...分子材料研究的契合點——拉曼光譜監測原理與應用在線技術交流會

　　曾有研究報告顯示，2017-2023年全球過程分析技術市場將以12.9%的年複合增長率增長，預計2023年將達到40億美元。過程分析設備可以洞察生產線過程中的關鍵點、產品特性等，實現最高級別的過程質控，可稱為整個生產過程的「偵查兵」。隨著日益重視的質量源於設計(QbD)和製造工藝效率，過程分析技術市場正在不斷增長。

　　作為一類優異的在線分析設備，在線拉曼光譜，以其物質指紋譜、檢測速度快、無損、多組分、多通道、運行成本低等優點正逐漸廣泛地用於製藥、石油化工、高分子化工、能源、精細化工、食品等領域。拉曼光譜所能提供的及時、準確的分析數據為穩定生產、優化操作、節能降耗起到了不可替代的作用。

　　其實，早在2001年，FDA就建議要重視在線拉曼光譜等過程分析技術對工藝和生產過程的應用意義。在歐美、日本、新加坡等國家，在線拉曼光譜的過程分析已經成功應用了至少近20年。就國內而言，在線拉曼光譜技術也應用了很多年，但是普及度以及認識度還不夠。不過，近幾年，隨著國內化工、製藥等領域日趨激烈的競爭形式，高校科研、製藥、化工等領域對在線拉曼光譜的需求日益增多。德國耶拿公司拉曼產品經理王蘭芬博士表示，在線拉曼光譜未來一定是一個新的重要發展方向，非常具有發展潛力，該市場在中國每年至少以兩位數的速度在遞增!

　　作為全球知名的過程拉曼光譜供應商，凱撒光學系統公司自2016年正式攜手德國耶拿分析儀器股份公司進入中國市場以來，一直保持著強勁的發展勢頭。據王蘭芬博士介紹，凱撒拉曼年銷售額基本以倍增趨勢增長。據悉，目前凱撒公司的在線拉曼產品在高校科研、化工以及製藥等領域都具有了一定的市場，比如中科院化學所、中國科技大學、天津大學、中科院固體物理所、中科院青島海洋研究所等單位的重點實驗室已經利用凱撒公司的拉曼光譜儀開展了科學研究;在高分子化工、煤化工以及天然氣化工領域，中化泉州、廣東煉化、煙臺萬華、中海油惠州、神華內蒙、星火有機矽等大型化工廠也已經是凱撒公司在線拉曼的用戶；另外，在線拉曼在製藥領域也具有良好的發展趨勢等。

　　其中，高分子化工對在線拉曼光譜而言是一個極具潛力的大市場。王蘭芬博士解釋說，高分子化工市場的重要性不言而喻，一方面，高分子材料與人類生活密不可分，另一方面，高分化工已經成為化學工業的主導產業，產值佔整個石油化工的近70%，高分子材料的體積產量已遠遠超過鋼鐵和其他有色金屬之和。

　　高分子材料本身具有非常強的拉曼信號，拉曼光譜可以很好地區分同分異構體，基於此，在線拉曼光譜已經成功用於高分子合成研究、產品質量檢測(高分子密度、共聚物組份分析、結晶)、聚合過程監測等。而且，在線拉曼光譜用於HDPE生產裝置的工藝方法也寫進了高分子著名的工藝專利商CP的工藝包中。在該工藝應用中，可以通過在線拉曼光譜實時控制反應釜中的氫氣、乙烯、α-烯烴的濃度，從而控制生產出所期望的具有一定密度以及分子量的聚乙烯。例如，通過實時控制α-烯烴單體的濃度，可以調整HDPE的短支鏈數量，從而控制HDPE的密度。據悉，基於高密度聚乙烯HDPE的生產工藝優化，凱撒公司已經開發了杜邦、雪弗龍、埃克森美孚公司、泉州石化、廣州煉化等眾多實際的應用案例。

　　為了讓更多的同行解拉曼光譜與拉曼光譜在高分子化學與化工的應用，中科院物理所劉玉龍研究員和德國耶拿公司的王蘭芬博士攜手於3月27日就拉曼光譜原理以及在高分子化學化工的應用進行了報告分享。

報告人：中科院物理所 劉玉龍研究員

報告題目：拉曼散射原理與光譜分析應用

　　在報告中，劉玉龍研究員不僅介紹了拉曼散射基本原理與特點，而且就分析拉曼光譜的必要條件，拉曼光譜在材料中的在線分析應用等方面內容進行了詳細的闡述。據劉玉龍研究員介紹，大型實驗室光譜儀與現場、在線測控實用級光譜儀器或系統，將會將數位化、智能化、高靈敏、高分辨、高速度與光譜及光學成像技術巧妙結合，發展出集成化光譜分析技術，將光譜技術「進化」到既能對物質完成定性、定量分析，又可進行定位分析的新科技，滿足新世紀提出的看到物質與生物組織中化學、生化成分分布圖等新要求。

報告人：德國耶拿公司的拉曼產品經理王蘭芬博士

報告題目：在線拉曼光譜在高分子化學化工中的應用

　　王蘭芬博士從高分子材料以及生產研究的目的、「RbD」設計理念講起，介紹了拉曼光譜監測的優勢，以及拉曼光譜在高分子化學化工中的應用。報告中，王蘭芬博士還總結了在線拉曼光譜儀需要考慮的問題，並針對這些問題介紹了凱撒公司可以提供的在線拉曼光譜新技術及解決方案，如全譜直讀的體相全息光柵新技術、軸向分光多色儀、多通道反應與過程同時監控技術、固定設計與智能恆溫設計、原位共焦採樣技術、多種多樣的原位探測光學元件、浸入式採樣光學元件設計等。

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