CN112763447A - 质量一致性提升方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高分子材料技术领域，公开了一种质量一致性提升方法，获取材料的原料和半成品的性能参数以及材料的成品的一致性表征数据；根据材料的原料和半成品的性能参数，分析导致材料出现质量不稳定问题的原料因素；根据材料的成品的一致性表征数据，分析导致材料出现质量不稳定问题的工艺因素；根据原料因素和工艺因素，提出相应的改进措施。通过对原料和生产工艺两个方面进行分析，对可能存在的导致材料出现质量不稳定问题的原因进行发掘，获取导致材料出现质量不稳定问题的工艺因素。根据原料因素和工艺因素，有针对性地提出相应的改进措施，以实现对质量一致性的提升改进，从根本上解决材料一致性差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，特别是涉及一种质量一致性提升方法。
背景技术
我国的高分子材料产业经过近十几年的高速发展，材料产量、品种数量、市场规模均居世界第一，某些材料的技术指标可以达到国际一流水平。但是国产高分子材料与国外相比存在质量一致性差的问题，批次间甚至同一批次产品的指标参数波动性大，出现“有材不好用”的情况，导致国内新材料只能应用在低端领域，甚至无人敢用，进而呈现出“好材不敢用”的局面。这也是困扰国内材料研制、限制国产材料广泛应用的行业内普遍存在的瓶颈问题。
发明内容
基于此，有必要针对国产高分子材料一致性差的问题，提供一种质量一致性提升方法。
一种质量一致性提升方法，包括获取材料的原料和半成品的性能参数以及所述材料的成品的一致性表征数据；对所述材料的原料和半成品的性能参数进行分析，获取导致所述材料出现质量不稳定问题的原料因素；对所述材料的成品的一致性表征数据进行分析，获取导致所述材料出现质量不稳定问题的工艺因素；根据所述原料因素和所述工艺因素，提出相应的改进措施。
上述质量一致性提升方法，通过对多个方面进行分析，对可能存在的导致材料出现质量不稳定问题的原因进行发掘。通过对原料和半成品的性能参数进行分析，获取导致所述材料出现质量不稳定问题的原料因素；通过对成品的一致性标准数据进行分析，获取导致所述材料出现质量不稳定问题的工艺因素。根据原料因素和工艺因素，有针对性地提出相应的改进措施，以实现对质量一致性的提升改进。通过分析获取导致质量不稳定问题的根源因素，从根本上解决材料一致性差的问题，以达到提升材料质量一致性的目的。
在其中一个实施例中，所述获取材料的原料和半成品的性能参数以及所述材料的成品的一致性表征数据，包括分别对所述材料的原料和半成品的成分、结构、性能进行检验，以获取材料的原料和半成品的性能参数；对所述材料的成品进行测试表征试验，以获取所述材料的成品的一致性表征数据；或收集所述材料的历史试验表征数据，以获取所述材料的成品的一致性表征数据。
在其中一个实施例中，对预设批次数的所述材料的成品进行测试表征试验，所述预设批次数大于等于5个批次。
在其中一个实施例中，所述对所述材料的成品进行测试表征试验，以获取所述材料的成品的一致性表征数据，包括确定并建立用于对所述材料进行测试表征试验的测试表征方法；采集所述材料的试验样品，并根据所述测试表征方法对所述试验样品进行测试；根据测试获取的试验表征数据，获取所述材料的成品的一致性表征数据。
在其中一个实施例中，所述测试表征方法包括红外光谱分析、差示扫描量热分析、热重分析和关键性能分析。
在其中一个实施例中，所述关键性能分析中的关键性能包括拉伸性能、弯曲性能、冲击性能、电性能、吸水性能和耐热性能。
在其中一个实施例中，根据所述材料的应用方向和/或使用要求确定所述材料的关键性能。
在其中一个实施例中，所述一致性表征数据包括质量离散参数，根据所述关键性能分析对所述试验样品进行测试，以获取所述质量离散参数。
在其中一个实施例中，所述改进措施包括针对原料管控、生产工艺设备、生产工艺参数、存储环境和操作流程的改进。
在其中一个实施例中，在所述根据所述原料因素和工艺因素，提出相应的改进措施后，所述方法还包括根据所述改进措施对相应的制造工艺环节进行改进；使用所述测试表征方法对经改进后生产的所述材料的成品再次进行测试表征试验；根据所述质量离散参数，判断所述改进措施是否有效。
附图说明
图1为本发明其中一实施例中的质量一致性提升方法的方法流程图；
图2为本发明其中一实施例中的获取材料的原料和半成品的性能参数以及所述材料的成品的一致性表征数据的方法流程图；
图3为本发明其中一实施例中对成品进行测试表征试验的方法流程图；
