技術(shù)中心

聚苯乙烯樹脂中殘留苯乙烯含量不確定度評(píng)定

• 發(fā)布日期：2016/10/8 9:51:18 閱讀次數(shù)：1465

• 聚苯乙烯樹脂是用于制作食品包裝容器的通用型塑料，隨著國際社會(huì)對(duì)食品包裝安全衛(wèi)生認(rèn)識(shí)的日益提升，塑料制品中的殘留有害物質(zhì)已經(jīng)引起了相當(dāng)?shù)闹匾暎绹?、歐盟和日本等發(fā)達(dá)國家都制定了一系列的法律法規(guī)及檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)來控制食品包裝塑料制品中的有害物質(zhì)。苯乙烯是聚苯乙烯樹脂中常見的有毒有害殘留單體，在美國市場已要求與食品接觸的塑料制品必須符合美國食品及藥物管理局(FDA)的規(guī)定，F(xiàn)DA規(guī)定與食品接觸的聚苯乙烯和橡膠改性聚苯乙烯中的殘留苯乙烯單體不得超過0.5%。我國亦規(guī)定用于制作食品包裝材料、容器及食品工業(yè)的聚苯乙烯樹脂中苯乙烯含量不得超過0.5%。我們國家主要采用GB/T5009.59-2003《食品包裝用聚苯乙烯樹脂衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》的方法對(duì)食品包裝用聚苯乙烯樹脂中的殘留單體進(jìn)行檢測。為了更好地提高檢驗(yàn)的可信度，本文對(duì)殘留苯乙烯含量的測量不確定度進(jìn)行評(píng)定。

  一、實(shí)驗(yàn)部分

  
  

  1.主要儀器和試劑

  (1)氣相色譜儀:CP-3800型，美國瓦里安公司。

  (2)電子天平。

  (3)苯乙烯標(biāo)準(zhǔn)樣品:純度≥99.9%，天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所。

  (4)二硫化碳:分析純。

  2.方法步驟

  殘留苯乙烯的含量采用國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5009.59-2003的方法進(jìn)行檢測。測定步驟:稱取1.00g聚苯乙烯樹脂，置于25mL容量瓶中，加入二硫化碳溶解，并稀釋到刻度。準(zhǔn)確加入5μL正十二烷充分振搖，待混合均勻后，取0.5μL注入色譜儀，待色譜峰流出后，準(zhǔn)確量出各被測組分與正十二烷的峰高，并計(jì)算其比值，按所得峰高比值，以在相同色譜條件下注入0.5μL標(biāo)準(zhǔn)使用液求出的組分與正十二烷峰高比值比較定量。

  3.計(jì)算公式

  
  

  式中:X——苯乙烯含量，g/100g；F_i——試樣中苯乙烯和內(nèi)標(biāo)物正十二烷的峰高的比值；F_s——標(biāo)樣中苯乙烯和內(nèi)標(biāo)物正十二烷的峰高的比值；c——標(biāo)樣中苯乙烯的濃度，g/mL；m——試樣的質(zhì)量，g。

  二、測量不確定度來源分析

  
  

  1.標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)

  包括標(biāo)準(zhǔn)貯備液配置時(shí)標(biāo)樣稱量、定容過程及標(biāo)準(zhǔn)工作溶液稀釋、內(nèi)標(biāo)加入過程等引入的不確定度。

  2.樣品制備過程

  包括樣品稱量、定容和內(nèi)標(biāo)加入過程等引入的不確定度。

  3.重復(fù)性條件下的標(biāo)準(zhǔn)偏差

  包括天平重復(fù)性、人員讀數(shù)重復(fù)性、體積重復(fù)性、進(jìn)樣重復(fù)性等引入的不確定度。

  三、測量不確定度分量

  
  

  1.標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的不確定度

  (1)標(biāo)準(zhǔn)貯備液配置時(shí)天平稱量的不確定度

  按GB/T5009.59-2003的要求，在100mL的容量瓶中準(zhǔn)確加入0.4980g的苯乙烯色譜純標(biāo)樣，稱量準(zhǔn)確至0.0001g。查閱該天平校準(zhǔn)證書，該天平的最大允許誤差為±0.0008g，標(biāo)樣質(zhì)量則是由一次回零所得，由天平的最大允許誤差導(dǎo)致的標(biāo)樣質(zhì)量的不確定度為

