N-H及S-H 等）对近红外光的倍频与组合频吸收，可以表征绝大多数有机物的组成和分子结构的信 息，十分适用于碳氢有机物质的组成性质测定。因此，近年来，近红外光谱检测技术在农业、 医用和化学等诸多领域应用很多。
[0005] 利用近红外光谱法同时测定氨纶DMAC回收系统中DMAC和H2O含量的研宄未见报 道。
【发明内容】
[0006] 技术问题：本发明的目的在于解决目前现有技术的不足，提供一种用于同时检测 氨纶生产溶剂回收系统中溶剂和水分的方法。该检测方法的实施过程简便，精度高、重复性 好，检测范围宽。
[0007] 技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种用于同时检测氨纶生产中溶剂DMAC 回收系统中DMC及H2O含量的近红外光谱方法，该方法包括如下步骤：
[0008] 1)配制一系列不同浓度Ν，Ν' -二甲基乙酰胺DMAC和水H2O的标准溶液，选择足 量有代表性的校正集样品；
[0009] 2)样品光谱预处理后，测定校正集样品的近红外光谱谱图，扫描范围12000~ 4000〇1^波段，并进行光谱预处理后，与标准样品中DMAC和H 20含量相关联，采用偏最小二 乘法分别建立校正模型；
[0010] 3)测定待测样品的近红外光谱谱图，采用与步骤2)中相同的预处理方法处理所 得谱图，预处理后样品的近红外光谱谱图利用校正模型经ABB公司Horizon MB分析软件进 行分析，得到待测样品中DMC和H2O含量。
[0011] 所述光谱预处理方法为混匀样品后取样装入8mm比色管，预热至50°C。
[0012] 所述足量有代表性的校正集样品个数大于100。
[0013] 所述用于近红外扫描的样品的H2O质量百分比为2.0 % -100%，DMC质量百分比 为 0-98%。
[0014] 所述的近红外光谱图的测定方法是使用ABB公司MB3600傅里叶变换近红外光谱 仪，采用透射方式，液体池专用检测通道，每个样品扫描64次取平均得到。
[0015] 所述的近红外光谱谱图的预处理的方法为：归一化、标准化。
[0016] 所述的预处理后样品的近红外光谱谱图的最佳用于建立校正模型的波段确认为 5508-6534〇11'7143-7976〇11'8092-9273〇11'9751-11602〇^ 1四个光谱检测范围。
[0017] 有益效果：本方法选取氨纶生产中溶剂DMC回收系统中DMC和H2O含量为检测 目标，建立定量模型，方法RMSECV小，R 2= 0. 99994 (H 20)、R2= 0. 99996 (DMAC)相关性好。 并对未知样品进行预测，所得结果令人满意。说明应用近红外光谱技术结合PLS法可以同 时对氨纶生产中溶剂回收系统中DMC和H 2O的含量进行定量分析，方法准确，比气相色谱 法和卡尔费休容量法节省大量时间，比折射率法更准确，可显著提高质量控制效率，缩短检 测周期，为工业生产中实时分析技术开辟了 一个新途径。
【附图说明】
[0018] 图1是近红外光谱模型建立及应用过程；
[0019] 图2是样品原始近红外光谱图；
[0020] 图3是DMAC含量校正模型主因子数与RMSECV关系图；
[0021] 图4是4〇含量校正模型主因子数与RMSECV关系图；
[0022] 图5是DMAC含量校正集光谱预测值与真值相关曲线；
[0023] 图6是H2O含量校正集光谱预测值与真值相关曲线；
[0024] 图7是DMC含量预测集样品光谱预测值与真值相关曲线；
[0025] 图8是H2O含量预测集样品光谱预测值与真值相关曲线。
【具体实施方式】
[0026] 1)配制一系列不同浓度DMAC和H2O的标准溶液，选择足量有代表性的校正集样 本；
[0027] 2)样品预处理后，测定校正集样品的近红外光谱谱图，扫描范围12000-4000(3!^1 波段，并进行光谱预处理后，与标准样品中DMC和H2O含量相关联，采用偏最小二乘法分别 建立校正模型；
[0028] 3)测定待测样品的近红外光谱谱图，采用与步骤二中相同的预处理方法处理所得 谱图中最佳建模波段，将预处理后得到的光谱采用校正模型分析，得到待测回收系统中的 DMAC^P H2O 含量。
[0029] 所述方法中，近红外光谱数据以透射方式采集，将氨纶预聚体溶液导入石英液体 池中，液体池专用通道测量，进行样品光谱数据采集，每个样品在50°C下扫描64次取平均 得到。扫描的波谱范围是12000~4000CHT 1。
[0030] 所述方法中的步骤2)在谱图与数据关联前，对谱图采用合适的光谱预处理方法， 以消除基线和其他背景的干扰，所述的最佳预处理方法为归一化、标准化。步骤3)对待测 样品的近红外谱图的预处理方法与步骤2)相同。
[0031] 所述方法中的步骤2)在进行光谱预处理之后，以交叉验证均方根差（RMSECV)、相 对