第三章 高分子材料的配方设计
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第3章 高分子材料的配方设计
二、配方设计方法
1、单因素变量配方设计方法
适用于制品性能只受一个因素（添加剂）影响的配方。 单因素变量试验采用的搜索方法有： ∗ 爬山法 ∗ 黄金分割法 ∗ 平分法 ∗ 分批试验法 ∗ 抛物线法 ∗ 分数法
2. 多因素变量配方设计方法
适用于制品性能受二个或二个以上因素（添加剂） 影响的配方。 多因素变量试验采用的搜索方法有： (1) 正交设计法 (2) 回归分析法
如原材料、工艺条件等
水平 是指每个因素可能处于的状态
如原材料品种、用量或工艺参数等
一、配方设计时考虑的因素
(1) 配方包括多种原料，存在多因素变量的问题。 (2) 各因素的水平数并不相等，需要活用正交表。 (3) 各原料之间存在显著的交互作用。 (4) 可根据试验情况，将工艺条件作为独立的因素。 (5) 严格控制试验的每一步骤，尽量排除试验误差。 (6) 经验规律和统计数学相结合，发挥最佳效能。
第四节 高分子材料配方实例
基本配方 性能配方 实用配方
1、基本配方：主体 ＋ 交联剂 ＋ 稳定体系
试验所添加 的配合剂的合理性，包括种类、用量（要 求用量稳妥）。
2、性能配方：基本配方 ＋ 性能体系
针对某种性能要求：往往专门提高某一（些）性能。
3、实用配方：性能配方 ＋ 加工体系、成本体系
要考虑原料的来源、生产的可行性和经济性，须全面 考虑。
PVC配方原料−1 PVC配方原料−2
配方的组成：
配 方 组 成 组分数 1～2 4～5 1～2 2～5 1～2 1～2 主体部分 聚合物 交联体系 交联剂、促进剂、活性剂、防焦剂 稳定体系 热稳定剂、抗氧剂 增塑剂、补强剂、增韧剂、防老剂、 性能体系 发泡剂、着色剂 加工体系 增塑剂、润滑剂 成本体系 填充剂
第三章高分子材料的配方设计
3、体积百分数：各组分体积总和为100。 这对于以体积计算成本有利。
4、生产配方：按生产设备每一次投料量计算各组分需多少。 此表示法便于生产操作
表3-3（P107）天然橡胶、丁苯橡胶。顺丁橡胶、异戊橡胶 的配方实例
表3-4（P108）丁基橡胶、乙丙橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶 的配方实例 表3-5（P109）几种橡胶的基本配方
稳定体系 热稳定剂、抗氧剂
1~2
性能体系 加工体系
增塑剂、补强剂、增韧剂、防老剂、 2~5
发泡剂、着色剂
增塑剂、润滑剂
1~2
成本体系 填充剂
1~2
四、配方的表示法
1、重量比：以聚合物的量为基准（100份）。 此表示法最常用（论文、科研）
2、重量百分数：以配方的总重量为100，各种份占多少。 便于配料，计算成本
2、性能配方：基本配方 + 性能体系
针对某种性能要求：往往提高某一（些）性能。
3、实用配方：性能配方 + 加工体系、成本体系
要考虑原料的来源、生产的可行性和经济性，要全面 考虑。
基本配方、性能配方、实用配方是相互制约、相互影响的。
基本配方首先提出一组配合剂及其基本用量，一般 采用传统使用量，并且尽可能简单。
总之，既要符合使用性能，又要适应加工性能。
配方的制定是一个经验加理论的过程： 初始工作人员：要反复修改多次才得到一个配方； 经验工作人员：可能一次性得到合理配方； 现在已发展到用计算机进行配方设计
二、配方制定过程
基本配方
性能配方
实用配方
1、基本配方：主体 + 交联剂 + 稳定体系
实验所添加的配合剂的合理性，包括种类、用量（要 求用量稳妥）。
