低定量环保型水稻秸秆纤维地膜制造工艺参数优(2)
表1 因素水平编码表Table 1 Factor level code水平Level-2-1 0 1 2因素Factors打浆度Beating degree(x1)/(°)30 35 40 45 50混合比Mixing ratio(x2)/%10 20 30 40 50松香质量分数Rosin mass fraction(x3)/%0.6 0.8 1.0 1.2 1.4矾土质量分数Bauxite massfraction(x4)/%3 4 5 6 7湿强剂质量分数Wet strength agent mass fraction(x5)/%1.4 1.6 1.8 2.0 2.2
1.3 制膜工艺
对水稻秸秆纤维和商品浆按照QB/T-2009 标准,打浆至表2 中试验方案相应的打浆度,2 种浆料按照试验方案中的比例混合,对照方案加入相应的松香、矾土、湿强剂进行搅拌[23],然后参照QB/T-2009 标准将浆料抄成定量为55 g/m2样片,经过压榨、干燥(真空度达96 kPa,温度约97℃,干燥5~7 min)。测定干抗张力参照GB/T-2008标准,将轻轻拉直的试样夹在ZL-300摆锤式纸张抗张强度试验机的2 个夹头上,使试验机以100 mm/min 的拉伸速度将规定尺寸的试样拉伸至断裂,试验机自动记录抗张力,重复10 次试验并记录试验数据计算均值。测定湿抗张力参照GB/ 标准,将浸入蒸馏水中2 h后的试样取出,使用滤纸轻轻吸去试样表面的水,然后轻轻拉直迅速夹在ZL-300摆锤式纸张抗张强度试验机的2 个夹头上测试其抗张力,重复10 次试验并记录试验数据计算均值。测定耐破度参照GB/T454-2002 标准,将处理好的试样放置于ZDNP-1 型电子式纸张耐破度测定仪的弹性胶膜上,紧紧夹住试样周边,使之与胶膜一起自由凸起[24]。当液压流体以稳定速率泵人,使胶膜凸起直至试样破裂时,测定仪记录所施加的最大压力,即试样耐破度,重复20 次试验并记录试验数据计算均值。最后应用Design-Expert 6.0.10 软件对数据进行统计分析[25]。
2 结果与分析
2.1 试验结果
试验结果如表2所示。
2.2 回归模型
对试验结果进行分析,干抗张力y1(N)、湿抗张力y2(N)、耐破度y3(kPa)二次项模型(quadratic)有意义(P<0.000 1),在置信度α=0.05下,进行F检验,剔除不显著项后,得到的回归模型,如式(1)~式(3)所示。
式中x1为打浆度,(°);x2为混合比,%;x3为松香质量分数,%;x4为矾土质量分数,%;x5为湿强剂质量分数,%。
2.3 回归模型方差分析
对式(1)~式(3)进行方差分析,结果如表3所示。
由表3 可知,每个指标拟合项的F1<F0.05,说明模型拟合效果好,回归项F2>F0.05,说明回归方程极显著。
2.4 各因素对各项性能指标影响主次分析
参照徐中儒关于多元二次回归中各因素重要性的计算方法[25]。对于由试验数据所建立的二次回归方程,可利用对二次方程系数的检验结果,来判断因素对y 作用的程度。
表2 试验方案与结果Table 2 Experimental plan and results序号No.1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36打浆度Beating degree-1 1-1 1-1 1-1 1-1 1-1 1-1 1-1 1-2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0混合比Mixing ratio-1-1 1 1-1-1 1 1-1-1 1 1-1-1 1 1 0 0-2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0松香水平Rosin level-1-1-1-1 1 1 1 1-1-1-1-1 1 1 1 1 0 0 0 0-2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0矾土水平Bauxite level-1-1-1-1-1-1-1-1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0-2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0湿强剂水平Wet strength agent level 1-1-1 1-1 1 1-1-1 1 1-1 1-1-1 1 0 0 0 0 0 0 0 0-2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0干抗张力Dry tensile strength(y1)/N 16.9 12.2 17.7 19.8 12.1 18.1 30.4 19.7 24.6 21.3 19.3 17.6 18.7 9.4 17.4 26.3 9.2 13.1 11.2 33.4 15.4 19.4 22.3 24.1 18.2 22.1 16.2 18.1 19.6 12.4 13.8 21.6 11.7 13.6 22.8 16.7湿抗张力Wet tensile strength(y2)/N 5.2 3.6 5.3 5.6 4.1 5.4 9.7 5.6 8.1 7.6 5.9 5.1 5.7 3.4 5.6 8.7 3.1 3.9 3.7 11.2 4.7 6.1 8.2 8.5 5.4 8.1 5.3 5.4 6.1 3.7 4.1 7.4 3.7 3.9 7.3 5.3耐破度Bursting strength g3/kPa 67 81 92 95 80 91 127 96 112 107 93 92 93 64 92 117 62 82 76 132 71 92 108 113 92 107 75 91 94 80 83 104 78 82 109 77
表3 回归模型方差分析Table 3 Variance analysis of regression model变异来源Source干抗张力Dry tensile strength湿抗张力Wet tensile strength项目Item回归剩余拟合误差总和回归剩余拟合误差总和平方和Sum of Squares 735.95 309.41 176.09 133.32 1045.36 86.27 45.90 28.38 17.52 132.17自由度Degree of freedom 11 24 15 9 35 10 25 16 9 35均方Mean square 66.90 12.89 11.74 14.81 8.63 1.84 1.77 1.95 F值F value F2=5.19 F1=0.79 F2=4.70 F1=0.91临界值Critical value F0.05(11,24)=2.22 F0.05(15,9)=3.01 F0.05(10,25)=2.24 F0.05(16,9)=3.00耐破度Bursting strength回归剩余拟合误差总和6 841.24 3 027.07 1 774.97 1 252.10 9 868.31 11 24 15 9 35 621.93 126.13 118.33 139.12 F2=4.93 F1=0.85 F0.05(11,24)=2.22 F0.05(15,9)=3.01
各因素对各项指标的贡献率如表4。
文章来源:《机械强度》 网址: http://www.jxqdzzs.cn/qikandaodu/2020/1109/357.html