GBW(E)130573門尼粘度標準物質(zhì)的研制

黃世英，張元壽，李淑萍

(中國石油蘭州化工研究中心 國家合成橡膠質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，甘肅蘭州 730060)

GBW(E)130573門尼粘度標準物質(zhì)的研制

黃世英，張元壽，李淑萍

(中國石油蘭州化工研究中心 國家合成橡膠質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，甘肅蘭州 730060)

GBW(E)130573門尼粘度標準物質(zhì)2016年11月得到國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局的批準后，在合成橡膠行業(yè)有著極重要的應用，尤其在研究和評價測量分析方法、校核儀器、生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的質(zhì)量控制、考核分析人員的操作技術(shù)水平、保存和傳遞特性量值建立測量溯源性、保證測量結(jié)果的一致性和可比性、產(chǎn)品檢驗和認證機構(gòu)的質(zhì)量控制和評價、實驗室認可工作等方面都將發(fā)揮重要作用并提供了技術(shù)支撐。經(jīng)過樣品候選、均勻性與穩(wěn)定性檢驗、定值與不確定度評估等系列工作，研制出GBW(E)130573門尼粘度標準物質(zhì)。該標準物質(zhì)其定值結(jié)果在95%的置信概率時，呈正態(tài)分布、無異常值、等精度。因此，該標準物質(zhì)的標準值在ML(1+4)100℃條件下為86.6±0.9。

門尼粘度，標準物質(zhì)，研制

異戊橡膠(IR)的分子結(jié)構(gòu)與天然橡膠基本一致，是性能優(yōu)良的合成橡膠之一[1]，有合成天然膠之稱，是替代天然膠[2]的最佳膠種。異戊橡膠廣泛應用于[3]輪胎、密封圈、膠帶和膠管等橡膠制品中，同時也是最佳的標準品研制的候選物。

門尼粘度作為橡膠生產(chǎn)、加工的一項重要技術(shù)指標，普遍用于控制和監(jiān)測橡膠產(chǎn)品的質(zhì)量。門尼粘度標準物質(zhì)為門尼粘度測試的準確可靠提供了技術(shù)支撐。為滿足行業(yè)技術(shù)進步的需求，研制門尼粘度標準物質(zhì)顯得尤為重要。GBW(E)130573按照國家標準物質(zhì)研制技術(shù)規(guī)范[4]，樣品經(jīng)過候選物的篩選、均勻性與穩(wěn)定性檢驗、聯(lián)合多家有資質(zhì)或權(quán)威的實驗室定值、定值結(jié)果不確定度的評定、標準物質(zhì)的申報等工作，最終研制了GBW(E)130573門尼粘度標準物質(zhì)。門尼粘度標準物質(zhì)在合成橡膠行業(yè)發(fā)揮了重要的作用，尤其在研究和評價測量分析方法、校核儀器、生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的質(zhì)量控制、考核分析人員的操作技術(shù)水平、保存和傳遞特性量值建立測量溯源性、保證測量結(jié)果的一致性和可比性、產(chǎn)品檢驗和認證機構(gòu)的質(zhì)量控制和評價、實驗室認可工作等方面都發(fā)揮著重要作用，并提供了技術(shù)支撐。

1 試驗部分

1.1 樣品

異戊橡膠，茂名魯華化工有限公司生產(chǎn)，優(yōu)級品；IRM-241E，美國EXXON化學公司研制的工業(yè)參考材料。

1.2 儀器設(shè)備

MV2000型門尼粘度計，美國阿爾法公司制造。

1.3 測試方法

樣品制備依據(jù)GB/T 15340-2008直接法[5]要求進行，門尼粘度測試按照GB/T 1232.1-2000[6]步驟進行。

2 結(jié)果與討論

2.1 樣品候選

調(diào)研了國內(nèi)青島伊科思新材料股份有限公司、淄博魯華泓錦化工股份有限公司、茂名魯華化工有限公司生產(chǎn)的異戊橡膠質(zhì)量狀況，根據(jù)各廠出廠檢驗結(jié)果，選取茂名魯華化工有限公司生產(chǎn)的GBW(E)130573優(yōu)等品樣品，對門尼粘度值穩(wěn)定的GBW(E)130573樣品，按照GB/T 1232.1-2000進行檢驗，將門尼粘度值穩(wěn)定的該批次樣品，作為門尼粘度標準物質(zhì)研制的侯選物。

