GBW(E)130573門尼粘度標準物質的研制

黃世英，張元壽，李淑萍

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

GBW(E)130573門尼粘度標準物質的研制

黃世英，張元壽，李淑萍

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

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

門尼粘度，標準物質，研制

異戊橡膠(IR)的分子結構與天然橡膠基本一致，是性能優良的合成橡膠之一[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、加工的一項重要技術指標，普遍用于控制和監測橡膠產品的質量。門尼粘度標準物質為門尼粘度測試的準確可靠提供了技術支撐。為滿足行業技術進步的需求，研制門尼粘度標準物質顯得尤為重要。GBW(E)130573按照國家標準物質研制技術規范[4]，樣品經過候選物的篩選、均勻性與穩定性檢驗、聯合多家有資質或權威的實驗室定值、定值結果不確定度的評定、標準物質的申報等工作，最終研制了GBW(E)130573門尼粘度標準物質。門尼粘度標準物質在合成橡膠行業發揮了重要的作用，尤其在研究和評價測量分析方法、校核儀器、生產過程中產品的質量控制、考核分析人員的操作技術水平、保存和傳遞特性量值建立測量溯源性、保證測量結果的一致性和可比性、產品檢驗和認證機構的質量控制和評價、實驗室認可工作等方面都發揮著重要作用，并提供了技術支撐。

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，優級品；IRM-241E，美國EXXON化學公司研制的工業參考材料。

1.2 儀器設備

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 結果與討論

2.1 樣品候選

調研了國內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的異戊橡膠質量狀況，根據各廠出廠檢驗結果，選取茂名魯華化工有限公司生產的GBW(E)130573優等品樣品，對門尼粘度值穩定的GBW(E)130573樣品，按照GB/T 1232.1-2000進行檢驗，將門尼粘度值穩定的該批次樣品，作為門尼粘度標準物質研制的侯選物。

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，檢驗結果和相關量的統計用方差分析法，表1為GBW(E)130573門尼粘度均勻性檢驗的結果。

表1 GBW(E)130573門尼粘度均勻性檢驗結果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 穩定性評價

標準物質的穩定性主要為短期穩定性和長期穩定性。標準物質的短期穩定性取決于樣品運輸過程中的穩定性。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制樣并調節，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為短期穩定性檢驗結果。

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

將表2中數據，以y代表時間，以x代表標準物質的特性值(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，則樣品的穩定性最好。由于斜率為零，短期穩定性較小可以忽略不計。

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

表3 GBW(E)130573門尼粘度穩定性考察及統計結果Table 3 Statistical results of stability of GBW(E)130573 Mooney viscosity

將表3的數據，以y代表時間，以x代表標準物質的特性值(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，未觀測到不穩定性。因此，通過12個月的穩定性考察，樣品沒有明顯變化，樣品穩定。

2.4 標準物質定值

標準物質的定值準確是標準物質研制的關鍵，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的定值工作，特邀合成橡膠行業有資質或權威的實驗室參加。表4為各實驗室門尼粘度標準物質定值檢驗結果。

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

2.5 不確定度評定

依據JJF 1059.1-2012[9]評定GBW(E)130573標準物質的不確定度。標準物質不確定度評定的準確與否直接反映標準物質的技術水平。影響該標準物質不確定度大的因素主要包括門尼粘度計工作時的轉速、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定性。表5為GBW(E)130573樣品定值不確定度評定結果。

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門尼粘度標準物質定值的擴展不確定度為0.9，該標準物質的標準值為86.6±0.9。

3 標準物質的驗證及應用

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

4 結論

GBW(E)130573門尼粘度標準物質，嚴格按照JJF 1006-1994規定的程序方法進行。研制的該門尼粘度標準物質，其定值結果在置信概率99%時，呈現正態分布、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。

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

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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