例：橡胶基本配方： 生胶：100phr；硫：0.5~3.5phr；促进剂：0.5~1.5phr ZnO：1~10phr；Hst：0.5~2.0phr；防老剂：0.25~1.5phr
4、生产配方：按生产设备每一次投料量计算各组分需多少。 此表示法便于生产操作
表3-3（P107）天然橡胶、丁苯橡胶。顺丁橡胶、异戊橡胶 的配方实例
表3-4（P108）丁基橡胶、乙丙橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶 的配方实例 表3-5（P109）几种橡胶的基本配方
稳定体系 热稳定剂、抗氧剂
1~2
性能体系 加工体系
增塑剂、补强剂、增韧剂、防老剂、 2~5
发泡剂、着色剂
增塑剂、润滑剂
1~2
成本体系 填充剂
1~2
四、配方的表示法
1、重量比：以聚合物的量为基准（100份）。 此表示法最常用（论文、科研）
2、重量百分数：以配方的总重量为100，各种份占多少。 便于配料，计算成本
2、性能配方：基本配方 + 性能体系
针对某种性能要求：往往提高某一（些）性能。
3、实用配方：性能配方 + 加工体系、成本体系
要考虑原料的来源、生产的可行性和经济性，要全面 考虑。
基本配方、性能配方、实用配方是相互制约、相互影响的。
基本配方首先提出一组配合剂及其基本用量，一般 采用传统使用量，并且尽可能简单。
总之，既要符合使用性能，又要适应加工性能。
配方的制定是一个经验加理论的过程： 初始工作人员：要反复修改多次才得到一个配方； 经验工作人员：可能一次性得到合理配方； 现在已发展到用计算机进行配方设计
二、配方制定过程
基本配方
性能配方
实用配方
1、基本配方：主体 + 交联剂 + 稳定体系
实验所添加的配合剂的合理性，包括种类、用量（要 求用量稳妥）。
例：橡胶基本配方： 生胶：100phr；硫：0.5~3.5phr；促进剂：0.5~1.5phr ZnO：1~10phr；Hst：0.5~2.0phr；防老剂：0.25~1.5phr
第三章 高分子材料的配方设计
第三章 高分子材料的配方设计1、 高分子材料制品设计的一般程序是什么？画图说明。
2、 配方常用的表示方法有几种？简述每种方法的具体含义？二种。
3、 配方设计中因素和水平的概念是什么？4、 单因素变量的配方设计方法有哪些？爬山法的关键问题是什么？5、 多因素变量配方设计方法有哪些？写出正交表的表示方法，说明正交表L 4（23）中各符号的物理意义。
6、 高分子材料密度的估算。
无定形高分子的密度()()3/298cm g V M igi g ∑=ρ 式中 M ——重复结构单元的摩尔质量，g/mol——组成重复结构单元各个基团摩尔体 积之和，cm 3/mol 。
结晶性高分子的密度ρc (298)=1.13ρg (298)7、 高分子材料的T g 、T m 估算。
M Y i gig ∑=T式中 ∑i gi Y——摩尔玻璃化转变函数之和，K·g / mol• 在熔点（T m ）估算时要考虑的因素与估算T g 时基本一致，但基团的贡献值不同。
8、 高分子材料熔体的热膨胀率及其在挤出温度时的密度估算。
摩尔热膨胀可表示为：低于T g 时 E g ≈4.5×10-4V ω（cm 3/mol·K ）高于T g 时 E l ≈10×10-4V ω（cm 3/mol·K ）式中 V ω ——分子的范德华体积贡献值，cm 3/mol 。
热膨胀率： e g =E g (298) /M (cm 3/g·K)e l =E l (298) /M (cm 3/g·K)因此，温度T 时的摩尔体积为：V l (T )=V g (298)+E g (T g -298)＋E l (T-T g )ρ (T)=M/V(T)。
高分子材料的配方设计
