应用报告

本文展示了便携式拉曼光谱作为过程分析技术（PAT）通用工具在原材料鉴定、开发活性药物成分（API）时反应的现场监测以及实时过程监测方面的功用。根据 PIC/S 和 cGMP 的要求对原材料进行鉴别和验证，这可以利用手持式拉曼仪轻松完成。便携式拉曼系统使用户能够进行测量,从而加深对过程的了解, 并为在试点工厂或大型生产现场实施的拉曼测量提供概念证明。对于重复进行的已知反应或反应的连续在线过程监控,拉曼为过程理解提供了一个方便的解决方案, 并为过程控制奠定了基础。

尽管方法的构建、验证和使用过程通过软件得到了很好的定义，但方法的耐用性取决于采样、校验和保养方法的措施合理性。在本文件中，我们将详细说明利用 NanoRam-1064 使用多变量法的推荐措施。我们推荐身处制药行业的终端用户们采取这些措施，并将继续拓展到其他行业。本文档旨在为希望利用 NanoRam-1064 的用户提供一个常规参考，帮助他们建立起方法开发、校验和实施的标准操作规程。

由于其非破坏性测量、快速的分析时间，以及能同时进行定量和定性分析的能力，运用拉曼光谱在制药和化学领域中进行进程分析的趋势仍在增长。光谱预处理算法通常应用于定量光谱数据，以增强光谱特征，同时尽可能减少与所讨论的分析物无关的可变性。在本技术说明中，我们通过实际应用案例讨论了与拉曼光谱相关的主要预处理方式，并回顾了B&W Tek 和瑞士万通软件中现有的算法，以便读者能够轻松地应用它们来构建拉曼定量模型。

羰基化合物（CC）存在于许多产品中，例如生物油和燃料、环状和非环状溶剂、香料和矿物油。 羰基化合物可能是造成这些产品在储存或加工过程中不稳定的原因。众所周知， 特别是热解生物油在储存、处理和升级过程中会引起各种问题。本简报描述了通过电位滴定法测定羰基化合物的水溶液和非水溶液分析滴定方法。

非水溶液中弱碱性或弱酸性反应的末端基团的滴定终点指示往往极为不易。使用合适的滴定剂（TBAH = 氢羧基末端使用氧化四丁基铵；氨基末端使用高氯酸）可改进滴定效果。选用苯甲醇作为溶剂同样也能改进滴定的可评估性。电极组合以及测量装置的选择也同样至关重要。使用导电性较差的溶剂进行滴定时，采用三电极技术差示电位滴定也能明显地改善滴定效果。干扰信号将被消除。

本应用简报概述了用卡尔费休库仑法测定体积含水量。除此之外，本 应用简报还描述了电极、样品和标准水样的处理方法。所描述的程序和参数符合 ASTM E203。（卡式水分仪）

本应用报告描述了一种简单的极谱法，可测定聚合物中的苯乙烯单体。 测定限大约为 5 mg/L. 在测定之前，使用亚硝酸钠将苯乙烯转化为具有电化学活性的假硝肟。

本应用简报 概述了用卡尔费休库仑法测定水分含量。除此之外，本 简报还描述了电极、样品和标准水样的处理方法。所描述的程序和参数符合 ASTM E1064。

马来酸与富马酸可电化学还原为琥珀酸。 在酸性溶液中，不可能分辨这两种酸，因为二者都在同样的电位下被还原。 另一方面，在pH为7.8至8.0的情况下，可轻松分离这两种酸，因为在质子浓度较低的情况下，富马酸比马来酸更难被还原（由于顺-反异构性）。

以下称为 4-CBA 的4-羧基苯甲醛可以在氨溶液中直接使用滴汞电极（DME）进行还原。在经过非常简单的样本准备后，可通过极谱法快速且精确地测定对苯二甲酸中较低 ppm 范围的 4-CBA 浓度 。

