■冉翔濤

〔德州市纖維檢驗(yàn)所，山東德州253000〕

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棉花手扯長(zhǎng)度實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)樣品穩(wěn)定性分析

■冉翔濤

〔德州市纖維檢驗(yàn)所，山東德州253000〕

一、研制背景及意義

隨著棉花質(zhì)量檢驗(yàn)體制改革的不斷推進(jìn)，為實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)棉花質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果與國(guó)際通用指標(biāo)逐步接軌，GB1103《棉花細(xì)絨棉》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)于2007年開始進(jìn)行了具有重大變革意義的修訂。其中將棉花手扯長(zhǎng)度定義由原來的棉花主體長(zhǎng)度修改為上半部平均長(zhǎng)度；明確“棉花長(zhǎng)度采用手扯尺量法檢驗(yàn)或大容量快速棉纖維測(cè)試儀檢驗(yàn)；HVI檢驗(yàn)采用上半部平均長(zhǎng)度；棉花手扯長(zhǎng)度實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)HVI測(cè)定的棉花上半部平均長(zhǎng)度結(jié)果定值；采用手扯尺量法檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)經(jīng)常采用棉花手扯長(zhǎng)度實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校準(zhǔn)。

為配合修訂標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于長(zhǎng)度檢驗(yàn)的順利實(shí)施，德州市纖維檢驗(yàn)所通過對(duì)新疆、甘肅、江蘇、河北、天津、山東幾個(gè)省市以及美國(guó)進(jìn)口標(biāo)準(zhǔn)棉樣長(zhǎng)度指標(biāo)的分析，經(jīng)過粗選、精選、加工、上萬(wàn)測(cè)試數(shù)據(jù)的均勻性檢驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合定值，研制出了棉花手扯長(zhǎng)度實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)樣品，并通過了全國(guó)標(biāo)準(zhǔn)樣品技術(shù)委員會(huì)組織的專家組審定。該實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)樣品批準(zhǔn)代號(hào)為GSB11-2057-2007，樣品采用透氣、避光的牛皮紙筒包裝，每套包括26mm～32mm長(zhǎng)度范圍內(nèi)的七種棉樣各一卷。棉花手扯長(zhǎng)度實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)的研制成功也是第一次將自然狀態(tài)的原棉作為標(biāo)準(zhǔn)樣品，而非由原棉再經(jīng)梳理加工而成，更加科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、合理、準(zhǔn)確，意義重大。隨后的幾年中，棉花手扯長(zhǎng)度實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)面向全國(guó)的棉花加工企業(yè)、紡織企業(yè)、纖維檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)、農(nóng)業(yè)棉花研究單位、商業(yè)棉花檢驗(yàn)部門等發(fā)行，成為國(guó)內(nèi)棉花長(zhǎng)度指標(biāo)檢驗(yàn)的重要依據(jù)。

二、樣品穩(wěn)定性的問題

當(dāng)年為配合棉花文字標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于長(zhǎng)度檢驗(yàn)的改革實(shí)施，并滿足國(guó)內(nèi)各行業(yè)對(duì)棉花手扯長(zhǎng)度實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)的需求，德州市纖維檢驗(yàn)所選取并制備了足量的標(biāo)準(zhǔn)樣品。但隨著使用年限的增加，現(xiàn)有的樣品質(zhì)量特性是否還具備當(dāng)初的技術(shù)水平，通俗的來說就是樣品的標(biāo)準(zhǔn)值是否還準(zhǔn)確穩(wěn)定，有沒有產(chǎn)生變化，是否還在可控的范圍內(nèi)，需要用科學(xué)的方法測(cè)試分析來判定。在GB/T15000.2《標(biāo)準(zhǔn)樣品工作導(dǎo)則（2）標(biāo)準(zhǔn)樣品常用術(shù)語(yǔ)及定義》中，關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)樣品穩(wěn)定性是這樣解釋：“標(biāo)準(zhǔn)樣品在規(guī)定的條件下貯存，在規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)，使其描述的性能數(shù)值保持在規(guī)定的限值范圍內(nèi)的能力?！睘榇藢?duì)棉花手扯長(zhǎng)度實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)樣品的穩(wěn)定性分析是非常必要的工作，最終目的是保證客戶始終在使用定值穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)樣品。

三、試驗(yàn)方案及測(cè)試執(zhí)行

為了分析棉花手扯長(zhǎng)度實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)樣品的穩(wěn)定性，德州市纖維檢驗(yàn)所專門設(shè)計(jì)了抽樣及測(cè)試方案。為選取有代表性的樣品，設(shè)計(jì)抽樣遵循多點(diǎn)隨機(jī)的原則，在26mm～32mm每一個(gè)長(zhǎng)度級(jí)中抽取一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值的適量樣品（詳見表1）。

表1　具體標(biāo)準(zhǔn)值的樣品抽樣編碼表

從低到高按英文字母A～G編寫樣品代碼，編碼與樣品一一對(duì)應(yīng)。所有樣品測(cè)試前需在國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)大氣（溫度20℃±2℃，濕度65%±3%）條件下平衡48小時(shí)，并確保待測(cè)樣品回潮率在最佳的測(cè)試范圍內(nèi)。樣品在測(cè)試時(shí)按代碼區(qū)分分別測(cè)試，完成1個(gè)品種后再進(jìn)行下1個(gè)品種，從而確保樣品與標(biāo)識(shí)一致，避免混淆。

