分析实验 分析确定洗衣粉表面活性剂的成分
分析实验 分析确定洗衣粉表面活性剂的成分
表面活性剂是一类非常重要的化工产品，它的应用几乎渗透到所有技术经济部门。世界上表面活性剂总产量的约20％用于洗涤剂工业，它是洗涤剂中主要活性成分之一，它的种类、含量直接影响洗涤剂的质量和成本。因此，本实验旨在通过洗衣粉中表面活性剂的分析，使学生初步了解表面活性剂的分离、分析方法。
一、实验目的
1．学习液-固萃取法从固体试样中分离表面活性剂。
2．学习表面活性剂的离予型鉴定方法。
3．学习用红外光谱法和核磁共振法测定表而活性剂的结构。
二、实验原理
l．表面活性剂的分离：洗衣粉除了以表面活性剂为主要成分外，还配加有三聚磷酸钠、纯碱、羧甲基纤维素等无机和有机助剂以增强去污能力，防止织物的再污染等。因此要将表面活性剂与洗衣粉屮的其他成分分离开来。通常采用的方法是液-固萃取法。可用索氏萃取器（Soxhlet＇s extactor）连续萃取，也可用回流方法萃取。萃取剂可视具体倩况选用95％的乙醇、95％的异丙醇、丙酮、氯仿或石油醚等。
2．表面活性剂的离子型鉴定：表面活性剂的品种繁多，但按其在水中的离子形态可分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂两大类。前者又可以分为阴离子型、阳离子型和两性型三种。利用表面活性剂的离子型鉴别方法快速、简便地确定试祥的离子类型，有利于限定范围，指示分离、分析方向。
确定表面活性剂的离子型的方法很多，在此介绍最常用的酸性亚甲基蓝试验。染料亚甲基蓝溶于水而不溶于氯仿，它能与阴离子表面活性剂反应形成可溶于氯仿的蓝色络合物，从而使蓝色从水相转移到氯仿相。本法可以鉴定除皂类之外的其他广谱阴离子表面活性剂。非离子型表面活性剂不能使蓝色转移，但会使水相发生乳化；阳离子表面活性剂虽然也不能使蓝色从水相转移到氯仿相，但利用阴、阳离子表面活性剂的相互作用，可以用间接法鉴定。
3．波谱分析法鉴定表面活性剂的结构：红外光谱、紫外光谱、核磁共振谱和质谱是有机化合物结构分析的主要工具。在表面活性剂的鉴定中，红外吸收光谱的作用尤为重要。这是因为表面活性剂中的主要官能团均在红外光谱中产生特征吸收，据此可以确定其类型，进一步借助于红外标准谱图可以确定其结构。表面活性剂的疏水基团通常有一个长链的烷基，该烷基的碳数不是单一的，而是具有一定分布的同系物。该烷基的碳数多少和分布的状况影响表面活性剂的性能。用红外光谱很难获得这方面的信息，而核磁共振谱测定比较有效。因为核磁共振氢谱中积分曲线高度比代表了分子中不同类型的氢原子数目之比，所以可用来测定表面活性剂疏水基团中碳链的平均长度。
三、实验装置和仪器设备
1．回流装置
2．蒸馏装置
3．红外光谱仪
4．核磁共振谱仪
四、试剂和器材
试剂：95%乙醇，无水乙醇，四氯化碳，四甲基硅烷(北京国药集团)
亚甲基蓝试剂（天津海力斯生物科技有限公司）
氯仿（河北廊坊鸿工化学有限公司）
AEO-9、NP-10（吉林石化）
净洗剂6501、6503（北京蓝星助剂有限公司）
脂肪醇醚XP-70（巴斯夫化学）
脂肪酸甲酯乙氧基化物FMEE（喜赫石化）
曲拉通100（默克化学）
器材：100ml烧瓶2个，25ml烧杯2个，5ml带塞小试管2支，冷凝管，蒸馏头，接受管，沸石，水浴，研钵，天平等
五、实验步骤
1.表面活性剂的分离：
（1）取一定量的洗衣粉试祥于研钵屮研细。然后称取2g放入100ml烧瓶屮，加入30ml乙醇。装好回流装置，打开冷却水，用水浴加热，保持乙醇回流15分钟。
（2）撤去水浴。在冷却后取下烧瓶，静置几分钟。待上层液体澄清后，将上层提取的清液转移到l0OmL烧瓶中（小心倾倒或用滴管吸出）。
（3）重新加入20mL95％的乙醇，重复上述回流和分离操作，两次提取液合并。
（4）在合并的提取液屮放人几粒沸石，搭装好蒸馏装置。用水浴加热，将提取液中的乙醇蒸出，直至烧瓶中残余1～2ml为止。
（5）将烧瓶屮的蒸馏残余物定量转移到干燥并已称量过的25mL的烧杯屮。
（6）将小烧杯置于红外灯下，烘去乙醇。称量并计算表面活性剂的百分含量。
计算公式如下：
洗衣粉中表面活性剂的含量=(W1-W2)/Q×1OO%
其屮Q—称取的洗衣粉的量(g)；Wl—空烧杯的重量(g)，W2--装有表面活性剂的烧杯重量(g)。
2．表面活性剂的离子型鉴定
（1）已知试祥的鉴定:
·阴离子表面活性剂的鉴定:
取亚甲基蓝溶液和氯仿各约lmL，置于一带塞的试管中，剧烈振荡，然后放置分层，氯仿层无色。将浓度约1％的阴离子表面活性剂试样逐滴加入其中，每加一滴剧烈振荡试管后静置分层，观察并记录现象，直至水相层无色，氯仿层呈深蓝色。
·阳离子表面活性剂的鉴定：
在上述试验的试管中，逐滴加入阳离于表面活性剂（浓度约1％），每加一滴剧烈振荡试管后静置分层，观察并记录两相的颜色变化，直至氯仿层的蓝色重新全部转移到水相。
·非离子表面活性剂的鉴定：
另取一带塞的试管，依次加入亚甲基蓝溶液和氯访各约lmL，剧烈振荡，然后放置分层，氯仿层无色。将浓度约1％的非离于表面活性剂试样逐滴加入其中，每加一滴剧烈振荡试管后静置分层，观察并记录两相颜色和状态的变化。
（2）未知试样的鉴定：
·取少许从洗衣粉中提取的表面活性剂，溶于2～3mL蒸馏水中，按上述办法进行鉴定和判别其离子类型。
·取适量（约10 mg）洗衣粉溶于5mL蒸馏水中作为试样，重复上述操作，观察和记录现象。以考察洗衣粉中的其它助剂对此鉴定是否有干扰。
3．表面活性剂的结构鉴定
（1）红外光谱测定按照所用红外光谱仪的操作规程打开和调试好仪器。用液膜法制样测定其红外光谱。在谱图上标出主要吸收峰的归属。
制样方法：用几滴无水乙醇将小烧杯中的试样（提取物）溶解，将试样的浓溶液滴在打磨透明的溴化钾盐片上，置于红外灯下烘去乙醇。
（2）核磁共振氢谱的测定：按照所使用的核磁共振仪的操作规程调试好仪器，并测1HNMR 谱。
配制样品的方法：在烘去溶剂的试样（提取物）中加入约1ml的四氯化碳，搅拌使其充分的溶解。小心将溶液转移到核磁样品管（直径为5mm）中，溶液高度约为30mm，然后滴加2～3滴TMS（四甲基硅烷）的四氯化碳溶液。盖好盖子，振荡，使其混合均匀。
（3）谱图解析
红外吸收峰的归属
峰号峰位置(cm-1) 峰强度* 对应官能团
1
2
3
*峰强度可用符号表示：s一强，m一中强，w一弱。
核磁共振谱信息
峰号化学位移(ppm) 积分线高度质子数偶合裂分结构信息
1
2
3
根据已确定的离子类型以及红外，核磁谱图提供的信息，通过查阅资料推测其可能结构，然
后查阅红外标准谱图验证。
六、思考题
1．为什么用回流法进行液-固萃取时，烧瓶内可不加沸石？蒸馏时是否也可以不加沸石？
2. 本实验是否可用索氏萃取器提取洗衣粉中的表面活性剂？试将回流法与其作一比较。
3. 本实验中，红外光谱制样时为什么要用无水乙醇作溶剂？用95％的乙醇行不行？
4．在核磁共振氢谱的测定中，加四甲基硅烷门（TMS）的作用是什么？
附录常见表面活性剂的红外特征吸收