聚氨酯是最常用的塑料类型之一。它们是由多元醇原料与异氰酸酯反应生成的。根据原料的不同，可以得到各种各样的塑料。酸值、羟值和异氰酸酯含量的测定在制备塑料的原料的分析中起重要作用。多元醇原料的酸值通常用于质量控制，以保证批次间的均匀性。此外，它还用作计算实际羟基数的校正系数。在本 Application Bulletin 中描述了根据 ASTM D4662 和 ASTM D7253 测定酸值的方法。聚氨酯的其中一种原料是多元醇。多元醇含有多个羟基。因此，原料的羟基数与多元醇的含量直接相关，是一个重要的质量控制参数。在本 Application Bulletin 中描述了根据 ASTM E1899 和 DIN 53240-3 测定羟基数的方法。由于多元醇与异氰酸酯按照化学计量比发生反应，了解异氰酸酯的含量是生产聚氨酯的重要质量参数。在本文件中描述了根据 EN ISO 14896 方法 A，ASTM D5155 方法 A 和 ASTM D2572 进行测定的方法。

本 Application Bulletin 介绍如何根据部分和 ISO 182 第 3 部分使用脱氯化氢方法借助 895 Professional PVC Thermomat 测定 PVC（聚氯乙烯）的热稳定性。该仪器还可以全自动测定稳定时间。此测试适用于监控生产和加工注塑成型工艺中制造的 PVC（聚氯乙烯）产品、其初始检验、表征以及对比 PVC（聚氯乙烯）产品状态和测试热稳定剂的有效性。

气体萃取或卡氏炉方法原则上可用于所有加热时会释放水分的样品。卡氏炉方法是一种不可或缺的方法，尤其是在无法直接使用容量或电量卡尔·费休滴定的情况下，因为样品中含有干扰性组分或由于具有一定的粘稠度而很难或根本无法放入滴定容器中。本报告将以食品和塑料工业以及药物和石化行业中的样品为例描述使用卡氏炉技术和卡尔·费休电量滴定自动进行水分测定。

此滴定系统可用于根据 ASTM E1899 和 EN ISO 4629-2 对羟值（HN）进行全自动测定。该方法允许在不沸腾的情况下测定回流或其他样品制备中的多元醇和草酸油，因此对于样品处理量大的实验室来说非常有益。 EN 15168 和 DIN 53240-3 标准基于 ASTM E1899 中相同的分析方法。

本文介绍通过库仑滴定来测定溴指数（BI）的流程。溴指数是石化工业中烃类的活性不饱和化合物（通常为 C=C 双键）的分数。加入溴后可将双键分离。

本 Application Bulletin 将介绍聚合物行业中的一些借助近红外仪器所实现的应用。本 Bulletin 包括不同样品中各种参数的分析。羟基数是可快速通过近红外光谱测定的最佳已知参数。不同范围及不同多元醇类型中的羟基测定也属于本 Bulletin 的一部分。每项应用均介绍最初分析所使用的样品和设备，以及建议使用的仪器和结果。

采用直接电导测定的阳离子色谱法测定聚醚中的钠离子，铵根与钾离子。

采用直接电导测定的阳离子色谱测定一种多羟基化合物（polyol）溶液中的钠离子与钾离子。

多元醇是聚氨酯生产中的重要原料。原材料中的杂质对反应会有重大影响，由此会对最终产品质量造成负面影响。碱金属对于直链或支链反应来说是非常超强催化剂。英蓝基质消除后进行离子色谱测定是一种快速准确的测定方法可同时测定此类金属元素。

1,3,5-三噁烷是一种杂环化合物，通过三聚甲醛形成。三噁烷用于生产聚甲醛（POM）等聚缩醛合成材料以及固体燃料。水状 1,3,5 三噁烷溶液通常包含三乙胺痕迹，必须确定其数量。在 Metrosep C 3 - 250/4.0 色谱柱上使用随后的直接电导检测进行确定。

测定废液中的卤素和硫有重要意义。Mitsubishi Combustion Module 的 Inline 组合采用万通离子色谱装置，是适用于该类样品的测定装置。回收率将使用有证基准物质，例如低密度聚乙烯（low-density polyethylen，LDPE）进行分析。高温水解

在洁净室环境需使用乳胶手套，以防止污染。在核电厂内，禁止使用会释放腐蚀性卤化物或硫化物的手套。可借助燃烧器-离子色谱联用技术来测定卤素和硫的总含量。可通过淋洗测试来检查可淋洗出的卤素和硫的含量。样品前处理包括样品浓缩和基质消除（MiPCT-ME），如 AN-S-304 中所述。高温水解

