塑料助剂与配方(第一章)详解
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典型的正交表 LM(bK) L 正交表的符号 K 因素（变量的数目） b 水平 M 试验次数 M＝K+1（对于二水平） M=b(k-1) (对于多水平） 二水平：L4(23), L8(27), L12(211)等 三水平：L6(33), L9(37), L18(37) 四水平：L16(45) 等
20～50 kg 188～220 kg ～100 g
10
重量和体积混合表示法
例：PP天蓝色配方 PP 100 kg 群青 15 g 酞青绿GN 5g DOP 100 ml
11
wenku.baidu.com
单变量配方设计方法
爬山法（逐步提高法）
黄金分割法(0.618法）
平分法（0.5法）
分批试验法
12
多变量配方设计方法
2
1 1 2 2
2
2 2 1 1
2
1 2 1 2
2
2 1 2 1
1
1 2 2 1
1
2 1 1
17
2
二水平 L12(211) 正交表
18
三水平 L9(34) 正交表
19
四水平 L16(45) 正交表
20
正交设计试验结果分析法
正交设计实验结果分析法 一个最佳的配方可能在所做的实验中，也可能不在其中， 这就需要对实验结果进行分析处理而找出最佳配方。 实验分析可以解决如下三个方面的问题： 1.对指标的影响，哪个因素主要，哪个因素次要，分清 主次关系； 2.各个因素以哪个水平为最好； 3.各个因素用什么样的水平组合起来，指标值最好。 常用的分析方法有两种，即直观分析法和方差分析法．
实验次数——M=K+1＝3+1＝4次。 正交表——选L4(23)，具体排布如表1-l所示。
24
正交设计举例
热固性塑料压制成型配方及工艺条件的确定
模板温度/度 180 200 交联时间/秒 60 80 交联剂用量/份 0.5 1.0
因素 一水平 二水平
试验次数 M=K+1＝3＋1＝4 正交表 L4(23)
正交设计法－－用数理统计原理进行科 学地安排与分析多因素变量的一种试验 方法 中心复合试验设计法－－用数学回归法 分析多因素变量的一种试验方法
13
正交设计法
概述
–应用数理统计原理科学地安排与分析多因 素变量的一种试验方法
正交设计表的组成 常用的正交表 正交设计举例：
14
正交设计表的组成
6
份数（PHR）表示法
PVC配方例： PVC 100 DOP 40 三碱式硫酸铅 3 二碱式硫酸铅 2 BaSt 1.5 PbSt 0.5 HSt 1
7
百分数（％）表示法
PVC配方例： PVC 100/148 DOP 40/148 三碱式硫酸铅 3/148 二碱式硫酸铅 2/148 BaSt 1.5/148 PbSt 0.5/148 HSt 1/148
21
直观分析法
计算每个水平几次实验取得指标的平均值，进行比 较，找出每个因素的最佳水平，几个因素的最佳水 平组合起来，即为最佳配方或工艺条件，另外，计 算每个因素 不同水平所取得不同指标值差，何种因素不同水平 之间指标差大，即为对指标最有影响的因素 具体方法参见下面实例[例一]及实例[例二] 直观分析法直观、简便，但不能区分因素与水平 的作用差异
塑料助剂与配方
曹新鑫 材料科学与工程学院
1
配方设计的意义
宗旨: 满足用户的使用要求 目的: 1. 改善加工性能(如:PVC、LLDPE、PPO) 2. 改善树脂的内在性能 3. 降低成本
2
改善树脂的内在性能
阻燃性 抗静电性 导电性
阻隔性
耐热性 增强改性
降解性
耐磨性 增韧改性
防老化性
外观 发泡
3
降低成本
22
方差分析法
这是一种精确的计算方法，结果精确，但 手段繁杂。 其方法为通过偏差的平方和及自由度等一 系列计算，将因素和水平变化引起实验结果间 的差异与误差的波动区分开来，这样来分析正 交实验的结果，对下一步实验或投入生产的可 靠性很大。
23
正交设计法举例
[例一]热固性塑料压制成型配方及工艺条件的确定。 (1)设计正交表 指标———硬度合格率； 因素——模板温度、交联时间及交联剂用量三因素K=3。 水平一每个因素取二水平b=2，见表l—6 表1—6因素和水平表
67.5% 27% 2% 1.4% 1% 0.3% 0.8%
8
比例表示法
例：卤素阻燃剂／磷系阻燃剂＝3／2 PVC阻燃配方 PVC 100 DOP 25 三碱式硫酸铅／二碱式硫酸铅＝3／2 12 氯化石蜡 12 Sb2O3/ZnO(2/1) 4
9
实际重量表示法
例如 废PS颗粒 水泥 膨胀珍珠岩
发泡法 foam 2. 填充法 fill 3. 夹层法 sandiwitch
1.
