石興鳳 彭全 向小冬

重慶市計(jì)量質(zhì)量檢測(cè)研究院 重慶 401121

國(guó)家發(fā)展改革委、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部《生活垃圾分類制度實(shí)施方案》中強(qiáng)調(diào)，到2020年底，基本建立垃圾分類相關(guān)法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)體系，形成可復(fù)制、可推廣的生活垃圾分類模模式，在實(shí)施生活垃圾強(qiáng)制分類的城市，生活垃圾回收利用率達(dá)到35%以上。垃圾分類制度將推動(dòng)垃圾桶的分類。我國(guó)有關(guān)垃圾桶的標(biāo)準(zhǔn)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T28797-2012《室內(nèi)塑料垃圾桶》、城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJ/T280-2008《塑料垃圾桶通用技術(shù)條件》、北京市地方標(biāo)準(zhǔn)DB11/T931.1-2012《戶用分類垃圾桶（袋）技術(shù)規(guī)范第1部分：塑料垃圾桶》、DB11/T931.2-2012《戶用分類垃圾桶（袋）技術(shù)規(guī)范第2部分：鐵質(zhì)垃圾桶》。本文將針對(duì)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)CJ/T280-2008《塑料垃圾桶通用技術(shù)條件》的塑料垃圾桶的維卡軟化溫度進(jìn)行分析。

執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)CJ/T280-2008《塑料垃圾桶通用技術(shù)條件》的塑料垃圾桶的維卡軟化溫度按照GB/T1633-2000《熱塑性塑料維卡軟化溫度（VST）的測(cè)度》中A50法規(guī)定進(jìn)行，塑料垃圾桶維卡軟化溫度（VicatSofteningTemperature）的測(cè)定，是將邊長(zhǎng)10mm的正方形塑料垃圾桶試樣放于液體傳熱介質(zhì)甲基硅油中，在10N負(fù)荷、50℃/h相等速度升溫條件下，1平方毫米的壓針頭壓入試樣1毫米深度時(shí)的溫度[1]。

維卡軟化溫度可以評(píng)價(jià)材料的耐熱性能，同時(shí)反映制品在受熱條件下的物理力學(xué)性能。材料的維卡軟化溫度雖不能直接用于評(píng)價(jià)材料的實(shí)際使用溫度，但可以用來(lái)指導(dǎo)材料的質(zhì)量控制。維卡軟化溫度越高，表明材料受熱時(shí)的尺寸穩(wěn)定性越好，熱變形越小，即耐熱變形能力越好，剛性越大，模量越高。CJ/T280-2008《塑料垃圾桶通用技術(shù)條件》中明確本標(biāo)準(zhǔn)適用于容積120L和240L的兩輪移動(dòng)式塑料垃圾桶、其他類塑料垃圾桶參照?qǐng)?zhí)行。120L和240L的塑料垃圾桶大多用于室外，夏天，室外的溫度高達(dá)40℃，地表溫度更高，我國(guó)地表溫度最高記錄是83.3℃。如果塑料垃圾桶的維卡軟化溫度偏低，夏天的溫度將會(huì)導(dǎo)致塑料垃圾桶變軟，塑料垃圾桶在高溫下持續(xù)承重后將會(huì)變形，影響使用。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器

用沖片機(jī)沖裁制樣、游標(biāo)卡尺測(cè)量尺寸、熱變形維卡軟化點(diǎn)溫度測(cè)定儀進(jìn)行測(cè)試，示意圖見圖1。

1.2 檢驗(yàn)依據(jù)

GB/T1633-2000《熱塑性塑料維卡軟化溫度（VST）的測(cè)度》。

1.3 測(cè)試原理

把試樣放在液體介質(zhì)甲基硅油中，在一定等速升溫條件下，標(biāo)準(zhǔn)壓針（橫截面積1mm2的圓柱體硬質(zhì)鋼）在一定負(fù)荷的作用下，本文采用（10±0.2）N力，壓入塑料垃圾桶上切取試樣（邊長(zhǎng)10mm的正方形）內(nèi)1mm時(shí)的溫度，壓入1mm時(shí)的溫度即為試樣的維卡軟化溫度（VST），單位：℃。

1.4 測(cè)量過(guò)程

（1）從同一個(gè)塑料垃圾桶上，在同一個(gè)位置用沖片機(jī)沖裁20個(gè)測(cè)試樣條，樣條尺寸：厚度3-6.5mm，厚度為垃圾桶本身厚度，邊長(zhǎng)10mm的正方形。試樣按照GB/T2918-2018《塑料試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)和試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境》中規(guī)定在溫度（23±1）℃，濕度（50±5）%RH條件下狀態(tài)調(diào)節(jié)24h。

