Desenvolvimento de metodologia analítica baseada em ft-nir e quimiometria para caracterização e monitoramento de monômeros acrílicos na indústria de resinas e espessantes

dc.contributor.advisor1Freire, Fábio Bentes
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8937961078558996
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0001-9258-360X
dc.contributor.authorBonfim, Thiago Victor da Silva
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/7903106393704215
dc.date.accessioned2025-02-21T16:59:10Z
dc.date.issued2025-02-17
dc.description.abstractThe resin and thickener industries are essential for sectors such as paints, coatings, adhesives, and cosmetics, requiring formulations that ensure properties like viscosity and resistance. In this context, acrylic monomers, such as ethyl acrylate, butyl acrylate, and 2-ethylhexyl acrylate, are fundamental raw materials, directly affecting the final quality of resins and thickeners. The quality of these inputs, including purity, optimal inhibitor range, and contaminant control, directly impacts the performance of final products. This study proposes the development of an analytical methodology based on Fourier transform near-infrared spectroscopy (FT-NIR), combined with chemometric tools, for process control and monitoring in the industrial use of acrylate monomers. Initially, principal component analysis (PCA) was used to identify and classify monomers, applying Mahalanobis distance as the classification criterion. For the construction of a model to determine the purity and concentration of the inhibitor hydroquinone monomethyl ether (MEHQ), partial least squares (PLS) regression was applied, evaluating the best combinations of spectral preprocessing techniques and latent variables. Normal spectra, first derivative, and second derivative spectra, adjusted by the Savitzky-Golay method, were investigated to optimize values for the coefficient of determination (R²), root mean square error of calibration (RMSEC), and root mean square error of prediction (RMSEP). The optimized PLS models demonstrated high performance, with coefficients of determination (R²) exceeding 0.9 and RMSEC and RMSEP errors close to 9%. PCA analysis explained 96,7% of the total variance using only three principal components, highlighting the model’s efficiency.eng
dc.description.resumoA indústria de resinas e espessantes é essencial para setores como tintas, revestimentos, adesivos e cosméticos, exigindo formulações que garantam propriedades como viscosidade e resistência. Nesse contexto, monômeros acrílicos, como acrilato de etila, butila e 2-etil-hexila, são matérias-primas fundamentais, impactando diretamente a qualidade final das resinas e espessantes. A qualidade desses insumos, incluindo pureza, faixa ideal de inibidor e controle de contaminantes, impacta diretamente o desempenho dos produtos finais. Dessa forma, este trabalho propõe o desenvolvimento de uma metodologia analítica baseada em espectroscopia no infravermelho próximo com transformada de Fourier (FT-NIR), associada a ferramentas quimiométricas, para controle e monitoramento de processos industriais envolvendo monômeros de acrilato. Inicialmente, a análise de componentes principais (PCA) foi utilizada para identificar e classificar os monômeros, utilizando a distância de Mahalanobis como critério de classificação. Para a construção do modelo de determinação da pureza e da concentração do inibidor hidroquinona monometil éter (MEHQ), aplicou-se regressão por mínimos quadrados parciais (PLS), avaliando-se as melhores combinações de pré-processamentos espectrais e variáveis latentes. Foram investigados os espectros normais, de primeira derivada e segunda derivada, ajustados pelo método Savitzky-Golay, de modo a otimizar os valores do coeficiente de determinação (R²), erro médio quadrático de calibração (RMSEC) e erro médio quadrático de predição (RMSEP). Os modelos PLS otimizados apresentaram bom desempenho, com coeficientes de determinação (R²) superiores a 0,9 e erros RMSEC e RMSEP próximos de 9%. A análise PCA explicou 96,7% da variância total com apenas 3 componentes principais, destacando a eficiência do modelo
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamento
dc.identifier.citationBONFIM, Thiago Victor da Silva. Desenvolvimento de metodologia analítica baseada em ft-nir e quimiometria para caracterização e monitoramento de monômeros acrílicos na indústria de resinas e espessantes. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/21430.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/21430
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.courseEngenharia Química - EQ
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.rightsAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
dc.subjectControle de qualidade
dc.subjectEspectroscopia FT-NIR
dc.subjectMonômeros de acrilato
dc.subjectQuimiometria
dc.subjectPLS
dc.subjectQuality controleng
dc.subjectFT-NIR spectroscopyeng
dc.subjectAcrylate monomerseng
dc.subjectChemometricseng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA::POLIMEROS
dc.titleDesenvolvimento de metodologia analítica baseada em ft-nir e quimiometria para caracterização e monitoramento de monômeros acrílicos na indústria de resinas e espessantes
dc.title.alternativeAnalytical analysis using ft-nir spectroscopy and chemometrics for quality control of acrylic monomerseng
dc.typeTCC

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