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Spss在制备地聚物正交试验中的应用及数据分析 摘要[1]。 关键词 Spss；多因素；方差分析；正交试验；极差分析 ；地聚物 一 问题提出与分析 对于如何去做试验，怎样才能做好试验的问题是统计学很关注的一个问题。这就需要我们在做具体的试验前，首先要做好试验设计。试验设计的一个最重要 的原则：在做试验前，通过必要的事前考虑，作出合理周密的事先安排，从而在 实际的试验中，通过动用最少的人力、物力、财力及尽可能短的时间，以便用最 少的试验次数达到同做大量全面试验等效的结果。 正交试验设计就是在上述的实际需要中逐渐发展成熟并在实际科研工作中 被得到广泛运用的一个重要而又有效的统计方法。正交试验设计的主要工具是 正交表，正交试验设计依托正交表，根据正交性从全面试验中挑选出部分有代表 性的点进行试验，这些有代表性的点具备了“均匀分散，齐整可比”的特点，正交试验设计是分式析因设计的主要方法[2]。主要优点是能在多试验条件中选出代表性强的少数试验方案，通过对这些少数试验方案结果的分析，从中找出最优方案或最佳生产工艺条件， 并可以得到比试验结果本身给出的还要多的有关各因素的信息。 在地聚物制备过程中，需要考虑的因素包括：校正料掺量、激发剂种类及用量。活化剂种类及用量、水固比等因素[3]。若进行单因素试验，则试验工作量会很大，增加试验时间和试验成本，因此对于实验过程中的一些因素可以采用正交试验设计，以期达到动用最少的人力、物力、财力及尽可能短的时间和最少的试验次数达到同做大量全面试验等效的结果。 在碱度相同的情况下，激发剂的模数会影响体系中硅氧四面体基团的数量及聚合程度，进而影响地聚合物的形成；地聚合物的主体组成为硅氧四面体和铝氧四面体，因而地聚合物中硅铝的比例直接决定其组成结构[4]，从而决定其性能；碱激发剂的作用是产生碱性环境，使硅铝原料中的非晶态活性物质发生溶解，释放出可自由移动的Si、Al离子单体，其中的碱金属阳离子用于平衡由四配位 Al 造成的过剩负电荷，使体系始终处于平衡稳定状态，故碱金属阳离子的含量直接关系到地聚合化反应能否发生、形成速度以及生成的地聚合物能否稳定存在；H2O 在地聚合反应中不仅充当传质介质和反应媒介[5]，而且在地聚合物凝结硬化时作为结构水存在于产物中，既充当反应物，还影响反应混合物的工作性能和地聚合物样品的成型。因此，根据正交试验要求及特点，对碱激发剂模数、硅铝比、及液固比三个因素考察三个不同水平对试验结果的影响。 二 极差分析法通过比较极差的大小进而确定因素的主次。特别指出，对于空白列也需要计算极差，并且要与其他因素的极差进行比较。若所有因素的极差都比空白列极差还小，则说明因素之间可能存在有不可忽略的交互作用，或是忽略了对试验结果有重要影响的其他因素。换句话说正交试验设计是失败的，需重新再进行正交设计；若某一因素的极差小于空白列极差，则说明此因素对指标没有显著性的意义。 方差分析的基本原理是认为不同处理组的均数间的差别基本来源有两个： ?随机误差，如测量误差造成的差异或个体间的差异，称为组内差异，用变量在各组的均值与该组内变量值之偏差平方和的总和表示， 记作S，组内自由度。 (2) 实验条件，即不同的处理造成的差异，称为组间差异。用变量在各组的均值与总均值之偏差平方和表示，记作S，组间自由度。 总偏差平方和 S = SEM + SAM。 SSAM除以各自的自由度，得到其均方MS和MS，一种情况是处理没有作用，即各组样本均来自同一总体，SSEM ≈1。另一种情况是处理确实有作用，组间均方是由于误差与不同处理共同导致的结果，即各样本来自不同总体。那么，SSEM(远远大于)。SSEM比值构成F分布。用F值与其临界值比较，推断各样本是否来自相同的总体。 整个方差分析的基本步骤如下： 1、建立检验假设； H0：多个样本总体均值相等； H1：多个样本总体均值不相等或不全等。 检验水准为0.05。 2、计算检验统计量F值； 3、确定P值并作出推断结果。三 本实验在使用硅酸钠溶液为激发剂与钒尾矿作用时，选择硅酸钠模数（因素 E，通过添加超细活性硅胶粉调整）、Si/Al摩尔比（因素F，以铝酸钠为铝校正料进行调整）、H2O/M2O摩尔比（因素G）为考察因素，通过三因素三水平正交实验得出各因素的最佳水平值。 正交试验因素水平表 水平 因素 E 碱激发剂模数 F Si/Al H 固液比 1 1 2.5 4 2 1.5 3.0 5 3 2 3.5 6 四 实验 1、正交试验设计的基本步骤1.1 根据研究目的设计试验因素和试验指标 先根据研究课题来确定研究目的，再从专业的角度在众多影响研究目的的因素中找出几个主要影响因素，根据研究精度的要求和课题经费的情况确定因素的 水平，一般在条件允