表面活性剂由疏水基和亲水基两大部分组成，它们的类刑和结构决定表面活性剂的性质。大部分表面活性剂的疏水基是碳氢基团，主要有以下三类：
1. 脂肪族碳氢链（饱和或不饱和），通常是C18～C18。
2. 芳香族烃基（单环或多环）。
3. 烷基芳烃基（如烷基苯类）。
亲水基的种类很多，主要由它们决定表面活性剂的种类，以下两张表分别列出了表面活性剂中常见的亲水基团及其在红外光谱中的特征吸收峰值
表一表面活性剂中常见的亲水基团
亲水基的类型亲水基团
阴离子型羧酸盐-COO―M+，磺酸盐-SO3―M+，硫酸酯盐-OSO3―M+，磷
酸酯盐-PO32―M2+，乙醇胺类
*M主要是Na+，K+，NH4+
阳离子型伯、仲、叔胺盐，季胺盐RnH4-nA（n:1～4）
砒啶盐
两性型氨基酸，甜菜碱
非离子型聚乙二醇（或称聚氧乙烯醚）-(C2H4O)nH
多元醇（如甘油，丙二醇，山梨糖醇，氨基醇等）
表二表面活性剂中常见亲水基团的红外吸收带
基团振动形式吸收带（cm-1）
-COO― vas
vs 1610~1540 b.s 1470~1370 b.m-s
-SO3― vas
vs 1190~1180 b.v.s 1060~1030 b.m-s
-OSO3― vas
vs 1270~1220 b.v.s 1100~1060 b.m-s
-OPO3― vP=O
vP―O―C 1250~1220 b.s 1060~1030 b.v.s
伯胺vN―H
δN―H 2940~2700 b.s 1610~1560 sh.s
仲胺vN―H
δN―H 2940~2700 b.s 1610~1500 sh.m-w
-(C2H4O)n vC―O 1150~1190 b.s
多元醇vOH 3450~3300 b.m-s
符号说明：vas —不对称伸缩振动；vs —对称伸缩振动；δ—弯曲振动；
吸收峰形状，强度：b—宽，sh—尖锐，v.s—非常强，s—强，m—中等，w—弱。
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1.1 Gemini表面活性剂的研究进展
1.1.1 Gemini表面活性剂的发展
Gemini表明活性剂也称dimeric(二聚)、oilgomeric(低聚)表面活性剂，Gemini 表面活性剂在天文学上意思为双子星座，因此中文也译为双子、双基、双星、双联表面活性剂[13，14]，一般称为双子表面活性剂。
该类结构新颖的表面活性剂的最早报道是1946年的美国专利US2524218[15]，Frederick C．Bosworth等为开发一种新的洗涤助剂，其合成的一系列化合物中，有一种结构式为双子型的羧酸盐型化合物，该化合物是报道最早的Gemini表面活性剂。1971年，Bunton等[16]首次合成了一族双阳离子头基双烷烃链表面活性剂，其分子结构顺序为：长的碳氢链、阳离子头基。联接基团、第二个离子头基、第二个碳氢链，并且把它作为相转移催化剂使用，结果发现它比普通的阳离子表面活性剂具有更高的催化效率。1988年后，日本Osaka大学的Oklahoma和他的同事们合成并研究了柔性联接基的若干双烷烃链表面活性剂[17]。然而真正系统开展这类新型表面活性剂研究工作是从1991年开始。该年Emery大学的Menger教授和Littau等人[18]合成了刚性联接基团的双烷烃链表面活性剂，并给这种类型表面活性剂起名为Gemini surfactants。从此，这类结构新颖的表面活性剂有了一个合适的名称。1993年，美国纽约市立大学Brooklyn 学院的Rosen小组采纳了“Gemini”的命名，并系统地合成和研究了氧乙烯或氧丙烯等柔性基团联接的Gemini表面活性剂[19]。同年，法国Charles Sadron研究所的Zane[20]小组以亚甲基链作为联接基团研究了一系列双烷基季铵盐表面活性剂。由于Gemini表面活性剂有着独特的分子结构及多种独特的性质，如降低表(界)面张力、溶解性、流变性等。近年来，世界各国对它的研究兴趣异常高涨，其研究内容从Gemini表面活性剂的合成、结构，逐步扩展至界面行为、聚集体性质、与碱的协同效应及应用等方面。
我国对Gemini表面活性剂的研究起步较晚，国内最早的报道是一篇译文，1997年，大连理工大学王江[21]等人率先合成了一种两性Gemini表面活性剂应用在浓乳剂中，取得较好效果。1999年，赵剑曦[22]在《化学进展》上发表了一篇综述，详细介绍了Gemini表面活性剂的研究进展。我国对Gemini表面活性剂的研究主要在如表(界)面活性上的基础性能研究，主要有福州大学的赵剑曦研究小组和山东大学胶体与界面科学教育部重点试验室的李干佐小组。2001年后有关合成的报道相继出现[23-30]。目前对Gemini表面活性剂的介绍，多以分子结构介绍和合成工作为主，而在性质(如胶团化及其规律，胶团热力学等)和应用方面虽有涉及但较为粗略，形成系列与整体势力，因此，具有新颖结构的Gemini
第一章引言
表面活性剂系列化合物的合成研究应引起我们的重视[31-33]。
1.1.2 Gemini表面活性剂的结构、分类与合成
1.1.
2.1 Gemini表面活性剂的结构
Gemini表面活性剂可视为由两个或两个以上的同一或几乎同一的两个部分，在其头基或靠近头基处由联接基团通过化学键将两亲成分联接在一起而成，可用如下结构示意图表示[34]：
图1-1 Gemini表面活性剂的分子结构示意图
联接基团种类较多，主要有两类[35]：一类是柔性链，如亚甲基链-(CH2)n -、聚氧乙烯链-(C2H4O)x-等；另一类是刚性链，如：
等。其它多头基、多碳链Gemini表面活性剂结构示意图可参照图1-1表示，由于联结基类型不同，它们构成的表面活性剂具有各自的一些基本特点，如：柔性的联结基团弯曲趋势强，更容易适应环境，降低表面张力能力强。-(CH2)n-表现为疏水性，-(C2H4O)x-则表现出一定的亲水性，长碳链的种类也有两类：一类为纯碳链，另一类碳链接有其它基团如酯基、酰胺基、氟等。极性头的种类与普通表面活性剂相差不大，阳离子型主要是季铵盐，阴离子型主要有羧酸盐、磷酸酯盐、磺酸盐及硫酸酯盐，非离子型主要有多羟基和环氧乙烷缩合基团。
在Gemini表面活性剂分子结构中，由于两个离子头基靠联接基团通过化学键连接，由此造成了两个表面活性剂单体紧密连接，致使其碳氢链间更容易产生较强的排斥作用，即加强了碳氢链间的疏水作用，而且离子头基间的排斥倾向受制于化学键力而被大大削弱。因此，联接基团的介入及其化学结构、联接位置、刚性程度及链长等因素的变化，将使Gemini型的结构具备多样化的特点，进而对其溶液和聚集体行为等性质产生影响，使之具备特殊的物理化学性质的原因。新的研究结果表明，Gemini型表面活性剂与经典表面活性剂确实有较大的差别，它的出现无疑开辟了表面活性剂科学领域的新途径[36]。
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1.1.