图4为本发明其中一实施例中确认改进措施是否有效的方法流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的优选实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反的，提供这些实施方式的目的是为了对本发明的公开内容理解得更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”、“周向”以及类似的表述是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
质量一致性是指在不同时期生产的产品的质量波动范围。在生产时对质量一致性进行管控，需要根据客户需求或设计要求对产品不同批次之间、同一批次不同时间生产的产品的质量一致性进行控制。目前，国内一些高分子材料企业已经注意到了国产材料存在质量一致性差的问题，但是局限于管理方法落后、技术能力不足等因素，没有提出有效的解决办法。现有的对材料质量一致性的评测方法主要是通过检测成品或半成品的性能参数，根据参数的分布情况来判断材料的质量一致性水平。该方法主要存在两点不足，一是性能检测是抽检，若存在批次性质量不稳定问题，则仅根据抽检批次产品存在偶然性的可能，质量一致性问题仍难以发现或容易漏过；二是该管控方法只能发现问题，但不能够判断问题出在什么环节，难以从根本上解决材料一致性差的问题。
本发明所提出的质量一致性提升方法，从多个方面对造成材料出现质量一致性问题的原因进行分析挖掘，并针对分析所得的原因提出相应的改进方案，快速迭代材料改进过程，从根本上提升材料的质量一致性水平。
图1为本发明其中一实施例中的质量一致性提升方法的方法流程图，在其中一个实施例中，所述质量一致性提升方法包括如下步骤S100至S400。
S100：获取材料的原料和半成品的性能参数以及所述材料的成品的一致性表征数据。
S200：对所述材料的原料和半成品的性能参数进行分析，获取导致所述材料出现质量不稳定问题的原料因素。
S300：对所述材料的成品的一致性表征数据进行分析，获取导致所述材料出现质量不稳定问题的工艺因素。
S400：根据所述原料因素和所述工艺因素，提出相应的改进措施。
获取制备所述材料所用的原料以及在制备过程的关键环节中材料的半成品的性能参数，并获取材料的成品的一致性表征数据。通过对原料和半成品的性能参数进行分析，判断在原料方面是否存在导致材料出现质量不稳定问题的因素，例如存在原料质量一致性差的问题。材料的各个加工制造环节都分别影响了材料的不同特征，根据特定特征数据可以判断相对应的制造环节是否存在缺陷。通过对材料的成品的一致性表征数据进行分析，可以根据材料成品不同的特征数据表现，判断在材料的加工制造环节是否存在导致材料出现质量不稳定问题的因素。通过上述步骤分别对材料在制作前和制作过程中的原料因素和工艺因素进行挖掘，可以分别根据原料因素和工艺因素对材料制备过程中的工艺提出相应的改进措施，快速迭代材料改进过程，从根本上解决材料一致性差的问题，以达到提升材料质量一致性的目的。
图2为本发明其中一实施例中的获取材料的原料和半成品的性能参数以及所述材料的成品的一致性表征数据的方法流程图，在其中一个实施例中，所述获取材料的原料和半成品的性能参数以及所述材料的成品的一致性表征数据，包括如下步骤S110至S130。
S110：分别对所述材料的原料和半成品的成分、结构、性能进行检验，以获取材料的原料和半成品的性能参数。
S120：对所述材料的成品进行测试表征试验，以获取所述材料的成品的一致性表征数据；或
S130：收集所述材料的历史试验表征数据，以获取所述材料的成品的一致性表征数据。
在本实施例中通过对企业进行现场走访交流，来对质量不稳定问题进行发掘。对用于制造材料的原料和制造过程中材料半成品的成分、结构、性能等方面进行测试，获取原料和半成品的性能参数，对材料研制过程中的原料和半成品的质量不稳定问题进行挖掘。根据获取的原料和半成品的性能参数，判断导致材料出现质量不稳定问题的原料因素，例如由于原料选材存在问题从而导致了制造所得的成品质量不稳定。
对材料的成品进行测试表征试验，获取材料成品的一致性表征数据。根据对成品的一致性表征数据进行分析，判断各数据对应在不同制造工艺环节上所表现出来的问题，针对制造工艺、制造参数等与制造工艺方面相关的因素进行挖掘分析。或者，可以通过收集客户对材料反馈的历史试验表征数据，作为所述材料的成品的一致性表征数据。根据对上述历史数据的一致性表征数据进行分析，判断各数据对应在不同制造工艺环节上所表现出来的问题，针对制造工艺、制造参数等与制造工艺方面相关的因素进行挖掘分析。
