塑料配方設(shè)計(jì)

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1、第 十 七 章 塑 料 選 材 及 配 方 設(shè) 計(jì) 17.1 配 方 設(shè) 計(jì) 的 重 要 性n 塑 料 因 其 質(zhì) 輕 、 易 加 工 、 美 觀(guān) 實(shí) 用 、 價(jià) 格 低 等 特 點(diǎn) 廣 泛 應(yīng) 用 于 日 常 生活 、 各 行 各 業(yè) 及 高 精 尖 技 術(shù) 領(lǐng) 域 。 塑 料 的 主 要 成 分 是 樹(shù) 脂 ， 占 總 質(zhì) 量的 40 100 。n 絕 大 多 數(shù) 塑 料 制 造 的 第 一 步 是 合 成 樹(shù) 脂 的 生 產(chǎn) ， 然 后 根 據(jù) 需 要 ， 將 樹(shù)脂 （ 有 時(shí) 加 入 一 定 量 的 助 劑 ） 進(jìn) 一 步 加 工 成 塑 料 制 品 。 有 少 數(shù) 品 種（ 如 澆

2、注 制 品 ） 其 樹(shù) 脂 的 合 成 和 塑 料 的 成 型 是 同 時(shí) 進(jìn) 行 的 。 n 樹(shù) 脂 和 助 劑 的 種 類(lèi) 繁 多 ， 若 按 其 功 能 、 品 種 、 等 級(jí) 、 牌 號(hào) 等 分 類(lèi) 可 達(dá)數(shù) 萬(wàn) 種 ， 因 此 塑 料 配 方 也 是 千 變 萬(wàn) 化 。 塑 料 配 方 設(shè) 計(jì) 通 常 是 指 根 據(jù) 試驗(yàn) 數(shù) 據(jù) 等 資 料 ， 恰 當(dāng) 地 確 定 可 滿(mǎn) 足 產(chǎn) 品 使 用 性 能 、 加 工 性 能 和 成 本 要求 的 樹(shù) 脂 、 助 劑 的 種 類(lèi) 及 其 用 量 等 的 一 項(xiàng) 重 要 工 作 。 配 方 設(shè) 計(jì) 原 則n 塑 料 配 方 設(shè) 計(jì) 應(yīng) 注

3、意 ： 制 品 的 使 用 功 能 ； 加 工 性 能 ； 加 工 及 使 用 時(shí) 的 環(huán) 保 問(wèn) 題 ； 成 本 等 。n 總 之 ， 配 方 工 作 者 一 般 是 在 考 慮 制 品 的 物 理 機(jī) 械 性 能 、 加工 性 能 和 成 本 三 者 平 衡 的 前 提 下 進(jìn) 行 配 方 設(shè) 計(jì) 的 。 設(shè) 計(jì) 的重 點(diǎn) 是 如 何 保 持 制 品 的 使 用 性 能 及 加 工 性 能 的 平 衡 ， 所 以說(shuō) 塑 料 配 方 設(shè) 計(jì) 不 僅 是 一 門(mén) 科 學(xué) ， 而 且 也 包 含 運(yùn) 用 成 功 經(jīng)驗(yàn) 的 技 巧 。 塑 料 制 品 使 用 性 能n 塑 料 制 品 使 用 性

4、能 應(yīng) 包 括 其 本 身 的 力 學(xué) 性 能 和 使 用 時(shí) 的 特 殊 性 能 要 求 。塑 料 制 品 的 性 能 要 求 一 般 包 括 拉 伸 強(qiáng) 度 、 沖 擊 強(qiáng) 度 、 彎 曲 強(qiáng) 度 、 壓 縮強(qiáng) 度 、 耐 熱 性 、 電 絕 緣 性 、 耐 化 學(xué) 性 、 透 明 性 、 氣 密 性 等 。 各 種 制 品的 使 用 要 求 不 同 ， 需 要 的 性 能 也 不 相 同 。n 以 塑 料 瓶 而 言 ， 裝 油 需 要 耐 油 性 ； 裝 碳 酸 飲 料 需 要 具 有 阻 隔 性 ； 裝 光敏 性 藥 品 時(shí) 要 有 遮 光 性 。 n 以 PP 注 射 椅 子 為

5、例 ， 在 北 方 需 要 低 溫 抗 沖 擊 性 強(qiáng) ； 用 于 礦 井 下 ， 需 要防 靜 電 、 阻 燃 性 。n 以 PTFE為 例 ， 用 作 活 塞 環(huán) 、 軸 承 、 滑 塊 、 密 封 環(huán) 等 零 件 時(shí) ， 需 要 有 低的 摩 擦 系 數(shù) 和 自 潤(rùn) 滑 性 ； 用 作 絕 緣 材 料 時(shí) ， 需 要 不 受 溫 度 、 濕 度 和 頻率 的 影 響 ， 電 絕 緣 性 優(yōu) 異 ； 用 作 防 腐 材 料 時(shí) ， 需 優(yōu) 異 的 化 學(xué) 穩(wěn) 定 性 。 加 工 性 能n 配 方 設(shè) 計(jì) 時(shí) 需 考 慮 加 工 性 能 。n 如 ： 純 的 PVC無(wú) 法 塑 化 加 工 ，

6、 必 須 加 入 增 塑 劑 、 穩(wěn) 定 劑 等助 劑 。 加 入 增 塑 劑 ， 可 以 削 弱 分 子 間 的 作 用 力 ， 增 加 分 子間 的 移 動(dòng) 性 ， 從 而 降 低 玻 璃 化 轉(zhuǎn) 變 溫 度 使 熔 融 加 工 溫 度 降低 ， 低 于 PVC 的 分 解 溫 度 。 加 入 熱 穩(wěn) 定 劑 ， 可 以 抑 制PVC 脫 HCl 反 應(yīng) ， 提 高 PVC 熱 分 解 溫 度 ， 使 之 高 于 PVC 的 熔 融 加 工 溫 度 。 又 如 PVC 薄 膜 的 制 造 中 ， 吹 塑 法 常 選用 內(nèi) 潤(rùn) 滑 劑 ， 壓 延 法 則 選 用 外 潤(rùn) 滑 劑 。 環(huán) 保

7、要 求n 一 般 塑 料 制 品 著 重 評(píng) 價(jià) 其 使 用 壽 命 。 實(shí) 際 上 應(yīng) 從 原 材 料 的 生 產(chǎn) 、 加 工 、物 質(zhì) 流 通 、 使 用 乃 至 廢 棄 整 個(gè) 過(guò) 程 來(lái) 全 面 考 慮 。 延 長(zhǎng) 制 品 使 用 壽 命 對(duì)節(jié) 省 資 源 和 節(jié) 約 能 源 有 利 ， 對(duì) 廢 棄 物 的 再 利 用 和 原 材 料 的 安 全 性 也 需重 視 。成 本 問(wèn) 題 n 要 充 分 了 解 原 材 料 的 性 能 價(jià) 格 比 以 及 相 互 間 的 作 用 與 禁 忌 事 項(xiàng) ， 運(yùn)用 先 進(jìn) 的 科 學(xué) 實(shí) 驗(yàn) 方 法 選 擇 最 佳 的 性 價(jià) 比 。 當(dāng) 可 以