2.2 Gemini表面活性剂的分类
Gemini表面活性剂有不同的分类方法，参照普通表面活性剂的分类方法[37]，根据亲水基所带电荷种类可分为阳离子型(铵盐型、季铵盐型)；阴离子型(磺
酸盐型、硫酸盐型、羧酸盐型和磷酸盐型)；非离子型(聚氧乙烯型、脂肪酸多元醇型)；两性离子型(双磺基甜菜碱型)和混合型(阴阳离子对、阴离子-非离子、阳离子-非离子)。根据疏水链的种类可分为碳氢型和碳氟型；根据连接基的亲疏水性、刚柔性又可分为不同的种类[38]。
近年来出现了一些特殊结构的Gemini表面活性剂，如立体异构阴离子型、离子对型、糖苷非离子型等。作为Gemini表面活性剂的衍生物，出现了三聚体、四聚体以及包含20个疏水链的树枝状聚合体表面活性剂[39-41]。
1.1.
2.3 Gemini表面活性剂的合成
分子结构新颖的Gemini表面活性剂具有优良的表面活性和丰富的分子有序聚集体形状与特征，因此其合成研究也成为热点。Gemini表面活性剂按亲水基不同，可分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性型等。目前，合成的阳离子型Gemini表面活性剂主要是双季铵盐表面活性剂，它们主要具有生物降解性好、毒性低、化学性质稳定及合成较为简单的特点，是近年来研究最多、应用最广的类型[42]。阴离子型Gemini表面活性剂在分子结构设计方面具有更多的可变性，使它的合成及分离提纯更为复杂，但同时又具有更广阔的研究空间。相比之下，有关非离子型和两性离子型Gemini表面活性剂合成的报道较少。
合成双季铵盐表面活性剂的方法主要有两种[43]，一种是以二代取代烷烃和单长链烷基二甲基叔胺(烷基为直链烷基，碳原子数为m)在无水乙醇中加热回流，进行季铵化反应；另一种是以1-溴代长链烷烃和N，N，N′，N′-四甲基烷基二胺在无水乙醇中加热回流，进行季铵化反应。主要结构类型如图1-2所示：
图1-2阳离子Gemini表面活性剂结构示意图
表面活性剂
表面活性剂 在生物学或生物化学实验室使用的去污剂都是作用比较温和的表面活性剂（=表面活性成分），是用来破坏细胞膜（裂解细胞）以释放细胞内的可溶性物质。它们可以破坏蛋白质-蛋白质、蛋白质-脂质、脂质-脂质之间的连接，使蛋白质发生结构上的变性，防止蛋白质结晶，另外在免疫学实验中还可避免非特异性吸附。去污剂根据其特性可以分为好几类，因此科学研究中去污剂的选择很关键，取决于后续研究的具体内容。 实际应用中有众多不同的去污剂可以选择。为了某些特殊的应用，新的去污剂被不断开发出来。在这篇综述中，对一些最常用的去污剂的特点和应用进行了论述。去污剂是由一个疏水尾端基团和一个极性亲水头端基团组成的有机化合物（图一A）。在一定的温度条件下，以特定浓度溶解于水时，去污剂分子会形成胶束，疏水基团部分位于胶束内部，而极性亲水基团则在其外部（图一B）。因此，胶束的疏水中心会结合到蛋白的疏水区域。一个胶束中，去污剂分子的聚集数目，是用来评价膜蛋白溶解度的一个重要参数。去污剂分子疏水区域的长度和其疏水性成正比，且去污剂的疏水区域非常恒定，而极性头端亲水基团是可变的，可据其特点，把去污剂分为三类：离子型（阴离子或阳离子型），两性离子型和非离子型（见表一）。在特定的温度下，表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度，称之为临界胶束浓度（CMC）。当去污剂低于临界胶束浓度时，只有单体存在；当高于临界胶束浓度时，胶束、单体以及其余不溶于水的非胶束相共存。同样，胶束形成的最低温度称为临界胶束温度（CMT）。因此，温度和浓度是去污剂两相分离和溶解性的重要参数。一般来说，低亲脂或憎油的去污剂的临界胶束浓度会较高。 表一：去污剂的分类。
主成分分析实验报告
项目名称实验4―主成分分析 所属课程名称多元统计分析（英）项目类型综合性实验 实验(实训)日期2012年 4 月15 日
实验报告4 主成分分析（综合性实验） (Principal component analysis) 实验原理：主成分分析利用指标之间的相关性，将多个指标转化为少数几个综合指标，从而达到降维和数据结构简化的目的。这些综合指标反映了原始指标的绝大部分信息，通常表示为原始指标的某种线性组合，且综合指标间不相关。利用矩阵代数的知识可求解主成分。
实验题目：下表中给出了不同国家及地区的男子径赛记录：(t8a6) Country 100m (s) 200m (s) 400m (s) 800m (min) 1500m (min) 5000m (min) 10,000m (min) Marathon (mins) Argentina 10.39 20.81 46.84 1.81 3.7 14.04 29.36 137.72 Australia 10.31 20.06 44.84 1.74 3.57 13.28 27.66 128.3 Austria 10.44 20.81 46.82 1.79 3.6 13.26 27.72 135.9 Belgium 10.34 20.68 45.04 1.73 3.6 13.22 27.45 129.95 Bermuda 10.28 20.58 45.91 1.8 3.75 14.68 30.55 146.62 Brazil 10.22 20.43 45.21 1.73 3.66 13.62 28.62 133.13 Burma 10.64 21.52 48.3 1.8 3.85 14.45 30.28 139.95 Canada 10.17 20.22 45.68 1.76 3.63 13.55 28.09 130.15 Chile 10.34 20.8 46.2 1.79 3.71 13.61 29.3 134.03 China 10.51 21.04 47.3 1.81 3.73 13.9 29.13 133.53 Columbia 10.43 21.05 46.1 1.82 3.74 13.49 27.88 131.35 Cook Islands 12.18 23.2 52.94 2.02 4.24 16.7 35.38 164.7 Costa Rica 10.94 21.9 48.66 1.87 3.84 14.03 28.81 136.58 Czechoslovakia 10.35 20.65 45.64 1.76 3.58 13.42 28.19 134.32 Denmark 10.56 20.52 45.89 1.78 3.61 13.5 28.11 130.78 Dominican Republic 10.14 20.65 46.8 1.82 3.82 14.91 31.45 154.12 Finland 10.43 20.69 45.49 1.74 3.61 13.27 27.52 130.87 France 10.11 20.38 45.28 1.73 3.57 13.34 27.97 132.3 German (D.R.) 10.12 20.33 44.87 1.73 3.56 13.17 27.42 129.92 German (F.R.) 10.16 20.37 44.5 1.73 3.53 13.21 27.61 132.23 Great Brit.& N. Ireland 10.11 20.21 44.93 1.7 3.51 13.01 27.51 129.13 Greece 10.22 20.71 46.56 1.78 3.64 14.59 28.45 134.6 Guatemala 10.98 21.82 48.4 1.89 3.8 14.16 30.11 139.33 Hungary 10.26 20.62 46.02 1.77 3.62 13.49 28.44 132.58 India 10.6 21.42 45.73 1.76 3.73 13.77 28.81 131.98