3.3 高分子材料配方表示方法
（1）相对质量份数表示法
以主体成分树脂的加入量为基准(100质量份)， 配方中其他组分以树脂的含量为参照，以其占树脂 质量的百分比来表示（phr: per hundred resin）。
（2）质量百分含量表示法 将整个配方各组分的总质量定为100分，配方中
各他组分以总质量为参照，以其占总质量的百分比 来表示。
（2）改善成型加工性能
有些树脂加工性能不好，需要加入加工助剂
如PVC，其熔点和分解温度接近，加工时容易分解， 加入增塑剂，降低熔点，加入稳定剂提高其分解温度， 拓宽加工温度。
如LLDPE，熔体粘度大，导致难以加工出合格制品， 常加入有机含氟弹性体，低分子蜡等加工助剂，以改 善其加工性能。
（3）降低成本
塑料配方的计量表示法比较实例
原材料
⑧助剂的毒性
大部分助剂都有毒性或低毒性。对于同食品及药品 接触的塑料制品，要求无毒或低毒时，选择的助剂也 应无毒。如对稳定剂而言，要选择无毒时，一般选 Ca/Zn等无毒稳定剂品种。
环保：镉(CLeabharlann )：＜100ppm ；铅(Pb)：＜1000ppm ；汞(Hg)：
＜1000ppm； 六价铬(Cr6+)：＜1000ppm 溴含量＜1000ppm
• 配方设计是制品设计的核心部分，只有好的配方设 计，再加上结构设计、工艺设计等要素的配合，才 能获得好的制品。
3.2.2 配方设计目的 （1）改善树脂的内在性能
功能化：阻燃性；抗静电性；导电性；阻隔性； 高性能化：降解改性；增强；增韧；耐老化性；
耐磨；耐热； 改善外观； 发泡：降低成本，降低比重，隔音，隔热
• 制品设计必须贯彻 “实用、高效、经济” 的原则， 即制品的实用性应强、 成型加工工艺性应好、生产 效率要高、成本要低，可满足人类持续发展的要求。
高分子成型加工原理第三章成型用的物料及其配制
芳基仲胺类：Ar2NH结构，大多数有颜色。深色制品，橡 胶工业。
O C OR
C OR O
用作主增塑剂，DOP最常用。
②二元脂肪酸酯
辅助增塑剂，低温性能较好，并可对塑料起一定 的润滑作用，与PVC相容性较差，且价格较贵。
O
O
RO C (CH2)4-8 C OR
③磷酸酯
(RO)3 P O
脂肪族的磷酸酯如：TBP、TOP与PVC相容性很 好，耐寒性、阻燃性很好，但热稳定性较差，常用 于低温使用或需阻燃的PVC制品中。磷酸与酚类缩 合成的磷酸酯TCP，耐寒性较差，但电气绝缘性良 好。
1.分子量大小及其分布
直接影响制品的性能、配料和加工性能。
2.颗粒结构和粒度
疏松型：易于吸收增塑剂，配制时所需温度较低， 时间较短；
紧密型：不易吸收增塑剂，配制时所需温度较高， 时间较长。
粒度主要影响混合的均匀性，粒度大与其它添加剂 接触少，容易造成混合不匀现象，颗粒大，不易塑 化或塑化不完全。过细的粒子易造成粉尘飞扬和容 积计量的困难。
（3）化学稳定性高，对光、热稳定性好；
（4）无色、无臭、无毒、不燃、吸水量低； （5）水、油、溶剂等中的溶解度和迁移性小，介
电性好； （6）制品外观和手感好，耐霉菌、污染、价廉等。 相容性和低挥发性是最基本的要求。 2.增塑剂的损失 （1）挥发度； （2）游移；
增塑剂从已增塑的聚合物中向与它接触的另一种 聚合物中迁移的现象。
DOP 100 DBP 81 DOIP 103 DOA 97 TXP 102 TCP 112 氯化石腊（40％Cl）220
6.PVC常用的增塑剂 几乎都是酯类。 邻苯二甲酸酯类，成本低，性能均衡。
三、稳定剂 在成型加工和使用期间为了有助于材料性能
第三章高分子制品配方设计
12
2012-12-20
（5）着色剂
