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1、第二章第二章 精细化工工艺基础精细化工工艺基础v2.1精细化工工艺过程精细化工工艺过程v2.2精细化工产品的配方设计原则精细化工产品的配方设计原则v2.3配方优化设计方法配方优化设计方法2.2 精细化工产品的配方设计原则v 任务：根据一项具体的应用要求，以某一产品为研究对象选择配方，通过大量筛选式的复配试验，充分研究各组分的化学和物理作用机理，发现它们之间可能存在的协同效应，确定需要加入助剂的种类和数量以及最佳生产工艺等。v 基本原则：从产品设计的用途出发，在要求产品配方的全部性能指标 均达到规定标准前提下，使得产品配方综合性能（特别是主要性能）指标达到最优化。2.3 配方优化设计方法v设计过
2、程v（1）将产品主要性能作为设计的目标函数，进行配方设计；v（2）参与反应的主要组分按反应机理的计量关系选择，其它组分按照其互相作用等原则进行选择；v（3）以主要性能指标作为评价标准，进行配方试验、性能测试，确定其优化配方。v方法：单因素优选法v 多因素优选法v 正交试验法1.单因素优选法v 在n个组分（因素）的配方体系中，将n-1个因素固定，逐步改变某一个因素的水平，根据目标函数评定该因素的最优水平，然后依次求取体系中各因素的最优水平，最后将各因素的最优水平组合成最好配方。v注】应按因素对目标函数的敏感程度，逐次优选。v常用方法：v 黄金分割法（0.618法）和分数法：适于求极值；v 对分法
3、：适于选合格点问题黄金分割法v（1）基本原理v 来源于平面几何的黄金分割，分割比例w=0.618v 前提：根据试验先确定某因素所需要试验的大致取值范围（a，b）。v第一次选点：x1选在ab总长度的0.618处v x1=a+（b-a）wv第二次选点：x2为x1的对称点v x2=b （b-a）wv =（a+b）-a-（b-a）wv =（a+b）-x1v =a+（b-x1）黄金分割法v比较：y1=f(x1)y2=f(x2)v1)若f(x1)f(x2)，即x1优于x2，去掉（a，x2）段，在余下的（x2，b）中已有一个试验点x1，用以上求对称点的方法做下去。v2）若f(x1)f(x2)，即x2 优于x
4、1，去掉（x1，b）段，在余下的（a，x1）中已有一个试验点x2，用以上求对称点的方法做下去。v3)用以上方法直到求出极大值。例题v 某橡胶厂生产的微孔胶拖鞋存在缩码问题，如10码缩为9码。v原因分析v 配方不合理，其中对收缩率起主要作用的是促进剂、发泡剂的用量v 促进剂：在橡胶硫化时，加快硫化速度、缩短硫化时间、降低硫化剂用量、改善硫化胶的物理机械性能的助剂。v 硫化：使具有可塑性的线型大分子胶料半成品通过加热和其他处理后发生交联成为网状结构的高分子弹性体的过程。v 发泡剂：不与基体树脂发生化学反应，并能在特定条件下产生无害气体的物质。v 实质：每次取一个因素，按0.618法优选，达到各因素优选。v（1）等高线法：适合于两个因素的优选v步骤：v1）确定试验范围；v2）把其中一个因素根据实践经验控制在适当水平，用单因素优选法确定另一个因素；v3）把该因素固定在所选试验点上，用单因素优选法确定前一因素；v4）重复上述步骤，一次比一次更接近最佳点。2、多因素优选法（2）陡度法v 基本思路：在优选过程中，从以往的试验结果中找出坡度最陡的方向，沿着该方向再做试验。v 陡度：设有一个双因素问题，分别在A点、B点做两次试验，得到数据a，b。v若ba，则（b-a)/A、B间距称为A上升到B的陡度。v 陡度法：计算出各个方向上的陡度，然后在陡度最大的方向上取点试验。v例题