白乳胶pH值测量结果不确定度的评定

乔雪冬，杨 猛，王环宇，赵勇强，周树柏

白乳胶pH值测量结果不确定度的评定

乔雪冬1，杨 猛1，王环宇2，赵勇强1，周树柏1

（1. 抚顺哥俩好化学有限公司，辽宁 抚顺 113217； 2. 抚顺市产品质量监督检验所，辽宁 抚顺 113006）

依据JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》对GB/T8325-1987《聚合物和共聚物水分散体pH值测定方法》中酸度计测量哥俩好1#白乳胶pH值的不确定度进行评定，对影响测量不确定度的因素进行探究。结果表明，影响测量结果的主要不确定度分量是仪器基本误差引入的不确定度，其次是重复性测量和缓冲溶液配制过程中引入的不确定度。

白乳胶；pH；不确定度

白乳胶是以醋酸乙烯为单体，水为分散介质，加入保护胶体及引发剂、增粘剂、消泡剂、增塑剂等，通过乳液聚合而制得的一种水基型胶粘剂，具有初粘性能好，无毒、无味、无腐蚀、无刺激、无污染，不易燃，粘稠适度，强度高等优点，被广泛地应用于地板、木器制品、铅笔等木制品加工安装，同时也适用于书本、无线装订以及纤维物品等多孔性材料的粘接，并可配制乳胶漆、乳液涂料、聚合物水泥沙浆，用于墙面、地面、建筑装修、美术装潢等[1,2]。而 pH值作为白乳胶研发制备过程中的几大重要参数之一，虽不能对产品的最终粘接质量产生巨大影响，但也会很大程度上地影响产品的黏度、初粘强度及其贮存稳定性[3,4]。因此，为保证白乳胶pH值测量结果的准确性，要求对测量结果的不确定度进行评定[5,6]。

本文依据JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》[7]对GB/T8325-1987《聚合物和共聚物水分散体pH值测定方法》[8]中玻璃电极酸度计测量哥俩好1#白乳胶pH值的不确定度进行评定，确定并简化不确定度来源、量化不确定度分量、计算合成不确定度和扩展不确定度，对影响测量不确定度的因素进行分析，找出主要影响因素，为进一步提高检测数据的可靠性和一致性提供参考依据。

1 测量过程简述

采用GB/T8325-1987《聚合物和共聚物水分散体pH值测定方法》测量1#白乳胶pH值。

使用仪器：雷磁PHS-3C型pH计，上海仪电科学仪器股份有限公司。

测量方法：按照缓冲溶液配制说明书，先分别用GR邻苯二甲酸氢钾10.12 g、GR磷酸二氢钾3.388 g和GR磷酸氢二钠3.533 g与1 000 mL的高纯去离子水配制pH为4.00和6.86的缓冲溶液；然后,接通PHS-3C型pH计电源,开机预热30 min,使用上述标准液，采用两点法对电极进行校正；最后，使用蒸馏水清洗电极头部，并用滤纸将电极上的水吸干，再将电极浸入被测溶液中，玻璃棒搅拌均匀，读数稳定后读取pH值。测量条件，(23±2)℃，相对湿度40%～60%。

2 建立数学模型

被测哥俩好1#白乳胶的pH值:

式中：y—1#白乳胶的pH值;

x—pH计读数。

3 标准不确定度分量的评定

3.1 A类标准不确定度的评定

A类标准不确定度是被检验样品测量重复性引起的不确定度u1(x)，是用实验标准偏差来表征的。对哥俩好1#白乳胶的pH值进行6次连续测量，得到pH值测量列，利用统计分析的方法对标准不确定度进行评定(表1)。

表1 1#白乳胶pH测量值Table 1 pH of 1# white emulsion by PHS-3C

以其算术平均值作为测量结果：

单次实验标准差为：

输入量x的A类标准不确定度为：

自由度：v=n-1=5

3.2 B类标准不确定度的评定

PHS-3C型pH计引入的误差主要包括仪器基本误差、温度补偿器误差和重复性误差，三种误差皆由仪器说明书得知，皆属B类评定。pH计引入的误差可认为是均匀分布的

仪器的基本误差：0.02 pH

温度补偿器误差：0.01pH

仪器重复性误差：0.01pH

PHS-3C型pH计标定所用缓冲溶液引入的误差主要包括标准物纯度误差、标准物称量误差和标准溶液定容体积误差，每种pH缓冲溶液的三种误差皆由缓冲溶液配制说明书得知，皆属B类评定。缓冲溶液引入的误差可认为是均匀分布的