8、替 代 使 用 時(shí) ， 盡量 使 用 來(lái) 源 廣 、 采 購(gòu) 方 便 、 成 本 低 的 助 劑 。 降 低 生 產(chǎn) 成 本 要 考 慮 包括 原 材 料 成 本 和 加 工 成 本 在 內(nèi) 的 總 成 本 。n 例 如 ， 添 加 能 改 善 加 工 性 能 的 助 劑 雖 然 提 高 了 原 材 料 成 本 ， 但 能 大幅 度 降 低 加 工 成 本 ， 那 么 也 就 能 降 低 總 成 本 。 配 方 設(shè) 計(jì) 要 點(diǎn)n 配 方 設(shè) 計(jì) 的 關(guān) 鍵 為 選 材 、 搭 配 、 用 量 、 混 合 四大 要 素 ， 表 面 看 起 來(lái) 很 簡(jiǎn) 單 ， 但 其 實(shí) 包 含 了 許多 內(nèi) 在

9、 聯(lián) 系 ， 要 想 設(shè) 計(jì) 出 一 個(gè) 高 性 能 、 易 加 工 、低 價(jià) 格 的 配 方 也 并 非 易 事 ， 需 要 考 慮 的 因 素 很多 。 樹(shù) 脂 的 選 擇n 品 種 的 選 擇 : 樹(shù) 脂 要 選 擇 與 改 性 目 標(biāo) 性 能 最 接 近 的 品 種 ， 以 節(jié) 省 加 入 助劑 的 使 用 量 。 如 耐 磨 改 性 ， 樹(shù) 脂 要 首 先 考 慮 選 擇 三 大 耐 磨 樹(shù) 脂 ： 即 聚 酰胺 (PA)、 聚 甲 醛 (POM)、 超 高 相 對(duì) 分 子 質(zhì) 量 聚 乙 烯(UHWPE)； 透 明 改 性 ， 樹(shù) 脂 要 首 先 考 慮 選 擇 三 大 透 明 樹(shù)

10、 脂 ： 聚 苯 乙 烯(PS)、 聚 甲 基 丙 烯 酸 甲 酯 (PMMA)及 聚 碳 酸 酯 (PC)。 n 耐 熱 改 性 ， 首 先 考 慮 選 擇 聚 苯 硫 醚 、 聚 酰 亞 胺 、 聚 苯 并 咪唑 和 聚 芳 砜 ；n 耐 低 溫 改 性 ， 首 先 考 慮 選 擇 低 分 子 量 聚 乙 烯 、 聚 碳 酸 酯 和熱 塑 性 彈 性 體 類(lèi) （ 聚 酯 類(lèi) 熱 塑 性 彈 性 體 、 聚 烯 類(lèi) 熱 塑 性 彈性 體 、 聚 氨 酯 類(lèi) 彈 性 體 ） ；n 隔 熱 改 性 ， 首 先 考 慮 選 擇 聚 氨 酯 硬 質(zhì) 泡 沫 塑 料 、 酚 醛 、 脲醛 泡 沫 塑

11、料 和 聚 苯 乙 烯 泡 沫 塑 料 。 n 一 般 要 求 樹(shù) 脂 成 本 低 、 性 能 高 ， 同 時(shí) 還 要 考 慮 外 觀(guān) 美 及 耐久 性 ， 所 以 很 難 選 擇 一 種 能 滿(mǎn) 足 所 有 性 能 要 求 的 合 適 樹(shù) 脂 。n 例 如 ， 用 注 射 成 型 方 法 生 產(chǎn) 透 明 容 器 時(shí) ， 在 一 般 情 況 下 可選 擇 聚 苯 乙 烯 或 聚 甲 基 丙 烯 酸 甲 酯 兩 種 樹(shù) 脂 ， 但 如 果 要 求廉 價(jià) 為 首 要 條 件 ， 則 選 用 聚 苯 乙 烯 ； 反 之 ， 如 果 強(qiáng) 調(diào) 耐 候性 能 好 時(shí) ， 就 要 選 用 聚 甲 基 丙 烯

12、 酸 甲 酯 ； 如 果 還 要 再 加 上耐 沖 擊 性 能 好 ， 則 就 要 排 除 上 述 兩 種 樹(shù) 脂 而 選 擇 聚 碳 酸 酯 ，當(dāng) 然 成 本 要 提 高 。 n 在 選 擇 時(shí) 還 應(yīng) 考 慮 以 下 內(nèi) 容 ： 所 選 擇 的 樹(shù) 脂 能 否 承 受 住 使 用 環(huán) 境 中 最 高 和 最 低 的 溫 度 ，在 這 個(gè) 溫 度 范 圍 內(nèi) 樹(shù) 脂 是 否 變 形 、 發(fā) 生 龜 裂 、 耐 沖 擊 性 能如 何 等 。 若 不 符 合 要 求 ， 就 要 改 變 現(xiàn) 有 的 樹(shù) 脂 品 種 ， 另 選新 的 品 種 ， 或 進(jìn) 行 改 性 處 理 。n 另 外 ， 選 擇

13、 的 樹(shù) 脂 還 需 要 考 慮 在 使 用 環(huán) 境 中 的 其 他 影 響 因素 。 如 在 要 求 制 品 尺 寸 穩(wěn) 定 性 能 好 時(shí) ， 還 要 考 慮 到 樹(shù) 脂 的熱 膨 脹 系 數(shù) 、 成 型 初 期 及 成 型 后 期 的 收 縮 率 變 化 、 吸 濕 性等 因 素 。 n 一 般 情 況 下 ， 不 可 能 滿(mǎn) 足 所 有 的 條 件 ， 但 應(yīng) 盡 可 能 的 滿(mǎn)足 主 要 條 件 。 只 要 滿(mǎn) 足 主 要 條 件 就 可 以 了 。n 關(guān) 于 質(zhì) 量 標(biāo) 準(zhǔn) 的 掌 握 ， 一 般 按 下 述 條 件 而 定 。（ 1） 能 否 承 受 使 用 環(huán) 境 溫 度 的