能赋予塑料颜色的物质称为着色剂，着色剂可分为颜料和染 料两类。 颜料是一种不溶的、以不连续的细小颗粒分散于树脂中而使 之上色的着色剂。颜料分有机颜料和无机颜料两类，常用的 无机颜料有二氧化钛、硫化锌、氧化铁、铬酸盐、炭黑等， 典型的有机颜料有喹（kui）咩(mie)啶(ding)红、喹咩啶 酮紫等。有机颜料比无机颜料难分散，不同的有机颜料有不 同的光和热稳定性。 染料则是溶解于树脂中的着色剂，它们是一类有机化合物。 用染料着色的高聚物比用颜料着色的高聚物颜色鲜艳、牢固、 透亮，但由于染料的光和热稳定性较差，塑料制品生产中较 少使用，除非需要生产完全透明的制件，如汽车的尾灯等。 2012-12-20 13
2012-12-20 6
⑴增塑剂
增塑剂: 使塑料固有的刚性甚至脆性变为具有挠曲性的添加剂 增塑剂除具有可赋予塑料挠曲性的功能外，还可通过降低 玻璃化温度（Tg）和增加内部润滑作用而降低加工温度。 增塑剂的增塑机理: 减弱聚合物高分子链间的作用力，使高分子链间的相对运动 变得容易。因为增塑剂一般为低分子物质，易于流动，对高 分子链间的相对运动也具有一定的润滑作用 需要增塑的主要有PVC及其共聚物、纤维素等， 约80％的增塑剂用于PVC 使用最多的是邻苯二甲酸二辛酯（DOP）, 邻苯二甲酸二异辛酯（DIOP）
2012-12-20 10
在增强塑料中，存在连续相树脂基体和不连续相增强纤维， 当增强材料受到力的作用时，树脂基体把所施加的力传递 给增强纤维。 增强塑料的性能，除与所用基体树脂有关外，在很大程度 上还与增强剂的性能及基体树脂与增强剂的粘合程度有关 增强塑料中的基体树脂对强度的贡献很小，强度的大小主 要取决于增强纤维的强度及纤维与树脂的粘合程度。为改 善增强效果，除选用高性能的增强纤维外，还要用偶联剂 对其进行表面处理，以提高树脂与纤维的粘合程度。
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（5）着色剂
能赋予塑料颜色的物质称为着色剂，着色剂可分为颜料和染 料两类。 颜料是一种不溶的、以不连续的细小颗粒分散于树脂中而使 之上色的着色剂。颜料分有机颜料和无机颜料两类，常用的 无机颜料有二氧化钛、硫化锌、氧化铁、铬酸盐、炭黑等， 典型的有机颜料有喹（kui）咩(mie)啶(ding)红、喹咩啶 酮紫等。有机颜料比无机颜料难分散，不同的有机颜料有不 同的光和热稳定性。 染料则是溶解于树脂中的着色剂，它们是一类有机化合物。 用染料着色的高聚物比用颜料着色的高聚物颜色鲜艳、牢固、 透亮，但由于染料的光和热稳定性较差，塑料制品生产中较 少使用，除非需要生产完全透明的制件，如汽车的尾灯等。 2012-12-20 13
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⑴增塑剂
增塑剂: 使塑料固有的刚性甚至脆性变为具有挠曲性的添加剂 增塑剂除具有可赋予塑料挠曲性的功能外，还可通过降低 玻璃化温度（Tg）和增加内部润滑作用而降低加工温度。 增塑剂的增塑机理: 减弱聚合物高分子链间的作用力，使高分子链间的相对运动 变得容易。因为增塑剂一般为低分子物质，易于流动，对高 分子链间的相对运动也具有一定的润滑作用 需要增塑的主要有PVC及其共聚物、纤维素等， 约80％的增塑剂用于PVC 使用最多的是邻苯二甲酸二辛酯（DOP）, 邻苯二甲酸二异辛酯（DIOP）
