参加塑料氧化诱导时间能力验证试验结果与分析

2020-10-27贾慧青翟月勤

合成材料老化与应用 2020年5期

贾慧青，翟月勤，杨芳

（中国石油兰州化工研究中心，甘肃兰州730060）

能力验证是中国合格评定国家认可委员会（CNAS）评价实验室和检查机构技术能力的一种重要手段[1]，是对实验室能力状况和管理状况进行客观考核的一种方法[2]。通过能力验证，能反映出该实验室检测能力和技术水平，是国家实验室认可的条件之一，也是实验室持续改进和提高的一项重要措施[3]。它已成为世界各国以及国际组织广泛采用的重要技术手段之一[4]。

本试验室参加采用GB/T 19466.3-2004测定塑料的熔融温度，结果满意。塑料氧化诱导时间(OIT)能力验证（CNAS PT0017）结果为33.7min，中位值为27.2min，|Z|≥3，为不满意结果。孟祥艳等[5]认为氧化诱导期的测定受测量重复性、恒温温度、氧气流量及样品质量等的影响，试验前应对差示扫描量热仪的温度和气体流量计进行校准。本实验室组织相关技术人员进行原因分析，查找造成测定结果不满意的原因，然后制定实验方案，对影响因素的逐一排查，进行试验验证，并及时采取了纠正措施，为以后参加类似能力验证活动提供参考。

1 实验部分

1.1 样品状态调节

在(23±2) ℃，50%±10%的环境下，将样品于恒温恒湿条件下放置24h以上。待样品状态调节完成后，开始测试实验。

1.2 实验方法

（1）GB/T 19466.3-2004《塑料差示扫描量热法(DSC) 第3部分：熔融和结晶温度及热焓的测定》，该方法为现行有效方法。试验条件为：1）分析级氮气，流量(50±5)mL/min；2）以10℃/min的速率由30℃升至200℃，在220℃恒温5min；3）以10℃/min的速率降温至50℃，在50℃恒温5min；4）以10℃/min的速率升至200℃。

（2） GB/T 19466.6-2009《塑料差示扫描量热法(DSC) 第6部分：氧化诱导时间(等温OIT)和氧化诱导温度(动态OIT)的测定》，该方法为现行有效方法。试验条件为：1）接通氧气和氮气，打开气体切换装置，调节两种气体流量，使之都达到（50±5）mL/min；2）在氮气气氛中以20℃/min的速率从室温升至220℃，恒温5min；3）将气氛迅速切换至氧气，该氧气切换点记为实验的零点。220℃继续恒温50min，直到放热显著变化点出现之后终止试验。

1.3 试验材料和设备

能力验证组织单位提供。标准物质铟，标准物质编号GBW（E）130182，中国计量研究院。差示扫描量热仪，DSC Q2000，美国TA公司。

2 结果与讨论

2.1 塑料的熔融温度测定结果

表1为能力验证结果，|Z|≤2，为满意结果，达到检测项目的计划质量控制目标。

表1 能力验证结果Table 1 Proficiency test result

2.2 塑料氧化诱导时间测定结果

塑料氧化诱导时间能力验证（CNAS PT0017）结果为33.7min，中位值为27.2min，|Z|≥3，为不满意结果。造成氧化诱导时间偏长的原因有温度偏低、氧气纯度不够等，笔者对上述影响因素进行了排查。

2.2.1 温度

重复3次测定金属In的熔融温度，以10℃/min的速率从100℃升温至180℃，计算In的熔融温度，测定结果为156.61℃、156.59℃、156.58℃，如图1所示，因此仪器温度准确度及稳定性能达到能力验证中对仪器的要求（温度稳定性±0.1℃）。

图1 In的熔融曲线Fig.1 Melting curve of In

2.2 氧气纯度

2.2.1 氧气瓶中氧气

将原来的氧气更换为新购上海通辉特种气体有限公司高纯氧（含量99.999%），重新测定样品氧化诱导期，测定结果为33.0min，如图2所示，样品氧化诱导期测定结果依然偏长，因此样品氧化诱导期测定结果偏长并不是因为原气瓶氧气纯度不够造成的。

图2 塑料氧化诱导期曲线Fig.2 The curve of plastic oxidation induction time

2.2.2 仪器

在氮气气氛中以10℃/min的速率从室温升至300℃，80℃到280℃，基线漂移较高，从数据来看，是炉盖子与炉子接触不是多平或者盖子不在炉子中心，炉子中进入氮气，导致氧气纯度下降，打开炉盖，发现盖子不在炉子中心，进行调整。仪器炉盖调整后，必须重新校准，校准完成后，测定样品氧化诱导期。测定结果为28.60min，|Z|≤2，结果在满意范围，因此样品氧化诱导期测定结果偏长是因为盖子不在炉子中心造成的。

虽然盖子不在炉子中心，但是塑料的熔融温度能力验证结果满意，这是因为即使有少量空气进入到加热炉中，对塑料的熔融温度测定结果几乎无影响。