飘柔表面活性剂成分分析
飘柔表面活性剂成分分析 Harrison 2012年飘柔（绿色瓶）成分表 备注：以上表格信息来源于百度文库 成分分析： 1、ALS 十二烷基硫酸铵（C24H54NO4S）: 本产品中用量是：68.29% 是该洗发露中的主要成分，为主要表面活性剂。属于阴离子表面活性剂，具有优良的去污、乳化及耐硬水性能，泡沫细腻丰富，性能温和。本产品中，主要用于发泡和洗涤。 2、AXS 二甲苯磺酸铵（C8H13NO3S）：本产品中用量为：3.00% 是该洗发露的助剂之一。不算真正意义上的表面活性剂，只能是一种助溶剂。磺酸盐亲水、二甲苯基亲油，但它对降低表面张力不是很大，是一种新型高效的低毒性洗涤用品增溶调理剂。本产品使用AXS与使用传统增溶剂相比，有手感好、刺激性低等优点。 3、Coconut Monoethanolamine 椰油单乙醇酰胺：本产品中用量为1.50%是该洗发露中的增稠剂和稳泡剂。Coconut Monoethanolamine为聚醚型-聚氧乙烯酰醇胺的非离子型表面活性剂。使用Coconut Monoethanolamine 的作用是在阴离子表面活性剂体系中作为增稠剂，其增稠作用优于椰油酰二乙醇胺。与此同时，也是一种稳泡剂，起到稳泡的作用。 4、Ethylene Glycol Distearate 乙二醇二硬脂酸酯（EGDS, C38H74O4）：本产品中的用量为2.00% 是该洗发露的珠光剂之一。EGDS是非离子型表面活性剂，EGDS能在在表面活性剂复合物中加热后溶解或乳化，降温过程中会析出镜片状结晶，因而产生珠光光泽。常用于产生珠光，同时与其它类型的表面活性剂相溶性好，且能体现其稳定的珠光效果及增稠调理功能。
实验六主成分分析报告
实验六 主成分分析 一、实验目的 通过本次实验，掌握SPSS 及ENVI 的主成分分析方法。 二、有关概念 1． 主成分分析的概念 主成分分析（又称因子分析），是将多个实测变量转换为少数几个不相关的 综合指标的多元统计分析方法。代表各类信息的综合指标就称为因子或主成份。 主成分分析的数学模型可写为： m m x a x a x a x a z 131********++++= m m x a x a x a x a z 23232221212++++= m m x a x a x a x a z 33332321313++++= ……… m nm n n n n x a x a x a x a z ++++= 332211 其中，x 1、x 2、 x 3、 x 4 …x m 为原始变量；z 1、 z 2、 z 3、 z 4 …z n 为主成份，且有m ≥n 。 写成矩阵形式为：Z=AX 。Z 为主成份向量，A 为主成份变换矩阵，X 为原始变 量向量。主成份分析的目的是把系数矩阵A 求出，主成份Z1、Z2、Z3…在总方差中所占比重依次递减。 从理论上讲m=n 即有多少原始变量就有多少主成份，但实际上前面几个主成 份集中了大部分方差，因此取主成份数目远远小于原始变量的数目，但信息损失很小。 因子分析的一个重要目的还在于对原始变量进行分门别类的综合评价。如果 因子分析结果保证了因子之间的正交性（不相关）但对因子不易命名，还可以通过对因子模型的旋转变换使公因子负荷系数向更大（向1）或更小（向0）方向变化，使得对公因子的命名和解释变得更加容易。进行正交变换可以保证变换后各因子仍正交，这是比较理想的情况。如果经过正交变换后对公因子仍然不易解释，也可进行斜交旋转。 2． 因子提取方法 SPSS 提供的因子提取方法有： ①Principal components 主成份法。该方法假设变量是因子的纯线性组合。
主成分分析、因子分析实验报告--SPSS
对2009年我国88个房地产上市公司的因子分析 分析结果： 表1 KMO 和 Bartlett 的检验 取样足够度的 Kaiser-Meyer-Olkin 度量。.637 Bartlett 的球形度检验近似卡方398.287 df 45 Sig. .000 由表1可知，巴特利特球度检验统计量的观测值为398.287，相应的概率p值接近0，小于显著性水平 (取0.05)，所以应拒绝原假设，认为相关系数矩阵与单位矩阵有显著差异。同时，KMO值为0.637，根据Kaiser给出的KMO度量标准(0.9以上表示非常适合；0.8表示适合；0.7表示一般；0.6表示不太适合；0.5以下表示极不适合)可知原有变量不算特别适合进行因子分析。 表2 公因子方差 初始提取市盈率 1.000 .706 净资产收益率 1.000 .609 总资产报酬率 1.000 .822 毛利率 1.000 .280 资产现金率 1.000 .731 应收应付比 1.000 .561 营业利润占比 1.000 .782 流通市值 1.000 .957 总市值 1.000 .928 成交量（手） 1.000 .858 提取方法：主成份分析。 表2为公因子方差，即因子分析的初始解，显示了所有变量的共同度数据。第一列是因子分析初始解下的变量共同度，它表明，对原有10个变量如果采用主成分分析方法提取所有特征根(10个)，那么原有变量的所有方差都可被解释，变量的共同度均为1(原有变量标准化后的方差为1)。事实上，因子个数小于原有变量的个数才是因子分析的目标，所以不可提取全部特征根；第二列是在按指定提取条件(这里为特征根大于1)提取特征根时的共同度。可以看到，总资产报酬率、成交量、流
第6章 因子分析
第六章 因子分析 一、填空题 1.因子分析常用的两种类型为 和 。 2.因子分析是将具有错综复杂关系的变量（或样品）综合为数量较少的几个因子，以再现_____________与____________之间的相互关系。 3．因子分析就是通过寻找众多变量的 来简化变量中存在的复杂关系的一种方法。 4．因子分析是把每个原始变量分解成两个部分即 、 。 5．变量共同度是指因子载荷矩阵中_______________________。 6．公共因子方差与特殊因子方差之和为_______。 7．求解因子载荷矩阵常用的方法有 和 。 8．常用的因子旋转方法有 和 。 9．Spss 中因子分析采用 命令过程。 10．变量i X 的方差由两部分组成，一部分为 ，另一部分为 。 二、判断题 1．在因子分析中，因子载荷阵不是唯一的。 （ ） 2．因子载荷阵经过正交旋转后，各变量的共性方差和各个因子的贡献都发生了变化。 （ ） 3．因子分析和主成分分析的核心思想都是降维。 （ ） 4．因子分析有两大类，R 型因子分析和Q 型因子分析；其中R 型因子分析是从变量的相似矩阵出发，而Q 型因子分析是从样品的相关矩阵出发。（ ） 5．特殊因子与公共因子之间是相互独立的。（ ） 6．变量共同度是因子载荷矩阵列元素的平方和。（ ） 7．公共因子的方差贡献是衡量公共因子相对重要性指标。（ ） 8．对因子载荷阵进行旋转的目的是使结构简化。（ ） 三、简答题 1． 因子分析的基本思想是什么，它与主成分分析有什么区别和联系？ 2．因子模型的矩阵形式ε+=X UF ，其中：
