南京理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯學(xué)院（系）：機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)：機(jī)械工程及自動(dòng)化姓名：曾梁彬?qū)W號(hào)：03303502外文出處：ChemometricsandIntelligentLaboratorySystems附件：1.外文資料翻譯譯文2.外文原文指導(dǎo)教師評(píng)語：簽名：年月日附件1：外文資料翻譯譯文多變量投影法對(duì)聚氨酯反應(yīng)注射成型（RIM）工藝的分析和優(yōu)化摘要主要成分分析法（PCA）和潛在結(jié)構(gòu)投影法（PLS），通過對(duì)工業(yè)數(shù)據(jù)的分析，已經(jīng)成功的被用于診斷工業(yè)聚氨酯硬泡絕緣板生產(chǎn)中出現(xiàn)的許多問題。在泡沫生產(chǎn)中，通過使用PCA和PLS模型來展示質(zhì)量變量的空間變化，以及它們同過程變量之間的聯(lián)系。針對(duì)那些從PCA研究中找到的那些關(guān)鍵過程變量進(jìn)行進(jìn)行了一些設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)的結(jié)果也被用于過程優(yōu)化中。關(guān)鍵字：聚氨酯、反應(yīng)注射成型、投影法。1、簡(jiǎn)介在過去的二十年里，化學(xué)工藝，和其他行業(yè)一樣，在它們的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，已經(jīng)掀起了一場(chǎng)革命。智能機(jī)器，龐大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量，以及高吞吐量的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)都使得采集每一數(shù)據(jù)點(diǎn)的花費(fèi)降至一個(gè)很低的水平。大量數(shù)據(jù)可以在線或在質(zhì)量控制實(shí)驗(yàn)室里，通過過程變量測(cè)量或質(zhì)量變量測(cè)量的方法得到。投影法，如主要成分分析法（PCA）和潛在結(jié)構(gòu)分析法（PLS），提供了一種應(yīng)用這種系統(tǒng)來處理高度相關(guān)數(shù)據(jù)的采集的方法。此外，它們能有效的處理多元反應(yīng)變量和缺失數(shù)據(jù)，并提供了一種良好的工具，能在這些多元數(shù)據(jù)集中提取和顯現(xiàn)那些系統(tǒng)變量。投影法的最大的特點(diǎn)在于，能將一個(gè)多維空間的問題降低到一個(gè)低維空間，通常是三到四維。Umetrics公司的SIMCA_P8.0軟件就被應(yīng)用于PCA/PLS的分析來解決這類問題。這項(xiàng)研究的重點(diǎn)是應(yīng)用多變量投影法來診斷和分析聚氨酯反應(yīng)注射成型的工藝過程。這項(xiàng)研究的主要目的是了解該過程中空間中的差異，矯正引起變化的根源，并優(yōu)化質(zhì)量變量。2、聚氨酯的形成機(jī)制在隔熱的反應(yīng)過程中，形成了反應(yīng)注射成型（RIM）的聚氨酯泡沫。每一個(gè)隔熱容器作為一個(gè)化學(xué)反應(yīng)器，其容腔內(nèi)都有兩套不同的反應(yīng)同時(shí)發(fā)生。一類是聚合反應(yīng)，其過程可能形成氨基甲酸乙酯和尿素。另一類是發(fā)泡反應(yīng)，包括了二氧化碳的變化和發(fā)泡劑的蒸發(fā)?；瘜W(xué)物質(zhì)從貯存容器中流出來，通過熱交換器來控制溫度，然后在高壓下進(jìn)入混合頭內(nèi)以保證充分的混合，最后被注入模具中。1在聚氨酯的發(fā)泡反應(yīng)過程中，有許多的物理和化學(xué)變化發(fā)生，這些反應(yīng)隨時(shí)間和范圍的變化情況如圖1所示。由于泡沫本身是一種良好的絕熱體，隨著反應(yīng)的進(jìn)行和溫度梯度的上升，泡沫內(nèi)部溫度的上升造成了許多的問題，這些將在后面討論。一般來說，產(chǎn)生聚氨酯硬泡包含以下四和階段。2()混合期：主要包含多元醇、催化劑、表面活性劑和發(fā)泡劑的混合物，在高壓下在混合器中與異氰酸酯進(jìn)行混合。()乳化期：由化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量引起的溫度升高，已足夠促進(jìn)發(fā)泡劑的活化。()上升期：發(fā)泡劑蒸發(fā)產(chǎn)生泡沫，直到自由發(fā)泡產(chǎn)生的泡沫達(dá)到了充分的硬度或是模具被填充滿。()固化期：在此階段，聚合物進(jìn)行高溫處理一段時(shí)間。整個(gè)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)是由一個(gè)具有六個(gè)工位的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的回轉(zhuǎn)桶單元。發(fā)泡設(shè)備放置在每一個(gè)旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)位置上。當(dāng)發(fā)泡設(shè)備被預(yù)熱的時(shí)候，保溫容器的門或其他用于發(fā)泡的空腔被放置在發(fā)泡裝置內(nèi)，然后將反應(yīng)混合物注入回轉(zhuǎn)桶的其中一個(gè)工位。一旦發(fā)泡開始，回轉(zhuǎn)桶通過另外五個(gè)部位的框架結(jié)構(gòu)帶動(dòng)整個(gè)模架旋轉(zhuǎn)起來進(jìn)行固化，當(dāng)其他幾個(gè)部位也開始發(fā)泡反應(yīng)時(shí)，最終將模架返回到發(fā)泡位置。每一個(gè)回轉(zhuǎn)桶有兩個(gè)聚氨酯泡沫混合頭。每一個(gè)混合頭發(fā)泡時(shí)是通過一個(gè)不同的通道來進(jìn)行發(fā)泡。圖1聚氨酯的泡沫成型2.1問題描述此項(xiàng)工作的需求和動(dòng)機(jī)，來源于發(fā)泡過程中的不穩(wěn)定性和質(zhì)量變量控制的復(fù)雜性。在這個(gè)過程中出現(xiàn)的兩個(gè)問題被分開討論，是由于它們出現(xiàn)于不同的時(shí)期。第一步的工作是優(yōu)化聚氨酯泡沫板的性能，通過其導(dǎo)熱性和密度的空間變量表示出來。通過熱導(dǎo)率（K-因子）的測(cè)量，聚氨酯泡沫的絕緣特性被作為一項(xiàng)重要的變量來控制。它對(duì)隔熱性能和能源的消耗方面有直接的影響。理論上，當(dāng)主要的反應(yīng)成分與異氰酸酯在一定的溫度下混合時(shí)，發(fā)泡劑開始沸騰，并產(chǎn)生大量的蒸汽，從而引起發(fā)泡并降低密度。在硬泡中，由發(fā)泡劑產(chǎn)生的小孔降低了熱量的傳遞。K-因子越低，其絕緣性能和隔熱性能越好。作為泡