2.2 均勻性評價

在候選的GBW(E)130573樣品中隨機抽取15個樣品，相同條件下樣品的門尼粘度值重復測試3次/每個，檢驗結(jié)果和相關(guān)量的統(tǒng)計用方差分析法，表1為GBW(E)130573門尼粘度均勻性檢驗的結(jié)果。

表1 GBW(E)130573門尼粘度均勻性檢驗結(jié)果Table 1 The uniformity test results of Mooney viscosity of GBW(E)130573

如果檢驗F值小于F臨界值，則樣品均勻。由于F臨界值(0.05，14，30)的值查表可知為2.31[7]，而GBW(E)130573門尼粘度均勻性檢驗的統(tǒng)計值F為1.80，因此，在95%的置信概率下，GBW(E)130573樣品均勻。

2.3 穩(wěn)定性評價

標準物質(zhì)的穩(wěn)定性主要為短期穩(wěn)定性和長期穩(wěn)定性。標準物質(zhì)的短期穩(wěn)定性取決于樣品運輸過程中的穩(wěn)定性。運輸過程中對樣品影響最大的因素是溫度(高溫)，模擬極限溫度60℃，在GBW(E)130573樣品中隨機選取1塊，將其分為4等份，樣品標識后在烘箱(60℃)中分別存放0天、3天、6天和9天，樣品取出后按照GB/T 15340-2008制樣并調(diào)節(jié)，然后按GB/T 1232.1-2000進行門尼粘度的測定，并用直線擬合法進行檢驗，表2為短期穩(wěn)定性檢驗結(jié)果。

表2 GBW(E)130573門尼粘度短期穩(wěn)定性檢驗結(jié)果(60℃)Table 2 Test results of short-term stability of Mooney viscosity of GBW(E)130573 (60℃)

將表2中數(shù)據(jù)，以y代表時間，以x代表標準物質(zhì)的特性值(門尼粘度)，擬合成一條直線為x=86.4，擬合直線的斜率b1為零，截距b0為86.4。當直線的斜率為零時，則樣品的穩(wěn)定性最好。由于斜率為零，短期穩(wěn)定性較小可以忽略不計。

在研制的GBW(E)130573門尼粘度標準物質(zhì)時，按照相同的條件每月重復測試3次門尼粘度值，連續(xù)考察了12個月的穩(wěn)定性，表3為穩(wěn)定性檢驗結(jié)果。

表3 GBW(E)130573門尼粘度穩(wěn)定性考察及統(tǒng)計結(jié)果Table 3 Statistical results of stability of GBW(E)130573 Mooney viscosity

將表3的數(shù)據(jù)，以y代表時間，以x代表標準物質(zhì)的特性值(門尼粘度)，擬合成一條直線為x=-0.0192y+86.5，擬合直線的斜率為 0.0192，截距為86.5。直線的斜率接近零，表明斜率不顯著，未觀測到不穩(wěn)定性。因此，通過12個月的穩(wěn)定性考察，樣品沒有明顯變化，樣品穩(wěn)定。

2.4 標準物質(zhì)定值

標準物質(zhì)的定值準確是標準物質(zhì)研制的關(guān)鍵，主要取決于參與定值實驗室的檢測水平，因此，GBW(E)130573 橡膠門尼粘度標準物質(zhì)的定值工作，特邀合成橡膠行業(yè)有資質(zhì)或權(quán)威的實驗室參加。表4為各實驗室門尼粘度標準物質(zhì)定值檢驗結(jié)果。

表4 GBW(E)130573門尼粘度定值與統(tǒng)計結(jié)果Table 4 Statistics and fixed results of GBW(E)130573 Mooney viscosity standard material

2.5 不確定度評定

依據(jù)JJF 1059.1-2012[9]評定GBW(E)130573標準物質(zhì)的不確定度。標準物質(zhì)不確定度評定的準確與否直接反映標準物質(zhì)的技術(shù)水平。影響該標準物質(zhì)不確定度大的因素主要包括門尼粘度計工作時的轉(zhuǎn)速、溫度、時間、定值實驗室測量的分散性以及樣品的均勻性與穩(wěn)定性。表5為GBW(E)130573樣品定值不確定度評定結(jié)果。

表5 GBW(E)130573門尼粘度不確定度匯總表Table 5 Uncertainty summary table of GBW(E)130573 Mooney viscosity standard material

表5中，u1代表樣品均勻性引入的不確定度，u2代表樣品穩(wěn)定性引入的不確定度，u3代表各實驗室檢測分散性引入的不確定度，u4、u5、u6分別為門尼粘度計的工作時的溫度、轉(zhuǎn)速、時間誤差引入的不確定度，uC代表合成的不確度值，U代表總不確定度，即被擴展的不確定度。GBW(E)130573門尼粘度標準物質(zhì)定值的擴展不確定度為0.9，該標準物質(zhì)的標準值為86.6±0.9。

