1. PP增韧配方单因素筛选与显著性初判

为什么先做单因素五水平

PP 增韧体系里，POE 用量与缺口冲击强度之间通常不是线性关系：低添加量时冲击值变化缓慢，接近某一临界含量后急剧上升（脆脆转变），继续增加则趋于饱和，同时拉伸强度单调下降。若直接上多因素 DOE，很可能把水平范围设在“无响应区”，导致主效应被噪声淹没。因此本例先用单因素五水平把 POE 用量扫一遍，锁定韧脆转变发生的区间，再据此确定后续 DOE 的因素水平编码。

实验对象与约束：基体为均聚 PP（熔指约 8 g/10min），增韧剂为 POE（门尼粘度适中、与 PP 相容性一般），另加 0.2 phr 抗氧剂 1010 与 0.1 phr 辅助抗氧剂 168 固定不变。POE 用量取 0、5、10、15、20 phr 五个水平，每组注塑标准样条，按 GB/T 1843 测缺口冲击强度（23 ℃，A 型缺口），按 GB/T 1040 测拉伸强度。每个水平做 3 次平行，取均值并记录极差用于初判噪声。

实验数据与显著性初判

下表为教学示例数据（示例假设值，非实测），用于演示判读逻辑：

判读要点：

• 冲击强度：0→5 phr 增幅仅 0.9 kJ/m²，与组内极差同量级，属噪声范围；5→10 phr 增幅 3.5 kJ/m²，已明显超过极差；10→15 phr 增幅 12.8 kJ/m²，出现陡升，是韧脆转变的核心区间；15→20 phr 继续上升但组内极差同步放大（3.2），说明高添加量下分散均匀性变差、数据波动增大。
• 拉伸强度：从 35.8 单调降至 25.6 MPa，每 5 phr 降幅约 2.3–2.7 MPa，趋势稳定且组内极差小，说明刚度损失是确定性的、可预测的代价。
• 显著性初判：以“相邻水平差值 / 组内极差”作为粗略信噪比，冲击强度在 10–15 phr 段该比值约 7，远大于 1，可判定该区间效应显著；0–5 phr 段比值约 2.3，处于可疑区，需增加平行样或缩小水平间隔复核。

操作与复核要点

1. 配料前将 POE 在 60 ℃ 鼓风烘箱干燥 2 h，PP 干燥 1 h，避免水分造成冲击值虚高波动。
2. 双螺杆挤出温度段设定 180/190/200/200/195 ℃，主机转速 300 rpm，喂料速率保持恒定，确保各水平仅 POE 用量一个变量变化。
3. 注塑样条后按 GB/T 2918 在 23 ℃、50% RH 条件下状态调节 24 h 再测试，缺口冲击每组至少 5 根有效样条。
4. 若某水平组内极差超过均值的 15%，先排查分散不良或注塑缺陷，再决定是否补做，不要直接进入 DOE 编码。