袋子法测定汽车玻璃用功能膜...苯释放量的测量不确定度评定_康俊.pdf

42全国性建材科技期刊玻璃2023年第2期总第377期汽车玻璃用功能膜因膜层结构和安装工艺的需要，膜内和表面含有粘结剂，存在苯等挥发性有机物释放的问题，大多数挥发性有机物具有令人不适的特殊气味，并具有毒性、刺激性，甚至会致畸、致癌，会对人体健康造成很大的伤害。因此，对汽车玻璃用功能膜中苯释放量进行准确测定，关乎产品质量提升和人体健康等重要方面。1实验1.1方法原理采用袋子法将汽车玻璃用功能膜放入采样袋0引言汽车玻璃用功能膜是一种玻璃表面装贴材料，具有改善光热性能、防护性能和装饰作用等。汽车玻璃表面贴膜后，在遮阳、提高紫外线阻隔性能、降低太阳能透射等方面具有明显的优势，同时赋予玻璃更可靠的安全防护性能。汽车玻璃用功能膜装贴在汽车玻璃内表面，能给车辆提供舒适、安全的乘车环境，在使用中也凸显其集节能、安全、防眩光、美观耐用和保护私密等特性于一身的优势，开创了一种汽车玻璃使用和装饰的新方法。但袋子法测定汽车玻璃用功能膜中苯释放量的测量不确定度评定康俊王颖杰李飞（中国建材检验认证集团秦皇岛有限公司秦皇岛066004）摘要基于袋子法测定汽车玻璃用功能膜中苯释放量的方法和数学模型，确定测量过程中不确定度主要来源，分别进行不确定度分量的评定，并进行相对标准不确定度及扩展不确定度的计算。结果表明：测量重复性的不确定度是影响苯释放量测定结果不确定度的重要分量。在实验过程中，应规范样品混匀、采集等操作，从而提高检测结果的准确度。关键词袋子法；汽车玻璃用功能膜；苯；不确定度中图分类号：TQ171文献标识码：A文章编号：10031987（2023）02004204Evaluation of Uncertainty in Determining BenzeneRelease from Functional Film on Automobile Glass By Bag MethodKANG Jun,WANG Yingjie,LI Fei（China Building Material Test&Certification Group Qinhuangdao Co.,Ltd.,Qinhuangdao 066004,China）Abstract:Based on the bag method for determining benzene release from functional film on automobile glass,the mathematical model was established and the main source of uncertainty in the measurement process was determined.The components of uncertainty are evaluated respectively,and the relative standard uncertainty and extended uncertainty are calculated.The results show that the uncertainty of measurement repeatability is a major component affecting the uncertainty of benzene release measurement.In the process of experiment,sample mixing and collecting should be standardized,so as to improve the accuracy of test results.Key Words:bag method,functional film for automobile glass,benzene,uncertainty作者简介：康俊（1986-），硕士研究生，高级工程师，主要从事玻璃化学成分分析、职业卫生检测及环保检测工作。43技术交流中，在60 下加热，使苯散发在采样袋中，用吸附管采集气体样品，将吸附管置于热脱附仪中进行热脱附，脱附气体经气相色谱分离后用质谱检测，根据保留时间、特征离子定性，内标法定1量。1.2数学模型建立 mV1C 1000V S2式中：1000由微克换算为毫克的换算系数；C单位面积汽车玻璃用功能膜释放2苯的量，mg/m；m测得的苯的质量，g；V 采样袋充入气体体积，L；1V 吸附管采集气体样品体积，L；22S汽车玻璃用功能膜面积，m。2-32不确定度的评定2.1不确定度来源分析基于测量过程和数学模型分析，袋子法测定汽车玻璃用功能膜中苯释放量的不确定度主要来源包括：样品重复测量引入的不确定度、苯标准溶液引入的不确定度、采样仪器和检测仪器 引 入 的 不 确 定 度 及 数 值 修 约 引 入 的 不 确定度。2.2不确定度的A类评定重复性不确定度主要来源于样品不均匀、环境变化、仪器响应等。汽车玻璃用功能膜中苯释放量的测定过程中，将切裁好的试样放入采样袋中，按标准方法要求充入一定量的高纯氮气，然后将装有试样的采样袋放入恒温试验箱内进行老化，之后使用采样泵和吸附管进行气体样品采集，采用气相色谱-质谱仪进行样品测定。将各重复性分量合并考虑，按测定方法对同一采样袋内气体重复采集6根吸附管样品，并分别进行测定，结果见表1。