过程工程学报 ›› 2025, Vol. 25 ›› Issue (12): 1292-1299.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225088
温佳娴1, 常诚2,3*, 顾雪萍2,3*, 冯连芳2,3, 张才亮2,3
Jiaxian WEN1, Cheng CHANG2,3*, Xueping GU2,3*, Lianfang FENG2,3, Cailiang ZHANG2,3
摘要: 丙烯酰胺-丙烯酸自由基共聚反应具有快引发、快终止的特性。单体转化率作为聚合过程的关键参数,亟需高时效性监测手段。通过原位拉曼光谱技术可以实现在线监测,但单体转化率对光谱特征域的影响机制仍缺少研究。在引发温度为1~30℃及复合引发剂质量比(偶氮/氧化还原引发剂)为0∶100~90∶10的条件下研究单体转化率与拉曼光谱的对应关系。基于碳骨架摇摆振动、丙烯酰胺C-N键伸缩振动及单体CH2和C=C伸缩振动特征峰,建立基于峰面积的分析方法。通过解析单体转化率与峰面积的关联,构建双单体转化率机理模型。在线监测结果与核磁共振氢谱对比,采用1386~1517 cm-1和1517~1732 cm-1特征域建立的光谱模型对丙烯酰胺、丙烯酸转化率预测的R2分别为0.989和0.981,验证集平均相对误差为2.14%。该方法可用于丙烯酰胺-丙烯酸自由基共聚过程的转化率实时监测,为高黏体系的在线质量监测提供了解决方案。