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在增强塑料中，存在连续相树脂基体和不连续相增强纤维， 当增强材料受到力的作用时，树脂基体把所施加的力传递 给增强纤维。 增强塑料的性能，除与所用基体树脂有关外，在很大程度 上还与增强剂的性能及基体树脂与增强剂的粘合程度有关 增强塑料中的基体树脂对强度的贡献很小，强度的大小主 要取决于增强纤维的强度及纤维与树脂的粘合程度。为改 善增强效果，除选用高性能的增强纤维外，还要用偶联剂 对其进行表面处理，以提高树脂与纤维的粘合程度。
第三章 高分子材料的配方设计
第三章 高分子材料的配方设计
1
高分子材料制品性能的影响因素
制样条件 ——成型方法 注射成型时，料筒和模具温度越高，试样分 子取向程度越低 ——试样形状 薄的试样，由于表面层所占比例较大，其 对拉伸强度的影响也比厚试样大
2
高分子材料制品性能的影响因素
外界因素 ——温度 ——湿度 ——使用环境
17
单因素变量配方设计方法
平分法 ——适用于在实验范围内制品有一定物理性能 指标，以此标准作为对比条件，并且预先知 道该因素对物理性能的影响规律 ——每次试验都是取在试验范围的中点，然后 根据试验结果去掉试验范围的一半直到逼近 最佳点
18
单因素变量配方设计方法
分批试验法 ——均分分批试验 ---在试验范围内均匀安排每批试验，比较结果， 留下好的试验范围，再做下一批试验，找到 理想试验范围 ---试验总时间短且快，但试验次数多 ——比例分割试验 ---试验点按照一定比例安排
作为包装袋薄膜原料配方 应该如何变化？
作为透明的微波炉饭盒配 方应该如何变化？
作为阻燃的装饰材料配方 应该如何变化？
抗氧剂1010 0.5 碳酸钙 30
22
高分子制品设计
婴儿奶瓶 ——无毒，耐热，热传导性低，透明 塑料拖鞋 ——轻便，耐磨，柔软，便宜 药用胶囊 ——软胶囊 ——硬胶囊
16
单因素变量配方设计方法
黄金分割法 ——分已知线段为两部分，使其中一部分是全 线段与另一部分的比例中项，若用G来表示 它，G 被称为黄金比或黄金分割数 ——在试验范围内的0.618处及对应点0.382 分别做实验 ——比较结果，舍去坏点以外的部分 ——每次可去掉试验范围的0.382，用较少的 试验迅速找出最佳变量范围
1
高分子材料制品性能的影响因素
制样条件 ——成型方法 注射成型时，料筒和模具温度越高，试样分 子取向程度越低 ——试样形状 薄的试样，由于表面层所占比例较大，其 对拉伸强度的影响也比厚试样大
2
高分子材料制品性能的影响因素
外界因素 ——温度 ——湿度 ——使用环境
17
单因素变量配方设计方法
平分法 ——适用于在实验范围内制品有一定物理性能 指标，以此标准作为对比条件，并且预先知 道该因素对物理性能的影响规律 ——每次试验都是取在试验范围的中点，然后 根据试验结果去掉试验范围的一半直到逼近 最佳点
18
单因素变量配方设计方法
分批试验法 ——均分分批试验 ---在试验范围内均匀安排每批试验，比较结果， 留下好的试验范围，再做下一批试验，找到 理想试验范围 ---试验总时间短且快，但试验次数多 ——比例分割试验 ---试验点按照一定比例安排
作为包装袋薄膜原料配方 应该如何变化？
作为透明的微波炉饭盒配 方应该如何变化？
作为阻燃的装饰材料配方 应该如何变化？
抗氧剂1010 0.5 碳酸钙 30
22
高分子制品设计
婴儿奶瓶 ——无毒，耐热，热传导性低，透明 塑料拖鞋 ——轻便，耐磨，柔软，便宜 药用胶囊 ——软胶囊 ——硬胶囊
16
单因素变量配方设计方法
黄金分割法 ——分已知线段为两部分，使其中一部分是全 线段与另一部分的比例中项，若用G来表示 它，G 被称为黄金比或黄金分割数 ——在试验范围内的0.618处及对应点0.382 分别做实验 ——比较结果，舍去坏点以外的部分 ——每次可去掉试验范围的0.382，用较少的 试验迅速找出最佳变量范围
高分子材料加工原理 第3章 混合
