復(fù)鞣劑與皮革感官特性的關(guān)系及其數(shù)學(xué)模型研究.pdf

1、皮革重要的感官特性(手感彈性、柔軟性和豐滿性)檢驗(yàn)，一直沿襲感觀檢驗(yàn)、語言描述的評(píng)價(jià)方法，又稱之為手檢方法(HEM-HandEvaluationMethod)，這是阻礙皮革工業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程參數(shù)化控制的主要原因。明確皮革感官特性的參數(shù)化控制理論與方法，成為皮革工業(yè)最為關(guān)注的問題之一，同時(shí)也是皮革工業(yè)的世界性難題之一，而建立皮革生產(chǎn)過程中各種化學(xué)助劑類型與用量之間的數(shù)學(xué)模型是解決此類問題的前提和關(guān)鍵。 本論文選定各種復(fù)鞣革為研究對(duì)象

2、，主要從以下三個(gè)方面進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和理論研究： (1)以白濕皮為原材料，復(fù)鞣劑種類及用量為影響因素，對(duì)皮革復(fù)鞣工藝的控制機(jī)理進(jìn)行研究。通過測(cè)定復(fù)鞣革的各種感官特性參數(shù)(頂伸系數(shù)K1、頂伸功W1、壓縮因子Kc、壓縮功Wc)，借助Origin、Matlab在數(shù)值計(jì)算和數(shù)理統(tǒng)計(jì)方面的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)，確定不同種類復(fù)鞣劑的最佳用量，總結(jié)出復(fù)鞣劑用量對(duì)皮革復(fù)鞣工藝控制的影響規(guī)律。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明： ①丙烯酸樹脂復(fù)鞣劑用量為3％～5％時(shí)，△Kc=8

3、.61～8.97，△Wc=0.13～0.10(×10-3)J，△K1=5.32～7.43，△W1=5.45～5.85(×10-3)J；丙烯酸樹脂復(fù)鞣革的各個(gè)感官特性參數(shù)都處在最大值，即復(fù)鞣革的豐滿性、柔軟性、可延伸性都最好。 ②聚氨酯復(fù)鞣劑用量在4％時(shí)，△Kc=7.78；△Wc=0.16(×10-3)J，復(fù)鞣革具有很好的豐滿性；聚氨酯復(fù)鞣劑用量在4％～6％時(shí)，△K1值達(dá)到3.52～4.39，△W1=4.28～4.65(×10-3

4、)J，復(fù)鞣革具有很好的柔軟性和可延伸性。 ③荊樹皮栲膠用量在4％時(shí)，△Kc=9.38，△Wc=0.22(×10-3)J，△K1=1.70，△W1=0.49(×10-3)J。復(fù)鞣革具有豐滿和柔軟的綜合特性。三種復(fù)鞣劑的最佳用量與常規(guī)的復(fù)鞣劑用量基本相符，因此可以得出：用感官特性參數(shù)對(duì)復(fù)鞣工藝過程進(jìn)行控制切實(shí)可行。 (2)在以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，首先應(yīng)用Spss統(tǒng)計(jì)軟件，通過數(shù)據(jù)處理來驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，揭示現(xiàn)實(shí)規(guī)律。根據(jù)最小二乘

5、法原理，運(yùn)用多項(xiàng)式回歸分析的方法，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行非線性擬合，建立單一因素的定性、定量方程即：建立頂伸系數(shù)(Kl)、頂伸功(W1)、壓縮因子(Kc)和壓縮功(Wc)與各種復(fù)鞣劑用量(X)的數(shù)學(xué)模型。通過數(shù)理統(tǒng)計(jì)及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等多種方式，保證了數(shù)學(xué)模型高度顯著線性相關(guān)。研究結(jié)果如下所示： ①丙烯酸樹脂復(fù)鞣劑(用量范圍：0～9％) △φx1=-0.07+418.32X-5903.80X2△φx2=0.63+246.89X-2948

6、.14X2△φx3=1.21+329.11X-3519.16X2△φx4=0.01+9.13X-195.15X2+1005.77X3 ②聚氨酯復(fù)鞣劑(用量范圍：0～10％) △φx2=0.35+141.51X-1172.60X2△φx3=0.44+270.08X-2921.79X2△φx4=0.015+5.54X-54.78X2 ③荊樹皮栲膠復(fù)鞣劑(用量范圍：0～8％) △φx1=-0.016-102.8

7、5X+5850.40X2-60787.50X3△φx3=0.64+385.91X-4403.97X2△φx4=-0.001+15.55X-337.445X2+2036.73X3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：所建立的數(shù)學(xué)模型顯著性較高，回歸結(jié)果的顯著水平達(dá)到了95％，說明模型合理。 其次本論文采用做重復(fù)性試驗(yàn)的方法，驗(yàn)證數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性。驗(yàn)證結(jié)果表明：數(shù)學(xué)模型的相對(duì)誤差在5％～8％。 (3)為了可以更為直觀地了解和對(duì)比皮革的感官

8、特性，本論文利用兩組判別分析方法，建立判別函數(shù)R的關(guān)系式，并對(duì)判別函數(shù)的顯著性進(jìn)行F檢驗(yàn)和馬氏距離檢驗(yàn)。然后根據(jù)已經(jīng)建立的數(shù)學(xué)模型，通過變量代換，可以解析出復(fù)鞣革感官特性綜合參數(shù)(φ)與復(fù)鞣劑用量(X)之間的數(shù)學(xué)模型，應(yīng)用相關(guān)關(guān)系分析，檢驗(yàn)數(shù)學(xué)模型中變量之間的相關(guān)性，檢驗(yàn)結(jié)果如下表： ①丙烯酸樹脂復(fù)鞣劑(用量范圍：0～9％) φ1=1.02+1046.36X-13687.96X2-1818.43X3②聚氨酯復(fù)鞣劑(用量范