14、變 化 、 陽(yáng) 光 的 影 響 及 使 用 時(shí)負(fù) 荷 的 變 化 ；（ 2） 制 品 是 否 合 乎 衛(wèi) 生 標(biāo) 準(zhǔn) 及 安 全 性 ；（ 3） 彎 曲 強(qiáng) 度 、 拉 伸 強(qiáng) 度 、 沖 擊 強(qiáng) 度 、 電 絕 緣 性 、 阻 燃 性 、耐 水 性 、 耐 油 性 能 、 電 學(xué) 性 能 是 否 符 合 產(chǎn) 品 標(biāo) 準(zhǔn) ；（ 4） 尺 寸 穩(wěn) 定 性 、 光 學(xué) 性 能 、 抗 毒 抗 濕 抗 菌 性 能 如 何 ；（ 5） 外 觀(guān) 上 及 經(jīng) 濟(jì) 成 本 、 特 殊 要 求 是 否 能 達(dá) 到 要 求 。 流 動(dòng) 性 的 選 擇n 不 同 品 種 的 樹(shù) 脂 具 有 不 同 的 流 動(dòng) 性

15、 ， 按 此 將 塑 料 分 成 高 流動(dòng) 性 、 中 等 流 動(dòng) 性 和 低 流 動(dòng) 性 三 類(lèi) ， 具 體 如 下 ： 高 流 動(dòng) 性 ： 聚 苯 乙 烯 (PS)， 高 抗 沖 聚 苯 乙 (HIPS)， ABS，聚 乙 烯 (PE)、 聚 丙 烯 (PP)、 聚 酰 胺 PA等 。 中 等 流 動(dòng) 性 ： 聚 碳 酸 酯 (PC)、 改 性 聚 苯 醚 (mPPO)、 聚 苯硫 醚 (PPS)等 。 低 流 動(dòng) 性 ： 聚 四 氟 乙 烯 (PTFE)、 超 高 相 對(duì) 分 子 質(zhì) 量 聚 乙 烯 (UHMWPE)、 聚 苯 醚 (PPO)等 。 n 流 動(dòng) 性 的 選 擇 配 方 中

16、 各 種 塑 化 材 料 的 粘 度 要 接 近 ， 以 保 證 加 工 流 動(dòng) 性 。 對(duì) 于 粘 度 相 差懸 殊 的 材 料 ， 要 加 過(guò) 渡 料 ， 以 減 小 粘 度 梯 度 。 如 阻 燃 配 方 中 用 PA66增韌 時(shí) ， 常 加 入 PA6作 為 過(guò) 渡 料 ， 阻 燃 配 方 中 用 PA6增 韌 時(shí) ， 常 加 入HDPE作 為 過(guò) 渡 料 。n 同 一 品 種 樹(shù) 脂 也 具 有 不 同 的 流 動(dòng) 性 。 主 要 原 因 為 相 對(duì) 分 子 質(zhì) 量 及 其分 布 的 不 同 ， 所 以 同 一 種 樹(shù) 脂 有 許 多 不 同 的 牌 號(hào) 。 由 于 不 同 加 工

17、方法 要 求 的 樹(shù) 脂 流 動(dòng) 性 不 同 所 以 樹(shù) 脂 又 分 為 注 塑 級(jí) 、 擠 出 級(jí) 、 吹 塑級(jí) 、 壓 延 級(jí) 等 牌 號(hào) ， 具 體 如 下 表 所 示 ： 助 劑 的 選 擇n 按 改 性 目 標(biāo) 選 助 劑 ： 按 要 改 性 目 標(biāo) 選 擇 合 適 的 助 劑 ， 加 入 助 劑 應(yīng) 能 充 分 發(fā) 揮其 功 效 ， 并 達(dá) 到 要 求 的 指 標(biāo) 。 指 標(biāo) 一 般 為 產(chǎn) 品 的 國(guó) 家 標(biāo)準(zhǔn) 、 國(guó) 際 標(biāo) 準(zhǔn) ， 或 客 戶(hù) 提 出 的 專(zhuān) 項(xiàng) 指 標(biāo) 。 以 下 是 為 了 使塑 料 具 有 某 種 特 殊 性 能 需 要 加 入 的 助 劑 。 助 劑

18、選 擇 的 參 考 意 見(jiàn) 為 ：n 增 韌 添 加 彈 性 體 、 熱 塑 性 彈 性 體 和 剛 性 增 韌 材 料 ；n 增 強(qiáng) 添 加 玻 璃 纖 維 、 碳 纖 維 、 晶 須 和 有 機(jī) 纖 維 ；n 阻 燃 添 加 溴 類(lèi) (普 通 溴 系 和 環(huán) 保 溴 系 )、 磷 類(lèi) 、 氮 類(lèi) 、 氮 /磷 復(fù) 合 類(lèi) 膨 脹 型 阻 燃 劑 、 三 氧 化 二 銻 、 水 合 金 屬 氧 化 物 等各 類(lèi) 阻 燃 劑 ；n 抗 靜 電 添 加 各 類(lèi) 抗 靜 電 劑 ； n 導(dǎo) 電 添 加 碳 類(lèi) (炭 黑 、 石 墨 、 碳 纖 維 、 碳 納 米 管 )、 金 屬纖 維 和 粉 ，

19、 金 屬 氧 化 物 n 磁 性 添 加 鐵 氧 體 磁 粉 ， 稀 土 磁 粉 包 括 釤 鈷 類(lèi) (SmCo5 或Sm2Co17)、 釹 (nv)鐵 硼 類(lèi) (NdFeB)、 釤 (shan)鐵 氮 類(lèi) (SmFeN)，鋁 鎳 鈷 類(lèi) 磁 粉 三 大 類(lèi) ；n 導(dǎo) 熱 添 加 金 屬 纖 維 和 粉 末 ， 金 屬 氧 化 物 、 氮 化 物 和 碳 化物 ， 碳 類(lèi) 材 料 如 炭 黑 、 碳 纖 維 、 石 墨 和 碳 納 米 管 ， 半 導(dǎo) 體材 料 如 硅 、 硼 ；n 耐 熱 添 加 玻 璃 纖 維 、 無(wú) 機(jī) 填 料 、 耐 熱 劑 如 取 代 馬 來(lái) 酰 亞胺 類(lèi) 和 晶 型

20、 成 核 劑 ； n 透 明 添 加 成 核 劑 ， 對(duì) PP而 言 ， 晶 型 成 核 劑 的 山 梨 醇 衍生 物 系 列 產(chǎn) 品 Millad 3988效 果 最 好 ；n 耐 磨 添 加 PTFE、 石 墨 、 二 硫 化 鉬 、 銅 粉 等 ；n 電 絕 緣 添 加 煅 燒 高 嶺 土 等 ；n 絕 熱 添 加 云 母 、 蒙 脫 土 、 石 英 等 。 n 助 劑 與 樹(shù) 脂 要 匹 配 助 劑 選 擇 時(shí) ， 要 有 針 對(duì) 性 應(yīng) 選 擇 對(duì) 樹(shù) 脂 改 性 效 果 好 的 品 種 。 (1)紅 磷 阻 燃 劑 適 用 于 PA、 聚 對(duì) 苯 二 甲 酸 丁 酯 (PBT)、