使用燃烧炉-离子色谱联用技术可在将样品燃烧后，将燃烧所得的气体吸收到一个氧化水质溶液中，之后再导入离子色谱仪，以分析卤化物和硫（硫化物形式）。通过有证基准物质（CRM）的燃烧和分析可体现万通燃烧炉-离子色谱联用技术的可靠性。高温水解

聚异丁烯（PIB）是可用于多种产品的重要原材料。为确保质量，必须测定其中的氟含量。借助燃烧炉-离子色谱联用技术、使用火焰传感器和 英蓝 基质消除可轻易完成此项任务。高温水解

有害物质限用指令 (RoHS) 要求减少电气和电子设备中使用的几种有机材料中的卤素含量。在这种情况下，使用无卤聚合物引起了非常大的兴趣。要根据 IEC 60754 标准检查聚合物中的卤素，应用了火焰传感器技术和英蓝基质消除的 瑞士万通联用离子色谱是不可少的方法。被检测的聚合物材料含有高达 1% 的卤素。

卤化丁基橡胶常用于生产药用塞子。由于其对气体的低渗透性和耐化学性，使它成为该应用的理想选择。我们分析了氯化和溴化丁基橡胶塞子的卤素和硫含量。卤素和硫化物通过热水解释放并通过随后的离子色谱（IC）进行分析。

在聚苯乙烯中添加了溴素，以增加阻燃性能。含溴聚苯乙烯最终含有约 25 至 35% 的溴素。如需测定燃烧离子色谱（CIC）中的溴素，则需要使用特殊优化过的吸收溶液，以便困住所有的溴素。该项操作展现了用于高溴素样本的优化吸收溶液。

用于建筑和装饰目的的聚合物材料必须是阻燃的。为了达到所需的阻燃水平，可在普通聚合物中加入阻燃剂。阻燃剂通常是卤代有机化合物。可以通过 Combustion IC 确定这些组分的使用情况以及引入的卤素的相应浓度。使用有证标准物质（CRM）测试整个系统物质的回收情况。

纤维素酯箔是用氯化溶剂生产的。在环境条件下，生产中使用的溶剂残留量会在几天内蒸发。残余的溶剂将由 combustion IC 法测定，通过热水解将有机结合的氯转化为氯化物。其终产品须不含任何氯化溶剂。因此，在质量控制分析中可以检测出该类化合物的临界含量。在本研究中，对 MiPT 的应用能够在单一标准中进行自动化且准确的校正。

务必对环境中的有机卤化物进行监测。燃烧离子色谱 (CIC) 可用于按照 EN 17813:2023 对固体中的卤素进行精确分析。

参比电极具有稳定并且明确的电化学电位（在恒温下），据此电化学电池采用了应用或测量电位。因此，良好的参比电极稳定好并且不会极化。换句话说，在使用环境下这种电极的电位会保持稳定，在弱电流流过时也如此。本 Application Note 列出了常用的参比电极及其使用范围。

TSC SW Closed 和 TSC Battery 电池是紧凑型系统，设计用于测量空气或湿度敏感材料（例如充电电池中使用的材料）。在本文件中，解释了两个测试程序。第一种方法是使用恒电位循环伏安法 (CV)，而第二种方法是通过电化学阻抗谱 (EIS)。

在关于等效电路模型的 Application Note AN-EIS-004 中，给出了用于构建等效电路模型的不同电路元件的概述。在为所研究的系统确定合适的模型之后，数据分析的下一步是模型参数的估计。这是通过模型对数据的非线性回归来完成的。大多数阻抗系统都带有数据拟合程序。 在本 Application Note 中，显示了使用 NOVA 拟合数据的方式。