2
V H
1 2
增加时，2 下降
黏度比大，变形速率小，混合质量下降
共混体系各组分选择时的黏度相近原则
高黏度的少组分混合到低黏度的多组分中——比较困难 低黏度的少组分混合到高黏度的多组分中——相对容易
二、分散混合
定义：将呈现出屈服点的物料混合在一起时,要将它们分散， 应使结块和液滴破裂，这种混合称为分散混合。
一、添加剂的属性 1. 添加剂的形态
指添加剂颗粒的形状。 添加剂的不同形态，具有不同程度的混合与改性效果。 例:添加剂颗粒纤维状对增强改性有利。
2. 添加剂的粒度 指其颗粒的具体尺寸。 添加剂的粒度大小不同，对混合物体系的改性效果大不
相同。
例 1: 对 于 冲 击 改 性 ， 作 为 分 散 相 橡 胶 平 均 粒 子 为
各组分流变性不均匀，即少组分的黏度与多组分的黏度有差异。
流变性不均匀流体在平行平板混和器中的混合
11 22 13
2
V H
1
1
2
1
少组分的剪切速率是黏度比和少组分占据的间隔分数 的函数。
<<1 2
当 1
(一) 统计学上的混合指标
(1)平均粒径 (2)总体均匀度 (3)分离尺度 (4)分离强度
(二) 视觉检测法(对比样本法)
ASTM推荐的方法，是定性的视觉法。
将观察到的试样切口情况与一组标准照片比较，评定炭 黑分散等级，其结果可用数值来表示。 将炭黑的分散情况与5张标准照片相比较，然后评定等 级。 共有5个视觉等级。等级为5时表示这样的分散状态使某些重
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2.1 配方设计应考虑的问题
配方设计
经验
理论
初始工作人员：要反复修改多次才得到一个配方；
经验工作人员：可能一次性得到合理配方；
现在已发展到用计算机进行配方制定。 2.2 配方制定过程 基本配方 性能配方 实用配方
2.2 配方制定过程
○ 基本配方：主体+交联剂+稳定体系 试验所添加的配合剂的合理性，包括种类、 用量。 ○ 性能配方：基本配方+性能体系
2.5 配方设计实验方法
配方设计实验方法是指通过实验确定配方 中各种添加剂加入量的方法，涉及实验步骤安 排、变量选择和变量范围的确定。 2.5.1 配方设计时考虑的因素 因素（又称因子）和水平（位级）是配 方设计中最频繁使用的两个术语。 因素是指材料影响材料性能指标的因子。 水平是指每个因素可能处于的状态。
针对某种性能要求：往往专门提高某一 （些）性能。 ○ 实用配方：性能配方+加工体系、成本体系 要考虑原料的来源、生产的可行性和经济 性，要全面考虑。
2.2 配方制定过程
基本配方、性能配方、实用配方是相互制 约、相互影响的。 基本配方首先提出一种配合剂及其基本用 量，一般采用传统使用量，并且尽可能简单。 例如：橡胶基本配方：
根据制品的使用目的和用途，确定制品功能特点、 载荷条件、环境条件、成本限制、适应标准等 形状造型设计 合理选材 样品初步设计 配方设计 工艺设计 结构设计及模具设计 如不合格，反馈，修改设计
样品试样
性能测试
定额测算并核算成本
产品合格制品，编写设计说明书等技术文件
图3-2 高分子材料制 品设计程序
2. 配方设计 2.1 配方设计应考虑的问题 ○ 加什么？选什么？ ○ 加多少？ ○ 协同效应？（相互影响） 总之，既要符合使用性能，又要适应加 工性能。
2.5 配方设计实验方法
2.5.2 单因素变量配方设计法 在单因素变量设计所考虑的问题是，在 所讨论的变量区间内，确定哪一个变量的性 能最优。常用的寻优方法主要有两类：消去 法和近似法。
消去法原理
假定f(x)是物理性能指标，它是变量区 间中单峰函数，即f(x)在变量区间[a，b]中只 有一个极值点，这个点就所寻找的物理性能 最佳点。