21、聚 對(duì) 苯 二甲 酸 乙 酯 (PET)。 (2)氮 系 阻 燃 劑 適 用 于 含 氧 類(lèi) 工 程 塑 料 ， 如 PA、 PBT、 PET等 。 (3)玻 璃 纖 維 對(duì) 結(jié) 晶 型 塑 料 的 耐 熱 改 性 效 果 好 ， 對(duì) 非 結(jié) 晶 型 塑 料效 果 差 。 (4)炭 黑 在 結(jié) 晶 型 樹(shù) 脂 中 效 果 好 。 助 劑 的 形 態(tài)n 助 劑 的 形 狀 纖 維 狀 填 料 的 增 強(qiáng) 效 果 好 。 纖 維 的 形 狀 可 用 長(zhǎng) 徑 比 (L/D)表示 ， L/D越 大 、 增 強(qiáng) 效 果 越 好 。 樹(shù) 脂 在 熔 融 狀 態(tài) 時(shí) 比 在 粉 末狀 態(tài) 時(shí) 有 利 于 保

22、 持 長(zhǎng) 徑 比 。 減 小 斷 纖 幾 率 。 這 就 是 為 什 么不 從 進(jìn) 料 口 而 從 中 部 加 料 口 加 入 玻 璃 纖 維 的 原 因 。n 球 型 填 料 的 增 韌 效 果 好 、 并 可 增 加 制 品 的 光 亮 度 。 硫 酸鋇 為 典 型 的 球 型 填 料 ， 因 此 高 光 澤 PP的 填 充 選 用 硫 酸 鋇 ，硫 酸 鋇 也 可 以 小 幅 度 提 高 制 品 的 剛 性 及 韌 性 。 助 劑 的 粒 度n 粒 狀 助 劑 粒 度 的 表 示 方 法 粒 狀 助 劑 的 粒 度 可 用 目 數(shù) 或 平 均 粒 徑 表 示 ， 通 常 用 的 目數(shù) 與

23、 平 均 粒 徑 的 關(guān) 系 見(jiàn) 下 表 。注 ： 目 數(shù) 有 多 種 表 示 方 法 本 表 中 的 目 數(shù) 為 每 平 方 英 寸 篩 網(wǎng) 上 的 篩 孔 數(shù) 目 n 填 料 粒 度 對(duì) 填 充 塑 料 的 力 學(xué) 性 能 的 影 響 粒 度 尺 寸 越 小 ， 對(duì) 填 充 材 料 的 拉 伸 強(qiáng) 度 和 沖 擊 強(qiáng) 度 提 高 越 大 。在 用 20 (質(zhì) 量 分 數(shù) )硅 灰 石 填 充 PA6時(shí) ， 粒 度 對(duì) 填 充 PA6的力 學(xué) 性 能 的 影 響 見(jiàn) 下 表 ： n 粒 度 對(duì) 無(wú) 機(jī) 阻 燃 劑 阻 燃 性 能 的 影 響 無(wú) 機(jī) 阻 燃 劑 的 粒 度 越 小 ， 阻 燃

24、 效 果 越 好 。 例 如 水 合 金 屬 氧化 物 和 三 氧 化 二 銻 的 粒 度 越 小 ， 達(dá) 到 同 等 阻 燃 效 果 的 用量 就 越 少 。 在 LDPE中 加 入 80份 不 同 粒 度 的 氫 氧 化 鋁 的 阻燃 效 果 見(jiàn) 下 表 在 ABS中 加 入 4%粒 度 為 45m 的 三 氧 化 二 銻 與 加 入1%粒 度 為 0.03m 的 三 氧 化 二 銻 阻 燃 效 果 相 同 。 n 粒 度 尺 寸 對(duì) 著 色 劑 著 色 力 的 影 響 著 色 劑 的 粒 度 越 小 ， 著 色 力 越 高 、 遮 蓋 力 越 強(qiáng) 、 色 澤 越 均 勻 。 但著 色 劑

25、 的 粒 度 不 是 越 小 越 好 ， 存 在 一 個(gè) 上 限 值 ， 而 且 對(duì) 不 同 性 能的 上 限 值 不 同 。 對(duì) 著 色 力 而 言 ， 偶 氮 類(lèi) 著 色 劑 的 上 限 粒 度 為0.1m， 酞 菁 類(lèi) 著 色 劑 的 上 限 粒 度 尺 寸 為 0.05m。 對(duì) 遮 蓋 力 而言 ， 著 色 劑 的 上 限 粒 度 尺 寸 為 0.05m左 右 。n 粒 度 尺 寸 對(duì) 導(dǎo) 電 助 劑 導(dǎo) 電 性 能 的 影 響 以 炭 黑 為 例 ， 其 粒 度 越 小 ， 越 易 形 成 網(wǎng) 狀 導(dǎo) 電 通 路 ， 達(dá) 到 同樣 的 導(dǎo) 電 效 果 時(shí) 加 入 炭 黑 的 量 越

26、低 。 但 同 著 色 劑 一 樣 ， 粒 度大 小 也 有 一 個(gè) 上 限 值 ， 粒 度 太 小 ， 導(dǎo) 電 助 劑 易 于 團(tuán) 聚 而 難 于分 散 ， 效 果 反 而 不 好 。 助 劑 的 表 面 處 理n 與 樹(shù) 脂 良 好 的 相 容 性 是 發(fā) 揮 助 劑 功 效 的 關(guān) 鍵 。 因 此 ， 必 須設(shè) 法 提 高 或 改 善 其 與 樹(shù) 脂 的 相 容 性 如 采 用 表 面 活 性 劑 、偶 聯(lián) 劑 或 相 容 劑 對(duì) 其 進(jìn) 行 表 面 活 化 處 理 。n 所 有 無(wú) 機(jī) 類(lèi) 添 加 劑 經(jīng) 過(guò) 表 面 處 理 ， 效 果 大 都 提 高 。 尤 其 以粉 末 填 料 最

27、 為 明 顯 ， 其 他 還 有 玻 璃 纖 維 、 無(wú) 機(jī) 阻 燃 劑 等 。 n 表 面 處 理 以 偶 聯(lián) 劑 和 相 容 劑 為 主 ， 偶 聯(lián) 劑 有 硅 烷 類(lèi) 、 鈦 酸酯 類(lèi) 和 鋁 酸 酯 類(lèi) ， 常 用 相 容 劑 有 所 用 樹(shù) 脂 的 馬 來(lái) 酸 酐 接 枝聚 合 物 。 助 劑 的 加 入 量n 從 改 性 效 果 看 ， 有 的 助 劑 加 入 量 越 多 越 好 ， 如 阻 燃 劑 、增 韌 劑 、 磁 粉 、 阻 隔 材 料 等 ， 有 的 助 劑 加 入 量 有 最 佳 值 ，如 導(dǎo) 電 助 劑 形 成 到 電 通 路 后 即 可 ， 再 增 加 無(wú) 效 果

