GBW(E)130573门尼粘度标准物质的研制

黄世英，张元寿，李淑萍

(中国石油兰州化工研究中心 国家合成橡胶质量监督检验中心，甘肃兰州 730060)

GBW(E)130573门尼粘度标准物质的研制

黄世英，张元寿，李淑萍

(中国石油兰州化工研究中心 国家合成橡胶质量监督检验中心，甘肃兰州 730060)

GBW(E)130573门尼粘度标准物质2016年11月得到国家质量监督检验检疫总局的批准后，在合成橡胶行业有着极重要的应用，尤其在研究和评价测量分析方法、校核仪器、生产过程中产品的质量控制、考核分析人员的操作技术水平、保存和传递特性量值建立测量溯源性、保证测量结果的一致性和可比性、产品检验和认证机构的质量控制和评价、实验室认可工作等方面都将发挥重要作用并提供了技术支撑。经过样品候选、均匀性与稳定性检验、定值与不确定度评估等系列工作，研制出GBW(E)130573门尼粘度标准物质。该标准物质其定值结果在95%的置信概率时，呈正态分布、无异常值、等精度。因此，该标准物质的标准值在ML(1+4)100℃条件下为86.6±0.9。

门尼粘度，标准物质，研制

异戊橡胶(IR)的分子结构与天然橡胶基本一致，是性能优良的合成橡胶之一[1]，有合成天然胶之称，是替代天然胶[2]的最佳胶种。异戊橡胶广泛应用于[3]轮胎、密封圈、胶带和胶管等橡胶制品中，同时也是最佳的标准品研制的候选物。

门尼粘度作为橡胶生产、加工的一项重要技术指标，普遍用于控制和监测橡胶产品的质量。门尼粘度标准物质为门尼粘度测试的准确可靠提供了技术支撑。为满足行业技术进步的需求，研制门尼粘度标准物质显得尤为重要。GBW(E)130573按照国家标准物质研制技术规范[4]，样品经过候选物的筛选、均匀性与稳定性检验、联合多家有资质或权威的实验室定值、定值结果不确定度的评定、标准物质的申报等工作，最终研制了GBW(E)130573门尼粘度标准物质。门尼粘度标准物质在合成橡胶行业发挥了重要的作用，尤其在研究和评价测量分析方法、校核仪器、生产过程中产品的质量控制、考核分析人员的操作技术水平、保存和传递特性量值建立测量溯源性、保证测量结果的一致性和可比性、产品检验和认证机构的质量控制和评价、实验室认可工作等方面都发挥着重要作用，并提供了技术支撑。

1 试验部分

1.1 样品

异戊橡胶，茂名鲁华化工有限公司生产，优级品；IRM-241E，美国EXXON化学公司研制的工业参考材料。

1.2 仪器设备

MV2000型门尼粘度计，美国阿尔法公司制造。

1.3 测试方法

样品制备依据GB/T 15340-2008直接法[5]要求进行，门尼粘度测试按照GB/T 1232.1-2000[6]步骤进行。

2 结果与讨论

2.1 样品候选

调研了国内青岛伊科思新材料股份有限公司、淄博鲁华泓锦化工股份有限公司、茂名鲁华化工有限公司生产的异戊橡胶质量状况，根据各厂出厂检验结果，选取茂名鲁华化工有限公司生产的GBW(E)130573优等品样品，对门尼粘度值稳定的GBW(E)130573样品，按照GB/T 1232.1-2000进行检验，将门尼粘度值稳定的该批次样品，作为门尼粘度标准物质研制的侯选物。

2.2 均匀性评价

在候选的GBW(E)130573样品中随机抽取15个样品，相同条件下样品的门尼粘度值重复测试3次/每个，检验结果和相关量的统计用方差分析法，表1为GBW(E)130573门尼粘度均匀性检验的结果。

表1 GBW(E)130573门尼粘度均匀性检验结果Table 1 The uniformity test results of Mooney viscosity of GBW(E)130573

如果检验F值小于F临界值，则样品均匀。由于F临界值(0.05，14，30)的值查表可知为2.31[7]，而GBW(E)130573门尼粘度均匀性检验的统计值F为1.80，因此，在95%的置信概率下，GBW(E)130573样品均匀。

2.3 稳定性评价

标准物质的稳定性主要为短期稳定性和长期稳定性。标准物质的短期稳定性取决于样品运输过程中的稳定性。运输过程中对样品影响最大的因素是温度(高温)，模拟极限温度60℃，在GBW(E)130573样品中随机选取1块，将其分为4等份，样品标识后在烘箱(60℃)中分别存放0天、3天、6天和9天，样品取出后按照GB/T 15340-2008制样并调节，然后按GB/T 1232.1-2000进行门尼粘度的测定，并用直线拟合法进行检验，表2为短期稳定性检验结果。

表2 GBW(E)130573门尼粘度短期稳定性检验结果(60℃)Table 2 Test results of short-term stability of Mooney viscosity of GBW(E)130573 (60℃)

