Розділ 1 основна частина

1.1 Вступні положення

Сучасна людина оточена великою кількість різних товарів, матеріалів й виробів, одержаних із застосуванням високомолекулярних сполук (полімерів) – це речовини, що мають високу молекулярну масу. Тож характеризуючи сучасну епоху можна сказати, що це "століття полімерів".

І це має сенс, адже ступінь застосування полімерних матеріалів в соціальній сфері та економіці є важливим критерієм рівня НТП в країні. Вітчизняний й світовий досвід свідчать, що найраціональнішим вирішенням проблеми утворення полімерних матеріалів із унікально новими характеристиками є не розроблення нової сировини, а модифікація полімерів, яка вже випускається промисловістю.

Змішування полімерів й додавання спеціальних добавок – компатибілізаторів дає можливість не тільки поєднувати характеристики кількох компонентів, а й отримувати унікальні ефекти і сучасні матеріали з властивостями, що нехарактерні вихідним полімерам. Так, перероблення розплавів суміші полімерів є перспективним методом отримання волокон із діаметрами від декількох до десятих частин мікрометра. А ступінь реалізації останнього характеризується співвідношенням компонентів у суміші.

Полімерні дисперсії – це складні об’єкти для досліджень. Для встановлення оптимальних параметрів переробки й визначення зв’язку між складом суміші та процесом структуроутворення (є фактором, який визначає характеристики виробів на їх основі), потрібне здійснення великої кількості багатофакторних експериментів. Багатофакторні експерименти пов'язані з певними витратами матеріалів й часу, тому що дослідження впливу кожного фактора відбувається окремо, при зафіксованих значеннях інших параметрів. Тому, часто параметрам притаманні 4-5 різних рівнів варіювання.

Тож для повного дослідження об’єкта потрібно розглянути значну кількість комбінацій і це без врахування паралельних дослідів.

Іноді число експериментів штучно скорочують за допомогою зменшення обсягу досліджуваного факторного простору чи числа значень факторів. У цих двох випадках зменшується ступінь вірності рішень, що обираються по результатах експериментів.

Один із головних шляхів, який дає можливість вести наукові дослідження швидкими темпами й дозволяє віднайти рішення, максимально приближені до оптимальних, при мінімальних витратах, є застосування математичних методів аналізу та планування експерименту.

Планування експерименту – це процедура вибіру умов й числа здійснення дослідів, потрібних та достатніх для розвязання задачі досліджень із заданою точністю.

Експеримент – це сукупність операцій, які здійснюються над об'єктом досліджень, щоб одержати інформацію про його характеристики.

Експерименти бувають активні (коли дослідник на свій розсуд має можливість змінити умови його здійснення) та пасивні (дослідник не може самостійно змінити умови його здійснення, а лише реєструє їх).

Важливим завданням методів обробки одержаної інформації у ході експерименту є задача побудови математичної моделі та задача оптимізації.

Математична модель є системою математичних співвідношень, яка описує явище чи процес, що досліджується. Вона є важливою для таких наук, як: хімія, економіка, інформатика, екологія, механіка, соціологія, фізика, біологія й інших.

А задачою оптимізації є знаходження такої комбінації впливу незалежних змінних, при якій вибраний показник оптимальності приймає екстремальне значення.

Застосування теорії планування експерименту дозволяє: 1) мінімізувати – це скорочення потрібної кількості дослідів; 2) паралельне варіювання усіх факторів; 3) обрати чітку стратегію для прийняття обгрунтованих рішень після кожної серії дослідів; 4) мінімізувати помилки експерименту за допомогою застосування спеціальних перевірок.