28、； 偶 聯(lián)劑 ， 表 面 包 覆 即 可 ； 抗 靜 電 劑 ， 在 制 品 表 面 形 成 泄 電 荷層 即 可 。 在 設(shè) 計(jì) 配 方 時(shí) ， 應(yīng) 該 在 能 滿(mǎn) 足 改 性 效 果 的 前 提下 ， 添 加 量 最 小 ， 以 降 低 成 本 。 保 證 配 方 中 各 組 分 混 合 均 勻n 配 方 中 各 組 分 的 均 分 布 是 使 配 方 能 達(dá) 到 改 性 要 求 的 保 證 ，可 采 取 下 面 的 方 法 保 證 各 組 分 的 均 勻 分 布 ： (1)分 次 加 入 對(duì) 于 填 料 加 入 量 過(guò) 大 的 配 方 ， 填 料 最 好 分 兩 次 加 入 ： 第 一次

29、 在 加 料 斗 。 第 二 次 在 中 間 側(cè) 加 料 口 。 如 加 150份 氫 氧 化鋁 的 無(wú) 鹵 阻 燃 PE配 方 ， 就 要 分 兩 次 加 入 。 否 則 不 能 造 粒 。填 料 的 偶 聯(lián) 劑 處 理 ， 一 般 以 分 三 次 噴 入 為 佳 。 這 樣 能 達(dá) 到分 散 均 勻 ， 偶 聯(lián) 效 果 好 。 n 合 理 的 加 料 順 序 在 PVC或 填 充 母 料 的 配 方 中 ， 各 種 料 的 加 料 順 序 很重 要 。 如 填 充 母 料 要 先 加 填 料 。 這 樣 有 利 于 在 混 合后 的 升 溫 過(guò) 程 中 除 去 其 中 的 水 份 和 后

30、續(xù) 的 偶 聯(lián) 處 理 。外 潤(rùn) 滑 劑 要 后 加 ， 以 免 影 響 其 他 物 料 的 均 勻 混 合 。 配 方 中 一 些 組 分 的 負(fù) 面 影 響n(yōu) 設(shè) 計(jì) 配 方 時(shí) 要 全 面 考 慮 ， 加 入 的 助 劑 在 滿(mǎn) 足 塑 料 的 某 種 性能 同 時(shí) 。 應(yīng) 盡 可 能 不 影 響 其 他 性 能 。n 如 高 填 充 配 方 對(duì) 復(fù) 合 材 料 的 力 學(xué) 性 能 和 加 工 性 能 影 響 很 大 ，使 其 沖 擊 強(qiáng) 度 和 拉 伸 強(qiáng) 度 大 幅 度 下 降 ， 加 工 流 動(dòng) 性 變 差 。n 如 果 制 品 對(duì) 復(fù) 合 材 料 的 某 項(xiàng) 性 能 有 影 響

31、， 在 配 方 設(shè) 計(jì) 中 要考 慮 補(bǔ) 償 措 施 ， 如 加 入 彈 性 體 以 減 少 對(duì) 沖 擊 性 能 的 影 響 ，加 入 潤(rùn) 滑 劑 以 改 善 加 工 性 能 。 n 抗 沖 擊 性 大 部 分 無(wú) 機(jī) 材 料 和 部 分 有 機(jī) 材 料 都 降 低 材 料 的 抗 沖 擊 性 。為 了 降 低 對(duì) 沖 擊 強(qiáng) 度 的 影 響 ， 設(shè) 計(jì) 配 方 時(shí) 可 以 考 慮 加 入 彈性 體 或 增 韌 劑 。n 透 明 性 大 多 數(shù) 無(wú) 機(jī) 材 料 對(duì) 透 明 性 都 有 影 響 ， 折 光 指 數(shù) 與 樹(shù) 脂 相近 的 無(wú) 機(jī) 材 料 對(duì) 透 明 性 的 影 響 較 小 。 對(duì)

32、主 要 用 于 HDPE塑 料 袋 的 透 明 填 充 母 料 ， 可 選 擇 對(duì) 透 明 性 影 響 較 小 的 特殊 品 種 的 滑 石 粉 。 有 些 有 機(jī) 化 合 物 也 影 響 塑 料 的 透 明 性 ，如 在 PVC的 增 韌 劑 中 ， 除 MBS外 ， CPE、 EVA、 ACR都影 響 制 品 的 透 明 性 。 在 無(wú) 機(jī) 阻 燃 材 料 中 ， 只 有 膠 體 五 氧化 二 銻 不 影 響 制 品 的 透 明 性 。 n 顏 色 配 方 設(shè) 計(jì) ， 一 定 要 注 意 助 劑 本 身 的 顏 色 及 其 變 色 性 。 有 些 助 劑本 身 顏 色 很 深 ， 這 會(huì)

33、影 響 制 品 的 顏 色 ， 難 以 制 備 淺 色 制 品 。 如炭 黑 為 黑 色 ， 只 能 制 備 深 色 制 品 ； 其 他 如 石 墨 、 紅 磷 、 二 硫 化鉬 、 金 屬 粉 末 及 工 業(yè) 礦 渣 等 本 身 都 有 顏 色 ， 選 用 時(shí) 要 注 意 。 還有 些 助 劑 本 身 為 白 色 ， 但 在 加 工 中 因 高 溫 會(huì) 變 色 ， 如 硅 灰 石 本身 為 白 色 ， 但 填 充 到 樹(shù) 脂 中 加 工 后 就 成 淺 灰 色 。n 其 他 性 能 塑 料 的 導(dǎo) 熱 改 性 一 般 為 加 入 金 屬 類(lèi) 和 碳 類(lèi) 導(dǎo) 熱 劑 ， 但 此 類(lèi) 導(dǎo) 熱 劑

34、又 是 導(dǎo) 電 劑 ， 在 提 高 導(dǎo) 熱 性 同 時(shí) 會(huì) 提 高 導(dǎo) 電 性 ， 從 而 影 響 絕 緣 性 。對(duì) 于 同 時(shí) 要 求 絕 緣 和 導(dǎo) 熱 的 塑 料 ， 不 能 加 入 具 有 導(dǎo) 電 性 的 導(dǎo) 熱 劑 ，只 能 加 入 絕 緣 類(lèi) 導(dǎo) 熱 劑 ， 如 陶 瓷 類(lèi) 金 屬 氧 化 物 。 配 方 應(yīng) 考 慮 加 工 性n 配 方 要 保 證 材 料 適 當(dāng) 的 加 工 性 ， 并 對(duì) 加 工 設(shè) 備 和 使 用 環(huán) 境 無(wú) 不 良 影 響 。助 劑 必 須 具 有 良 好 的 流 動(dòng) 性 及 耐 熱 性 。 此 外 ， 助 劑 對(duì) 樹(shù) 脂 的 加 工 性 影響 要 小 ；