（2）把試樣中心置于壓針頭下,放入加熱裝置中5min，5min后，壓針頭位置穩(wěn)定加砝碼并調(diào)零，千分表、負(fù)荷板、用于支撐負(fù)荷板的桿和壓針頭組件、砝碼的總重量為10N。

（3）啟動(dòng)攪拌器，試驗(yàn)初始溫度（20-23）℃,加熱速率50℃/h，測(cè)溫儀器的傳感部件與試樣在同一水平面，靠近試樣[2]。

（4）千分表清零，啟動(dòng)試驗(yàn)，記錄壓針下降1mm時(shí)的溫度。

1.5 實(shí)驗(yàn)條件：升溫速率：50℃/h，負(fù)載：10N

1.6 數(shù)學(xué)模型見式（1）

T-維卡軟化溫度，℃；

Tm-測(cè)試溫度，℃。

1.7 塑料垃圾桶維卡軟化溫度測(cè)量不確定度來(lái)源

在檢測(cè)過(guò)程中，不確定度的來(lái)源可能很多，主要是試驗(yàn)人員、檢測(cè)設(shè)備、檢測(cè)對(duì)象、檢測(cè)方法等的不完善引起的。經(jīng)過(guò)分析，針對(duì)維卡軟化溫度試驗(yàn)不確定度的來(lái)源有主要有以下9個(gè)方面：

（1）千分表讀數(shù)顯示的誤差；

（2）測(cè)溫儀器溫度顯示的誤差；

（3）砝碼的誤差；

（4）液體介質(zhì)甲基硅油中溫度均勻度引起的誤差；

（5）升溫速率的誤差；

（6）壓針頭尺寸的誤差；

（7）塑料垃圾桶材質(zhì)不均勻性引起的誤差；

（8）塑料垃圾桶試樣的尺寸引起的誤差；

（9）檢測(cè)人員的操作引起的誤差等。

由于（3）、（4）、（5）、（6）、（7）、（8）、（9）這7項(xiàng)因素與最終維卡軟化溫度檢測(cè)結(jié)果相互獨(dú)立，不能用函數(shù)建立關(guān)系。因此將這些因素統(tǒng)一作為隨機(jī)因素導(dǎo)致的測(cè)量不確定度，全部看做重復(fù)性測(cè)量引入的不確定度來(lái)進(jìn)行計(jì)算。

根據(jù)JJF1059.1-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》，經(jīng)分析，維卡軟化溫度測(cè)定試驗(yàn)不確定度的來(lái)源主要有：

測(cè)量重復(fù)性引起的不確定度u1，是在規(guī)定測(cè)量條件下測(cè)得的量值用統(tǒng)計(jì)分析的方法進(jìn)行的測(cè)量不確定度分量的評(píng)定，屬于A類不確定度。

測(cè)溫儀器溫度顯示的誤差引起的不確定度u2，屬于B類不確定度。

2 不確定度的評(píng)定

表1 測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度

在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，同一人員、同一時(shí)間、同一環(huán)境、同一試樣、同一設(shè)備、同一方法對(duì)樣品獨(dú)立測(cè)量20次，維卡軟化溫度測(cè)定結(jié)果列于表1中。測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度按式（2）計(jì)算，計(jì)算結(jié)果列于表1。

2.2 溫度表測(cè)量引起的不確定度u2

溫度顯示引起的不確定度u2為B類不確定度。

區(qū)間半寬度為維卡軟化溫度測(cè)試儀校準(zhǔn)證書給出的擴(kuò)展不確定度為0.3℃，正態(tài)分布情況下概率0.9545下的置信因子為2,故u2=0.3/2=0.15℃[3]。

3 合成不確定度uc及擴(kuò)展不確定度U

上述各項(xiàng)不確定度分量相互獨(dú)立，則合成不確定度：

取包含因子k=2，則擴(kuò)展不確定度U=2uc=2×0.2=0.4℃

4 不確定度結(jié)果報(bào)告

該塑料垃圾桶維卡軟化溫度檢測(cè)結(jié)果表示為(117.9±0.4)℃，擴(kuò)展不確定度U=0.4℃，它是由合成不確定度uc=0.2℃乘以擴(kuò)展因子k=2而得到。