3 標準物質(zhì)的驗證及應用

標準物質(zhì)具有特性量值的準確性、均勻性、穩(wěn)定性的特點，主要作用就是進行量值傳遞。GBW(E)130573標準物質(zhì)作為實物形式的計量、測試標準在合成橡膠行業(yè)40多家實驗室進行驗證和使用。該標準物質(zhì)經(jīng)過相關(guān)單位的驗證與使用，其測試結(jié)果均在門尼粘度標準物質(zhì)的標稱值內(nèi)，因此，GBW(E)130573門尼粘度標準物質(zhì)定值結(jié)果準確、可靠。

4 結(jié)論

GBW(E)130573門尼粘度標準物質(zhì)，嚴格按照JJF 1006-1994規(guī)定的程序方法進行。研制的該門尼粘度標準物質(zhì)，其定值結(jié)果在置信概率99%時，呈現(xiàn)正態(tài)分布、無異常值、等精度，標稱值ML(1+4)100℃為(86.6±0.9)，有效期為1年。

該標準物質(zhì)在合成橡膠行業(yè)有著極重要的應用，取得了明顯的社會效益和一定的經(jīng)濟效益，尤其在研究和評價測量分析方法、校核儀器、生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的質(zhì)量控制、考核分析人員的操作技術(shù)水平、保存和傳遞特性量值建立測量溯源性、保證測量結(jié)果的一致性和可比性、產(chǎn)品檢驗和認證機構(gòu)的質(zhì)量控制和評價、實驗室認可工作等方面都發(fā)揮著重要作用，并提供了技術(shù)支撐。

[1] 李金玲，李樹豐，董長河，等.異戊橡膠生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)進展及市場前景展望[J].彈性體，2012，22(5)：80-83.

[2] 趙彥強，王福民，劉姜，等.異戊橡膠凝聚生產(chǎn)工藝技術(shù)分析[J].彈性體，2013，23(6)：53-56.

[3] 孫欲曉，李江利，郭濱詩，等.異戊橡膠國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展建議[J].彈性體，2009，19(6)：60-64.

[4] 韓永志，余逵，劉清賢. JJF 1006-1994 一級標準物質(zhì)技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國計量出版社，1994.

[5] 蔡尚脈，陳鷹. GB/T 15340-2008 天然、合成生膠取樣及其制樣方法[S].北京：中國標準出版社，2008.

[6] 張菊秀，李海鷹，沈輝，等. GB/T 1232.1-2000未硫化橡膠 用圓盤剪切粘度計進行測定 第1部分：門尼粘度的測定[S].北京：中國標準出版社，2000.

[7] 全國標準物質(zhì)管理委員會.分析測試質(zhì)量保證[M].遼寧：遼寧大學出版社，2004：519-520，546，529-565.

[8] 梁小筠，孫山澤，峁詩松，等. GB/T 4882-2001數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理和解釋正態(tài)性檢驗[S].北京：中國標準出版社，2001.

[9] 葉德培，趙峰，施昌彥. JJF 1059.1-2012 測量不確定度評定與表示[S].北京：中國計量出版社，2012.

Development of GBW(E)130573 on Mooney Viscosity Standard Material

HUANG Shi-ying，ZHANG Yuan-shou，LI Shu-ping

(Lanzhou Petrochemical Research Center，Petrochina，National Quality Supervision and Inspection Center of Synthetic Rubber，Lanzhou 730060，Gansu，China)

GBW(E)130573 Mooney viscosity standard material was issued in november 2016 by the State Administration of quality supervision and inspection. It had a very important application and provided technical support in the synthetic rubber industry，especially in research and evaluation measurement analysis methods，checking instrument，product quality control in the production process，examination the operational level of analyst，preservation and transfer characteristic values，establish measurement traceability，ensuring consistency and comparability of measurement results，quality control and evaluation of product inspection and certification authority，laboratory accreditation，etc. The GBW(E)130573 Mooney viscosity standard material had been successfully developed after sample candidate，uniformity and stability test，calibration and uncertainty evaluation and other series of work. The data of fixed values were in normal distribution，no suspicious，and in equal precision at 95% confidence probability. The nominal value of the standard material was 86.6±0.9 at ML(1+4) 100℃.

Mooney viscosity，standard material，development

TQ 333.3