  
  

  (2)標(biāo)準(zhǔn)貯備液定容過程引入的不確定度

  將稱好的標(biāo)準(zhǔn)樣品用二硫化碳稀釋到100mL，制成標(biāo)準(zhǔn)貯備液。按JJG196-2006《常用玻璃量器》檢定規(guī)程的規(guī)定，20℃時(shí)100mL容量瓶的最大允許誤差為±0.10mL，則容量瓶帶來的不確定度為

  
  

  (3)標(biāo)準(zhǔn)工作溶液稀釋和內(nèi)標(biāo)加入引入的不確定度

  取1mL標(biāo)準(zhǔn)貯備液于25mL(A級(jí))容量瓶中，加入5μL正十二烷內(nèi)標(biāo)后，再加二硫化碳至刻度線作為標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。按JJG196-2006的規(guī)定，20℃時(shí)1mL單標(biāo)線移液管(A級(jí))的最大允許誤差為±0.007mL，則1mL單標(biāo)線移液管帶來的不確定度為

  
  

  按JJG646-2006《移液器》檢定規(guī)程的規(guī)定，5μL移液器吸取5μL時(shí)的最大允許誤差為±6.0%，則

  
  

  按JJG196-2006的規(guī)定，20℃時(shí)25mL容量瓶(A級(jí))的最大允許誤差為±0.03mL，則25mL容量瓶帶來的不確定度為

  
  

  由上述評(píng)定可知，由于u_rel(m_標(biāo))、u_rel(V_貯備)、u_rel(V_{標(biāo)液})均小于1/10u_rel(V_5μL)，可以忽略不計(jì)，那么由標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的不確定度分量主要來自于貯備液的稀釋和內(nèi)標(biāo)物的加入過程:

  
  

  2.樣品制備過程引入的不確定度分量

  (1)樣品稱量

  稱取1.00g聚苯乙烯樹脂置于25mL容量瓶中，要求使用的天平最小分度為0.01g。按JJG539-1997《數(shù)字指示稱》檢定規(guī)程的規(guī)定，該級(jí)別的天平在(0～5)g稱量范圍的最大允許誤差為±0.005g，樣品質(zhì)量由一次回零稱量所得，由天平的最大允許誤差導(dǎo)致的標(biāo)樣質(zhì)量的不確定度為

  
  

  (2)定容體積和內(nèi)標(biāo)加入的影響

  在稱好樣品的25mL(A級(jí))容量瓶中加入5μL的正十二烷內(nèi)標(biāo)，然后用二硫化碳定容至刻度，充分搖勻后，即得到分析樣品。按JJG196-2006的規(guī)定，20℃時(shí)25mL容量瓶(A級(jí))的最大允許誤差為±0.03mL，則25mL容量瓶帶來的不確定度為

  
  

  按JJG646-2006的規(guī)定，5μL移液器吸取5μL時(shí)的最大允許誤差為±6.0%，按均勻/矩形分布，則

  
  

  由上述評(píng)定可知，由于u_rel(m_樣品)和u_rel(V_樣品)均小于1/10u_rel(V_5μL)，可以忽略不計(jì)，因此，樣品制備過程引起的不確定度主要來自內(nèi)標(biāo)的加入過程:

  
  

  3.重復(fù)性條件下的實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)偏差

  在重復(fù)性條件下，對(duì)苯乙烯樹脂進(jìn)行了6次獨(dú)立測試，所得樣品中苯乙烯含量為0.0498g/100g、0.0497g/100g、0.0500g/100g、0.0490g/100g、0.0512g/100g、0.0497g/100g。則結(jié)果的平均值為

  
  

  單次測量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度:

  
  

  算術(shù)平均值的不確定度:

  
  

  相對(duì)不確定度:

  
  

  四、合成不確定度

  
  

  將各不確定度分量列于表1中。

  
  

  

  
  

  <CTSM>表1聚苯乙烯樹脂中殘留苯乙烯及乙苯含量的測量不確定度</CTSM>

  由上述各相對(duì)不確定度合成聚苯乙烯樹脂中殘留苯乙烯及乙苯含量的測定結(jié)果的相對(duì)合成不確定度為

  
  

  五、擴(kuò)展不確定度(k=2)

  
  

  U_rel=ku_cre(w)=2×0.0494=0.0988