第三章 高分子材料的配方设计
高分子新材料的研制、开发、产业化是一 个系统工程，涉及的问题很多，有配方设计、 工艺设计、设备选型、制品造型设计、 结构 设计、模具设计。其中配方设计是核心。 配方设计——就是根据产品的性能要求和 工艺条件合理地选用原材料，确定各种原材料 的用量配比关系。
1. 高分子材料制品设计的原则和程序 1.1 制品设计 选用 高分 子材 料 制定 生产 工艺
消去法原理
○ 若x1、x2 在x*的两侧，则不论消去[a0， x2]还是[x2，b0] ，最小点必在留下的部分内， 如图3-4（c）所示。
图3-4 搜索区间的缩短
消去法原理
搜索的方法很多，如黄金分割法、爬山 法、平分法（对分法）等。 2.5.3 多因素变量配方设计法
在实际的配方设计中，常常要同时考虑 几个因素，首先要对各个因素进行分析，找 出主要因素，略去次要因素。若经过分析， 仍需同时考虑若干因素，就必须使用多因素 方法。多因素试验设计方法很多，正交试验 设计法和中心复合试验设计法用得最多。
图3-3 在[a0，b0]搜 索区间内因素取值与
目标函数f(x)的关系
消去法原理
设函数f(x)如图3-3所示，起始的搜索区 间为[a0，b0]，x*为所寻求目标函数最小点 （最佳值）。 在搜索区间[a0，b0]内任取两点x1、x2， 且x1<x2，将两点的函数值进行比较，可能有 下列3种情况：
Hale Waihona Puke 消去法原理判定制品
形状 结构 性能
配方
1.1 制品设计
产品研究开发机构
产品设计师
生产工程师 材料设计师 试样制造者 材料供应商 模具设计师
模具制造者
设备制造者
图3-1 高分子材料产品开发支持链
1.2 设计原则 ○实用—按使用要求 ○高效—能够成型加工、加工性好、生产效率高 ○经济——成本低 1.3 设计程序
组分数
1~2 4~5 1~2
2~5 1~2
1~2
2.4 配方的表示法
○ 重量比：以聚合物的量基准（100份）。 此表示法最常用（论文、科研） ○ 重量百分数：以配方的总重量为100。 便于备料，计算成本。 ○ 体积百分数：各组分体积总和为100。 这对于以体积计算成本有利。 ○ 生产配方：按生产设备每一次投料量计算各 组分需多少。 此表示法便于生产操作。
实例 在实际生产中，配合剂往往以母炼胶的 形式加入，因此使用母炼胶的配方应进行换 算。 现有下列配方： 天然橡胶 100.0 硬脂酸 3.00 硫磺 2.75 防老剂 1.00 促进剂M 0.75 炭黑 45.00 氧化锌 5.00 合计 157.50
实例 其中促进剂以母炼胶的形式加入。母炼 胶的配方为： 天然橡胶 90.00 促进剂 10.00 合计 100.00
○ f(x1)<f(x2):若x1、x2 在x*的右侧，则必 然f(x1)<f(x2)，在这种情况下，可消去:[x2， b0]部分，最小点必在区间[a0，x2]内，如图 3-4（a）所示。 ○ f(x1)>f(x2):若x1、x2 在x*的左侧，则必 然f(x1)>f(x2)，在这种情况下，可消去:[a0， x1]部分，最小点必在区间[x1，b0]内，如图 3-4（b）所示。
生胶:100 phr; 硫磺:0.5~3.5 phr; 促进剂:0.5~1.5phr ZnO: 1~10 phr; Hst:0.2~2.0 phr；防老剂：0.25~1.5 phr
2.3 配方的组成
配 方 组 成
主体部分 聚合物 交联体系 交联剂量、促进剂、活性剂、防焦剂 稳定体系 热稳定剂、抗氧剂 增塑剂、补强剂、增韧剂、防老剂、 性能体系 发泡剂、着色剂 加工体系 增塑剂、润滑剂 成本体系 填充剂