參加塑料氧化誘導(dǎo)時間能力驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)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(yàn)證是中國合格評定國家認(rèn)可委員會（CNAS）評價實(shí)驗(yàn)室和檢查機(jī)構(gòu)技術(shù)能力的一種重要手段[1]，是對實(shí)驗(yàn)室能力狀況和管理狀況進(jìn)行客觀考核的一種方法[2]。通過能力驗(yàn)證，能反映出該實(shí)驗(yàn)室檢測能力和技術(shù)水平，是國家實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可的條件之一，也是實(shí)驗(yàn)室持續(xù)改進(jìn)和提高的一項(xiàng)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(shù)手段之一[4]。

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

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 樣品狀態(tài)調(diào)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(diào)節(jié)完成后，開始測試實(shí)驗(yàn)。

1.2 實(shí)驗(yàn)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(jié)晶溫度及熱焓的測定》，該方法為現(xiàn)行有效方法。試驗(yàn)條件為：1）分析級氮?dú)猓髁?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(dǎo)時間(等溫OIT)和氧化誘導(dǎo)溫度(動態(tài)OIT)的測定》，該方法為現(xiàn)行有效方法。試驗(yàn)條件為：1）接通氧氣和氮?dú)猓蜷_氣體切換裝置，調(diào)節(jié)兩種氣體流量，使之都達(dá)到（50±5）mL/min；2）在氮?dú)鈿夥罩幸?0℃/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(diǎn)記為實(shí)驗(yàn)的零點(diǎn)。220℃繼續(xù)恒溫50min，直到放熱顯著變化點(diǎn)出現(xiàn)之后終止試驗(yàn)。

1.3 試驗(yàn)材料和設(shè)備

能力驗(yàn)證組織單位提供。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)銦，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)編號GBW（E）130182，中國計(jì)量研究院。差示掃描量熱儀，DSC Q2000，美國TA公司。

2 結(jié)果與討論

2.1 塑料的熔融溫度測定結(jié)果

表1為能力驗(yàn)證結(jié)果，|Z|≤2，為滿意結(jié)果，達(dá)到檢測項(xiàng)目的計(jì)劃質(zhì)量控制目標(biāo)。

表1 能力驗(yàn)證結(jié)果Table 1 Proficiency test result

2.2 塑料氧化誘導(dǎo)時間測定結(jié)果

塑料氧化誘導(dǎo)時間能力驗(yàn)證（CNAS PT0017）結(jié)果為33.7min，中位值為27.2min，|Z|≥3，為不滿意結(jié)果。造成氧化誘導(dǎo)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(jìn)行了排查。

2.2.1 溫度

重復(fù)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(jì)算In的熔融溫度，測定結(jié)果為156.61℃、156.59℃、156.58℃，如圖1所示，因此儀器溫度準(zhǔn)確度及穩(wěn)定性能達(dá)到能力驗(yàn)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(dǎo)期，測定結(jié)果為33.0min，如圖2所示，樣品氧化誘導(dǎo)期測定結(jié)果依然偏長，因此樣品氧化誘導(dǎo)期測定結(jié)果偏長并不是因?yàn)樵瓪馄垦鯕饧兌炔粔蛟斐傻摹?/p>

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

2.2.2 儀器

在氮?dú)鈿夥罩幸?0℃/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(jìn)入氮?dú)猓瑢?dǎo)致氧氣純度下降，打開爐蓋，發(fā)現(xiàn)蓋子不在爐子中心，進(jìn)行調(diào)整。儀器爐蓋調(diào)整后，必須重新校準(zhǔn)，校準(zhǔn)完成后，測定樣品氧化誘導(dǎo)期。測定結(jié)果為28.60min，|Z|≤2，結(jié)果在滿意范圍，因此樣品氧化誘導(dǎo)期測定結(jié)果偏長是因?yàn)樯w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(yàn)證結(jié)果滿意，這是因?yàn)榧词褂猩倭靠諝膺M(jìn)入到加熱爐中，對塑料的熔融溫度測定結(jié)果幾乎無影響。

3 結(jié)論

(1)儀器溫度準(zhǔn)確度及穩(wěn)定性能達(dá)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(dá)到99.999%，樣品氧化誘導(dǎo)期測定結(jié)果偏長不是因?yàn)殇撈恐醒鯕饧兌炔粔蛟斐傻摹?/p>

(3)DSC蓋子不在爐子中心，氮?dú)膺M(jìn)入爐子中，導(dǎo)致氧氣純度下降，造成樣品氧化誘導(dǎo)期測定結(jié)果偏長。

據(jù)以上原因分析和驗(yàn)證試驗(yàn)證明，CNAS PT0017-T041能力驗(yàn)證產(chǎn)生不滿意結(jié)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?dú)膺M(jìn)入爐子中，導(dǎo)致氧氣純度下降。

4 整改措施及效果驗(yàn)證

更換爐子、調(diào)整爐蓋內(nèi)壓蓋，重新校準(zhǔn)儀器。

為了驗(yàn)證整改措施產(chǎn)生的效果，實(shí)驗(yàn)室參加了能力驗(yàn)證組織機(jī)構(gòu)的塑料氧化誘導(dǎo)時間的測量審核，本次實(shí)驗(yàn)室氧化誘導(dǎo)時間測試結(jié)果為27.0min，該樣品氧化誘導(dǎo)時間參考值為27.2min，實(shí)驗(yàn)室結(jié)果為滿意結(jié)果，見表2。

表2 測量審核測定結(jié)果Table 2 The results of measurement audits