折息移动窗递推PLS算法及其在聚丙烯生产过程中的应用

针对聚丙烯生产过程的时变特性和非线性，提出一种基于数据块的折息移动窗递推PLS算法（discount moving window RPLS，DMW-RPLS）。该算法以经典递推PLS为基础，通过引入移动窗来控制数据块的数据量，并对数据块引入遗忘因子来进行折息，然后更新模型，实现对待测变量的实时预测估计。以聚丙烯熔融指数为对象进行了仿真研究，表明提出的折息移动窗递推PLS方法能减少计算量和解决数据饱和问题，有效利用过程信息，快速准确地反映过程特性。     

基于滑动窗的RPLS在线校正模型在橡胶混炼质量控制过程中的应用

在传统偏最小二乘法(PLS)建模的基础上,采用滑动窗方法,用递推偏最小二乘法(RPLS)根据在线数据自适应调整PLS混炼模型的结构和参数,建立橡胶混炼质量控制的RPLS在线校正模型。仿真与试验结果显示,该模型能自适应跟踪混炼的过程变化,门尼粘度预测误差为±3,符合生产要求。     

提高胶料混炼质量和效率的途径

分析原材料质量、混炼控制方式、混炼容量等影响混炼质量和效率的因素。指出能量控制方式比时间-温度控制方式更节省时间,混炼胶的ML,MH及门尼粘度值波动较小,批料间质量一致性较好。采用最佳混炼容量和混炼加料顺序,可有效降低混炼温度和能耗,大大提高混炼胶质量均一性和生产效率。     

煤气化废水汽提塔塔底氨含量软测量模型研究

煤气化废水处理流程中的汽提塔的塔底氨含量,是塔控制操作中的关键质量指标。通过建立基于历史数据的工业软测量模型,能够消除实际操作中取样分析实际滞后对操作的影响。仿真表明,采用PLS方法建立的软测量模型,可以有效克服变量相关性的影响,模型具有精度高,外推能力好等优点。软测量模型的建立,有利于汽提塔后续先进控制的实施。     

混炼胶质量预测和排胶控制的GMPLS模型研究

针对混炼胶密炼工艺特性，提出广义多路部分最小二乘（GMPLs）算法，建立混炼胶门尼粘度预测和排胶控制模型，克服了普通最小二乘算法在间歇生产质量控制建模中的局限性。试验结果表明，该模型预测混炼胶质量效果良好，并可根据工艺要求在线调整排胶工艺参数，实现智能排胶控制，提高混炼胶质量。     

橡胶双转子连续混炼机母炼全过程各阶段的实验研究

本研究针对块状橡胶串联式连续混炼装备和方法,采用了自主研发的块状橡胶串联式连续混炼实验平台,主要针对双转子连续混炼机母炼过程,通过设计连续母炼全过程各阶段对比实验,得到未添加硫化体系的各阶段连续母炼胶。通过Payne效应、硅烷化反应指数、门尼黏度来判断胶料的质量水平,实验结果表明:胶料在依次通过连续混炼机各混炼模块后,各组样品的Payne效应依次呈现下降趋势,实现填料的良好分散;各组样品硅烷化反应程度整体呈现上升趋势,说明橡胶连续母炼系统能够实现白炭黑的硅烷化反应。胶料进入双转子连续混炼机后门尼黏度也在持续下降,最终门尼黏度维持在55左右,适宜后续的加工。     

开炼机混炼工艺参数对天然橡胶性能的影响

通过青岛科技大学自制的XK-160 E型开炼机智能炼胶实验平台考察了开炼机辊距、辊筒转速、辊筒速比、辊筒温度和混炼时间5个工艺参数对天然橡胶(NR)混炼胶门尼黏度及炭黑分散度、硫化胶物理机械性能的影响。结果表明,各因素对NR混炼胶门尼黏度影响从大到小的顺序依次为混炼时间、辊筒转速、辊筒温度、辊距、辊筒速比,要降低门尼黏度,可以适当延长混炼时间,减小辊筒转速,同时适当减小辊距,提高辊筒温度;各因素对NR混炼胶炭黑分散度的影响从大到小的顺序依次为混炼时间、辊筒速比、辊距、辊筒转速和辊筒温度,要提高炭黑分散度,可以适当地延长混炼时间,减小辊筒速比,同时减小辊距,适当降低辊筒温度;各因素对NR硫化胶300%定伸应力、拉伸强度和撕裂强度等的影响都存在1个最佳值。     