35、 對(duì) 設(shè) 備 的 磨 損 和 腐 蝕 應(yīng) 盡 可 能 小 ， 加 工 時(shí) 不 放 出 有 毒 氣 體 ，損 害 加 工 人 員 的 健 康 。n 流 動(dòng) 性n 大 部 分 無(wú) 機(jī) 填 料 都 影 響 加 工 性 ， 在 加 入 量 大 時(shí) ， 需 要 相 應(yīng) 加 入 加 工 助劑 以 補(bǔ) 償 損 失 的 流 動(dòng) 性 ， 如 加 入 潤(rùn) 滑 劑 等 。 n 有 機(jī) 助 劑 一 般 都 能 改 善 塑 料 的 加 工 性 ， 如 十 溴 二 苯 醚 、 四 溴 雙 酚 A阻燃 劑 都 可 改 善 塑 料 的 加 工 流 動(dòng) 性 ， 尤 其 四 溴 雙 酚 A的 效 果 更 明 顯 。n 一 般 的

36、 PVC改 性 配 方 都 需 加 入 適 量 的 潤(rùn) 滑 劑 。 n 耐 熱 性 除 發(fā) 泡 劑 、 引 發(fā) 劑 、 交 聯(lián) 劑 因 功 能 要 求 必 須 分 解 外 ， 應(yīng) 保 證助 劑 在 加 工 溫 度 不 分 解 。 (1)氫 氧 化 鋁 因 分 解 溫 度 低 ， 不 適 合 用 于 PP， 只 能 用 于 PE中 。 (2)四 溴 雙 酚 A因 分 解 溫 度 低 ， 不 適 合 于 ABS的 阻 燃 改 性 。 (3)大 部 分 有 機(jī) 染 料 分 解 溫 度 低 ， 不 適 合 高 溫 加 工 的 工 程 塑 料 。 (4)改 性 塑 料 配 方 在 加 工 過(guò) 程 中 ，

37、 都 需 要 加 入 抗 氧 劑 ， 以 防 止因 螺 桿 的 強(qiáng) 烈 剪 切 作 用 使 其 熱 分 解 而 導(dǎo) 致 材 料 變 黃 。 n 衛(wèi) 生 及 環(huán) 保 要 求 配 方 中 的 各 類(lèi) 助 劑 應(yīng) 對(duì) 操 作 者 無(wú) 害 、 對(duì) 設(shè) 備 無(wú) 害 、 對(duì) 使 用者 無(wú) 害 、 對(duì) 環(huán) 境 無(wú) 害 。 衛(wèi) 生 性 ： 樹(shù) 脂 和 所 選 助 劑 應(yīng) 該 無(wú) 毒 ， 或 有 害 物 含 量 在 控 制 規(guī) 定 的 范圍 內(nèi) 。 塑 料 配 方 設(shè) 計(jì) 中 各 組 分 的 相 容 性n 對(duì) 于 一 個(gè) 好 的 配 方 ， 除 了 配 方 組 分 選 擇 合 理 、 用 量 搭 配 得當(dāng) 外

38、， 配 方 中 各 組 分 之 間 還 要 具 有 良 好 的 相 容 性 ， 這 樣 ，才 能 充 分 發(fā) 揮 不 同 組 分 的 應(yīng) 盡 作 用 。n 判 斷 不 同 組 分 的 相 容 性 如 何 ， 一 條 根 本 的 原 則 ， 即 相 似相 容 ， 可 分 為 以 下 幾 個(gè) 方 面 ： 溶 度 參 數(shù) 相 近 原 則 、 極 性 相 近 原 則 、 結(jié) 構(gòu) 相 近 原 則 、 結(jié)晶 能 力 相 近 原 則 、 表 面 張 力 相 近 原 則 、 粘 度 相 近 原 則 。 n 提 高 相 容 性 的 方 法 有 ： 添 加 偶 聯(lián) 劑 、 添 加 相 容劑 、 交 聯(lián) 技 術(shù) 和

39、 IPN技 術(shù) 。 塑 料 配 方 中 各 組 分 的 關(guān) 系n 大 多 數(shù) 塑 料 配 方 中 都 不 只 含 有 一 種 添 加 劑 ， 而 是 含 有 兩種 或 兩 種 以 上 添 加 劑 。 這 些 不 同 的 添 加 劑 之 間 往 往 會(huì) 產(chǎn)生 一 定 的 相 互 作 用 ， 從 而 影 響 整 個(gè) 配 方 的 性 能 發(fā) 揮 。 配方 中 各 組 分 的 相 互 關(guān) 系 有 如 下 三 類(lèi) ， 即 協(xié) 同 作 用 、 對(duì) 抗作 用 和 加 和 作 用 。 17.2 塑 料 配 方 設(shè) 計(jì) 方 法一 、 塑 料 配 方 的 表 示 方 法n 以 樹(shù) 脂 基 體 為 100份 的 配

40、 方 表 示 方 法 。 這 種 表 示 方 法 是 以樹(shù) 脂 基 體 100份 為 基 準(zhǔn) 配 方 中 其 他 組 分 以 相 對(duì) 樹(shù) 脂 基 體 的用 量 份 數(shù) 來(lái) 表 示 。 由 于 計(jì) 量 容 易 ， 廣 泛 用 于 工 業(yè) 生 產(chǎn) 和 科學(xué) 研 究 中 。n 以 混 合 料 總 量 為 100份 的 配 方 表 示 方 法 。 即 以 配 方 中 組 分總 用 量 為 100份 ， 配 方 中 各 組 分 以 其 所 占 的 分 數(shù) 來(lái) 表 示 。這 種 表 示 方 法 利 于 進(jìn) 行 原 料 消 耗 量 和 生 產(chǎn) 成 本 的 核 算 。 n 在 對(duì) 配 方 中 各 組 分 用

41、量 進(jìn) 行 計(jì) 量 時(shí) ， 一 般 多 用 質(zhì) 量 來(lái)表 示 。 當(dāng) 配 方 中 含 有 少 量 液 體 時(shí) ， 配 方 中 含 量 大 的 固體 組 分 用 質(zhì) 量 來(lái) 表 示 ， 而 為 了 配 料 方 便 ， 液 體 組 分可 用 體 積 來(lái) 表 示 。 如 在 塑 料 著 色 配 方 中 ， 會(huì) 用 到 少 量的 白 油 等 液 體 分 散 劑 ， 一 般 即 用 體 積 來(lái) 表 示 。 配 方 設(shè) 計(jì) 方 法一 、 單 因 素 變 量 配 方 設(shè) 計(jì) 方 法n 這 種 方 法 要 找 出 問(wèn) 題 的 關(guān) 鍵 ， 抓 住 主 要 矛 盾 ， 在 試 驗(yàn) 中 只考 慮 一 個(gè) 因 素 ，

