各组成含量

摘要采用GB13021《聚乙烯管材和管体炭黑含量测定（热失重法）》和热重分析仪两种方法测定聚乙烯中炭黑含量。对两种方法的测定结果进行了比较，结果表面，两种方法均有良好的重复性和准确度，测定结果基本一致，采用不同方法得到的测定结果间可以互相参考　　关键词 GB13021，热重分析依法，炭黑含量　　Carbon black content in polyethylene was determined by two methods of GB13021, polyethylene pipe and tube carbon black content determination (thermal gravimetric method) and thermo gravimetric analyzer. Compared with the measurement results of the two methods of the surface, the two methods have good repeatability and accuracy. The measurement results are basically the same, the determination results obtained by different methods can reference each other　　Key wordsGB13021, thermal gravimetric analysis, carbon black content　　近年来，聚乙烯管材已成为继PVC之后，世界消费量第二大的塑料管道品种，广泛应用于给水、农业灌溉、燃气输送、排污、油田、化工、通讯等领域。无添加剂的聚乙烯耐气候老化和日光曝晒性能很差，因而实际使用时都会添加炭黑［1］。炭黑能使材料具有足够的抗紫外老化能力，当炭黑含量为2.0%～3.0%时可确保有效地防止紫外线的影响［2］。由于炭黑含量大小对聚乙烯管材具有重要的影响，许多标准都对聚乙烯中的炭黑含量作了规定，为了研发生产和销售的目的，炭黑含量是聚乙烯管材必须进行检测的指标。目前管道用塑料中炭黑含量的测试方法主要执行GB13021–1991［3］。使用热重分析仪是现在常用的热分析手段，用来测量高聚物的成分极为方便，常用标准是ASTME1131–2008［4］，热重分析仪也可以用于测定聚乙烯中的炭黑含量。目前这两种方法并存，不同实验室间经常采用不同的方法测试，存在炭黑含量分析结果无法直接比较的问题。笔者用以上两种方法测定同批聚乙烯粒料中的炭黑含量，对不同测试方法的优缺点、测量重复性以及两种方法测试结果的一致性进行了探讨，对炭黑含量测试方法的选择提供了参考。1实验部分　　1.1主要仪器与材料　　炭黑含量分析仪：HS-TH-3500型，上海和晟仪器科技有限公司；机械分析天平：精度0.0001g，上海天平仪器厂；热重分析仪：STA449C型；德国耐驰公司；电子天平：M2P型，德国赛多利斯公司；聚乙烯：市售。　　1.2实验方法　　1.2.1GB13021法　　称取试样质量m1(1±0.05)g置于样品舟中，将样品舟放入炭黑含量分析仪中，调氮气流量130mL／min，在氮气保护下升温至600℃，恒温裂解30min，取出后放入干燥器冷却至室温，称量质量m2，再放入马弗炉中950℃灼烧10min，取出放入干燥器冷却至室温，称量质量m3。炭黑含量c(%)　　按式(1)计算。　　1.2.2热重分析仪法　　称取试样质量(10±0.05)mg放入样品架上，合上加热炉，设置升温程序，氮气气氛下室温升至550℃，转换成氧气，在氧气气氛下升温至750℃，计算机自动采集升温过程中样品质量变化。　　2结果与讨论　　2.1测量结果比较　　按照1.2.1测定聚乙烯中炭黑的含量，测定结果见表1。　按照1.2.2测定聚乙烯样品的热重曲线(见图1)。根据曲线上各步失重的百分数可以判断样品分解机理及各组分的含量。随着温度升高，聚乙烯发生裂解，持续到550℃质量恒定，因为炭黑在高纯氮气中不发生反应，此时切换气体，通入氧气，使炭黑反应至完全，试样质量再次恒定。从550℃切换氧气到650℃质量稳定时发生的质量减少就是聚乙烯中的炭黑含量。650℃质量稳定后剩余物质为聚乙烯中的灰分。聚乙烯样品中碳黑含量的测定结果列于表1。