pH=6.86的缓冲溶液的准确度为0.01pH

pH=4.00的缓冲溶液的准确度为0.01pH

4 合成标准不确定度及扩展不确定度的评定

将各标准不确定度分量整理，并列于表2。

表2 标准不确定度分量表Table 2 Standard uncertainty values

对于数学模型：y=x，灵敏系数为：合成标准不确定度为：

取包含因子k=2，置信概率约为95%，则扩展不确定度为：

即1#白乳胶pH值测量结果为：6.785pH，扩展不确定度为U=0.040pH，包含因子k=2。

5 分析结果

将六项参数的标准不确定度分析值绘成图1。

图1 标准不确定度分量示意图Fig.1 Diagram of standard uncertainty values

可以发现：影响测量结果的主要不确定度分量是仪器基本误差引入的标准不确定度，其次是重复性测量引入的标准不确定度；另外，采用两点法校正 pH计所引入的缓冲溶液综合不确定度应该是与测量重复性引入的标准不确定度相当。因此，在实际应用过程中，重复测量过程和缓冲溶液配制过程应严格控制，如重复测量时应操作过程一致、筛选重复测量数据并剔除坏点，配制缓冲溶液应合理取样，样品制备均匀、溶解充分均可进一步缩小测量结果的不确定度。

［1］ 陈加山, 王中来. 改性聚醋酸乙烯酯乳液的研究进展[J]. 化学与黏合, 2007, 4(29)：272-288.

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［6］ 王凤英, 孙道兴, 申欣. 影响白乳胶稳定性的因素[J]. 上海涂料, 2007, 4(45), 12-14.

［7］ 国家技术质量监督局. JJF1059-1999测量不确定度评定与表示[S].北京: 中国计量出版社, 1911-11.

［8］ 国家技术质量监督局. GB/T8325-1987聚合物和共聚物水分散体pH值测定方法[S]. 北京:中国计量出版社, 1987-12.

图1 环烷烃的谱图相似性Fig.1 Chromatogram similarity of cycloparaffin

表5 试验结论Table 5 Conclusion

可以看到，链烷烃的绝对干扰达到了0.18%，而一环环烷烃及更重的多环环烷烃的干扰程度又大得多（0.5%左右），对最终分析的准确度影响不可忽视（合格指标是11%）。

（5）基于以上原因，我们在实际分析中重点考察芳香烃馏分中的链烷烃和一环环烷烃的含量，通过优化分离条件，使其尽量小一些，以免分析数据出现偏高的误差[6]。

4 结 论

本文讨论了影响柴油中多环芳烃分析的几个因素，并给出了解决的方法。其中的解释不一定完全正确，欢迎专家批评指正。

参考文献：

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［4］王光辉，熊少祥.有机质谱解析[M].北京:化学工业出版社，2005.

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［6］ 麦克法登W H,著.气相色谱-质谱联用技术在有机分析中的应用[M].周白衡，等译.北京:科学出版社，1983.

Evaluation of the Uncertainty of Measurement for the Determination of pH of White Emulsion

QIAO Xue-dong1,YANG Meng1,WANG Huan-yu2，ZHAO Yong-qiang1，ZHOU Shu-bai1
（1. Fushun Geliahao Chemistry Co., Ltd., Liaoning Fushun 113217, China; 2. Fushun City Product Quality Supervision and Inspection, Liaoning Fushun 113006, China）

Based on JJF1059.1-2012evaluation and expression of uncertainty in measurement, the uncertainty of measurement for the determination of pH of Geliahao 1#white emulsion with the method of GB/T8325-1987determination for pH of aqueous dispersions of polymers and copolymerswas evaluated and investigated. The results show that key factor to cause the uncertainty of measurement in the determination is the basic error of the acidometer, followed by repeated measurement and preparation process of buffer solutions.

White emulsion; pH; Uncertainty

O 657

： A

： 1671-0460（2015）04-0870-03

2015-02-14

乔雪冬（1973-），男，辽宁抚顺人，工程师，主要从事胶粘剂研究。E-mail：qiaoxd-98@163.com。

杨猛（1982-），男，高级工程师，博士，主要从事胶粘剂及水性聚合物方面的研究。E-mail：yangm525@163.com。