溶剂型木器涂料中苯测量不确定度评定

任 强

(江西省产品质量监督检测院，江西 南昌 330029)

溶剂型木器涂料中苯测量不确定度评定

任 强

(江西省产品质量监督检测院，江西 南昌 330029)

GB18581-2009《室内装饰装修材料 溶剂型木器涂料中有害物质限量》规定用内标法测定油漆中苯含量，按照测定方法及程序，对测量不确定度进行分析和评定，并根据评定结果提出使用和改进的建议。

气象色谱 苯 不确定度 评定

苯是一种稀释剂，在溶剂型木器涂料中被广泛使用。苯对人体皮肤和粘膜刺激性大，长期接触对人体健康产生严重的不良影响，故GB18581-2009《室内装饰装修材料 溶剂型木器涂料中有害物质限量》规定中有严格的限量要求，测量结果的不确定度是检测数据客观真实的反应，不仅是与国际接轨的需要，也是实验室资质评定提出的要求，本文通过对溶剂型木器涂料建立苯含量测定不确定度数学模型，结合测定结果及其他因素合成不确定度并对影响其测定不确定的分量进行数学分析。

1 测定方法原理及步骤

GB18581-2009《室内装饰装修材料 溶剂型木器涂料中有害物质限量》规定采用正戊烷为内标，对试样中苯进行定量检测，试样量约为2g，内标约为0.02g，用2mL乙酸乙酯稀释后进行测试。试样中组分含量由公式(1)求得(1)：

(1)

式中：Xi——试样中某组分的质量分数(%)；

Ai——苯的峰面积；

f——苯相对校正因子；

AC5——正戊烷的峰面积；

mC5——内标正戊烷的质量(g)；

PC5——内标正戊烷的纯度；

m——试样的质量(g)。

2 测量不确定度来源分析

由于测试采用内标法，在公式(1)，Ai、AC5相关，Ai/AC5作为一个不确定度分量。苯测定的不确定由不确定分量U(f)、U(mC5)、U(PC5)、U(m)、U(Ai/AC5)组成，相对标准合成不确定度为：

3 不确定度分量的量化

表1中列出苯测定中的数据和不确定分量。

3.1 重复性的不确定度分量U(rep)的计算

标准不确定度：

相对标准不确定度：

3.2 校正因子的不确定度分量U(fi)的计算

3.2.1 校正因子的不确定度分量U(fi)的来源

在实际检测过程中首先检测苯对正戊烷的相对校正因子。方法为正戊烷内标、苯均称量0.02g，用3mL乙酸乙酯稀释后进样测试。校正因子由公式(2)求得：

(2)

式中：f——苯对正戊烷的相对校正因子；

Ai——苯的峰面积；

mi——苯的质量(g)；

Pi——苯的纯度；

AC5——内标正戊烷的峰面积；

PC5——内标正戊烷的纯度；

mC5——内标正戊烷的质量(g)。

3.2.2 校正因子相对标准不确定度评定数学模型的建交

表2列出了校正因子测定中的数据和不确定度分量。

3.2.3 不确定度分量的计算

表1 苯测定中的数据和不确定度

表2 校正因子测定中的数据和不确定度

表3 内标测定结果(n=5)

表4 峰面积测量的不确定度结果(n=5)

GB18581-2009《室内装饰装修材料 溶剂型木器涂料中有害物质限量》中同样规定校正因子测试过程中相对偏差小于10%。所以取5次重复测试结果同：

(2)天平称取标准物质质量引起的测量不确定度分量：U(m)。

色谱纯正戊烷、苯的质量由差减法称出，均有两次称量。根据分析天平校准证书的数据，天平的最小分度值为0.01mg，其读数在半宽0.005mg之间符合正态分布，取置信度为95%，则天平称量引起的测量不确定度：

正戊烷、苯称量分别为0.02256mg、0.02364g。称量的相对测量不确定度U(mi)/mi为：

正戊烷：0.0036mg/0.02256×1000=0.0001596；

苯：0.0036mg/0.02364×1000=0.0001523。

(3)标准物质纯度引起的测量不确定度分量U(P)

U(P)/P=0.00058/1=0.00058

(4)内标峰面积和组分峰面积之比引起的测量不确定分量U(AC5/Ai)

U(AC5/Ai)主要是由仪器重复测量引起的，按测定方法对校正溶液重得测定5次，测定结果如表3。按公式(3)(贝塞公式)计算实验标准差，并按公式(4)计算测量结果的标准不确定度。

样品标准偏差：

(3)

平均值的标准偏差：

(4)

内标测试过程中AC5/A苯的不确定度计算见表3。

得f苯=1.03305

3.2.5 校正因子合成U(fi)不确定度的计算

合成标准不确定度：

UC(f苯)=0.0447×1.03305=0.0462。

3.3 内标称样的不确定度分量U(mC5)

称量引起的相对标准不确定度正戊烷：

0.0036/0.02313×1000=0.0001556

3.4 试样称样的不确定度分量U(m)

试样称量2.22891g，试样称量引起的相对标准合成不确定度：

U(m)/m=0.0036/2.22891×1000=0.000001615

3.5 峰面积测量的不确定度U(Ai/AC5)

对同一称重样品重复检验5次，由于采用内标法苯的峰面积同内标峰面积之比是固定的，但仪器对面积测量有不确定性，所以要计算A苯/AC5的不确定度。峰面积测量的结果见表4。

3.6 苯含量的计算

X苯=0.32929

4 合成标准不确定度UC(Xi)的计算

合成标准不确定度=0.0648×0.32929(%)=0.0213(%)。

5 扩展不确定度的计算

在没有特殊要求情况下，k=2，则扩展不确定度：

U=k×UC(X)。因此，苯含量的扩展不确定度为：

UC(X苯)=0.0213(%)×2=0.043(%)，样品中苯含量：(0.329±0.043)(%)。

6 结果分析

以苯为例讨论各不确定度分量对合成不确定度的贡献，见图1。

图1 苯测定不确定度分量对合成不确定度的贡献

(1)复现性的不确定度分量、校正因子不确定度分量占比例最大。

(2)在校正因子不确定度合成中可以发现复现性的不确定度分量比例最大。

(3)在色谱检验中应尽量采用内标法，因为它同体积无关，在不确定度计算中可以不涉及体积分量。

[1]GB18581-2009《室内装饰装修材料 溶剂型木器涂料中有害物质限量》.

[2]倪育才.实用测量不确定度[M].北京：中国计量出版社，2010.