() () () u F F ij m p P m U F ?=' =' =εεε,,,,1 1 请解释式中F 、 ε、U 的统计意义。 3．因子旋转的意义何在？如何进行最大方差因子旋转？ 4．因子分析主要应用在哪几个方面？ 四、计算题 4．假设某地固定资产投资率1x ， 通货膨胀率2x 和失业率3x 的约相关矩阵为： ??????? ????? ????----=525 25 152******** 51* R 并且已知该相关矩阵的各特征根和相应的非零特征根的单位特征向量分别为： 9123.01=λ ()' -=657.0657.0369 .01α 0877.02=λ ()'-=261.0261 .0929 .02α 03=λ 要求求解因子分析模型，计算各变量的共同度和各公共因子的方差贡献并解释它们的统计意义。 2．设变量x 1,x 2和x 3已标准化，其样本相关系数矩阵为： ?? ?? ??????=135.045.035.0163.045.063.01 R （1）对变量进行因子分析。 （2）取q=2进行正交因子旋转。 3．已知我国某年各地区的国有及非国有规模以上的工业企业经济效益资料，现做因子分析，结果如下，请说明每一个输出结果的含义及目的，并回答以下问题： （1）什么是方差贡献率？ 计算方差贡献率的目的何在？ （2） 如何利用因子分析结果进行综合评价？ 结合本例写出计算综合评价结果的公式。
简述：乳化剂配方成分分析及测试
乳化剂产品及原料分析测试及应用 --青岛科标分析实验室 概述： 乳化剂是乳浊液的稳定剂，是一类表面活性剂。乳化剂的作用是：当它分散在分散质的表面时，形成薄膜或双电层，可使分散相带有电荷，这样就能阻止分散相的小液滴互相凝结，使形成的乳浊液比较稳定。例如，在农药的原药（固态）或原油（液态）中加入一定量的乳化剂，再把它们溶解在有机溶剂里，混合均匀后可制成透明液体，叫乳油。常用的乳化剂有肥皂、阿拉伯胶、烷基苯磺酸钠等。 分类： 乳化剂从来源上可分为天然物和人工合成品两大类。而按其在两相中所形成乳化体系性质又可分为水包油（O/W）型和油包水（W/O）型两类。 衡量乳化性能最常用的指标是亲水亲油平衡值（HLB值）。HLB值低表示乳化剂的亲油性强，易形成油包水（W/O）型体系；HLB值高则表示亲水性强，易形成水包油（O/W）型体系。因此HLB值有一定的加和性，利用这一特性，可制备出不同HLB值系列的乳液。 分析项目 【成分分析】利用定性、定量分析手段，可以精确分析材料的组成成分、元素含量和填料含量。 【配方分析】是指对产品或样品的组成成分、元素或原料等成分进行分析，又称配方还原。【组成部分】确定平衡系统中的所有各项的组成所需要的最少数目的独立物种称为组成部分。 【成分定性】通过对材料进行主成分分析，鉴定材料类别，检验、鉴别材料真实牌号。【图谱分析】指通过谱图对未知成分进行分析的技术方法。
【对比分析】一般是对两个产品的组分进行定性定量的对比，即组分的差别及量的差别。【失效分析】是综合运用各类常量、微量和痕量分析技术，主要成分与杂质成分鉴定并举，有机分析与无机分析并重，成分分析与生产工艺流程分析结合，依靠对分析结果强大的分析和综合判断能力，对产品质量事故原因进行分析诊断。 【材质鉴定】主要是针对相关材料提供的分析服务。 【技术研发】指新品种、新技术从创新构思的产生直至品种、技术审核确定的环节。
红外光谱表面活性剂的分析与测试
红外光谱表面活性剂的分析与测试 表面活性剂具有降低表面张力及在溶液中定向吸附并形成胶束的特性，由此表面活性剂具有湿润、乳化、分散、起泡、消泡、增溶、絮凝、杀菌、去污等一系列作用和功能。这些功能已在洗涤剂生产、纺织、造纸、皮革加工、金属加工、石油工业、农药制剂生产等诸多工业领域得以应用并发挥重要作用。 各种用途的工业表面活性剂产品通常是用几种不同性能的表面活性剂、无机物、水或有机溶剂等复配而成。一般需要用物理、化学和色谱方法对混合物进行分析、分离和精制，再利用红外、紫外、核磁、质谱和色谱等仪器进行未知物的定性分析、定量分析及组成与结构测试。 一、表面活性剂的理化性能测试 浊点是非离子表面活性剂亲水性与温度关系的重要指标，与应用需求密切相关，多采用一定浓度的水溶液升温法。分散力测试方法有分散指数法、酸量滴定法、比浊法等。润湿力的测定方法通常用帆布沉降法、纱布沉降法、纱线沉降法和接触角法等。静表面张力测定有滴重法、吊环法、平板法、悬滴法和最大泡压法。 形成胶束所需表面活性剂的最低浓度称为临界胶束浓度（cmc），表面活性剂的水溶液只有其浓度略高于其CMC值时它的作用才能充分显示，测定方法有表面张力、染料、电导率法等。 表面活性剂在水溶液中形成胶束以后，能使不溶解或微溶于水的有机化合物的溶解度显著增大的能力，形成真溶液体系。增溶实验是将一定量的表面活性剂将苯或其它所需考察的有机物增溶在水中，当体系中有机溶剂含量超过表面活性剂的增溶极限时，体系浑浊，由此测定其增溶能力。 表面活性剂的泡沫性能包括它的起泡性和稳泡性两个方面，均随其浓度上升而增强（直至极限值），测定方法是测定表面活性剂在一定浓度、一定温度、一定高度自由流下的一定硬度的水溶液所产生的泡沫高度/量，及此泡沫在一定时间后的泡沫高度/量。 乳化力的测定因不同的乳化对象及不同的乳化环境表面活性剂呈现出不同的乳化力，视具体情况而定，无统一的方法。相转变温度（PIT）是测定乳液相转变的温度，是衡量乳液稳定性的重要指标。 表面活性剂分子的亲水亲油平衡值HLB一般可根据其分析值或按其结构进行计算而得，实际工作中以乳化实验为主。 二、表面活性剂的化学分析法 首先将某一表面活性剂的元素定性分析与离子类型鉴定相结合对此表面活性剂官能团进行定性分析。如为阴离子型表面活性剂常常含硫、氮、磷中的任一种或两种元素，一般还含有K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Ba2+等金属元素，还需要考虑其反离子为NH4+和烷醇胺的可能性；但金属离子也可能是属于无机副产物或添加物。如为阳离子型表面活性剂元素定性应含氮、卤素，无金属离子。非离子表面活性剂多不含S、P，某些如烷醇酰胺、脂肪胺醚等含N元素。两性表面活性剂基本都含N元素，少数的S、N共存（磺化甜菜碱），或N、P共现（卵磷脂）。氨基酸盐含有K+、Na+等金属离子。如果有氟元素明显被检出时，可以肯定是含氟表面活性剂。有显著硅检出时，需考虑有机硅类表面活性剂和硅酸盐添加物的存在的可能。 确定表面活性剂的离子类型后可进一步对其定量分析。阴离子表面活性剂定量分析法原理是阴离子表面活性剂和以知阳离子表面活性剂定量络合反应的方法。维茨波恩的亚甲基蓝分相滴定法和亚甲基蓝光电比色法被日本工业标准JISK3362-1976所采用。国际表面活性剂委员会（CID）和分析小组（CIA）推荐的国际标准ISO法是以阴离子表面活性剂海明1622为滴定剂，以阳离子染料/阴离子染料（溴化二氨基菲啶/二硫化蓝）作混合指示剂，此法比亚甲基蓝法变色明显，重现性好。阳离子表面活性剂定量分析法有I SO287-1973亚甲基蓝法、溴甲酚氯法、四苯硼化钠法等。对于非离子表面活性剂的混合物可先柱层析分离出相对单一的非离子表面活性剂，然后定性定量。多元醇脂肪酸脂可水解测定其羟值、皂化值、酸值；聚氧乙烯型表面活性剂亦可测其浊点、羟值，进而依靠仪器分析确定其起始剂和EO加成数。两性表面活性剂可用磷钨酸法、铁氰化钾法等定量。 三、利用现代仪器分析对表面活性剂进行定性、定量及组成和结构的测试 红外光谱（IR）是鉴别化合物及确定物质分子结构常用的手段之一，主要用于有机物和无机物的定性定量分析。红外光谱属于分子吸收光谱，是依据分子内部原子间的相对振动和分子转动等信息进行测定的。
渗透剂配方成分剖析