隨后，選取兩臺(tái)性能優(yōu)良、運(yùn)行穩(wěn)定的HVI 1000型棉纖維大容量測(cè)試儀參加實(shí)驗(yàn)，并安排手法穩(wěn)定、操作熟練、經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員負(fù)責(zé)測(cè)試。測(cè)試前HVI儀器預(yù)熱4小時(shí)以上，需將儀器長(zhǎng)/強(qiáng)部分重新進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)通過后，選擇“模塊測(cè)試”下“長(zhǎng)度/強(qiáng)度模塊”進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試模式選擇“正常測(cè)試”項(xiàng)，測(cè)試指標(biāo)主要是上半部平均長(zhǎng)度。測(cè)試時(shí)兩臺(tái)儀器作平行試驗(yàn)，每臺(tái)儀器每種樣品重復(fù)測(cè)試6次共計(jì)12把梳子，將每連續(xù)2把梳子的平均值作為一次測(cè)試結(jié)果，采集上半部平均長(zhǎng)度數(shù)據(jù)，7個(gè)品種的樣品按順序測(cè)試完成一遍算是一個(gè)測(cè)試周期。測(cè)試過程中嚴(yán)格執(zhí)行《HVI大容量棉纖維測(cè)試儀操作規(guī)程》和《HVI大容量棉纖維測(cè)試儀校準(zhǔn)規(guī)范》。

四、數(shù)據(jù)匯總分析

德州市纖維檢驗(yàn)所連續(xù)四年每年安排專人按照相同的條件測(cè)試一個(gè)周期，并收集匯總?cè)繑?shù)據(jù)，計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。下面以一組HVI的測(cè)試數(shù)據(jù)為例來進(jìn)行樣品穩(wěn)定性比較分析，數(shù)據(jù)匯總表如表2所示。

表2　所有樣品的HVI測(cè)試數(shù)據(jù)

從以上測(cè)試數(shù)據(jù)來看，因?yàn)槊看蔚脑囼?yàn)是在不同的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行的，所以試驗(yàn)結(jié)果之間存在著一定的差異。這些差異可能是樣品不同引起的，也可能是試驗(yàn)條件不同引起的，差異是否在可接受的范圍內(nèi)，即樣品的穩(wěn)定性是否合格，需要引用科學(xué)的方法來分析判斷。目前比較常用的穩(wěn)定性分析方法是曼德爾檢驗(yàn)（Mandel），該方法包含Mandelk和Mandelh檢驗(yàn)，Mandelk檢驗(yàn)確定最大重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差是否合格，Mandelh檢驗(yàn)確定最大平均值偏離總平均值的數(shù)據(jù)是否合格。簡(jiǎn)單來說就是測(cè)試數(shù)據(jù)中最大的標(biāo)準(zhǔn)差和最大的平均值如果都合格，那么其他所有數(shù)據(jù)也都應(yīng)該合格。

五、計(jì)算分析判斷

曼德爾檢驗(yàn)（Mandel）用到的統(tǒng)計(jì)量較多，下面筆者將分別進(jìn)行描述。首先需要計(jì)算每種樣品單臺(tái)儀器測(cè)試數(shù)據(jù)的總平均值和均值標(biāo)準(zhǔn)差Sx，然后計(jì)算重復(fù)性條件下標(biāo)準(zhǔn)差的平均值。

最后分別查顯著性水平為1%和5%時(shí)的曼德爾檢驗(yàn)臨界值表，查出k和h統(tǒng)計(jì)量以（p，n）數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的臨界值，將計(jì)算統(tǒng)計(jì)量的數(shù)值與相應(yīng)的臨界值進(jìn)行比較，小于臨界值的可判定為檢驗(yàn)合格，說明測(cè)試方法的重復(fù)性和樣品的穩(wěn)定性符合要求；反之則需要查找原因或重復(fù)幾次平行試驗(yàn)，若還不合格，則說明樣品的物理特性發(fā)生了變化，需要重新定值。

根據(jù)7種樣品的測(cè)試數(shù)據(jù)分別計(jì)算各統(tǒng)計(jì)量，查出k和h以（4，6）數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的臨界值并進(jìn)行比較，判斷樣品的穩(wěn)定性符不符合要求，結(jié)果匯總?cè)绫?所示。

表3　所有樣品曼德爾檢驗(yàn)穩(wěn)定性數(shù)據(jù)表

綜上所述，所有樣品的數(shù)據(jù)再現(xiàn)性都比較理想，HVI儀器檢驗(yàn)中的上半部平均長(zhǎng)度的允差是± 0.41mm，手扯長(zhǎng)度的允差是±0.50mm，而德州市纖維檢驗(yàn)所測(cè)試所得重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差最大約為0.4mm，計(jì)算所得的k值和h值都在臨界值以下。通過7種樣品的穩(wěn)定性檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，樣品特性完全能夠滿足棉花長(zhǎng)度檢驗(yàn)工作的需求，證明樣品可繼續(xù)使用。☆