从测试结果看，两种测试方法的相对标准偏差均小于3%，说明两种方法均具有较好的重复性，其中热重分析仪法的相对标准偏差比GB13021的相对标准偏差略大，这跟热重分析仪法样品量少、样品不均匀有关。两种方法测试结果的一致性可以采用以下方法进行［5］：假设两种测试方法的测试结果分别为x11，x12…x1n，平均值为x1，标准偏差为S1；x21，x22…x2n，平均值为x2，标准偏差为S2。若把xx12-看作随机变量，则根据方差的基本法则有：　　故若xx2S12(x1x2)-G-则认为两组数据是一致的。将表1中的数据代入公式可以计算出：xx0.8212-=，2S(x1-x2)=0.83，计算结果表明两组数据一致。两种方法测试的结果具有一致性，可以用来相互比对。　　2.2热重分析仪法准确度　　热重分析仪在分析过程中自动记录样品实时质量，人为因素小，热失重量的准确度可以用标准CaC2O4来验证。CaC2O4H2O随着温度升高会发生以下3步化学反应：CaC2O4H2O(固)=CaC2O4(固)+H2O(气)(3)CaC2O4(固)=CaCO3(固)+CO(气)(4)CaCO3(固)=CaO(固)+CO2(气)(5)在每步反应中都有气体放出，从而固体出现失重现象，根据化学反应方程和分子量就可以计算出每步化学反应的理论失重量。CaC2O4H2O的每步化学反应都可以反映在热失重曲线上，用热重分析仪得到的CaC2O4H2O失重量和理论值列于表2。　从表2可以看出热重分析仪在550～750℃内的测量相对偏差为1.3%，测量准确度高。热重分析仪法和GB13021方法测量炭黑含量的结果可靠。热重分析仪法快捷方便，但是测量相对标准偏差比GB13021测试方法的要大，原因是进行热重分析时所用样品量只有10mg，如果样品中的炭黑分布不均匀，用热重分析仪测聚乙烯中的炭黑含量时就会增大测试标准偏差。建议用热重分析法分析炭黑含量时尽量从多个聚乙烯颗粒上取样并且适当增加样品量。　　3结语　　从实验过程及分析结果可以看出炭黑含量分析的两种不同方法具有以下特点：（1）两种测试方法均可用来测定聚乙烯中的炭黑含量，测定结果基本一致，具有可比性。（2）GB13021法测炭黑含量试验重复性好，但是用到炭黑分析仪和马弗炉两种设备，实验过程中需要冷却和3次称量，操作较热重分析仪复杂。（3）热重分析法操作方便、快捷，结果直观，但是由于所用样品量小，测试结果标准偏差较大，测试中容易出现异常值，应该从多个颗粒上取样，尽可能增加样品量，测试次数至少2次，当出现两次偏差较大时，增加测试次数。

国务院各有关部门办公厅（办公室、综合司）：经研究，国家标准化管理委员会决定下达2024年第五批推荐性国家标准计划和相关推荐性国家标准外文版计划（附后）。本批推荐性国家标准计划共计195项，其中制定155项、修订40项，推荐性标准190项、指导性技术文件5项。本批推荐性国家标准同步下达标准外文版计划共计38项，全部为英文。请组织、监督有关全国专业标准化技术委员会和主要起草单位，在计划执行中加强协调，广泛征求意见，按要求完成推荐性国家标准制修订任务及相关标准外文版的组织翻译和技术审查工作，确保标准的质量和水平。国家标准化管理委员会2024年7月24日（此件公开发布）附件下载国标委发〔2024〕32号.pdf一、2024年第五批推荐性国家标准计划相关项目如下：序 号国家标准 计划号国家标准计划名称标准性质制修订项目周期代替标准号采标号主管部门120242210-T-469冷链运输电子运单技术要求推荐制定18国家标准化管理委员会220242272-T-469洁净室及相关受控环境微振动控制技术要求推荐制定18国家标准化管理委员会320242285-T-469商品条码文档编码与条码表示推荐制定18国家标准化管理委员会420242293-T-469环境标志和声明产品种类规则的制定推荐制定16ISO/TS 14027:2017国家标准化管理委员会520242294-T-469环境标志和声明足迹信息交流的原则、要求和指南推荐制定16ISO 14026:2017国家标准化管理委员会620242295-T-469环境管理体系引入生态设计的指南推荐制定16ISO 14006： 2020国家标准化管理委员会720242296-T-469环境管理体系在设计和开发中引入材料循环的指南推荐制定16ISO 14009： 