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 використання 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 взаємозв’язку між складом суміші та процесом структуроутворення, що є фактором, який визначає характеристики виробів на їх основі, тож потрібне здійснення великої кількості багатофакторних експериментів. Останні 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 приймаються за результатами експериментів.

Одним із 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.

Під експериментом розуміють сукупність операцій, що здійснюється над об'єктом дослідження з метою одержання інформації про його властивості.

Експеримент, в якому дослідник на свій розсуд може змінювати умови його проведення, називається активним експериментом. Якщо дослідник не може самостійно змінювати умови його проведення, а лише реєструє їх, то це пасивний експеримент.

Найважливішим завданням методів обробки отриманої в ході експерименту інформації є задача побудови математичної моделі досліджуваного явища, процесу, об'єкта. Її можна використовувати і при аналізі процесів і при проектуванні об'єктів. Можна отримати добре апроксимуючу математичну модель, якщо цілеспрямовано застосовується активний експеримент. Іншим завданням обробки отриманої в ході експерименту інформації є задача оптимізації, тобто знаходження такої комбінації впливають незалежних змінних, при якій обраний показник оптимальності приймає екстремальне значення.

Досвід - це окрема експериментальна частина.

План експерименту - сукупність даних визначають число, умови і порядок проведення дослідів.

Планування експерименту - вибір плану експерименту, що задовольняє заданим вимогам, сукупність дій спрямованих на розробку стратегії експериментування (від отримання апріорної інформації до отримання працездатною математичної моделі або визначення оптимальних умов). Це цілеспрямоване управління експериментом, що реалізовується в умовах неповного знання механізму досліджуваного явища.

У процесі вимірювань, наступної обробки даних, а також формалізації результатів у вигляді математичної моделі, виникають похибки і втрачається частина інформації, що міститься у вихідних даних. Застосування методів планування експерименту дозволяє визначити похибка математичної моделі і судити про її адекватності. Якщо точність моделі виявляється недостатньою, то застосування методів планування експерименту дозволяє модернізувати математичну модель з проведенням додаткових дослідів без втрати попередньої інформації і з мінімальними витратами.

Мета планування експерименту - знаходження таких умов і правил проведення дослідів при яких вдається отримати надійну і достовірну інформацію про об'єкт з найменшою витратою праці, а також представити цю інформацію в компактній і зручній формі з кількісною оцінкою точності.