渗透剂配方成分剖析 渗透剂（JFC）的全称是脂肪醇聚氧乙烯醚，属非离子表面活性剂。渗透剂顾名思义是起渗透作用，也是具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质。渗透剂一般分为非离子和阴离子两类。配方成分剖析非离子的有JFC、JFC-1、JFC-2、JFC-E等；阴离子的有快速渗透剂T、耐碱渗透剂OEP-70、耐碱渗透剂AEP、高温渗透剂JFC-M等等。 本产品有极好的附着力，渗透力极强的液体材料，干燥快，耐磨性强，并有很好的抗化学性及耐水性，该产品通过有效渗透，与混凝土和石造物中的成分发生作用，使混凝土的各成分固化成一个坚固实体，并阻塞了混凝土的各大小细孔，得到一个无尘致密的整体，从而提高混凝土的耐磨性、抗压性、致密性和抗渗性。可满足各种不同的使用需求和环境差异，适合工厂、仓库、码头、停车场等水泥地面的处理，而且颜色可以无限制调配。特别注意多孔或者干的地面,那些地方要混泥土密封固化剂保持湿润,当表面成胶.变光滑为佳,立即洒少量水用刷子,或者机器刷表面混泥土密封固化剂渗透到里层.保持5~10分钟,直到混泥土密封固化剂再次变为胶状,变为光滑,然后十分彻底的清洗干净.如果表面有光滑的残留,说明没有清洗干净,要进一步的清洗. 北京清析技术研究院在华北、华南、华中、华东、西北等地区，建立12大分院及配套实验室，秉承母校校训，以严谨、求实的工作态度，为数千家企业客户提供产品研发、成分分析、材料检测、工业诊断、模拟测试、大型仪器测试、可靠性验证等专业技术服务，还为全国范围内的公安局、法院、检察院、
律师事务所、司法鉴定中心、医院、高等院校、中国科学院提供专业技术服务。 经过几十年的团队技术积累，北京清析技术研究院下设环境检测事业部、食品保健品检测事业部、药品化妆品检测事业部、失效分析事业部、公检法服务事业部、高校科研服务事业部、成分分析/配方分析事业部、生物医药事业部等10大部门。
表面活性剂
. 在没有挥发性有机化合物的条件下，在一个基板材质上制备原位合成的表面活性剂纳米材料摘要：本文介绍了在没有挥发性有机化合物的条件下(挥发性有机化合物)合成一种生产纳米材料的溶胶?凝胶路线，。这些材料是在超声搅拌的条件下简单地通过把石英低聚物与非离子表面活性剂混合获得的。表面活性剂被作为改变溶胶-凝胶的催化剂也作为一个可以引导材料的孔隙结构中介,在干燥期间减少毛细管压力。因此,一个无裂缝的单片材料被生产。我们通过在终端添加聚二甲基硅氧烷用疏水性质还合成了一个异常的产品。重要的是,因为我们的合成不需要煅烧或附加其他程序,溶胶可以直接应用到基板上,特别是应用到外部表面的建筑物。因此,这些纳米材料的用途是恢复和保护建筑基质。使用这些技术(物理吸附、扫描电镜、透射电子显微镜、原子力显微镜、核共振磁光谱学),我们深入的调查了这些材料的结构,显示了,由于辛胺所起的作用它们是由硅颗粒组成的，在混合材料里,聚二甲基硅氧烷作为形成二氧化硅粒子的链接桥梁。最后,我们证明这些产品作为巩固一个特定的建筑石材的有效性并且使它具有疏水性。 关键词：纳米材料、溶胶凝胶过程,PDMS /二氧化硅混合,分子剂、建筑材料、愈合剂,疏水性产品。 引言 溶胶凝胶材料的一个众所周知的缺点是在干燥条件下他们的敏感性易于收缩和倾向裂纹因为毛细管的压力。我们研究小组曾设计了一个创新的合成策略，在表面活性剂里（正辛胺)用一个四乙氧基硅烷单体转换溶胶?凝胶(以正矽酸乙酯)。这个合成中,HCl被用作催化剂、包括水为了水解乙氧基的团体和乙醇需要共溶剂。我们的目标是基于溶胶?凝胶路线设计一个程序,可以应用于建筑石雕或者其他类似的户外材料。表面活性剂提供了防止凝胶开裂的有效方法,由于两个因素:(1)粗化的凝胶网网状物,减少了毛细管的压力;(2)减少表面张力,也减少了毛细管的压力。后来,我们通过移除酸催化剂改进了这个过程。在辛胺存在的条件下在硅氧烷和以正矽酸乙酯之间通过共缩和我们还合成了无裂纹的有机无机混合凝胶杂化。在产品中有机成分赋予韧性和灵活性,在防止凝胶开裂方面具有协作性：此外,有机组被集成的硅聚合物给它疏水属性。 最近，在这些表面活性剂合成纳米材料中,我们也集成了二氧化钛粒子。由于钛二氧化碳的光催化活性的结果从而获得自清洗产品。这些低成本低和简单的路线的实际效益已被确认。在这些材料用来保护和恢复的石头和其他建筑材料。此外,其他研究工作在我们后来的战略领域(辛胺添加)里获得了无裂纹产品。 目前的研究工作的目标是设计一个在没有挥发性有机化合物的条件下在一个基板材质上制备原位合成一种生产纳米材料的无溶胶?凝路线。这些产品都是专门为保护或恢复建筑石材或作为其他类似的衬底。然而,他们可以被使应用于其他的应用程序。这个新奇过程对于我们的之前的路线是防止乙醇的使用或从溶胶中使用有机溶剂。有两个重要原因目的是消除乙醇和其他挥发性有机溶剂:(1)使“绿色”保护产品(2)增加干物质产品的比例应用到衬底提高它的有效性。这里介绍的过程是基于通过Tanev和Pinnavaia提出了路线二氧化硅前兆,像矽酸乙酯、被聚集在中性胺表面活性剂胶束产生一个类似六角形介孔的二氧化硅(HMS)分子筛。组装过程涉及硅的部分水解与表面活性剂头基前兆氢结合。Pinnavaia提出的路线,添加乙醇作为
教育信息处理(实验九因子分析与主成分分析)实验报告-示例
1、对北京18个区县中等职业教育发展水平进行聚类。X1：每万人中职在校生数；X2：每万人中职招生数；X3：每万人中职毕业生数；X4：每万人中职专任教师数；X5：本科以上学校教师占专任教师的比例；X6：高级教师占专任教师的比例；X7：学校平均在校生人数；X8：国家财政预算中职经费占国内生产总值的比例；X9：生均教育经费。 具体步骤如下： 1、导入数据，建立数据文件（data.sav） 2、选择聚类分析（分析—分类—系统聚类分析），选择变量，分群选择个 案方式 3、聚类分析描述统计（统计量—合并进程表；聚类成员—单一方案—聚类 数3） 4、聚类分析绘制（树状图；冰柱—所有聚类，方向—垂直） 5、聚类分析方法（聚类方法—组间联接，度量标准—区间—平方Euclidean
距离） 6、聚类分析保存（聚类成员—单一方案—聚类数3） 7、保存实验结果，并分析结果 结果与分析： （1）输出结果文件中的第一部分如下图1所示。 图1中可以看出18个样本都进入了聚类分析，但有效样本为14个，缺失14个。 （2）输出结果文件中的第二部分为系统聚类分析的凝聚状态表如图2所示。
第一列表示聚类分析的步骤，可以看出本例中共进行了17个步骤的分析； 第二列和第三列表示某步聚类分析中，哪两个样本或类聚成了一类； 第四列表示两个样本或类间的距离，从表格中可以看出，距离小的样本之间先聚类； 第五列和第六列表示某步聚类分析中，参与聚类的是样本还是类。0表示样本，数字n（非零）表示第n步聚类产生的类参与了本步聚类； 第七列表示本步聚类结果在下面聚类的第几步中用到。 图2给中第一行表示，第二个样本和第四个样本最先进行了聚类，样本间的距离为4803.026，这个聚类的结果将在后面的第六步
主成分分析计算方法和步骤
在对某一事物或现象进行实证研究时,为了充分反映被研究对象个体之间的差异, 研究者往往要考虑增加测量指标,这样就会增加研究问题的负载程度。但由于各指标都是对同一问题的反映,会造成信息的重叠,引起变量之间的共线性,因此,在多指标的数据分析中,如何压缩指标个数、压缩后的指标能否充分反映个体之间的差异,成为研究者关心的问题。而主成分分析法可以很好地解决这一问题。 主成分分析的应用目的可以简单地归结为: 数据的压缩、数据的解释。它常被用来寻找和判断某种事物或现象的综合指标,并且对综合指标所包含的信息给予适当的解释, 从而更加深刻地揭示事物的内在规律。 主成分分析的基本步骤分为: ①对原始指标进行标准化,以消除变量在数量极或量纲上的影响;②根据标准化后的数据矩阵求出相关系数矩阵 R; ③求出 R 矩阵的特征根和特征向量; ④确定主成分,结合专业知识对各主成分所蕴含的信息给予适当的解释;⑤合成主成分,得到综合评价值。 结合数据进行分析 本题分析的是全国各个省市高校绩效评价，利用全国2014年的相关统计数据(见附录)，从相关的指标数据我们无法直接评价我国各省市的高等教育绩效，而通过表5-6的相关系数矩阵，可以看到许多的变量之间的相关性很高。如：招生人数与教职工人数之间具有较强的相关性，教育投入经费和招生人数也具有较强的相关性，教工人数与本科院校数之间的相关系数最高，到达了，而各组成成分之间的相关性都很高，这也充分说明了主成分分析的必要性。 表5-6 相关系数矩阵 本科院校 数招生人数教育经费投入 相关性师生比 重点高校数 教工人数 本科院校数 招生人数 教育经费投 入