在本 Application Note 中，描述了在电化学阻抗测量期间记录每个个体频率的原始时域数据的优势。

卡尔费休法测定塑胶片中的水分。由于其含有的水分较少，所以需要使用卡氏炉方法（200 °C)。

使用双组分试剂采用卡尔费休法测定有机过氧化物中的水含量。为防止副反应的发生，所以需要在 -20 °C 条件下进行。

可发性聚苯乙烯（EPS）中的水分会增加导热性，从而对其隔热性能产生负面影响。如果 EPS 暴露在高湿度环境中，可能会吸收额外的水分，这会进一步影响隔热性能。采用卡尔·费休滴定法对水分含量进行直接分析需要从 EPS 中提取水分，涉及几个耗时的步骤。因此，非常好的方法是使用加热炉系统测定水分含量。由于 EPS 在加热时会膨胀，因此按照 ASTM D6869 的要求不能使用船形容器，因为 EPS 会污染加热炉系统。本 Application Note 介绍了如何使用带有密闭样品瓶的加热炉系统测定 EPS 中的水分含量。根据样品的水分含量和样品多少，测定大约需要 7 到 14 分钟。

卡尔费休法测定尿素中的水分。

卡尔费休法测定2-甲基-1，3丁二烯和 2,5-norbornadiene 中的水分，为防止副反应的发生，需要使用特殊的溶剂混合物。

使用缓冲溶剂缓冲液，采用卡尔费休法测定哌啶和哌嗪中的水含量

使用缓冲溶剂缓冲液，在50°C下采用卡尔费休法测定三聚氰胺中的水含量

中的水含量 b-己内酰胺 卡尔费休法测定。

卡尔费休法测定氯乙烯中的水含量。

塑料的水分含量，也称为含水量，是一个重要的质量参数，因为它能够影响一些塑料的性能和可加工性。高含水量能造成由水解引起的降解塑料或导致表面缺陷。此外，它还可能影响某些塑料的物理性质。对于这种分析应采用加热炉技术，因为如果采用电量式卡尔·费休滴定法直接测定水分含量，塑料中存在的挥发性化合物会产生干扰。本 Application Note 中描述了如何使用 885 紧凑型卡氏炉样品处理器和 899 电量计测定聚碳酸酯颗粒中的水分含量。

利用卡尔·费休滴定法进行水份测定，是全世界最重要的分析之一。使用了包含 OMNIS Titrator 和 OMNIS Sample Robot 的 OMNIS 系统，可以在不同产品和基质中全自动的分析水份含量。OMNIS Sample Robot 能够平行运行多个不同的滴定。 在本使用说明中，我们展示了用同一系统进行卡尔费休容量滴定与水溶液酸碱度滴定的结果。其水份含量并未受到平行进行的水溶液滴定的影响，同一套自动化系统中融合了电位滴定法和卡尔·费休滴定法。

卡尔·费休试剂含有缓冲物质（通常是咪唑），反应常数取决于 pH 值。因此，恒定的 pH 值确保获得最可重复的结果。2015 年，欧盟将咪唑列为 CMR（致癌、致突变或有毒）物质，并增加了 H360D 声明，指出可能对生育或胎儿造成伤害。 同时，有其他不含咪唑的试剂可供购买。本 Application Note 总结了使用 34433 HYDRANAL™ NEXTGEN Coulomat AG-FI 进行测试测量。

本应用说明介绍使用 NIRS 来测定聚乙烯和聚氯乙烯颗粒中共聚物成分的方法。聚合物共混物成分的测定无需 30 秒且不用进行任何样品准备。可通过线性回归（最小二乘法）方法来评估光谱二阶导数。

通过本应用说明可证明 NIR 光谱分析非常适合用于检测聚丙烯颗粒中极低含量的添加剂。以 UV 稳定器 Tinuvin 770 和抗氧化剂 Irganox 225 为例介绍测定方法。采用多元线性回归（MLR）可将因不同层厚和聚合物颗粒干扰而导致的干扰最小化。

本应用说明描述如何通过近红外光谱技术以快速且无需样品准备、无需消耗试剂的方式来测定尼龙纤维上涂层的含量。为消除因表面涂层散射而造成的影响，可采用光谱的二阶导数；线性回归（最小二乘法）方法用于计算校正函数。

在本应用说明中介绍用于测定多元醇中羟基数的一种快速、非破坏性且可靠的 NIRS 方法。测定结果为实时结果，因此近红外光谱技术非常适用于流程质量控制。通过光谱二阶导数和线性回归（最小二乘法）所得出的结果与常规滴定测定的结果非常一致。