4
配方设计的原则
根据制品的用途
助剂与树脂的相容性 助剂对加工条件的适应性 加工方法（成型设备及工艺条件）
可行性 原料的来源与成本 制品的透明度 卫生性
5
配方的量化表示方法
份数（PHR）表示法 –相对100份树脂，助剂的重量填加比例 百分数（％）表示法 –以树脂和各种助剂的总和为100％，树脂和各助剂的 重量百分数 比例表示法 –树脂和各助剂的比例 实际重量表示法 –树脂和各助剂的实际重量 重量和体积混合表示法 –树脂和各助剂的实际重量和体积
25
二水平 L4(23) 正交表
列 号 试验号 1(A) 1 1(180) 2(B) 1(60) 3(C) 1(0.5)
2
3 4
1(180)
2(200) 2(200)
2(80)
1(60) 2(80)
2(1.0)
2(1.0) 1(0.5)
26
正交设计法举例
试验号 1 2 3 4 模板温度 1（180） 1（180） 2（200） 2（200） 175 115 87.5 57.5 交联时间 1(60) 2(80) 1(80) 2(80) 135 155 67.5 77.5 交联剂 用量 1(0.5) 2(1.0) 2(1.0) 1(0.5) 160 130 80 65 硬度合格 率 90 85 45 70
15
二水平 L4(23) 正交表
列 号
试验号 1 1 1 2 1 3 1
2
3 4
1
2 2
2
1 2
2
2 1
16
二水平 L8(27) 正交表
试验号 1 2 3 列 1 1 1 1 2 1 1 2 3 1 1 2 4 1 2 1 号 5 1 2 1 6 1 2 2 7 1 2 2
4
5 6 7 8
1
2 2 2 2
20～50 kg 188～220 kg ～100 g
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重量和体积混合表示法
例：PP天蓝色配方 PP 100 kg 群青 15 g 酞青绿GN 5g DOP 100 ml
11
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单变量配方设计方法
爬山法（逐步提高法）
黄金分割法(0.618法）
平分法（0.5法）
分批试验法
12
多变量配方设计方法
2
1 1 2 2
2
2 2 1 1
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1 2 1 2
2
2 1 2 1
1
1 2 2 1
1
2 1 1
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二水平 L12(211) 正交表
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三水平 L9(34) 正交表
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四水平 L16(45) 正交表
20
正交设计试验结果分析法
正交设计实验结果分析法 一个最佳的配方可能在所做的实验中，也可能不在其中， 这就需要对实验结果进行分析处理而找出最佳配方。 实验分析可以解决如下三个方面的问题： 1.对指标的影响，哪个因素主要，哪个因素次要，分清 主次关系； 2.各个因素以哪个水平为最好； 3.各个因素用什么样的水平组合起来，指标值最好。 常用的分析方法有两种，即直观分析法和方差分析法．
实验次数——M=K+1＝3+1＝4次。 正交表——选L4(23)，具体排布如表1-l所示。
24
正交设计举例
热固性塑料压制成型配方及工艺条件的确定
模板温度/度 180 200 交联时间/秒 60 80 交联剂用量/份 0.5 1.0
因素 一水平 二水平
试验次数 M=K+1＝3＋1＝4 正交表 L4(23)
正交设计法－－用数理统计原理进行科 学地安排与分析多因素变量的一种试验 方法 中心复合试验设计法－－用数学回归法 分析多因素变量的一种试验方法
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正交设计法
概述
–应用数理统计原理科学地安排与分析多因 素变量的一种试验方法
正交设计表的组成 常用的正交表 正交设计举例：
14
正交设计表的组成
6
份数（PHR）表示法
