Создать PDF Рекомендовать Распечатать

Дисперсионный анализ влияния условий и сроков хранения на степень биодеструкции текстильных материалов

Управление качеством | (115) УЭкС, 9/2018 Прочитано: 727 раз
(0 Голосов:)
  • Автор (авторы):
    Котоменкова Ольга Геннадьевна, Виноградова Анна Вячеславовна
  • Дата публикации:
    05.09.18
  • ВУЗ ИЛИ ОРГАНИЗАЦИЯ:
    Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Дисперсионный анализ влияния условий и сроков хранения на степень биодеструкции текстильных материалов

Dispersion analysis of influence of storage conditions and terms on the degree of biodegradation of textile materials

 

Котоменкова Ольга Геннадьевна

Kotomenkova Olga Gennadevna

к.т.н., доцент, доцент Высшей школы сервиса и торговли

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

e-mail: kot-og@yandex.ru

Виноградова Анна Вячеславовна

Vinogradova Anna Vjacheslavovna

к.т.н., доцент, доцент Высшей школы сервиса и торговли

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

e-mail: ann-vin@yandex.ru

 

Аннотация: С целью исследования влияния условий и сроков хранения на биоповреждаемость текстильных материалов сформулирована задача в терминах, принятых в дисперсионном анализе, в том числе выявлены факторы влияния, определены уровни их изменения и построена модель; описан полный факторный эксперимент для двухфакторного дисперсионного анализа и определена его схема.

Abstract: For the purpose of research of influence of conditions and terms of storage on bioavailability of textile materials the task in terms accepted in the dispersion analysis is formulated, including factors of influence are revealed, levels of their change are defined and the model is constructed; the full factorial experiment for two-factor dispersion analysis is described and its scheme is defined.

Ключевые слова: текстильные материалы, дисперсионный анализ, степень биодеструкции, условия и сроки хранения.

Keywords: textile materials, dispersion analysis, degree of biodegradation, storage conditions and terms.

 

Введение. В процессе носки на изделия воздействуют различные факторы. Среди них физико-химические (действие воды, пота, моющих жидкостей, горячего утюга), химические (действие щелочей, кислот, агрессивных жидкостей), биологические (действие микроорганизмов и насекомых), механические (трение, растяжение, многократный изгиб) и комбинированные. Отдельное, изолированное воздействие какого-либо фактора проявляется крайне редко. Чаще встречается комбинированное воздействие ряда факторов, например, света и трения, или стирки и горячего утюга, света и микроорганизмов и т. п. В зависимости от назначения и условий эксплуатации и хранения текстильные материалы подвергается воздействию различных факторов в неодинаковой степени [7].

В последнее время актуализировались комплексные исследования по изменению свойств текстильных материалов под действием микроорганизмов и оценке влияния биодеструкции на их свойства [2, 3], проявляющиеся в том числе в процессе хранения под действием различных факторов [5].

Цель настоящей работы заключалась в применении дисперсионного анализа для проверки значимости различия между средними значениями с помощью сравнения дисперсий в области влияния условий и сроков хранения на степень биодеструкции текстильных материалов.

Основной раздел. Исследование влияния на отклик нескольких факторов целесообразно применять методы дисперсионного анализа.

Для исследования влияния условий и сроков хранения на степень биодеструкции текстильных материалов испытываемые образцы выдерживаются в климатической камере в течение 90 суток в упаковке и без нее. Предварительно образцы облучаются для уничтожения собственной микрофлоры. Температурно-влажностные режимы выбираются с целью оценить биоповреждаемость при нормальных условиях (температура 18 – 22 °С, относительная влажность воздуха 65 %) и благоприятных для развития и размножения микроорганизмов (температура 26 – 30 °С, относительная влажность воздуха 90 – 100 %).

Степень поврежденности волокон определяется методом микроскопии, выявляя виды изменений структуры волокон с последующим расчетом показателя биодеструкции по методу Ермиловой И. А. (1) [1]:

 

К = 0,002х1 + 0,025х2 + 0,255х3,  (1)

 

где К – показатель деструкции волокна,

х1, х2, х3 –число повреждений классов А (обрастание поверхности волокна микроорганизмами и продуктами их обмена, слабая испещренность в виде микротрещин), В (ярко выраженная испещренность поверхности волокна, увеличение количества, глубины и протяженности микротрещин, вздутия, повреждения стенок) и С (повреждения стенок волокна с глубокими разрывами, расслоение до отдельных структурных элементов) соответственно (рис. 1) [4].

