白乳膠pH值測量結果不確定度的評定

喬雪冬，楊 猛，王環(huán)宇，趙勇強，周樹柏

白乳膠pH值測量結果不確定度的評定

喬雪冬1，楊 猛1，王環(huán)宇2，趙勇強1，周樹柏1

（1. 撫順哥倆好化學有限公司，遼寧 撫順 113217； 2. 撫順市產品質量監(jiān)督檢驗所，遼寧 撫順 113006）

依據JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》對GB/T8325-1987《聚合物和共聚物水分散體pH值測定方法》中酸度計測量哥倆好1#白乳膠pH值的不確定度進行評定，對影響測量不確定度的因素進行探究。結果表明，影響測量結果的主要不確定度分量是儀器基本誤差引入的不確定度，其次是重復性測量和緩沖溶液配制過程中引入的不確定度。

白乳膠；pH；不確定度

白乳膠是以醋酸乙烯為單體，水為分散介質，加入保護膠體及引發(fā)劑、增粘劑、消泡劑、增塑劑等，通過乳液聚合而制得的一種水基型膠粘劑，具有初粘性能好，無毒、無味、無腐蝕、無刺激、無污染，不易燃，粘稠適度，強度高等優(yōu)點，被廣泛地應用于地板、木器制品、鉛筆等木制品加工安裝，同時也適用于書本、無線裝訂以及纖維物品等多孔性材料的粘接，并可配制乳膠漆、乳液涂料、聚合物水泥沙漿，用于墻面、地面、建筑裝修、美術裝潢等[1,2]。而 pH值作為白乳膠研發(fā)制備過程中的幾大重要參數(shù)之一，雖不能對產品的最終粘接質量產生巨大影響，但也會很大程度上地影響產品的黏度、初粘強度及其貯存穩(wěn)定性[3,4]。因此，為保證白乳膠pH值測量結果的準確性，要求對測量結果的不確定度進行評定[5,6]。

本文依據JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》[7]對GB/T8325-1987《聚合物和共聚物水分散體pH值測定方法》[8]中玻璃電極酸度計測量哥倆好1#白乳膠pH值的不確定度進行評定，確定并簡化不確定度來源、量化不確定度分量、計算合成不確定度和擴展不確定度，對影響測量不確定度的因素進行分析，找出主要影響因素，為進一步提高檢測數(shù)據的可靠性和一致性提供參考依據。

1 測量過程簡述

采用GB/T8325-1987《聚合物和共聚物水分散體pH值測定方法》測量1#白乳膠pH值。

使用儀器：雷磁PHS-3C型pH計，上海儀電科學儀器股份有限公司。

測量方法：按照緩沖溶液配制說明書，先分別用GR鄰苯二甲酸氫鉀10.12 g、GR磷酸二氫鉀3.388 g和GR磷酸氫二鈉3.533 g與1 000 mL的高純去離子水配制pH為4.00和6.86的緩沖溶液；然后,接通PHS-3C型pH計電源,開機預熱30 min,使用上述標準液，采用兩點法對電極進行校正；最后，使用蒸餾水清洗電極頭部，并用濾紙將電極上的水吸干，再將電極浸入被測溶液中，玻璃棒攪拌均勻，讀數(shù)穩(wěn)定后讀取pH值。測量條件，(23±2)℃，相對濕度40%～60%。

2 建立數(shù)學模型

被測哥倆好1#白乳膠的pH值:

式中：y—1#白乳膠的pH值;

x—pH計讀數(shù)。

3 標準不確定度分量的評定

3.1 A類標準不確定度的評定

A類標準不確定度是被檢驗樣品測量重復性引起的不確定度u1(x)，是用實驗標準偏差來表征的。對哥倆好1#白乳膠的pH值進行6次連續(xù)測量，得到pH值測量列，利用統(tǒng)計分析的方法對標準不確定度進行評定(表1)。

表1 1#白乳膠pH測量值Table 1 pH of 1# white emulsion by PHS-3C

以其算術平均值作為測量結果：

單次實驗標準差為：

輸入量x的A類標準不確定度為：

自由度：v=n-1=5

3.2 B類標準不確定度的評定

PHS-3C型pH計引入的誤差主要包括儀器基本誤差、溫度補償器誤差和重復性誤差，三種誤差皆由儀器說明書得知，皆屬B類評定。pH計引入的誤差可認為是均勻分布的

儀器的基本誤差：0.02 pH

溫度補償器誤差：0.01pH

儀器重復性誤差：0.01pH

PHS-3C型pH計標定所用緩沖溶液引入的誤差主要包括標準物純度誤差、標準物稱量誤差和標準溶液定容體積誤差，每種pH緩沖溶液的三種誤差皆由緩沖溶液配制說明書得知，皆屬B類評定。緩沖溶液引入的誤差可認為是均勻分布的