在其中一个实施例中，对预设批次数的所述材料的成品进行测试表征试验，其中所述预设批次数大于等于5个批次。在对材料的成品进行测试标准试验时，需要对多个不同批次的材料成品进行试验，在本实施例中为不少于5个批次的成品，以防止试验可能存在的偶然性导致对质量一致性问题的判断不准确，难以发现或漏过影响质量一致性的因素。
图3为本发明其中一实施例中对成品进行测试表征试验的方法流程图在其中一个实施例中，所述对所述材料的成品进行测试表征试验，以获取所述材料的成品的一致性表征数据，包括如下步骤S121至S125。
S121：确定并建立用于对所述材料进行测试表征试验的测试表征方法。
S123：采集所述材料的试验样品，并根据所述测试表征方法对所述试验样品进行测试。
S125：根据测试获取的试验表征数据，获取所述材料的成品的一致性表征数据。
在对材料的成品进行测试表征试验之前，首先选择合适的测试表征方法用于对材料的成品进行检验。确定并建立好测试表征方法后对采集的试验样品进行测试，通常情况下收集5个批次的材料成品，分别对5个批次的材料成品进行测试。将测试所得的试验表征数据，作为材料成品的一致性表征数据。对材料成品的一致性表征数据进行数据分析时，可以从成分、加工历史、配方、材料结构、关键性能等方面进行分析，同时结合企业现场调研情况，分析在制造工艺流程方面导致材料出现质量一致性问题的原因。
在其中一个实施例中，所述测试表征方法包括红外光谱分析、差示扫描量热分析、热重分析和关键性能分析。
红外光谱分析(FTIR)指的是利用红外光谱对材料成品进行分析和鉴定。将一束不同波长的红外射线照射到物质的分子上，某些特定波长的红外射线会被吸收，从而形成这一分子的红外吸收光谱。由于原材料的质量差异及在材料的加工制造环节，不同的制造工艺和制造参数可能会导致制造出来的高分子材料出现质量差异。不同的高分子材料具有不同的红外吸收光谱，因此，通过比较不同批次之间、同一批次不同时间之间生产的产品的红外吸收光谱，可以对使用的原材料及由于加工制造环节存在的导致材料出现质量不稳定问题的因素进行溯源。
差示扫描量热分析(DSC)是一种热分析方法。在程序控制温度下，测量输入到试样和参比物的功率差(如以热的形式)与温度的关系。差示扫描量热仪记录到的曲线为DSC曲线，它以样品吸热或放热的速率，即热流率dH/dt(单位毫焦/秒)为纵坐标，以温度T或时间t为横坐标，可以测量多种热力学和动力学参数，例如比热容、反应热、转变热、相图、反应速率、结晶速率、高聚物结晶度、样品纯度等。该法使用温度范围宽(-175～725℃)、分辨率高、试样用量少。根据差示扫描量热分析对试验样品分析所得的DSC曲线，分析材料使用的原材料及材料的加工制造环节，可能导致材料出现质量不稳定问题的因素。
热重分析(TGA)是在程序控制温度下，测量物质的质量与温度或时间的关系的方法。通过分析热重曲线，可以样品及材料的制造环节中可能产生的中间产物的组成、热稳定性、热分解情况及生成的产物等与质量联系的信息，确定材料使用的原材料及在材料的制造环节中可能导致材料出现质量不稳定问题的因素，例如原材料差异、制造工艺、制造参数等。
关键性能分析即对材料的一些关键性能的指标进行分析，材料的关键性能指标最能用于体现材料的质量一致性，因此，可以根据材料的关键性能确定材料是否存在质量一致性问题。
在其中一个实施例中，所述关键性能分析中的关键性能包括拉伸性能、弯曲性能、冲击性能、电性能、吸水性能和耐热性能。
在其中一个实施例中，根据所述材料的应用方向和/或使用要求确定所述材料的关键性能。由于不同的材料在应用时需要其具备的材料性能不同，因此，在对材料进行关键性能分析时，需要根据材料的应用方向和/或使用要求来确定需要对材料的那些关键性能指标进行测试。例如，当某材料在实际应用场景中只利用了该材料的拉伸性能时，则判定拉伸性能为该材料的关键性能，只对该材料的拉伸性能进行关键性能分析。
在其中一个实施例中，所述一致性表征数据包括质量离散参数，根据所述关键性能分析对所述试验样品进行测试，以获取所述质量离散参数。在根据关键性能对试验样品进行测试时，可以根据测试数据获取不同试验样品之间的质量离散参数，质量离散参数用于表现不同试验样品之间的质量一致性。
在其中一个实施例中，所述改进措施包括针对原料管控、生产工艺设备、生产工艺参数、存储环境和操作流程的改进。根据上述步骤中分析所得的导致材料质量一致性差的原料因素和工艺因素，依据追溯的问题原因提出改进措施。
