了解聚合物在擠出過程中的結構變化對于優化工藝參數和確保材料性能的一致性至關重要。到目前為止，還沒有對擠出機內部發生的分子轉化進行分析的途徑，擠出機仍然是一個“黑盒子”。只有最終產品才能在擠出過程完成后進行分析。在確定最佳材料性能和工藝參數之前，由于多次后處理循環，這增加了開發時間、材料消耗和成本。

 了解LDPE在擠出機中的相變有助于確定生產過程中的工藝參數和擠出機設置。

安東帕的Cora 5001拉曼光譜儀將光纖探頭直接放置在擠出機內，對分子轉化進行現場監測，提供分析數據，以縮短開發周期，優化工藝參數和速度，并確保最終產品質量。在有生產質量偏差的情況下，可以更快的分析得到根本原因。

測量結果顯示了溫度變化與光譜特征變化之間的相關性（見圖2）。

圖2. 在1080cm-1 處的拉曼譜峰強度和溫度隨時間的變化

在1080 cm-1 處的拉曼峰強度與溫度呈負相關。

峰值強度和溫度隨時間的變化如圖2所示。隨著擠出機溫度在40分鐘后的升高，峰值強度下降，在92分鐘時分別達到最大值和最小值。這清楚地表明LDPE發生了溫度引起的結構改變。 當溫度低于120°C（164分鐘）時，1080cm-1處的譜峰強度急劇下降，這表明了一個明顯的結構轉變。這些變化與從非晶態液體到非晶態固體的轉變一致，標志著聚合物加工行為的臨界相邊界。 連續光譜監測證實，溫度波動直接影響分子結構，增強了拉曼光譜作為檢測擠出機內部實時結構變化工具的潛力。在圖3中，將圖2中三個標記時間的光譜進行比較，以顯示與監測到的1080cm-1譜峰強度差異。

圖3. LDPE在600 ~ 1600 cm-1范圍內40 min、92 min和164 min時間戳的拉曼光譜

本研究證明了在線拉曼光譜在直接實時跟蹤擠出機內LDPE相變方面的有效性。觀察到的溫度和光譜變化之間的關系為熔體內的分子動力學提供了有價值的指示。

研究發現的內容可用于微調冷卻速率，開發新材料配方，定制材料特性，從實驗室到生產的新配方，以及通過設置正確的工藝參數，基于數據的根本原因分析和采取適當的糾正措施來確保材料的一致性。