混炼过程温度控制法的改进

在混炼过程温度控制法中，混炼起始温度的变化使整个混炼过程中转子对胶料做功的多少产生了变化，使得不同车次胶料混炼后门尼粘度不均一，因此加强对起始温度的控制是很有必要的，同时采用瞬时功率控制法控制排胶点可以保证不同批次胶料得到相同程度的混炼质量。     

基于CPLS的故障诊断

提出一种改进的PLS故障诊断方法——CPLS方法,该方法在PLS方法的基础上求出输入得分矩阵T、Q输出载荷和R,然后再应用CPLS方法对自变量和因变量进行分解,最后利用T2统计和Q统计得出控制限。将CPLS方法应用于对锅炉系统变量的离线数据预处理分析来进行故障诊断,结果验证了该方法的有效性。     

双环戊二烯石油树脂填充高门尼黏度镍系顺丁橡胶的工业试生产

进行了用双环戊二烯石油树脂充油改性镍系顺丁橡胶的工业试生产,研究了充油量对基础胶门尼黏度的影响,考察了充油、凝聚及后处理工艺,测试了充油橡胶的力学性能。结果表明,随着双环戊二烯石油树脂用量的增加,充油橡胶的可塑性增强,混炼行为得以改善。选用门尼黏度为65左右基础胶时的充油量以20份（质量）为宜,产品性能达到预期指标,从而证实了湿法连续充油工艺的可行性。此外也指出了该工艺有待解决的问题。     

Fast property prediction in an industrial rubber mixing process with local ELM model

Online property prediction in industrial rubber mixing processes is not an easy task. An efficient data‐driven prediction model is developed in this work. The regularized extreme learning machine (RELM) is utilized as the fundamental soft sensor model. To better capture distinguished characteristics in multiple recipes and operating modes, a just‐in‐time RELM modeling method is developed. The number of hidden neurons and the value of regularization parameter of the just‐in‐time RELM model can be efficiently selected using a fast leave‐one‐out strategy. Consequently, without the time‐consuming laboratory analysis process, the Mooney viscosity can be online predicted once a mixing batch has been discharged. The industrial Mooney viscosity prediction results show its better prediction performance in comparison with traditional approaches. © 2017 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2017 , 134, 45391.     

Effects of the compatibilizer structural parameters on microstructural formation in ethylene–propylene–diene monomer rubber/ethylene–propylene–diene monomer rubber‐g‐maleic anhydride/organoclay nanocomposites

Nanocomposite vulcanizates based on ethylene–propylene–diene monomer rubber (EPDM) and organically modified montmorillonite with improved mechanical and barrier properties were prepared via a melt‐mixing process in the presence of maleic anhydride grafted ethylene–propylene–diene monomer rubber (EPDM‐g‐MAH) as an interfacial compatibilizer. The effects of the EPDM Mooney viscosity as the matrix and also the compatibilizer molecular weight and its maleation degree on the developed microstructure were also studied. The annealing of the vulcanized nanocomposites based on a low‐Mooney‐viscosity EPDM matrix and low‐Mooney‐viscosity EPDM‐g‐MAH enhanced the flocculation of the dispersed clay platelets; this implied that the flocculated structure for the clay nanolayers was more thermodynamically preferred in these nanocomposites. This was verified by the decrease in the oxygen permeability of the nanocomposite vulcanizates with increasing annealing time. The tendency of the clay nanosilicate layers to flocculate within the matrix of EPDM was found to be influenced by the clay volume fraction, the maleation degree, and also, the Mooney viscosity of the compatibilizer. Interfacially compatibilized nanocomposites based on high‐molecular‐weight EPDM exhibited a more disordered dispersion of the clay nanolayers, with a broadened relaxation time spectra; this was attributed to the higher shearing subjected to the mix during the melt‐blending process. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2011     

炭黑填充型粉末天然橡胶的密炼机塑炼特性研究

采用实验室微型密炼机（Brabender转矩流变仪）研究了炭黑填充型粉末天然橡胶[P（NR/HAF）]的密炼机塑炼/混炼性能,即塑炼时间、塑炼温度和转速等基本工艺参数对胶料门尼粘度的影响。与传统的块状天然橡胶/炭黑（NR/HAF）的密炼机混炼相比,P（NR/HAF）在密炼机混炼时具有较高的混炼温升和较快的升温速率,使得胶料在较高的温度下被塑炼,从而表现出与传统的NR/HAF不同的密炼机混炼特性,其最佳塑炼温度有所降低。通过逐步回归分析建立的“门尼粘度-塑炼条件”模型可以较好地拟合和预测不同塑炼条件下P（NR/HAF）密炼机塑炼后胶料的门尼粘度。     