42、 而 將 其 他 因 素 作 為 不 變 量 ， 以 期 得 這 一 變量 的 最 佳 值 。 然 后 以 此 最 佳 值 為 該 變 量 的 固 定 值 ， 再 考 察其 他 變 量 ， 依 此 類(lèi) 推 ， 直 至 找 到 理 想 的 配 方 。 在 用 此 種 方法 確 定 配 方 時(shí) ， 必 須 保 證 生 產(chǎn) 工 藝 條 件 和 測(cè) 試 條 件 的 一 致 ，否 則 無(wú) 法 取 舍 。 n 用 單 因 素 法 來(lái) 安 排 試 驗(yàn) ， 常 用 的 方 法 有 以 下 幾 種 ：n 逐 步 提 高 法 、 黃 金 分 割 法 、 平 分 法 、 分 批 試 驗(yàn) 法 。 1. 逐 步 提 高

43、 法n 此 法 俗 稱(chēng) 爬 山 法 ， 其 關(guān) 鍵 是 首 先 要 確 定 起 點(diǎn) 位 置 和 試 驗(yàn) 范圍 ， 起 點(diǎn) 位 置 和 試 驗(yàn) 范 圍 選 得 好 ， 試 驗(yàn) 的 次 數(shù) 就 會(huì) 少 一 些 。起 點(diǎn) 位 置 確 定 后 ， 在 試 驗(yàn) 范 圍 內(nèi) ， 向 原 料 增 加 和 減 少 方 向各 選 一 點(diǎn) ， 這 點(diǎn) 距 起 點(diǎn) 的 距 離 稱(chēng) 為 步 長(zhǎng) ， 步 長(zhǎng) 的 選 擇 一 般先 大 后 小 。 試 驗(yàn) 過(guò) 程 中 需 經(jīng) 反 復(fù) 試 驗(yàn) 和 取 舍 來(lái) 確 定 原 料 用量 的 增 減 和 步 長(zhǎng) 的 大 小 ， 直 至 達(dá) 到 變 量 的 最 佳 值 。n 這 種

44、方 法 適 合 于 對(duì) 配 方 進(jìn) 行 微 調(diào) ， 優(yōu) 點(diǎn) 是 比 較 穩(wěn) 妥 ， 缺 點(diǎn)是 對(duì) 經(jīng) 驗(yàn) 依 賴(lài) 性 大 ， 試 驗(yàn) 次 數(shù) 較 多 。 2、 黃 金 分 割 法 此 法 又 稱(chēng) 0.618法 ， 只 需 確 定 試 驗(yàn) 范 圍 ， 而 無(wú) 須 確 定 起 點(diǎn) 位 置 和步 長(zhǎng) 。 在 試 驗(yàn) 過(guò) 程 中 先 在 試 驗(yàn) 范 圍 內(nèi) 的 0.618處 及 0.382處 分 別 做一 次 試 驗(yàn) ， 而 后 比 較 試 驗(yàn) 結(jié) 果 ， 進(jìn) 行 取 舍 ， 縮 小 試 驗(yàn) 范 圍 。 在 新確 定 的 試 驗(yàn) 范 圍 內(nèi) 重 復(fù) 上 述 過(guò) 程 ， 直 至 達(dá) 到 目 標(biāo) 點(diǎn) 。

45、這 種 方 法 的優(yōu) 點(diǎn) 是 試 驗(yàn) 量 相 對(duì) 較 少 ， 但 欠 穩(wěn) 妥 。3. 平 分 法 n 此 法 又 稱(chēng) 對(duì) 分 法 ， 與 黃 金 分 割 法 有 些 類(lèi) 似 ， 不 同 在 于 步 長(zhǎng) 的選 擇 固 定 為 0.5， 但 此 法 應(yīng) 用 較 少 一 般 要 在 已 知 制 品 所 需 性 能指 標(biāo) 和 所 考 察 的 變 量 對(duì) 相 關(guān) 性 能 指 標(biāo) 影 響 規(guī) 律 的 情 況 下 ， 才能 使 用 。 4、 分 批 試 驗(yàn) 法n 可 分 為 均 分 分 批 試 驗(yàn) 法 和 比 例 分 批 試 驗(yàn) 法 兩 種 ，兩 者 的 區(qū) 別 在 于 前 者 先 在 試 驗(yàn) 范 圍 內(nèi)

46、均 勻 安 排 一批 試 驗(yàn) ， 根 據(jù) 試 驗(yàn) 結(jié) 果 ， 確 定 新 的 試 驗(yàn) 范 圍 ， 再重 復(fù) 上 述 過(guò) 程 ， 直 至 得 到 最 好 的 結(jié) 果 。 此 法 的 缺點(diǎn) 在 于 試 驗(yàn) 次 數(shù) 較 多 。 而 后 者 是 按 一 定 比 例 一 次性 把 所 有 可 能 的 試 驗(yàn) 都 安 排 下 去 ， 此 法 主 要 適 用于 原 料 少 量 變 化 就 能 引 起 較 大 的 性 能 指 標(biāo) 變 化 的場(chǎng) 合 。 多 因 素 變 量 配 方 設(shè) 計(jì) 方 法n 當(dāng) 配 方 設(shè) 計(jì) 中 同 時(shí) 存 在 兩 個(gè) 以 上 自 變 量 影 響 因 變 量 （ 制 品性 能 ） 時(shí)

47、， 就 需 采 用 多 因 素 試 驗(yàn) 法 。 多 因 素 試 驗(yàn) 方 法 很 多 ，其 中 以 正 交 試 驗(yàn) 用 得 最 多 。正 交 設(shè) 計(jì) 法n 正 交 試 驗(yàn) 法 是 在 優(yōu) 選 的 試 驗(yàn) 范 圍 內(nèi) ， 首 先 確 定 試 驗(yàn) 的 因 素?cái)?shù) 和 水 平 數(shù) ， 而 后 一 次 性 布 置 一 批 試 驗(yàn) ， 再 用 直 觀(guān) 分 析 法和 方 差 分 析 法 對(duì) 試 驗(yàn) 結(jié) 果 進(jìn) 行 分 析 和 整 理 縮 小 優(yōu) 選 范 圍 ，分 析 出 各 因 素 對(duì) 指 標(biāo) 影 響 的 主 次 ， 各 因 素 中 最 好 的 水 平 。此 法 只 需 做 少 量 試 驗(yàn) 就 可 判 斷 出

48、 較 優(yōu) 的 配 方 。 正 交 設(shè) 計(jì) 法 正 交 表 的 組 成n 正 交 設(shè) 計(jì) 的 核 心 是 一 個(gè) 正 交 設(shè) 計(jì) 表 ， 簡(jiǎn) 稱(chēng) 正 交 表 。 一 個(gè) 典型 的 正 交 表 可 由 下 式 表 達(dá) ： LM（ bK）n 式 中 L為 正 交 表 的 符 號(hào) K為 實(shí) 驗(yàn) 中 變 量 的 數(shù) 目 ， 習(xí) 慣 稱(chēng) 其 為 因 素 或 因 子 b為 每 個(gè) 因 素 所 取 的 幾 個(gè) 實(shí) 驗(yàn) 值 數(shù) 目 ， 稱(chēng) 為 水 平 ， 水 平值 同 經(jīng) 驗(yàn) 確 定 ， 要 求 各 水 平 值 之 間 要 有 合 理 的 差 距 M為 實(shí) 驗(yàn) 次 數(shù) ， 一 般 由 經(jīng) 驗(yàn) 確 定 ， 但 大

