CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
4.3. Kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ thành phần nguyên liệu đến một số tính chất keo
4.3.2. Ảnh hưởng đến thời gian đóng rắn
Bảng 4.4. Bố trí thí nghiệm và kết quả xác định thời gian đóng rắn của keo theo tỷ lệ thành phần nguyên liệu khác nhau
Số thí nghiệm Lượng dùng PVA, % Tỷ lệ F:U1 Thời gian đóng rắn, giây
1 2,0 1,90 85,3
2 2,0 1,90 85,5
3 3,4 1,90 88,5
4 2,0 2,04 95,3
5 1,0 1,80 82,4
6 3,0 2,00 85,2
7 2,0 1,90 84,6
8 2,0 1,90 86,1
9 1,0 2,00 88,5
10 2,0 1,90 85,3
11 2,0 1,76 101,2
12 0,6 1,90 82,1
13 3,0 1,80 92,1
Bảng 4.5. Kết quả phân tích ANOVA tỷ lệ thành phần nguyên liệu ảnh hưởng đến thời gian đóng rắn
Source Sum of Squares df Mean Square F-value p-value
Model 300,78 5 60,16 7,83 0,0087 significant
A-PVA 29,84 1 29,84 3,88 0,0894
B-F:U 10,45 1 10,45 1,36 0,2817
AB 42,25 1 42,25 5,50 0,0515
A² 10,21 1 10,21 1,33 0,2870
B² 192,74 1 192,74 25,08 0,0016
Residual 53,80 7 7,69
Lack of Fit 52,64 3 17,55 60,93 0,0009 significant
Pure Error 1,15 4 0,2880
Cor Total 354,57 12
Giá trị F của mô hình là 7,83 cho thấy mô hình có ý nghĩa. Giá trị p < 0,05 thì các số hạng của mô hình có ý nghĩa thống kê, tác động đến phương trình hồi quy, trong trường hợp này thì B2 là số hạng quan trọng của mô hình, có nghĩa là bình phương tỷ lệ mol F:U1 có ảnh hưởng mạnh đến thời gian đóng rắn. Giá trị F của Lack of fit là 60,93 với p = 0,0009 có ý nghĩa thống kê.
Bảng 4.6. Kết quả phân tích sự phù hợp của mô hình với thực nghiệm
Std. Dev. 2,77 R² 0,8483
Mean 87,85 Adjusted R² 0,7399
C.V. % 3,16 Predicted R² -0,0609
Adeq
Precision 9,1847
Độ chính xác phù hợp là 9,1847 cho thấy mô hình có thể được dùng để chuyển đến vùng thiết kế.
Hình 4.21. Đồ thị ảnh hưởng của tỷ lệ thành phần nguyên liệu đến thời gian đóng rắn của keo
Đồ thị bề mặt đáp ứng và contour ở hình 4.21 cho thấy, thời gian đóng rắn có xu hướng giảm khi tỷ lệ mol F:U1 tăng từ 1,76 đến 1,9 và đạt giá trị tối ưu là 79,7 tại F:U1 = 1,87 sau đó tăng lên khi tỷ lệ mol tiếp tục tăng đến 2,0. Thời gian đóng rắn tăng khi tăng lượng dùng PVA. Thời gian đóng rắn đạt giá trị tối ưu là 79,7 giây tương ứng với lượng dùng PVA = 0,6% và tỷ lệ mol F:U1 = 1,87.
Phương trình tương quan (dạng thực) giữa lượng dùng PVA và tỷ lệ mol F:U1 (FU) với thời gian đóng rắn CT (curing time):
CT = 1875,08268 + 68,52637PVA - 1946,65483FU - 32,50000PVA.FU - 1,21125PVA2 + 526,37500FU2
Phương trình dự đoán thời gian đóng rắn cho thấy, số hạng của tỷ lệ F:U1, tương tác giữa lượng dùng PVA và tỷ lệ F:U1 và bình phương lượng dùng PVA có quan hệ tỷ lệ nghịch với thời gian đóng rắn. Ngược lại số hạng của lượng dùng PVA và bình phương tỷ lệ F:U1 có quan hệ tỷ lệ thuận với thời gian đóng rắn.
Hình 4.22. Đồ thị tương quan giữa giá trị thực nghiệm và giá trị hồi quy của thời gian đóng rắn
Dữ liệu trong Hình 4.22 cho thấy giá trị thực nghiệm và giá trị hồi quy có quan hệ khá chặt chẽ (R2 > 0,8). Điều này có nghĩa, phương trình tương quan lập ở trên là phù hợp với quy luật biến đổi của thời gian đóng rắn keo.
