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        色漆、清漆和塑料不揮發(fā)物含量測定的不確定度評定

        2016-09-23 07:08:06劉力榮陳敏劍
        合成材料老化與應(yīng)用 2016年4期
        關(guān)鍵詞:色漆清漆烘箱

        鄭 寧,劉力榮,陳敏劍

        (中藍(lán)晨光化工研究設(shè)計院有限公司,四川成都 610041)

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        色漆、清漆和塑料不揮發(fā)物含量測定的不確定度評定

        鄭寧,劉力榮,陳敏劍

        (中藍(lán)晨光化工研究設(shè)計院有限公司,四川成都 610041)

        為了評定不揮發(fā)物含量測定結(jié)果的可靠性,找出主要影響因素,根據(jù)JJF 1059-1999《測量不確定度評定與表示》的要求[1],按照GB/T 1725-2007《色漆、清漆和塑料 不揮發(fā)物含量的測定》對試驗材料不揮發(fā)物含量測試方法及其測試過程的分析,提出并計算了測試過程中引入的各個不確定度分量,通過各個不確定度分量計算出標(biāo)準(zhǔn)不確定度和擴(kuò)展不確定度。

        不確定度,色漆,清漆,塑料,不揮發(fā)物含量

        不揮發(fā)物是指在特定的情況下,物質(zhì)中的液體或固體不能蒸發(fā)或升華變?yōu)闅怏w排出的部分,與揮發(fā)物意思相反。主要用于化工生產(chǎn)中非固體產(chǎn)品的純度檢驗,也有固體產(chǎn)品的純度檢驗,做此類檢驗與干燥失重檢驗類似,以百分?jǐn)?shù)表示。

        1 測試方法

        1.1執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

        參照GB/T1725-2007《色漆、清漆和塑料 不揮發(fā)物含量的測定》,檢測樣品的不揮發(fā)物含量。

        1.2測試方法簡述

        稱取待測樣品(1±0.1)g,放入烘箱中,試驗溫度(125±2)℃,加熱時間1h。重復(fù)測量2次,檢驗結(jié)果以%表示,保留小數(shù)點后2位。

        1.3主要儀器

        玻璃平地皿:直徑(75±5)mm,邊緣高度至少為5mm;天平:精確至0.1mg;烘箱。

        1.4試驗條件

        試驗溫度(125±2)℃,加熱時間1h。

        2 數(shù)學(xué)模型

        試驗中,不揮發(fā)物含量X用下式計算,以%表示:

        式中:m0—空皿的質(zhì)量,g;m1—皿和試樣的質(zhì)量,g;m2—皿和剩余物的質(zhì)量,g。

        則建立不確定度評定的數(shù)學(xué)模型:

        3 不確定度來源分析

        不確定來源主要有:(1) 測量重復(fù)性引入的不確定度(A類評定);(2) 測量儀器引入的不確定度(B類評定);(3) 計算結(jié)果修約導(dǎo)致的不確定度(B類評定)。

        4 不確定度評定

        4.1不確定度分量評定

        4.1.1烘前稱量空皿質(zhì)量引入的不確定度

        (1)測量重復(fù)性引入的不確定度

        空皿質(zhì)量測試數(shù)據(jù)見表1。

        表1 空皿質(zhì)量測試數(shù)據(jù)

        相對不確定度u1rel=0.00005164÷40.5919=1.272×10-6

        相對不確定度u2rel=0.00006666÷40.6519=1.640×10-6

        =2.075×10-6

        (2)天平引入的不確定度

        4.1.2烘后稱量樣品和皿質(zhì)量引入的不確定度

        (1)測量重復(fù)性引入的不確定度

        烘后皿和試樣測試數(shù)據(jù)見表2。

        表2 烘后皿和試樣測試數(shù)據(jù)

        相對不確定度u1rel=0.00004472÷41.1187=1.088×10-6

        相對不確定度u2rel=0.00005774÷41.1877=1.402×10-6

        =1.775×10-6

        (2)天平引入的不確定度

        根據(jù)所用電子天平MS204S的最大量程為220g,最大允差為±1.5g,則不確定度為:

        相對不確定度為:

        urel(t2)=0.86603÷220=0.003936

        (3)烘箱引入的不確定度

        ①箱內(nèi)溫度均勻度偏差

        根據(jù)儀器校準(zhǔn)證書,箱內(nèi)溫度的均勻度為1.3℃,則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:

        相對不確定度為:

        urel(j)=0.7506÷125=0.006004

        ②箱內(nèi)溫度波動偏差

        根據(jù)儀器校準(zhǔn)證書,烘箱溫度的波動度為±0.2℃,則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:

        相對不確定度為:

        urel(b)=0.11547÷125=0.00092376

        由urel(j)和urel(b)合成烘箱引入的不確定度為:

        =0.006075

        4.1.3計算結(jié)果修約導(dǎo)致的不確定度

        由于天平示值位數(shù)為0.0001,而計算結(jié)果只要求精確到小數(shù)點后2位(0.01),從而導(dǎo)致修約不確定度。根據(jù)測量不確定度評定與表示的規(guī)定[1-2],ur=0.29&r,修約間隔&r為0.01,由此產(chǎn)生的不確定度為:

        u(r)=0.29×0.01=0.0029

        相對不確定度為:

        urel(r)=0.0029÷50.85=0.00005703

        4.2引入的不確定度匯總

        (1)重復(fù)性測量引入的不確定度為:

        (2)天平引入的不確定度:由于在測試中需要使用天平稱量3次,故天平引入的不確定度為:

        不確定度分量匯總?cè)绫?所示。

        表3 不確定度分量匯總

        4.3不確定度的合成

        各個量之間為乘或除關(guān)系,則根據(jù)運(yùn)算規(guī)則,不確定度合成為:

        =0.009131

        4.4拓展不確定度

        擴(kuò)展不確定Uk=k×Uh,當(dāng)置信區(qū)間取95%時,包含因子k=2,得到拓展不確定度:

        Uk=2×0.009131=0.01826%

        4.5報告不確定度

        該樣品不揮發(fā)物含量測定的結(jié)果為50.85%(兩次測量的平均值),擴(kuò)展不確定度Uk=0.01826%,根據(jù)要求,測試結(jié)果保留小數(shù)點后2位,因此擴(kuò)展不確定度Uk=0.02%,該樣品不揮發(fā)物含量測試結(jié)果的完整表達(dá)式為:50.85%±0.02%。

        5 結(jié)語

        通過對色漆、清漆和塑料不揮發(fā)物含量測定的不確定度來源進(jìn)行分析,并對各個不確定度分量進(jìn)行評定,得出該測試方法的測量不確定度為0.02%(k=2)。由表3不確定度分量匯總可以看出,最大的不確定度分量是由設(shè)備(天平和烘箱)引入的,因此提高設(shè)備精度是減小測量不確定度的有效途徑。我們在日常的檢測工作中要加強(qiáng)對設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng),定期檢定和校準(zhǔn)。

        [1] JJF 1059-1999 測量不確定度評定與表示[S].北京:中國計量出版社,1999.

        [2] 高曉華,宋云波,周明,等.烘箱法測試煙草水分不確定度的評定[C]∥中國煙草學(xué)會工業(yè)專業(yè)委員會. 2010年煙草工藝學(xué)術(shù)研討會論文集.

        Evaluation of the Uncertainty of Non-volatile-matter Content in Paints,Varnishes and Plastics

        ZHENG Ning,LIU Li-rong,CHEN Min-jian

        (China Bluestar Chengrand Co.,Ltd.,Chengdu 610041,Sichuan,China)

        In order to evaluate the reliability of non-volatile-matter content analyses and find the main factors,the components of uncertainty introduced in the testing procedure were suggested and calculated according to the requirements fromJJF1059-1999EvaluationandExpressionofUncertaintyinMeasurementand the test methods for nonvolatile content in the test material and the analysis of the testing procedures based onGB/T1725-2007Paints,varnishesandplastics-Determinationofnon-volatile-mattercontent. Furthermore,the standard uncertainty and expanded uncertainty were calculated with various uncertainty components.

        uncertainty,paints,varnishes,plastics,non-volatile-matter content

        TQ 320.77

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