PVC配方例： PVC 100 DOP 40 三碱式硫酸铅 3 二碱式硫酸铅 2 BaSt 1.5 PbSt 0.5 HSt 1
7
百分数（％）表示法
PVC配方例： PVC 100/148 DOP 40/148 三碱式硫酸铅 3/148 二碱式硫酸铅 2/148 BaSt 1.5/148 PbSt 0.5/148 HSt 1/148
21
直观分析法
计算每个水平几次实验取得指标的平均值，进行比 较，找出每个因素的最佳水平，几个因素的最佳水 平组合起来，即为最佳配方或工艺条件，另外，计 算每个因素 不同水平所取得不同指标值差，何种因素不同水平 之间指标差大，即为对指标最有影响的因素 具体方法参见下面实例[例一]及实例[例二] 直观分析法直观、简便，但不能区分因素与水平 的作用差异
塑料助剂与配方
曹新鑫 材料科学与工程学院
1
配方设计的意义
宗旨: 满足用户的使用要求 目的: 1. 改善加工性能(如:PVC、LLDPE、PPO) 2. 改善树脂的内在性能 3. 降低成本
2
改善树脂的内在性能
阻燃性 抗静电性 导电性
阻隔性
耐热性 增强改性
降解性
耐磨性 增韧改性
防老化性
外观 发泡
3
降低成本
22
方差分析法
这是一种精确的计算方法，结果精确，但 手段繁杂。 其方法为通过偏差的平方和及自由度等一 系列计算，将因素和水平变化引起实验结果间 的差异与误差的波动区分开来，这样来分析正 交实验的结果，对下一步实验或投入生产的可 靠性很大。
23
正交设计法举例
[例一]热固性塑料压制成型配方及工艺条件的确定。 (1)设计正交表 指标———硬度合格率； 因素——模板温度、交联时间及交联剂用量三因素K=3。 水平一每个因素取二水平b=2，见表l—6 表1—6因素和水平表
67.5% 27% 2% 1.4% 1% 0.3% 0.8%
8
比例表示法
例：卤素阻燃剂／磷系阻燃剂＝3／2 PVC阻燃配方 PVC 100 DOP 25 三碱式硫酸铅／二碱式硫酸铅＝3／2 12 氯化石蜡 12 Sb2O3/ZnO(2/1) 4
9
实际重量表示法
例如 废PS颗粒 水泥 膨胀珍珠岩
发泡法 foam 2. 填充法 fill 3. 夹层法 sandiwitch
1.
4
配方设计的原则
根据制品的用途
助剂与树脂的相容性 助剂对加工条件的适应性 加工方法（成型设备及工艺条件）
可行性 原料的来源与成本 制品的透明度 卫生性
5
配方的量化表示方法
份数（PHR）表示法 –相对100份树脂，助剂的重量填加比例 百分数（％）表示法 –以树脂和各种助剂的总和为100％，树脂和各助剂的 重量百分数 比例表示法 –树脂和各助剂的比例 实际重量表示法 –树脂和各助剂的实际重量 重量和体积混合表示法 –树脂和各助剂的实际重量和体积
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二水平 L4(23) 正交表
列 号 试验号 1(A) 1 1(180) 2(B) 1(60) 3(C) 1(0.5)
2
3 4
1(180)
2(200) 2(200)
2(80)
1(60) 2(80)
2(1.0)
2(1.0) 1(0.5)
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正交设计法举例
试验号 1 2 3 4 模板温度 1（180） 1（180） 2（200） 2（200） 175 115 87.5 57.5 交联时间 1(60) 2(80) 1(80) 2(80) 135 155 67.5 77.5 交联剂 用量 1(0.5) 2(1.0) 2(1.0) 1(0.5) 160 130 80 65 硬度合格 率 90 85 45 70
15
二水平 L4(23) 正交表
列 号
试验号 1 1 1 2 1 3 1
2
3 4
1
2 2
2
1 2
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2 1
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二水平 L8(27) 正交表
试验号 1 2 3 列 1 1 1 1 2 1 1 2 3 1 1 2 4 1 2 1 号 5 1 2 1 6 1 2 2 7 1 2 2
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5 6 7 8
1
2 2 2 2