Produkte aus natürlichem oder synthetischem Kautschuk sind aus dem täglichen Leben nicht mehr wegzudenken. Synthetische Kautschuke bieten eine hervorragende thermische Stabilität und Beständigkeit gegenüber Oxidationsmitteln und Ölen. Ein synthetischer Kautschuk verwendet Bromobutyl (BIIR), ein Copolymer aus Isobutylen und kleinen Mengen bromiertem Isopren, das ungesättigte Vulkanisationsstellen bereitstellt. Brombutylkautschuk wird aus der Halogenierung von Butylkautschuk mit Brom in einem kontinuierlichen Verfahren gewonnen. Dieses Elastomer hat viele Eigenschaften von Butylkautschuk, aber die Zugabe von Brom verbessert die Haftung an anderen Kautschuken und Metallen, was zu wesentlich schnelleren Härtungsgeschwindigkeiten führt (d.h. es sind geringere Mengen an Härtungsmitteln erforderlich).

Üblicherweise erfordert die Bestimmung des Bromgehalts und anderer Qualitätsparameter (z. B. Mooney-Viskosität, Gehalt an flüchtigen Bestandteilen, Gehalt an Calciumstearat und funktionellem Bromid) verschiedene Reagenzien und zeitaufwändige Analysemethoden. Die Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) bietet jedoch eine schnelle und zuverlässige gleichzeitige Quantifizierung dieser Parameter in Brombutylkautschuk ohne den Einsatz von Chemikalien.

Insgesamt 68 Proben von Bromo-Isobutylen-Isopren-Kautschuk (BIIR, Bromobutyl-Kautschuk) wurden gesammelt, um ein Vorhersagemodell zur Quantifizierung mehrerer Qualitätskontrollparameter zu erstellen, darunter Mooney-Viskosität, Bromgehalt, Gehalt an flüchtigen Bestandteilen, Calciumstearatgehalt und funktionellem Bromid. Alle Proben wurden mit einem Metrohm NIRS DS2500 Liquid Analyzer (400–2500 nm, Abbildung 1) im Transmissionsmodus mit einem 8-mm-Probenhalter gemessen. Eine reproduzierbare Spektralerfassung wurde unter Verwendung der eingebauten Temperatursteuerung, die auf 50 °C eingestellt war, erreicht. Der Einfachheit halber wurden Einwegfläschchen mit einer Schichtdicke von 8 mm verwendet, wodurch eine Reinigung der Probengefäße unnötig wurde. Das Metrohm-Softwarepaket Vision Air Complete wurde für die gesamte Datenerfassung und die Entwicklung von Vorhersagemodellen verwendet.

Diese Application Note demonstriert die Möglichkeit, mehrere Schlüsselparameter für die Qualitätskontrolle von Brombutylkautschuk mit NIR-Spektroskopie zu bestimmen. Die Vis-NIR-Spektroskopie ermöglicht eine schnelle Alternative mit hoher Genauigkeit und stellt daher eine geeignete Alternative zu den Standardmethoden dar (Tabelle 2). Bei der Nahinfrarot-Spektroskopieanalyse sind keine Chemikalien erforderlich, und die Reinigung ist schnell und einfach, wenn Einweg-Probenfläschchen verwendet werden, wie in dieser Studie gezeigt.

Internal reference: AW NIR CN-0019-112022