师生比重点高校数教工人数 相关性师生比 重点高校数 教工人数 本科院校数 招生人数 教育经费投 入（元） 表5-7给出的是各主成分的方差贡献率和累计贡献率，我们选取主成分的标准有两个：第一，特征根大于1，因为，如果特征根小于1，说明该主成分的解释力度太弱，还比不上直接引入一个原始变量的平均解释力度大；第二，方差贡献率大于85%，如果这两个标准不能同时符合要求,则往往是因为选择的指标不合理或者样本容量太小,应继续调整。表5-7还显示，只有前2个特征根大于1，因此SPSS只提取了前两个主成分，而这两个主成分的方差贡献率达到了%，因此选取前两个主成分已经能够很好地描述我国高等教育地区现状。
表面活性剂
表面活性剂的分类及应用学生姓名段倩 学号 20104540122 院系化学化工学院 专业精工 101 班
【摘要】：表面活性剂(surfactant)是指具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质。表面活性剂是由两种截然不同的粒子形成的分子，一种粒子具有极强的亲油性，另一种则具有极强的亲水性。溶解于水中以后，表面活性剂能降低水的表面张力，并提高有机化合物的可溶性。表面活性剂由于具有润湿或抗粘、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶、分散、洗涤、防腐、抗静电等一系列物理化学作用及相应的实际应用，成为一类灵活多样、用途广泛的精细化工产品。表面活性剂除了在日常生活中作为洗涤剂，其他应用几乎可以覆盖所有的精细化工领域，在石油化工中等其他化工生产中也有应用。 【关键词】：表面活性剂分类应用食品农药化肥医 药 表面活性剂的概念 凡是在低浓度下吸附于体系的两相界面上，改变界面性质并显著降低界面能并通过改变界面状态，从而产生润湿与反润湿，乳化与破乳，起泡与消泡以及在较高浓度下产生增容的物质称为表面活性剂。表面活性剂是一类具有一定功能特性的化合物，是一类专用化学品。它通
常不作为最终制品或商品直接与使用者或消费者见面，而是作为最终制品或某种商品的一个重要组分加入以应用。由表面活性剂可以配制多种最终制品或商品，如洗涤剂、润湿剂、渗透剂、乳化剂、破乳剂、消泡剂、分散剂等。这些制品或商品是按一定的配方调制的产品，其必要组分是表面活性剂，出表面活性剂外，还有助剂、促进剂，其配方的目的是提高表面活性剂的功能。表面活性剂(surfactant)，是指具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质。表面活性剂的分子结构具有两亲性：一端为亲水基团，另一端为憎水基团；亲水基团常为极性的基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，也可是羟基、酰胺基、醚键等；而憎水基团常为非极性烃链，如8个碳原子以上烃链。表面活性剂分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂等。 表面活性剂的分类 1、阴离子表面活性剂：硬脂酸，十二烷基苯磺酸钠 2、阳离子表面活性剂：季铵化物 3、两性离子表面活性剂：卵磷脂，氨基酸型，甜菜碱型 4、非离子表面活性剂：脂肪酸甘油酯，脂肪酸山梨坦（司盘），聚山梨酯（吐温） 表面活性剂的作用： 增溶乳化作用润湿作用助悬作用起泡和消泡作用消毒、杀菌去垢、洗涤作用
主成分分析实验报告
项目名称实验4—主成分分析 所属课程名称多元统计分析（英） 项目类型综合性实验_____________ 实验（实训）日期2012年4 月15日
二、实验（实训）容： 【项目容】 主成分分析。 【方案设计】 题目： 由原始数据求主成分。 【实验（实训）过程】（步骤、记录、数据、程序等）附后 【结论】（结果、分析） 附后 三、指导教师评语及成绩： 评语： 成绩：指导教师签名: 批阅日期： 实验报告4 主成分分析（综合性实验） (Prin cipal comp onent an alysis) 实验原理：主成分分析利用指标之间的相关性，将多个指标转化为少数几个综合指标，从而达到降维和数据结构简化的目的。这些综合指标反映了原始指标的绝
大部分信息，通常表示为原始指标的某种线性组合，且综合指标间不相关。利用矩阵代数的知识可求解主成分 实验题目：下表中给出了不同国家及地区的男子径赛记录：(t8a6) Country 100m 200m 400m 800m 1500m 5000m 10,000m Marathon (s) (s) (s) (min) (min) (min) (min) (mins) Argentina 10.39 20.81 46.84 1.81 3.7 14.04 29.36 137.72 Australia 10.31 20.06 44.84 1.74 3.57 13.28 27.66 128.3 Austria 10.44 20.81 46.82 1.79 3.6 13.26 27.72 135.9 Belgium 10.34 20.68 45.04 1.73 3.6 13.22 27.45 129.95 Bermuda 10.28 20.58 45.91 1.8 3.75 14.68 30.55 146.62 Brazil 10.22 20.43 45.21 1.73 3.66 13.62 28.62 133.13 Burma 10.64 21.52 48.3 1.8 3.85 14.45 30.28 139.95 Canada 10.17 20.22 45.68 1.76 3.63 13.55 28.09 130.15 Chile 10.34 20.8 46.2 1.79 3.71 13.61 29.3 134.03 China 10.51 21.04 47.3 1.81 3.73 13.9 29.13 133.53 Columbia 10.43 21.05 46.1 1.82 3.74 13.49 27.88 131.35 Cook Islands 12.18 23.2 52.94 2.02 4.24 16.7 35.38 164.7 Costa Rica 10.94 21.9 48.66 1.87 3.84 14.03 28.81 136.58 Czechoslovakia 10.35 20.65 45.64 1.76 3.58 13.42 28.19 134.32 Denmark 10.56 20.52 45.89 1.78 3.61 13.5 28.11 130.78 Dominican Republic 10.14 20.65 46.8 1.82 3.82 14.91 31.45 154.12 Finland 10.43 20.69 45.49 1.74 3.61 13.27 27.52 130.87 France 10.11 20.38 45.28 1.73 3.57 13.34 27.97 132.3 German (D.R.) 10.12 20.33 44.87 1.73 3.56 13.17 27.42 129.92 German (F.R.) 10.16 20.37 44.5 1.73 3.53 13.21 27.61 132.23 Great Brit.& N. Ireland 10.11 20.21 44.93 1.7 3.51 13.01 27.51 129.13
(整理)实验六主成分分析.