49、 致 規(guī) 律 如 下 ： 對(duì) 于 二 水 平 實(shí) 驗(yàn) M=K+1 對(duì) 于 三 水 平 實(shí) 驗(yàn) M=b（ K-1） 上 述 規(guī) 律 并 不 全 部 適 用 ， 也 有 例 外 ， 如 L27（ 313） 。n 指 標(biāo) ， 正 交 表 的 最 后 一 項(xiàng) 為 實(shí) 驗(yàn) 目 的 ， 即 指 標(biāo) ， 它 為衡 量 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 好 壞 的 參 數(shù) ， 如 產(chǎn) 品 合 格 率 、 硬 度 、 耐熱 溫 度 、 沖 擊 強(qiáng) 度 、 氧 指 數(shù) 及 體 積 電 阻 率 等 。 n 常 用 的 典 型 正 交 表 有 ：二 水 平 ： L4（ 23） 、 L8（ 27） 、 L12（ 211） 等三 水 平

50、： L6（ 33） 、 L9（ 34） 、 L18（ 37） 等四 水 平 ： L16（ 45） 等二 水 平 L4（ 23） 正 交 表 二 水 平 L8（ 27） 正 交 表 二 水 平 L12（ 211） 正 交 表 三 水 平 L9（ 34） 正 交 表 四 水 平 L16（ 45） 正 交 表 正 交 設(shè) 計(jì) 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 分 析 法n 實(shí) 驗(yàn) 分 析 可 以 解 決 如 下 三 個(gè) 方 面 的 問(wèn) 題 ： 1. 對(duì) 指 標(biāo) 的 影 響 ， 哪 個(gè) 因 素 主 要 ， 哪 個(gè) 因 素 次 要 ， 分 清 主次 關(guān) 系 ； 2. 各 個(gè) 因 素 以 哪 個(gè) 水 平 為 最 好 ； 3

51、. 各 個(gè) 因 素 用 什 么 樣 的 水 平 組 合 下 來(lái) 指 標(biāo) 值 最 好 。 常 用 的 分 析 方 法 有 兩 種 ， 即 直 觀(guān) 分 析 法 和 方 差 分 析 法 。 直 觀(guān) 分 析 法n 計(jì) 算 每 個(gè) 水 平 幾 次 實(shí) 驗(yàn) 取 得 指 標(biāo) 的 平 均 值 ， 進(jìn) 行 比 較 ， 找出 每 個(gè) 因 素 的 最 佳 水 平 ； 幾 個(gè) 因 素 的 最 佳 水 平 組 合 起 來(lái) ，即 為 最 佳 配 方 或 工 藝 條 件 ； 另 外 ， 計(jì) 算 每 個(gè) 因 素 不 同 水 平所 取 得 不 同 指 標(biāo) 值 差 ， 何 種 因 素 不 同 水 平 之 間 指 標(biāo) 差 大 ，即

52、 為 對(duì) 指 標(biāo) 最 有 影 響 的 因 素 。n 直 觀(guān) 分 析 法 直 觀(guān) 、 簡(jiǎn) 便 ， 但 不 能 區(qū) 分 因 素 與 水 平 的 作 用 差異 。 方 差 分 析 法n 其 方 法 為 通 過(guò) 偏 差 的 平 方 和 及 自 由 度 等 一 系 列 計(jì) 算 ， 將 因素 和 水 平 的 變 化 引 起 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 間 的 差 異 與 誤 差 的 波 動(dòng) 區(qū) 分開(kāi) 來(lái) ， 這 樣 來(lái) 分 析 正 交 實(shí) 驗(yàn) 的 結(jié) 果 ， 對(duì) 下 一 步 或 投 入 生 產(chǎn)的 可 靠 性 很 大 。 正 交 設(shè) 計(jì) 法 舉 例n 熱 固 性 塑 料 壓 制 成 型 配 方 及 工 藝 條 件 的

53、確 定 。1. 設(shè) 計(jì) 正 交 表 指 標(biāo) ： 硬 度 合 格 率 。 因 素 ： 模 板 溫 度 、 交 聯(lián) 時(shí) 間 及 交 聯(lián) 劑 用 量 三 因 素 K=3。 水 平 ： 每 個(gè) 因 素 取 二 水 平 b=2 n 實(shí) 驗(yàn) 次 數(shù) ： M=K+1=3+1=4次n 正 交 表 選 L4（ 23） 2. 按 正 交 表 做 實(shí) 驗(yàn) ， 并 將 結(jié) 果 填 入 L4（ 23） 正 交 表 中 三 因 素 二 水 平 L4（ 23） 正 交 表 3. 試 驗(yàn) 結(jié) 果 分 析 采 用 直 觀(guān) 分 析 法計(jì) 算 每 一 個(gè) 因 素 不 同 水 平 二 次 試 驗(yàn) 的 平 均 值 ， 如 下 ： A1

54、=1/2（ 90+85） =87.5 A2=1/2（ 45+70） =57.5 B1=1/2（ 90+45） =67.5 B2=1/2（ 85+70） =77.5 C1=1/2（ 90+70） =80 C 2=1/2（ 85+45） =65 比 較 A1和 A2， B1和 A2， C1和 C2， 可 以 找 出 優(yōu) 化 條 件 為 A1、B2、 C1 n 還 有 一 個(gè) 比 較 三 個(gè) 因 素 哪 一 個(gè) 對(duì) 指 標(biāo) 影 響 大 的 問(wèn) 題 ， 可以 通 過(guò) 計(jì) 算 極 差 （ Rj） 找 出 ， 極 差 值 Rj=|A1-A2|=|87.5-57.5|=30， 將 計(jì) 算 結(jié) 果 列 于 表 中 ， 可 以 看 出 R1最 大 ， 說(shuō)明 模 板 溫 度 對(duì) 硬 度 合 格 率 影 響 最 大 。n 最 終 所 設(shè) 計(jì) 的 配 方 正 確 與 否 ， 要 經(jīng) 過(guò) 實(shí) 驗(yàn) 來(lái) 篩 選 。 一般 按 配 方 制 成 母 料 ， 檢 測(cè) 其 加 工 性 ， 然 后 制 成 試 樣 ，檢 測(cè) 其 使 用 性 能 。 需 要 重 復(fù) 試 驗(yàn) 才 能 得 到 最 佳 的 實(shí) 用配 方 。