丁基橡膠門尼粘度實驗室間比對結果分析

劉俊保，湯妍雯，李淑萍，曹帥英

（國家合成橡膠質量監督檢驗中心，中國石油蘭州化工研究中心, 甘肅 蘭州 730060）

《能力驗證規則》CNAS-RL02:2007 中明確規定，申請認可的實驗室和已經通過認可的實驗室要證明其在該領域具有的檢驗能力，參加能力驗證、測量審核、與權威機構比對以及多家實驗室間數據比對等系列質量活動是必經之路。在合成橡膠行業通過國家認可實驗室較少，組織能力驗證活動比較困難，為了滿足合成橡膠行業有關生產企業及相關實驗室的要求，國家合成橡膠質檢中心2012年11月牽頭組織丁基橡膠門尼粘度實驗室間數據比對。

此次在實驗室間數據比對活動中測試結果滿意的實驗室，具備較好的丁基橡膠門尼粘度檢驗能力；如果出現不滿意結果，則實驗室應按其體系文件規定程序實施有效的糾正措施，直至達到滿意結果；對于測結果試可疑的實驗室，建議其采取相應的自查措施。

1 數據比對計劃的策劃

1.1 數據比對的目的和意義

數據比對的目的在于評價各參加實驗室對丁基橡膠門尼粘度檢測的能力，同時也為參加比對的實驗室提供一個評估和證明其數據可靠性的客觀依據。通過數據比對活動，可以體現出參加單位在合成橡膠產品門尼粘度檢驗上所具有的水平，對各實驗室在合成橡膠門尼粘度項目上測試結果的準確與否提供判斷依據，促進合成橡膠行業測試水平的不斷提高。

1.2 參加實驗室的范圍

數據比對有 21 個省（自治區）、直轄市的 38實驗室參加，分布在合成橡膠生產、加工、科研及質量監督等行業。其中合成橡膠生產企業15 家，合成橡膠加工企業8 家，儀器制造企業2 家，科研及質檢機構13 家，在38 個實驗室中，檢測項目獲得CNAS 認可的有19 家，占參加實驗室總數的50%。參加數據比對實驗室的分布情況見表1。

表1 參加數據比對實驗室的分布情況Table 1 The disposition of participated laboratories on data comparison

表2 丁基橡膠均勻性檢驗統計結果(ML(1+4)100 ℃)Table 2 Butyl rubber of Mooney viscosity homogeneity testing(ML(1+4)100 ℃)

1.3 數據比對項目及要求

數據比對的項目：ML(1+4)100 ℃、ML(1+8)100℃、ML(1+4)125 ℃、ML(1+8)125 ℃門尼粘度。各實驗室按照GB/T 15340-2008 國家標準中的直接法進行試樣的制備[1]；依據GB/T1232.1-2000 國家標準進行門尼粘度的測試[2]。

1.4 數據比對樣品的準備

實驗室選取中國石油化工股份有限公司北京燕山分公司生產的同一批次且質量穩定的丁基橡膠IIR1751（200 kg），將樣品分割成1 000 g，作為門尼粘度數據比對的試樣。

1.4.1 數據比對樣品的均勻性檢驗

在分割好的因品種，隨機選取15 個試樣，進行均勻性試驗，檢驗結果采用方差分析法統計，丁基橡膠門尼粘度均勻性檢驗統計結果見表2 至表5。

表3 丁基橡膠均勻性檢驗統計結果(ML(1+8)100 ℃)Table 3 Butyl rubber of Mooney viscosity homogeneity testing(ML(1+8)100 ℃)

表4 丁基橡膠均勻性檢驗統計結果(ML(1+4)125 ℃)Table 4 Butyl rubber of Mooney viscosity homogeneity testing(ML(1+4)125 ℃)

表5 丁基橡膠均勻性檢驗統計結果(ML(1+8)125 ℃)Table 5 Butyl rubber of Mooney viscosity homogeneitytesting(ML(1+8)125 ℃)

1.4.2 數據統計及分析方法

丁基橡膠門尼粘度數據比對的均勻性檢驗采用方差分析法[3]。統計量F 按照式（1）至式（5）進行計算：

xij—i個試樣第j次的檢驗結果；

ni—第i個試樣均勻性檢驗的次數；

m—均勻性檢驗試樣的總樣本數。

Q1—均勻性檢驗組間方差和；

Q2—均勻性檢驗組內方差和；

v1，v1—均勻性檢驗F分布函數的自由度。

1.4.3 F統計量與臨界值F a 的判斷

根據數據統計及分析方法，丁基橡膠ML(1+4)100 ℃、ML(1+8)100 ℃、ML(1+4)125 ℃、ML(1+8)125 ℃門尼粘度均勻性檢驗的F 值分別等于1.55、1.76、1.97 和1.75，查F 分布臨界值F 臨界值0.05（14,30）等于2.31[4]。因此，在95%的置信水平下，用于門尼粘度數據比對的丁基橡膠樣品之間不存在差異，樣品均勻。