2020国家标准化管理委员会820242360-T-469标准内容数字化协同研制要求推荐制定18国家标准化管理委员会920242361-T-469标准内容模块化 第1部分：主结构与配置通用技术要求推荐制定18国家标准化管理委员会1020242363-T-469标准语义知识库 第1部分：标准内容语义化表达通用要求推荐制定18国家标准化管理委员会1120242365-T-469水中溶解性稀有气体同位素组成及含量测定方法推荐制定12国家标准化管理委员会1220242290-T-306真菌毒素快速检测仪性能测试方法推荐制定18科学技术部1320242394-T-607白酒质量要求 第12部分：董香型白酒推荐制定18中国轻工业联合会1420242219-T-606塑料聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）树脂中金属含量的测定电感耦合等离子体发射光谱法推荐制定16ISO 24047:202 1中国石油和化学工业联合会1520242253-T-606化学试剂氢氧化钠推荐修订16GB/T 629-1997中国石油和化学工业联合会1620242255-T-606化学试剂氨水推荐修订16GB/T 631-2007中国石油和化学工业联合会1720242258-T-606表面活性剂含水量的测定推荐修订16GB/T 11275-2007ISO 4317:2011中国石油和化学工业联合会1820242311-T-606工业用氢氧化钠成分分析 第1部分：氢氧化钠和碳酸钠推荐修订16GB/T 4348.1-2013中国石油和化学工业联合会1920242322-T-606气体分析基于比较测量的傅立叶变换红外光谱法推荐制定18中国石油和化学工业联合会2020242264-T-442蜂蜜质量通则推荐制定18中华全国供销合作总社二、相关推荐性国家标准外文版计划项目如下：序号国家标准计划号国家标准计划名称翻译 语种120242272-T-469洁净室及相关受控环境微振动控制技术要求英语220242394-T-607白酒质量要求第12部分：董香型白酒英语320242363-T-469标准语义知识库 第1部分：标准内容语义化表达通用要求英语420242360-T-469标准内容数字化协同研制要求英语520242322-T-606气体分析基于比较测量的傅立叶变换红外光谱法英语

一、背景介绍铁（Ferrum）是一种金属元素，能溶于强酸和中强酸，不溶于水。铁在生活中分布较广，仅次于氧、硅、铝，位居地壳含量第四。纯铁是柔韧而延展性较好的银白色金属，用于制发电机和电动机的铁芯，铁及其化合物还用于制磁铁、药物、墨水、颜料、磨料等，是工业上所说的“黑色金属”之一。 铁元素也是构成人体的必不可少的元素之一。+2价的亚铁离子是血红蛋白的重要组成成分，用于氧气的运输。GB 5749-2006《生活饮用水卫生标准》、GB 3838-2002《地表水环境质量标准》、GB/T 14848-2017《地下水质量标准》等水质标准对铁含量均有限值要求，故我们需要对水质中铁含量进行检测。下面我们将具体介绍铁含量检测的标准要求、测试方法、具体测试过程及结果。 二、标准及限值铁的测定方法主要有邻菲啰啉分光光度法、火焰原子吸收分光光度法、EDTA滴定法。邻菲啰啉分光光度法是一种快速、简单、灵敏度高的测量方法，在515nm处检测亚铁离子在pH3-9之间的溶液中与邻菲啰啉生成稳定的橙红色络合物的吸光度，从而得到铁的含量。对应的部分标准限值如下：● GB 5749-2006《生活饮用水卫生标准》 （GB 5749-XXXX《生活饮用水卫生标准》的征求意见稿）参数限值检测方法依据铁0.3mg/LGB 5750 ● GB 3838-2002《地表水环境质量标准》参数限值检测方法方法依据铁0.3mg/L邻菲啰啉分光光度法水和废水监测分析方法（第三版） ● GB/T 14848-2017《地下水质量标准》参数I类II类III类IV类V类铁（mg/L）≤0.1≤0.2≤0.3 ≤2.0＞2.0 三、铁含量测定1、检测仪器：DGB-480型多参数水质分析仪 2、检测试剂：铁工作试剂包：铁显色剂、铁试剂A、铁还原剂粉剂铁标准溶液：ρ=100.0mg/L 3、检测流程及结果：参数方法号方法国家标准检出限mg/L测量范围mg/L重复性测量误差铁13邻菲啰啉分光光度法HJ/T 345-20070.05