4.3.3. Ảnh hưởng đến độ tan trong nước
Bảng 4.7. Bố trí thí nghiệm và kết quả xác định độ tan trong nước của keo theo tỷ lệ thành phần nguyên liệu khác nhau
Số thí nghiệm Lượng dùng PVA, % Tỷ lệ F:U1 Độ tan trong nước, lần
1 2,0 1,90 3,4
2 2,0 1,90 3,6
3 3,4 1,90 3,5
4 2,0 2,04 3,1
5 1,0 1,80 2,5
6 3,0 2,00 3,8
7 2,0 1,90 3,4
8 2,0 1,90 3,3
9 1,0 2,00 2,4
10 2,0 1,90 3,7
11 2,0 1,76 1,8
12 0,6 1,90 1,4
13 3,0 1,80 3,5
Bảng 4.8. Kết quả phân tích ANOVA tỷ lệ thành phần nguyên liệu ảnh hưởng đến độ tan trong nước
Source Sum of Squares df Mean Square F-value p-value
Model 5,80 5 1,16 6,75 0,0132 significant
A-PVA 3,60 1 3,60 20,95 0,0026
B-F:U 0,5194 1 0,5194 3,02 0,1258
AB 0,0400 1 0,0400 0,2325 0,6444
A² 0,9268 1 0,9268 5,39 0,0533
B² 0,9268 1 0,9268 5,39 0,0533
Residual 1,20 7 0,1720
Lack of
Fit 1,10 3 0,3654 13,53 0,0146 significant
Pure Error 0,1080 4 0,0270
Cor Total 7,01 12
Giá trị F của mô hình là 6,75 cho thấy mô hình có ý nghĩa. Giá trị p < 0,05 thì các số hạng của mô hình có ý nghĩa thống kê, trong trường hợp này thì A là số hạng quan trọng của mô hình, có nghĩa là lượng dùng PVA có ảnh hưởng mạnh đến độ tan trong nước. Giá trị F của Lack of fit là 13,53 có ý nghĩa.
Bảng 4.9. Kết quả phân tích sự phù hợp của mô hình với thực nghiệm
Std. Dev. 0,4148 R² 0,8282
Mean 3,03 Adjusted R² 0,7054
C.V. % 13,68 Predicted R² -0,1364
Adeq Precision 7,0103
Độ chính xác phù hợp là 7,0103 cho thấy mô hình có thể được dùng để chuyển đến không gian thiết kế.
Hình 4.23. Đồ thị ảnh hưởng của tỷ lệ thành phần nguyên liệu đến độ tan trong nước của keo
Đồ thị bề mặt đáp ứng và contour ở hình 4.23 cho thấy, độ tan trong nước có xu hướng tăng khi tỷ lệ mol F:U1 tăng từ 1,76 đến 1,95 và đạt giá trị tối ưu tại F:U1 = 1,94 sau đó giảm xuống khi tỷ lệ mol tiếp tục tăng đến 2,0. Tăng lượng dùng PVA thì độ tan trong nước có xu hướng tăng lên. Độ tan trong nước của keo đạt giá trị tối ưu 3,8 lần tương ứng với lượng dùng PVA = 2,5% và tỷ lệ mol F:U1 = 1,94.
Phương trình tương quan (dạng thực) giữa lượng dùng PVA và tỷ lệ mol F:U1 (FU) với độ tan trong nước WM (water miscibility):
WM = -132,12885 + 0,231231PVA + 139,2481FU + 1,0PVA.FU - 0,365PVA2 - 36,5F:U2
Phương trình dự đoán độ tan trong nước cho thấy, số hạng của bình phương lượng dùng PVA, bình phương tỷ lệ F:U1 có quan hệ tỷ lệ nghịch với độ tan trong
nước. Ngược lại số hạng của lượng dùng PVA, tỷ lệ F:U1 và tương tác giữa giữa lượng dùng PVA với tỷ lệ F:U1 có quan hệ tỷ lệ thuận với độ tan trong nước.
Mối tương quan giữa giá trị thực nghiệm và giá trị hồi quy của độ tan trong nước thể hiện trong hình 4.24.
Hình 4.24. Đồ thị tương quan giữa giá trị thực nghiệm và giá trị hồi quy của độ tan trong nước
Dữ liệu trong Hình 4.24 cho thấy giá trị thực nghiệm và giá trị hồi quy có quan hệ khá chặt (R2 > 0,8). Điều này có nghĩa, phương trình tương quan lập ở trên là phù hợp với quy luật biến đổi của độ tan trong nước.