1.5 數據比對樣品的穩定性判定

由于丁基橡膠標準物質的有效期為5 年，丁基橡膠門尼粘度數據比對測試在1 個月內完成，所以，門尼粘度數據比對所用的丁基橡膠樣品穩定。

1.6 丁基橡膠門尼粘度數據比對試樣的發送

本次數據比樣品由國家合成橡膠質量監督檢驗中心對其均勻性、穩定性進行了檢驗和評價，提供給每個實驗室的樣品均勻、穩定質量約為1.0kg。樣品由國家合成橡膠質量監督檢驗中心以快遞形式寄往各參加單位，樣品在郵寄過程中不會發生變化。

2 統計分析的設計及能力評價原則

丁基橡膠門尼粘度數據比對按照穩健統計技術[5]進行統計分析，通過各實驗室報告的測試結果，進行統計數據匯總及Z 比分值計算。Z 值按照下式進行計算。

Z=[X[i]-中位值（X*）]/σ

式中：X[i]—實驗室測試結果；

X*—中位值；

σ—變動性度量值。

Z 值的“+”與“-”代表某實驗室的測試值 X[i]與中位值（X*）偏離方向。也反映出該實驗室測試結果的系統誤差。

統計結果Z 值的評價原則：

Z≤2 為滿意結果；2＜Z＜3 為可疑結果（復查值），實驗室應重復該實驗，查找原因；

Z≥3 為不滿意結果（離群值），實驗室應加強該項檢測能力。

3 結果與討論分析

3.1 比對結果及統計結果

本次數據比對計劃每家實驗室測4 個門尼粘度值，共收回38 個實驗室的測試結果（2 個實驗室只有1 個或2 個測試結果），實驗室比對結果及統計數據見表6。

3.2 比對結果分析

3.2.1 生膠門尼粘度ML（1+4）100 ℃

生膠門尼粘度測試[5]樣本數為38。根據Z 比分數統計，35 個結果滿意，占樣本總數的92.1%。有3 個可疑結果，占樣本總數的7.9%。

表6 實驗室測試結果和統計數據一覽表Table 6 Test results and statistical datas from laboratories

3.2.2 生膠門尼粘度ML（1+8）100 ℃

生膠門尼粘度測試[5]樣本數為37。根據Z 比分數統計，有35 個結果滿意，占樣本總數的94.6%，有1 個可疑結果，占樣本總數的2.7%，有1 個離群結果，占樣本總數的2.7%。

3.2.3 生膠門尼粘度ML（1+4）125 ℃

生膠門尼粘度測試[5]36。根據Z 比分數統計，33 個結果滿意，占樣本總數的91.7%。有1 個可疑結果，占樣本總數的2.8%，有2 個離群結果，占樣本總數的5.5%。根據Z 比分數統計，26 個結果全部滿意，占樣本總數的100%。

3.2.4 生膠門尼粘度ML（1+8）125 ℃

生膠門尼粘度測試[5]樣本數為36。根據Z 比分數統計，33 個結果滿意，占樣本總數的91.7%。有1 個可疑結果，占樣本總數的2.8%，有2 個離群結果，占樣本總數的5.5%。

4 技術建議

影響丁基橡膠橡膠門尼粘度結果的因素主要來源于設備、人員環境等。

4.1 設備的影響

為了保證檢測結果的準確性，應保準儀器在檢定周期內，而且應當在進行比對樣品檢測前對用儀器門尼粘度標準物質進行核查，確保儀器的處于正常狀態，并嚴格按準標準規定或作業指導書的要求進行儀器的使用。

4.2 環境的影響

溫度對丁基橡膠門尼粘度測試有影響，即使同一樣品在不同的溫度下進行試驗，可以得到不同的測試結果，因此樣品在測試前一定按準規定在標準狀態下調節，并且試驗溫度要滿足標準的要求。

5 結 論

丁基橡膠門尼粘度實驗室間數據比對，Z 值絕對值平均值均為 0.9 小于 2，總體測試滿意結果在90%以上。

ML（1+4）100 ℃生膠門尼粘度結果較為滿意，ML（1+8）100 ℃、ML（1+4）125 ℃、ML（1+8）125℃均出現離群值，測試結果與ML（1+4）100 ℃生膠門尼粘度相比稍差一些。

［1］蔡尚脈，陳鷹.GB/T 15340-2008 天然、合成生膠取樣及其制樣方法[S].北京:中國國家標準化管理委員會，2008.

［2］張菊秀,李海鷹,沈輝,等.GB/T1232.1-2000 未硫化橡膠 用圓盤剪切粘度計進行測定 第 1 部分：門尼粘度的測定[S].北京:中國標準出版社，2000.

［3］全國標準物質管理委員會.標準物質的研制管理與應用[M].北京：中國計量出版社， 99-102;107;111; 120-121.

［4］全國標準物質管理委員會.分析測試質量保證[M].遼寧：遼寧大學出版社，2004：528; 529-533;65.

［5］周尊英. 實用統計技術指南[M].北京:中國標準出版社，2003.