Изменения показателя деструкции в интервале К (х1, х2, х3) ≤ 0,3 соответствует начальным изменениям поверхности волокна, не затрагивающим его внутренние структуры; в интервале 0,3 < К (х1, х2, х3) ≤ 3,55 – деструкция не только поверхности, но и внутренних участков волокна, сопровождающаяся начальными изменениями его структуры; в интервале 3,55 < К (х1, х2, х3) – глубокая биологическая деструкция волокон на всех уровнях [1, 4].

Для определения влияния условий и сроков хранения на степень биодеструкции текстильных материалов формулируется задача в терминах, принятых в дисперсионном анализе: на отклик Y (степень биодеструкции) оказывают влияние факторы А (условия хранения) и В (сроки хранения). При этом фактор А изменяется на уровнях а1 – а4 (р = 4), а фактор В – на уровнях
 

 

Рис. 1. Повреждение текстильных волокон микроорганизмами

 

b1 – b10 (q = 10) соответственно от 0 (исходный образец) до 90 суток экспонирования с интервалом 10 суток. На каждом сочетании уровней проводится по m = 3 испытаний (полный факторный эксперимент составляет N = 120).

Результаты каждого опыта представляются в виде переменной с тремя индексами yijk (k-е значение отклика Y на i-м уровне фактора А и j-м уровне фактора В). В итоге имеет место быть модель (2):

 

yijk = μ + αi + βi + (αβ)ij + εijk ,   (2)

 

где μ – математическое ожидание величины Y,

αi + βi – эффект i-го уровня фактора А и j-го уровня фактора В,

(αβ)ij – эффект взаимодействия i-го уровня фактора А и j-го уровня фактора В,

εijk – случайная ошибка.

Полный факторный эксперимент для двухфакторного дисперсионного анализа влияния условий и сроков хранения на биоповреждаемость текстильных материалов представлен в таблице 1.

Таблица 1

Полный факторный эксперимент для двухфакторного дисперсионного анализа

 

 

Считаем, что случайная ошибка подчинена закону нормального распределения с математическим ожиданием, равным нулю, и дисперсией D (εijk) = σ2.

Полная схема двухфакторного дисперсионного анализа влияния условий и сроков хранения на биоповреждаемость текстильных материалов представлена в таблице 2.

Таблица 2

Полная схема двухфакторного дисперсионного анализа

 

Порядок вычисления F-отношений для определения значимости эффектов уровней и взаимодействия зависит от типа модели:

1) в модели, при которой оба фактора изменяются на всех возможных уровнях, , ,  – средние квадраты, соответствующие эффектам фактора А, фактора В, взаимодействия А х В и случайной ошибки соответственно, т. е. значимость эффектов факторов и взаимодействий определяется с помощью критериев (3):

 

F=,  F=,  F=, (3)

 

2) в модели, при которой оба фактора варьируются на уровнях, составляющих случайную выборку из некоторого множества уровней , ,  – средние квадраты, являющиеся оценками дисперсий, т. е. значимость взаимодействия факторов А х В и главных эффектов определяется соответственно с помощью критериев (4):

 

F=,  F=, F=,  (4)

3) в смешанной модели, при которой один фактор, например, А варьируется на р уровнях, составляющих случайную выборку из множества всех уровней, а второй фактор В – на всех возможных q уровнях, критерии для определения значимости главных влияний определяются равенствами (5):

 

F=,  F= (5)

Заключение. Таким образом, так как целью дисперсионного анализа является проверка значимости различия между средними значениями с помощью сравнения дисперсий, дисперсию измеряемого признака разлагают на независимые слагаемые, каждое из которых характеризует влияние того или иного фактора или их взаимодействия, а последующее сравнение таких слагаемых позволяет оценить значимость каждого изучаемого фактора, а также их комбинации [6].

Для исследования влияния условий и сроков хранения на степень биодеструкции текстильных материалов сформулирована задача в терминах, принятых в дисперсионном анализе, в том числе выявлены факторы влияния, определены уровни их изменения и построена модель. Кроме того описан полный факторный эксперимент для двухфакторного дисперсионного анализа влияния условий и сроков хранения на биоповреждаемость текстильных материалов и определена полная схема анализа.