将表2中数据，以y代表时间，以x代表标准物质的特性值(门尼粘度)，拟合成一条直线为x=86.4，拟合直线的斜率b1为零，截距b0为86.4。当直线的斜率为零时，则样品的稳定性最好。由于斜率为零，短期稳定性较小可以忽略不计。

在研制的GBW(E)130573门尼粘度标准物质时，按照相同的条件每月重复测试3次门尼粘度值，连续考察了12个月的稳定性，表3为稳定性检验结果。

表3 GBW(E)130573门尼粘度稳定性考察及统计结果Table 3 Statistical results of stability of GBW(E)130573 Mooney viscosity

将表3的数据，以y代表时间，以x代表标准物质的特性值(门尼粘度)，拟合成一条直线为x=-0.0192y+86.5，拟合直线的斜率为 0.0192，截距为86.5。直线的斜率接近零，表明斜率不显著，未观测到不稳定性。因此，通过12个月的稳定性考察，样品没有明显变化，样品稳定。

2.4 标准物质定值

标准物质的定值准确是标准物质研制的关键，主要取决于参与定值实验室的检测水平，因此，GBW(E)130573 橡胶门尼粘度标准物质的定值工作，特邀合成橡胶行业有资质或权威的实验室参加。表4为各实验室门尼粘度标准物质定值检验结果。

表4 GBW(E)130573门尼粘度定值与统计结果Table 4 Statistics and fixed results of GBW(E)130573 Mooney viscosity standard material

2.5 不确定度评定

依据JJF 1059.1-2012[9]评定GBW(E)130573标准物质的不确定度。标准物质不确定度评定的准确与否直接反映标准物质的技术水平。影响该标准物质不确定度大的因素主要包括门尼粘度计工作时的转速、温度、时间、定值实验室测量的分散性以及样品的均匀性与稳定性。表5为GBW(E)130573样品定值不确定度评定结果。

表5 GBW(E)130573门尼粘度不确定度汇总表Table 5 Uncertainty summary table of GBW(E)130573 Mooney viscosity standard material

表5中，u1代表样品均匀性引入的不确定度，u2代表样品稳定性引入的不确定度，u3代表各实验室检测分散性引入的不确定度，u4、u5、u6分别为门尼粘度计的工作时的温度、转速、时间误差引入的不确定度，uC代表合成的不确度值，U代表总不确定度，即被扩展的不确定度。GBW(E)130573门尼粘度标准物质定值的扩展不确定度为0.9，该标准物质的标准值为86.6±0.9。

3 标准物质的验证及应用

标准物质具有特性量值的准确性、均匀性、稳定性的特点，主要作用就是进行量值传递。GBW(E)130573标准物质作为实物形式的计量、测试标准在合成橡胶行业40多家实验室进行验证和使用。该标准物质经过相关单位的验证与使用，其测试结果均在门尼粘度标准物质的标称值内，因此，GBW(E)130573门尼粘度标准物质定值结果准确、可靠。

4 结论

GBW(E)130573门尼粘度标准物质，严格按照JJF 1006-1994规定的程序方法进行。研制的该门尼粘度标准物质，其定值结果在置信概率99%时，呈现正态分布、无异常值、等精度，标称值ML(1+4)100℃为(86.6±0.9)，有效期为1年。

该标准物质在合成橡胶行业有着极重要的应用，取得了明显的社会效益和一定的经济效益，尤其在研究和评价测量分析方法、校核仪器、生产过程中产品的质量控制、考核分析人员的操作技术水平、保存和传递特性量值建立测量溯源性、保证测量结果的一致性和可比性、产品检验和认证机构的质量控制和评价、实验室认可工作等方面都发挥着重要作用，并提供了技术支撑。

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[6] 张菊秀，李海鹰，沈辉，等. GB/T 1232.1-2000未硫化橡胶 用圆盘剪切粘度计进行测定 第1部分：门尼粘度的测定[S].北京：中国标准出版社，2000.

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Development of GBW(E)130573 on Mooney Viscosity Standard Material

HUANG Shi-ying，ZHANG Yuan-shou，LI Shu-ping

(Lanzhou Petrochemical Research Center，Petrochina，National Quality Supervision and Inspection Center of Synthetic Rubber，Lanzhou 730060，Gansu，China)

GBW(E)130573 Mooney viscosity standard material was issued in november 2016 by the State Administration of quality supervision and inspection. It had a very important application and provided technical support in the synthetic rubber industry，especially in research and evaluation measurement analysis methods，checking instrument，product quality control in the production process，examination the operational level of analyst，preservation and transfer characteristic values，establish measurement traceability，ensuring consistency and comparability of measurement results，quality control and evaluation of product inspection and certification authority，laboratory accreditation，etc. The GBW(E)130573 Mooney viscosity standard material had been successfully developed after sample candidate，uniformity and stability test，calibration and uncertainty evaluation and other series of work. The data of fixed values were in normal distribution，no suspicious，and in equal precision at 95% confidence probability. The nominal value of the standard material was 86.6±0.9 at ML(1+4) 100℃.

Mooney viscosity，standard material，development

TQ 333.3