聚丁二烯生胶基本性能的研究

研究了不同聚丁二烯生胶的基本性能。门尼松弛实验结果表明,3种丁钠橡胶的门尼粘度低。加工性能好。差示扫描量热法（DSC）实验表明,低顺、高顺及低顺／高顺聚丁二烯橡胶的玻璃化转变温度低,采用开炼机混炼时时温度比较敏感。采用热失重法（TG／DTG）研究了不同聚丁二烯橡胶在空气气氛中的热降解行为,研究结果表明,中乙烯基聚丁二烯橡胶有较好的热稳定性,低顺、高顺及低顺／高顺聚丁二烯橡胶热稳定性相似,3种丁钠橡胶的热稳定性稍差。     

丁腈橡胶/三元乙丙橡胶并用胶的制备及性能

将丁腈橡胶(NBR)与三元乙丙橡胶(EPDM)并用,考察了生胶牌号、并用比、并用工艺对NBR/EPDM并用胶性能的影响,并对其耐臭氧及耐油性能进行了分析.结果表明,选用第三单体为亚乙基降冰片烯(即E型)的EPDM可以改善其与NBR的共硫化性能;当门尼黏度相近的NBR与EPDM的并用比(质量比)为70/30,且采用2种生胶先混炼,而后加入各种配合剂的制备工艺,并用胶具有良好的耐臭氧性能及物理机械性能;具有以NBR为连续相、EPDM为分散相结构形态的并用胶有较好的耐油性能与良好的耐臭氧性能.     

系列门尼粘度稀土异戊橡胶产品开发

采用Nd(vers)3-Al(i-Bu)2H-Al(i-Bu)2Cl均相稀土催化体系,以异戊二烯为单体和己烷为溶剂进行异戊二烯聚合反应,探讨稀土催化体系和聚合工艺条件对聚合物门尼粘度的影响规律,建立了不同条件下聚合物门尼粘度的关联曲线,提出稀土异戊橡胶门尼粘度优化控制方案。实验结果表明,稀土异戊橡胶门尼粘度随着催化剂中氢化二异丁基铝[Al(i-Bu)2H]与新癸酸钕[Nd(vers)3]配比、相对分子质量调节剂用量、催化剂用量和聚合温度的增加而降低;随着反应时间的增加而逐渐趋于稳定。开发出了门尼粘度为60±5、70±5、80±5、90±5的系列稀土异戊橡胶,满足不同橡胶制品对不同规格异戊橡胶产品的要求。     

一种胶粉改性沥青降粘剂的研究

采用硬脂酸酰胺作为胶粉改性沥青混合时的降粘剂,从而改善胶粉改性沥青的流动性,降低胶粉改性沥青的混合温度。利用Brookfield沥青粘度仪跟踪添加降粘剂后胶粉改性沥青粘度,测试添加降粘剂后改性沥青3大性能指标即软化点、针入度和延度,从沥青四组分角度对降粘机理进行分析。结果表明:硬脂酸酰胺对改性沥青降粘效果明显,从而可以降低改性沥青的加工温度。同时对性能指标有一定影响,在135℃达到降粘与性能的最佳平衡。     

填充油的种类对Fe系1,2-聚丁二烯性能的影响

研究了芳烃油和环烷烃油对充油铁系1，2-聚丁二烯橡胶性能的影响。结果表明，基础胶充油后门尼粘度值下降，可塑性增加，混炼行为变佳；填充芳烃油比填充环烷烃油的橡胶在拉伸强度、撕裂强度、伸长率和生胶门尼值等方面均有所提高；充油后虽然硫化胶硬度降低，但是生热和耐磨性能提高。填充芳烃油可适当提高硫化胶的抗湿滑性，但滚动阻力也升高。环烷烃油可降低硫化胶的滚动阻力。充油可适当改善胶料的抗老化性能。     

混炼工艺对全钢子午线轮胎胎面胶性能的影响

选用经硼酸酯干法改性的广西北海高岭土取代白炭黑,通过两种混炼工艺制备改性高岭土/天然橡胶复合材料。主要考察混炼工艺对橡胶复合材料力学性能的影响。实验结果表明,混炼工艺对不同填料填充的胶料硫化特性影响不一致,采用先加小料后加填料的混炼工艺的胶料门尼黏度略高,物理性能、耐老化性能整体较好,动态压缩性能略差。