Практическая значимость работы заключается в возможности использования результатов для совершенствования технологии изготовления текстильных материалов по волокнистому составу и оптимизации условий и сроков хранения изделий.

 

Библиографический список

1. Ермилова, И. А. Теоретические и практические основы микробиологической деструкции химических волокон. – М.: Наука, 1991. – 248 с.

2. Илларионова, К. В. Биостойкость естественно окрашенного хлопка как аспект износостойкости текстильной продукции // Международный научный журнал. – 2017. – № 4. – С. 88 – 93.

3. Илларионова, К. В., Григорьев, С. В. Биодеструкция отечественного хлопка как аспект биобезопасности хлопчатобумажной продукции в РФ // Международный научный журнал. – 2016. – № 6. – С. 54 – 58.

4. Котоменкова, О. Г. Биодеструкция материалов специального назначения в процессе хранения // Проблемы экономики и управления в торговле и промышленности. ‒ 2013. ‒ № 2. ‒ С. 73 ‒ 81.

5. Котоменкова, О. Г., Виноградова, А. В. Биоповреждаемость тканей детского ассортимента в процессе хранения // Международный научный журнал. – 2017. – № 4. – С. 94 – 99.

6. Котоменкова, О. Г., Ермилова, И. А., Кузьмин, В. Л. Влияние условий хранения на качество тканей специального назначения / Современные проблемы торговли, расширения ассортимента и контроля качества потребительских товаров и продуктов общественного питания: Материалы Международной научно-практической конференции. Ч. II. – СПб.: СПбТЭИ, 2002. – С. 57 – 59.

7. Котоменкова, О. Г., Зезин, В. А., Горина, Е. В. Изменение свойств материалов для изготовления военной одежды в процессе эксплуатации: Монография. – Саратов: Наука, 2007. – 80 с.

 

Bibliographic list

1. Ermilova, I. A. Theoretical and practical bases of microbial degradation of chemical fibers. Moscow: Nauka, 1991. 248 p. (in Russian).

2. Illarionovа, K. V. Biostability of naturally dyed cotton as an aspect of durability of textile products // International scientific journal. – 2017. – № 4. – Р. 88 – 93. (in Russian)

3. Illarionovа, K. V., Grigoriev, S. V. Biodestruction of domestic cotton as aspect of Biosafety of cotton production in the Russian Federation // International scientific journal. – 2016. – № 6. – С. 54 – 58. (in Russian)

4. Kotomenkovа, O. G. Biodestruction of special-purpose materials during storage // Economic and governance issues in trade and industry. ‒ 2013. ‒ № 2. ‒ Р. 73 ‒ 81. (in Russian)

5. Kotomenkovа, O. G., Виноградова А.В. Биоповреждаемость тканей детского ассортимента в процессе хранения // International scientific journal. – 2017. – № 4. – Р. 94 – 99. (in Russian)

6. Kotomenkovа, O. G., Ermilova, I. A., Kuzmin, V. L. Influence of storage conditions on the quality of special-purpose fabrics / Modern problems of trade, expansion of assortment and quality control of consumer goods and food products: Materials of the International scientific-practical conference. Part II. – SPb.: SPbTEI, 2002. – Р. 57 – 59. (in Russian)

7. Kotomenkovа, O. G., Zezin, V. A., Gorinа, E. V. Changing the properties of materials for the manufacture of military clothing during operation: Monograph. – Saratov: Nauka, 2007. – 80 р. (in Russian)

 

  vakperechen

ОБНОВЛЕННЫЙ СПИСОК ВАК 2016 г.
ОТ 19.04.2016  >> ПРОСМОТРЕТЬ
tass
 
ПО ВОПРОСАМ ПУБЛИКАЦИИ СТАТЕЙ И СОТРУДНИЧЕСТВА ОБРАЩАЙТЕСЬ:
skype SKYPE: vak-uecs
e-mail
MAIL: info@uecs.ru
phone
+7 (928) 340 99 00
 