实验课：主成分分析 实验目的 理解主成分（因子）分析的基本原理，熟悉并掌握SPSS中的主成分（因子）分析方法及其主要应用。 一、相关知识 1 概念 因子分析（Factor analysis）：就是用少数几个因子来描述许多指标或因素之间的联系，以较少几个因子来反映原资料的大部分信息的统计学分析方法。 主成分分析（Principal component analysis）：是因子分析的一个特例，是使用最多的因子提取方法。它通过坐标变换手段，将原有的多个相关变量，做线性变化，转换为另外一组不相关的变量。选取前面几个方差最大的主成分，这样达到了因子分析较少变量个数的目的，同时又能与较少的变量反映原有变量的绝大部分的信息。从数学角度来看，主成分分析是一种化繁为简的降维处理技术。 两者关系：主成分分析（PCA）和因子分析（FA）是两种把变量维数降低以便于描述、理解和分析的方法，而实际上主成分分析可以说是因子分析的一个特例。 2 特点 （1）因子变量的数量远少于原有的指标变量的数量，因而对因子变量的分析能够减少分析中的工作量。 （2）因子变量不是对原始变量的取舍，而是根据原始变量的信息进行重新组构，它能够反映原有变量大部分的信息。 （3）因子变量之间不存在显著的线性相关关系，对变量的分析比较方便，但原始部分变量之间多存在较显著的相关关系。 （4）因子变量具有命名解释性，即该变量是对某些原始变量信息的综合和反映。 在保证数据信息丢失最少的原则下，对高维变量空间进行降维处理（即通过因子分析或主成分分析）。显然，在一个低维空间解释系统要比在高维系统容易的多。 3 类型 根据研究对象的不同，把因子分析分为R型和Q型两种。 当研究对象是变量时，属于R型因子分析； 当研究对象是样品时，属于Q型因子分析。 但有的因子分析方法兼有R型和Q型因子分析的一些特点，如因子分析中的对应分析
第5章 主成分分析
第五章 主成分分析 一、填空题 1．主成分分析就是设法将原来众多 的指标，重新组合成一组新的 的综合指标来代替原来指标。 2．主成分分析的数学模型可简写为 ，该模型的系数要求 。 3．主成分分析中，利用 的大小来寻找主成分。 4．第k 个主成分k y 的贡献率为 ，前k 个主成分的累积贡献率为 。 5．确定主成分个数时，累积贡献率一般应达到 ，在spss 中，系统默认为 。 6．主成分的协方差矩阵为_________矩阵。 7．原始变量协方差矩阵的特征根的统计含义是________________。 8．原始数据经过标准化处理，转化为均值为__ __，方差为__ __的标准值，且其________矩阵与相关系数矩阵相等。 9．在经济指标综合评价中，应用主成分分析法，则评价函数中的权数为________。 10．SPSS 中主成分分析采用______________命令过程。 二、判断题 1．主成分分析就是设法将原来众多具有一定相关性的指标，重新组合成一组新的相互无关的综合指标来代替原来指标。 （ ） 2．主成分y 的协差阵为对角矩阵。 （ ） 3.p x x x ,,,21 的主成分就是以∑的特征向量为系数的一个组合，它们互不相关，其方差为 ∑的特征根。 （ ） 4．原始变量i x 的信息提取率()m i V 表示这m 个主成分所能够解释第i 个原始变量变动的程度。 （ ） 5．在spss 中，可以直接进行主成分分析。 （ ） 6．主成分分析可用于筛选回归变量。 （ ） 7．SPSS 中选取主成分的方法有两个：一种是根据特征根≥1来选取； 另一种是按照累积贡献率≥85%来选取。 （ ） 8．主成分方差的大小说明了该综合指标反映p 个原始观测变量综合变动程度的能力的大小。 （ ） 9．主成分表达式的系数向量是协方差矩阵∑的特征向量。 （ ） 10．主成分k y 与原始变量i x 的相关系数()i k x y ,ρ反映了第k 个公共因子对第i 个原始变量的解释程度。 （ ） 三、简答题 1．简述主成分的概念及几何意义。 2．主成分分析的基本思想是什么？ 3.简述主成分分析的计算步骤。 4．主成分有哪些性质？ 5．主成分主要应用在哪些方面？ 四、计算题 1．假设3个变量1x 、2x 和3x 的协方差矩阵为： ???? ??????--=∑20 05 3 032 要求用此协差阵和相应的相关阵对这3个变量进行主成分分析，根据计算结果说明应选取多 少个主成分以代表原来的3个变量，并说明理由。 2．在一项研究中，测量了376只鸡的骨骼，并利用相关系数矩阵进行主成分分析，见下表：
表面活性剂知识总结
1、浊点（Cloud point），非离子表面活性剂的一个特性常数，其受表面活性剂分子结构和共存物质的影响。表面活性剂的水溶液，随着温度的升高会出现浑浊现象，表面活性剂由完全溶解转变为部分溶解，其转变时的温度即为浊点温度。浊点(CP) 是非离子表面活性剂(NS) 均匀胶束溶液发生相分离的温度，是其非常重要的物理参数。 2、根据中华人民共和国国家标准，每100 克样品中环氧乙烷基中氧的含量称为环氧值。 3、红外光谱是物质定性的重要方法之一。其在化学领域中主要用于分子结构的基团表征，除具有高度的特征性，还有分析时间短、需要的试样量少、不破坏试样、测定方便等优点。它的解析能够提供许多关于官能团的信息，可以帮助确定部分乃至全部分子类型及结构。 4、质谱分析是将样品转化为运动的带电气态离子，与磁场中按质荷比（m/z）大小分离并记录的分析方法。质谱分析法是近代发展起来的快速、微量、精确测定相对分子质量的方法。但是，质谱分析法对样品有一定的要求。其对盐的耐受能力较低，包括大分子盐（低聚合物）、小分子盐（有机盐、无机盐）等。盐类由于在电喷雾系统中有强烈的竞争性离子化作用，导致较强的离子抑制效应，使得待测物的灵敏度明显降低。其次，盐类的存在将产生一系列的离子加合峰，使谱图的解析复杂化。此外，太多的盐类容易腐蚀和污染质谱系统硬件，需要及时清洗，严重时甚至导致硬件损坏。 5、氢原子具有磁性，如电磁波照射氢原子核，它能通过共振吸收电磁波能量，发生跃迁。用核磁共振仪可以记录到有关信号，氢原子在分子中的化学环境不同，而显示出不同的吸收峰，峰与峰之间的差距被称作化学位移。利用化学位移，峰面积和积分值等信息，进而推测其在碳骨架上的位置。在核磁共振氢谱图中，特征峰的数目反映了有机分子中氢原子在化学环境的种类；不同特征峰的强度比及特征峰的高度比反映了不同化学环境下氢原子的数目比。 6、正交实验法就是利用排列整齐的表-正交表来对试验进行整体设计、综合比较、统计分析，实现通过少数的实验次数找到较好的生产条件，以达到最高生产工艺效果，这种试验设计法是从大量的试验点中挑选适量的具有代表性的点，利用已经造好的表格—正交表来安排试验并进行数据分析的方法。正交表能够在因素变化范围内均衡抽样，使每次试验都具有较强的代表性，由于正交表具备均衡分散的特点，保证了全面实验的某些要求，这些试验往往能够较好或更好的达到实验的目的。正交实验设计包括两部分内容：第一，是怎样安排实验；第二，是怎样分析实验结果。 7、在液体内部，每个分子在各方向都受到邻近分子的吸引力（也包括排斥力），因此，液体内部分子受到的分子力合力为零。然而，在液体与气体相接触的表面层上的液体分子在各个方向受到的引力是不均衡的，造成表面层中的分子受到指向液体内部的吸引力，因此，液体会有缩小液面面积的趋势，在宏观上的表现即为表面张力现象。 8、表面活性剂的c.m.c值越小，则表明应用时，该表面活性剂的用量就可以减少，效率越高。 9、泡沫性能是考察表面活性剂的另一个重要特性，其研究涉及许多因素，在实际应用中多数是用泡沫的发泡性（起泡的难易程度）和稳泡性（泡沫破裂的难易性）作为泡沫性能的2 个重要指标 10、泡沫性能的传统评价方法主要有气流法和搅动法，近年来研究人员以上述方法为基础，结合先进仪器，发展了更多精度高、测试准的评价方法：光学法、电导率法、高能粒子法。（Waring-Blender搅拌法：用量筒量取待测的表面活性剂溶液加入搅拌机中，以恒定速度搅拌60 s 后停止，记录产生的泡沫体积V用于衡量溶液的起泡能力。随着时间的推移，液体不断从泡沫中析出，泡沫体积减少。记录下泡沫中排出50mL 液体所需要的时间τ（s）用于衡量泡沫的稳定性。此方法操作方便，重现性好，能较准确地反映出溶液的起泡能力和泡沫稳定性。）