pH=6.86的緩沖溶液的準確度為0.01pH

pH=4.00的緩沖溶液的準確度為0.01pH

4 合成標準不確定度及擴展不確定度的評定

將各標準不確定度分量整理，并列于表2。

表2 標準不確定度分量表Table 2 Standard uncertainty values

對于數(shù)學模型：y=x，靈敏系數(shù)為：合成標準不確定度為：

取包含因子k=2，置信概率約為95%，則擴展不確定度為：

即1#白乳膠pH值測量結果為：6.785pH，擴展不確定度為U=0.040pH，包含因子k=2。

5 分析結果

將六項參數(shù)的標準不確定度分析值繪成圖1。

圖1 標準不確定度分量示意圖Fig.1 Diagram of standard uncertainty values

可以發(fā)現(xiàn)：影響測量結果的主要不確定度分量是儀器基本誤差引入的標準不確定度，其次是重復性測量引入的標準不確定度；另外，采用兩點法校正 pH計所引入的緩沖溶液綜合不確定度應該是與測量重復性引入的標準不確定度相當。因此，在實際應用過程中，重復測量過程和緩沖溶液配制過程應嚴格控制，如重復測量時應操作過程一致、篩選重復測量數(shù)據并剔除壞點，配制緩沖溶液應合理取樣，樣品制備均勻、溶解充分均可進一步縮小測量結果的不確定度。

［1］ 陳加山, 王中來. 改性聚醋酸乙烯酯乳液的研究進展[J]. 化學與黏合, 2007, 4(29)：272-288.

［2］ 劉海英, 顧繼友, 趙煥. 聚醋酸乙烯酯乳液聚合體系中各組分改性研究進展[J]. 膠體與聚合物, 2010, 4(28)：181-183.

［3］ 聶明, 曾志軍, 劉長生. 聚醋酸乙烯酯的合成及影響其性能的因素[J]. 重慶理工大學學報, 2010, 4(24)：59-663.

［4］張新荔, 吳義強, 胡云楚, 吳韌, 劉曉梅. 膠合板用VAc-BA-MMA-AA四元共聚乳液膠黏劑的制備與表征[J]. 中南林業(yè)科技大學學報, 2012, 1(32)：94-99.

［5］ 楊猛, 李長多, 高陽, 周樹柏. PVAc乳液粘度的影響因素研究[J].中國膠黏劑, 2013, 3(22)：22-25.

［6］ 王鳳英, 孫道興, 申欣. 影響白乳膠穩(wěn)定性的因素[J]. 上海涂料, 2007, 4(45), 12-14.

［7］ 國家技術質量監(jiān)督局. JJF1059-1999測量不確定度評定與表示[S].北京: 中國計量出版社, 1911-11.

［8］ 國家技術質量監(jiān)督局. GB/T8325-1987聚合物和共聚物水分散體pH值測定方法[S]. 北京:中國計量出版社, 1987-12.

圖1 環(huán)烷烴的譜圖相似性Fig.1 Chromatogram similarity of cycloparaffin

表5 試驗結論Table 5 Conclusion

可以看到，鏈烷烴的絕對干擾達到了0.18%，而一環(huán)環(huán)烷烴及更重的多環(huán)環(huán)烷烴的干擾程度又大得多（0.5%左右），對最終分析的準確度影響不可忽視（合格指標是11%）。

（5）基于以上原因，我們在實際分析中重點考察芳香烴餾分中的鏈烷烴和一環(huán)環(huán)烷烴的含量，通過優(yōu)化分離條件，使其盡量小一些，以免分析數(shù)據出現(xiàn)偏高的誤差[6]。

4 結 論

本文討論了影響柴油中多環(huán)芳烴分析的幾個因素，并給出了解決的方法。其中的解釋不一定完全正確，歡迎專家批評指正。

參考文獻：

［1］孔垂華，徐效華.有機物的分離和結構鑒定[M].北京:化學工業(yè)出版社，2005.

［2］傅若農.，色譜分析概論[M].北京:化學工業(yè)出版社，2000.

［3］汪正范，楊樹民，吳侔天，岳衛(wèi)華.，色譜聯(lián)用技術[M].北京:化學工業(yè)出版社，2001.

［4］王光輝，熊少祥.有機質譜解析[M].北京:化學工業(yè)出版社，2005.

［5］ F.W.麥克拉弗蒂,著.質譜解析[M].王光輝，姜龍飛，汪聰慧,譯.1987.

［6］ 麥克法登W H,著.氣相色譜-質譜聯(lián)用技術在有機分析中的應用[M].周白衡，等譯.北京:科學出版社，1983.

Evaluation of the Uncertainty of Measurement for the Determination of pH of White Emulsion

QIAO Xue-dong1,YANG Meng1,WANG Huan-yu2，ZHAO Yong-qiang1，ZHOU Shu-bai1
（1. Fushun Geliahao Chemistry Co., Ltd., Liaoning Fushun 113217, China; 2. Fushun City Product Quality Supervision and Inspection, Liaoning Fushun 113006, China）

Based on JJF1059.1-2012evaluation and expression of uncertainty in measurement, the uncertainty of measurement for the determination of pH of Geliahao 1#white emulsion with the method of GB/T8325-1987determination for pH of aqueous dispersions of polymers and copolymerswas evaluated and investigated. The results show that key factor to cause the uncertainty of measurement in the determination is the basic error of the acidometer, followed by repeated measurement and preparation process of buffer solutions.

White emulsion; pH; Uncertainty

O 657

： A

： 1671-0460（2015）04-0870-03

2015-02-14

喬雪冬（1973-），男，遼寧撫順人，工程師，主要從事膠粘劑研究。E-mail：qiaoxd-98@163.com。

楊猛（1982-），男，高級工程師，博士，主要從事膠粘劑及水性聚合物方面的研究。E-mail：yangm525@163.com。