АРХИВ НОМЕРОВ

(01) УЭкС, 1/2005
(02) УЭкС, 2/2005
(03) УЭкС, 3/2005
(04) УЭкС, 4/2005
(05) УЭкС, 1/2006
(06) УЭкС, 2/2006
(07) УЭкС, 3/2006
(08) УЭкС, 4/2006
(09) УЭкС, 1/2007
(10) УЭкС, 2/2007
(11) УЭкС, 3/2007
(12) УЭкС, 4/2007
(13) УЭкС, 1/2008
(14) УЭкС, 2/2008
(15) УЭкС, 3/2008
(16) УЭкС, 4/2008
(17) УЭкС, 1/2009
(18) УЭкС, 2/2009
(19) УЭкС, 3/2009
(20) УЭкС, 4/2009
(21) УЭкС, 1/2010
(22) УЭкС, 2/2010
(23) УЭкС, 3/2010
(24) УЭкС, 4/2010
(25) УЭкС, 1/2011
(26) УЭкС, 2/2011
(27) УЭкС, 3/2011
(28) УЭкС, 4/2011
(29) УЭкС, 5/2011
(30) УЭкС, 6/2011
(31) УЭкС, 7/2011
(32) УЭкС, 8/2011
(33) УЭкС, 9/2011
(34) УЭкС, 10/2011
(35) УЭкС, 11/2011
(36) УЭкС, 12/2011
(37) УЭкС, 1/2012
(38) УЭкС, 2/2012
(39) УЭкС, 3/2012
(40) УЭкС, 4/2012
(41) УЭкС, 5/2012
(42) УЭкС, 6/2012
(43) УЭкС, 7/2012
(44) УЭкС, 8/2012
(45) УЭкС, 9/2012
(46) УЭкС, 10/2012
(47) УЭкС, 11/2012
(48) УЭкС, 12/2012
(49) УЭкС, 1/2013
(50) УЭкС, 2/2013
(51) УЭкС, 3/2013
(52) УЭкС, 4/2013
(53) УЭкС, 5/2013
(54) УЭкС, 6/2013
(55) УЭкС, 7/2013
(56) УЭкС, 8/2013
(57) УЭкС, 9/2013
(58) УЭкС, 10/2013
(59) УЭкС, 11/2013
(60) УЭкС, 12/2013
(61) УЭкС, 1/2014
(62) УЭкС, 2/2014
(63) УЭкС, 3/2014
(64) УЭкС, 4/2014
(65) УЭкС, 5/2014
(66) УЭкС, 6/2014
(67) УЭкС, 7/2014
(68) УЭкС, 8/2014
(69) УЭкС, 9/2014
(70) УЭкС, 10/2014
(71) УЭкС, 11/2014
(72) УЭкС, 12/2014
(73) УЭкС, 1/2015
(74) УЭкС, 2/2015
(75) УЭкС, 3/2015
(76) УЭкС, 4/2015
(77) УЭкС, 5/2015
(78) УЭкС, 6/2015
(79) УЭкС, 7/2015
(80) УЭкС, 8/2015
(81) УЭкС, 9/2015
(82) УЭкС, 10/2015
(83) УЭкС, 11/2015
(84) УЭкС, 11(2)/2015
(85) УЭкС,3/2016
(86) УЭкС, 4/2016
(87) УЭкС, 5/2016
(88) УЭкС, 6/2016
(89) УЭкС, 7/2016
(90) УЭкС, 8/2016
(91) УЭкС, 9/2016
(92) УЭкС, 10/2016
(93) УЭкС, 11/2016
(94) УЭкС, 12/2016
(95) УЭкС, 1/2017
(96) УЭкС, 2/2017
(97) УЭкС, 3/2017
(98) УЭкС, 4/2017
(99) УЭкС, 5/2017
(100) УЭкС, 6/2017
(101) УЭкС, 7/2017
(102) УЭкС, 8/2017
(103) УЭкС, 9/2017
(104) УЭкС, 10/2017
(105) УЭкС, 11/2017
(106) УЭкС, 12/2017
(107) УЭкС, 1/2018
(108) УЭкС, 2/2018
(109) УЭкС, 3/2018
(110) УЭкС, 4/2018
(111) УЭкС, 5/2018
(112) УЭкС, 6/2018
(113) УЭкС, 7/2018
(114) УЭкС, 8/2018
(115) УЭкС, 9/2018
(116) УЭкС, 10/2018

 Федеральная служба по надзору в сфере связи и массовых коммуникаций

№ регистрации СМИ ЭЛ №ФС77-35217 от 06.02.2009 г.       ISSN: 1999-4516