參加塑料氧化誘導時間能力驗證試驗結果與分析

賈慧青，翟月勤，楊 芳

（中國石油蘭州化工研究中心，甘肅蘭州730060）

能力驗證是中國合格評定國家認可委員會（CNAS）評價實驗室和檢查機構技術能力的一種重要手段[1]，是對實驗室能力狀況和管理狀況進行客觀考核的一種方法[2]。通過能力驗證，能反映出該實驗室檢測能力和技術水平，是國家實驗室認可的條件之一，也是實驗室持續(xù)改進和提高的一項重要措施[3]。它已成為世界各國以及國際組織廣泛采用的重要技術手段之一[4]。

本試驗室參加采用GB/T 19466.3-2004測定塑料的熔融溫度，結果滿意。塑料氧化誘導時間(OIT)能力驗證（CNAS PT0017）結果為33.7min，中位值為27.2min，|Z|≥3，為不滿意結果。孟祥艷等[5]認為氧化誘導期的測定受測量重復性、恒溫溫度、氧氣流量及樣品質量等的影響，試驗前應對差示掃描量熱儀的溫度和氣體流量計進行校準。本實驗室組織相關技術人員進行原因分析，查找造成測定結果不滿意的原因，然后制定實驗方案，對影響因素的逐一排查，進行試驗驗證，并及時采取了糾正措施，為以后參加類似能力驗證活動提供參考。

1 實驗部分

1.1 樣品狀態(tài)調節(jié)

在(23±2) ℃，50%±10%的環(huán)境下，將樣品于恒溫恒濕條件下放置24h以上。待樣品狀態(tài)調節(jié)完成后，開始測試實驗。

1.2 實驗方法

（1）GB/T 19466.3-2004《塑料 差示掃描量熱法(DSC) 第3部分：熔融和結晶溫度及熱焓的測定》，該方法為現(xiàn)行有效方法。試驗條件為：1）分析級氮氣，流量(50±5)mL/min；2）以10℃/min的速率由30℃升至200℃，在220℃恒溫5min；3）以10℃/min的速率降溫至50℃，在50℃恒溫5min；4）以10℃/min的速率升至200℃。

（2） GB/T 19466.6-2009《塑料 差示掃描量熱法(DSC) 第6部分：氧化誘導時間(等溫OIT)和氧化誘導溫度(動態(tài)OIT)的測定》，該方法為現(xiàn)行有效方法。試驗條件為：1）接通氧氣和氮氣，打開氣體切換裝置，調節(jié)兩種氣體流量，使之都達到（50±5）mL/min；2）在氮氣氣氛中以20℃/min的速率從室溫升至220℃，恒溫5min；3）將氣氛迅速切換至氧氣，該氧氣切換點記為實驗的零點。220℃繼續(xù)恒溫50min，直到放熱顯著變化點出現(xiàn)之后終止試驗。

1.3 試驗材料和設備

能力驗證組織單位提供。標準物質銦，標準物質編號GBW（E）130182，中國計量研究院。差示掃描量熱儀，DSC Q2000，美國TA公司。

2 結果與討論

2.1 塑料的熔融溫度測定結果

表1為能力驗證結果，|Z|≤2，為滿意結果，達到檢測項目的計劃質量控制目標。

表1 能力驗證結果Table 1 Proficiency test result

2.2 塑料氧化誘導時間測定結果

塑料氧化誘導時間能力驗證（CNAS PT0017）結果為33.7min，中位值為27.2min，|Z|≥3，為不滿意結果。造成氧化誘導時間偏長的原因有溫度偏低、氧氣純度不夠等，筆者對上述影響因素進行了排查。

2.2.1 溫度

重復3次測定金屬In的熔融溫度，以10℃/min的速率從100℃升溫至180℃，計算In的熔融溫度，測定結果為156.61℃、156.59℃、156.58℃，如圖1所示，因此儀器溫度準確度及穩(wěn)定性能達到能力驗證中對儀器的要求（溫度穩(wěn)定性±0.1℃）。

圖1 In的熔融曲線Fig.1 Melting curve of In

2.2 氧氣純度

2.2.1 氧氣瓶中氧氣

將原來的氧氣更換為新購上海通輝特種氣體有限公司高純氧（含量99.999%），重新測定樣品氧化誘導期，測定結果為33.0min，如圖2所示，樣品氧化誘導期測定結果依然偏長，因此樣品氧化誘導期測定結果偏長并不是因為原氣瓶氧氣純度不夠造成的。

圖2 塑料氧化誘導期曲線Fig.2 The curve of plastic oxidation induction time

2.2.2 儀器

在氮氣氣氛中以10℃/min的速率從室溫升至300℃，80℃到280℃，基線漂移較高，從數(shù)據(jù)來看，是爐蓋子與爐子接觸不是多平或者蓋子不在爐子中心，爐子中進入氮氣，導致氧氣純度下降，打開爐蓋，發(fā)現(xiàn)蓋子不在爐子中心，進行調整。儀器爐蓋調整后，必須重新校準，校準完成后，測定樣品氧化誘導期。測定結果為28.60min，|Z|≤2，結果在滿意范圍，因此樣品氧化誘導期測定結果偏長是因為蓋子不在爐子中心造成的。

雖然蓋子不在爐子中心，但是塑料的熔融溫度能力驗證結果滿意，這是因為即使有少量空氣進入到加熱爐中，對塑料的熔融溫度測定結果幾乎無影響。

3 結論

(1)儀器溫度準確度及穩(wěn)定性能達到測量審核中對儀器的要求。

(2)原氧氣鋼瓶中氧氣純度可達到99.999%，樣品氧化誘導期測定結果偏長不是因為鋼瓶中氧氣純度不夠造成的。

(3)DSC蓋子不在爐子中心，氮氣進入爐子中，導致氧氣純度下降，造成樣品氧化誘導期測定結果偏長。

據(jù)以上原因分析和驗證試驗證明，CNAS PT0017-T041能力驗證產(chǎn)生不滿意結果的原因是爐子中氧氣純度不夠造成的，具體是DSC蓋子不在爐子中心，氮氣進入爐子中，導致氧氣純度下降。

4 整改措施及效果驗證

更換爐子、調整爐蓋內(nèi)壓蓋，重新校準儀器。

為了驗證整改措施產(chǎn)生的效果，實驗室參加了能力驗證組織機構的塑料氧化誘導時間的測量審核，本次實驗室氧化誘導時間測試結果為27.0min，該樣品氧化誘導時間參考值為27.2min，實驗室結果為滿意結果，見表2。

表2 測量審核測定結果Table 2 The results of measurement audits