例如，当用于制造该高分子材料的原料本身就存在质量一致性差的问题时，则可以通过选用更高品质的原料，或在制造前对原料进行质量筛选，以保证后续制造该高分子材料时，不会出现由于原料质量差而导致成品质量一致性差的问题。从原料管控、工艺设备、工艺参数、操作流程等各个环节，追溯到造成材料质量不一致问题的源头后，提出对应的改进方案，对材料的制备进行改进，从原料和制作工艺上提升材料的质量一致性水平。
在其中一个实施例中，在所述根据所述原料因素和工艺因素，提出相应的改进措施后，所述方法还包括如下步骤S500至S700。
S500：根据所述改进措施对相应的制造工艺环节进行改进。
S600：使用所述测试表征方法对经改进后生产的所述材料的成品再次进行测试表征试验。
S700：根据所述质量离散参数，判断所述改进措施是否有效。
根据提出的改进措施对原料管控、工艺设备、工艺参数、操作流程等各个环节进行改进。利用改进后的原料管控、工艺设备、工艺参数、操作流程等制备材料并收集成品，再次使用测试表征方法对经改进后生产的成品进行测试表征试验。在本实施例中，也需要对不同批次的成品进行试验，选用不少于5个批次的材料成品作为试验样品，进行测试表征试验。根据测试所得的一致性表征数据中的质量离散参数判断改进措施是否有效。若关键性能的质量离散参数降低了，且已降至目标值，则表明根据上述获取的材料因素和工艺因素所提出的改进措施是有效的，实现了提升材料的质量一致性水平的目的。
在其中一个实施例中，在明确改进措施是有效的以后，可以对质量提升效果进行固化。在企业中建立根据改进措施质量一致性提升管控办法，形成企业经营的流程文件，将质量一致性提升方法嵌入到企业的研制流程中，并对企业人员进行培训，提升质量管理的意识，以固化质量提升效果。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种质量一致性提升方法，其特征在于，包括：
获取材料的原料和半成品的性能参数以及所述材料的成品的一致性表征数据；
对所述材料的原料和半成品的性能参数进行分析，获取导致所述材料出现质量不稳定问题的原料因素；
对所述材料的成品的一致性表征数据进行分析，获取导致所述材料出现质量不稳定问题的工艺因素；
根据所述原料因素和所述工艺因素，提出相应的改进措施。
2.根据权利要求1所述的质量一致性提升方法，其特征在于，所述获取材料的原料和半成品的性能参数以及所述材料的成品的一致性表征数据，包括：
分别对所述材料的原料和半成品的成分、结构、性能进行检验，以获取材料的原料和半成品的性能参数；
对所述材料的成品进行测试表征试验，以获取所述材料的成品的一致性表征数据；或
收集所述材料的历史试验表征数据，以获取所述材料的成品的一致性表征数据。
3.根据权利要求2所述的质量一致性提升方法，其特征在于，对预设批次数的所述材料的成品进行测试表征试验，所述预设批次数大于等于5个批次。
4.根据权利要求2所述的质量一致性提升方法，其特征在于，所述对所述材料的成品进行测试表征试验，以获取所述材料的成品的一致性表征数据，包括：
确定并建立用于对所述材料进行测试表征试验的测试表征方法；
采集所述材料的试验样品，并根据所述测试表征方法对所述试验样品进行测试；
根据测试获取的试验表征数据，获取所述材料的成品的一致性表征数据。
5.根据权利要求4所述的质量一致性提升方法，其特征在于，所述测试表征方法包括红外光谱分析、差示扫描量热分析、热重分析和关键性能分析。
6.根据权利要求5所述的质量一致性提升方法，其特征在于，所述关键性能分析中的关键性能包括拉伸性能、弯曲性能、冲击性能、电性能、吸水性能和耐热性能。
7.根据权利要求5所述的质量一致性提升方法，其特征在于，根据所述材料的应用方向和/或使用要求确定所述材料的关键性能。
8.根据权利要求5所述的质量一致性提升方法，其特征在于，所述一致性表征数据包括质量离散参数，根据所述关键性能分析对所述试验样品进行测试，以获取所述质量离散参数。
9.根据权利要求1所述的质量一致性提升方法，其特征在于，所述改进措施包括针对原料管控、生产工艺设备、生产工艺参数、存储环境和操作流程的改进。
10.根据权利要求8所述的质量一致性提升方法，其特征在于，在所述根据所述原料因素和工艺因素，提出相应的改进措施后，所述方法还包括：
根据所述改进措施对相应的制造工艺环节进行改进；
使用所述测试表征方法对经改进后生产的所述材料的成品再次进行测试表征试验；
根据所述质量离散参数，判断所述改进措施是否有效。
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