表1吸附管中苯含量6次测定结果测定次数123苯含量/ng9.1110.899.63测定次数456苯含量/ng12.9210.3312.07测定结果平均值为10.83 ng，采用贝塞尔公式计算测定结果的标准偏差：n 2（xx）Si i=1S 1.45 ng n1则该方法的重复性标准不确定度为：s u0.59ng （A 1）n 经计算，相对标准不确定度为：u（A1）u0.055rel（A1）-x2.3不确定度的B类评定不确定度的B类评定是根据有关信息估计的先验概率分布得到标准偏差估计值的方法。主要评定过程包括：确定区间半宽度a、假设被测量值在区间内的概率分布、确定k、计算B类标准不确定度u /k。B2.3.1标准溶液的不确定度实验过程中，用微量进样器分别移取一定量浓度为1000 g/mL的苯标准贮备液至1 mL容量瓶中，配制成系列标准溶液，稀释过程中主要使用100 L微量进样器和1 mL容量瓶，则标准溶液的不确定度主要来源于苯标准贮备液的不确定度、苯标准溶液移取过程引入的不确定度以及苯标准溶液定容过程中引入的不确定度。2.3.1.1标准贮备液的不确定度实验中使用的苯标准贮备液为市售有证混合标准溶液，苯浓度为1000 g/mL，标准物质证书给出的相对扩展不确定度为2%（k2），则标准a44全国性建材科技期刊玻璃2023年第2期总第377期贮备液引入的相对标准不确定度u0.01。rel（B1.1）2.3.1.2标准溶液移取的不确定度苯标准溶液移取过程引入的不确定度主要来源于100 L微量进样器的容量误差引入的不确定度和实验室温度波动引入的不确定度。根据JJG（冀）1662019微量进样器检4定规程，100 L微量进样器20 容量允差为3.0%，即区间半宽度为3 L，按三角分布，置信 因子k=6，则微量进样器的容量误差引入的标准不确定度为：3 u1.22（L）（B 1 ）.1 6根据JJG（冀）1662019检定温度为20，实验环境温度为（202），即区间半宽度为2，温度变化产生的不确定度通过实验过程中温度波动范围以及容器、溶液的体积膨胀系数计算。实验中均使用玻璃容器，玻璃的体积膨胀系数远小于液体的体积膨胀系数，因此可忽略不计。苯标准溶液为甲醇体系，甲醇的体积膨胀系-3数为1.210/，假设温度变化均匀分布，置信 因子k=3，则移取100 L苯标准溶液的过程中，实验室温度波动引入的标准不确定度为：-3 1.210 2100u0.14（L）（B 1 2）.3则苯标准溶液移取过程引入的相对标准不确定度为：2 2 uu（B1 1）（B1 2）.u0.012rel（B1 2）.1002.3.1.3标准溶液定容的不确定度标准溶液定容过程引入的不确定度主要来源于1 mL单标线容量瓶的容量误差引入的不确定度和实验室温度波动引入的不确定度。根据JJG 1962006常用玻璃量器检定规5程，A级1 mL单标线容量瓶在20 容量允差为0.010 mL，即区间半宽度为0.010，假设为三 角分布，置信因子k=6 ，则1 mL单标线容量瓶的容量误差的标准不确定度为：0.010u0.0041（mL）（B13）.6根据JJG 1962006检定温度为20，实验环境温度为（202），即区间半宽度为2，温度变化产生的不确定度通过实验过程中温度波动范围以及容器、溶液的体积膨胀系数计算。实验中均使用玻璃容器，玻璃的体积膨胀系数远小于液体的体积膨胀系数，因此可忽略不计。标准溶液配制过程中使用甲醇进行定容，甲醇体积膨胀-3系数为1.210/，假设温度变化均匀分布，置 信因子k=3，则标准溶液定容过程中实验室温度波动引入的标准不确定度为：-3 1.210 21u0.0014（mL）（B 1.4 ）3则标准溶液定容过程引入的相对标准不确定度为：2 2 uu（B1.3）（B1.4）u0.0043rel（B1.3）1经计算，合成标准溶液的相对标准不确定度为：2 2 2uuuurel（B1）rel（B1.1）rel（B1.2）rel（B1.3）0.0162.3.2仪器的不确定度气相色谱-质谱联用仪测定结果的不确定度主要是由测量重复性引入的不确定度，已在测量重复性不确定度评定时予以考虑，故不重复估计。采用袋子法对样品进行老化过程中，使用自动充气装置向采样袋中准确充入5 L高纯氮气。充入气体体积的不确定度可通过V-50L采样袋自动充气装置校准证书给出的流量示值误差和流量重复性进行计算。由校准证书（LNDC-220308090003）可知，V-50L采样袋自动充气装置流量示值误差的区间半宽度为0.004，流量重复性的区间半宽度为0.005，45技术交流 按矩形分布，置信因子k 3，则流量示值误差的不确定度为：=0.004 u0.0023rel（B2.1）3流量重复性的不确定度为：0.005 u0.0029rel（B2.2）3吸附管样品采集过程中，以50 mL/min的流量，采集500 mL气体样品。采样计时器及标况体积换算引入的不确定度可忽略不计，GilAir Plus空气采样泵引入的不确定度可通过设备检定证书给出的流量示值误差和流量重复性进行计算。由校准证书（HJHH22-00988）可知，GilAir Plus空气采样泵流量示值误差的区间半宽度为0.014，流量重复性的区间半宽度为0.002，按矩 形分布，置信因子k=3，则流量示值误差的不确定度为：0.014 u0.0081rel（B2.3）3流量重复性的不确定度为：0.002 u0.0012rel（B2.4）3则实验过程中所用仪器引入的相对标准不确定度为：2 2 2 2u=uuuurel（B2）rel（B2.1）rel（B2.2）rel（B2.3）rel（B2.4）0.00902.3.3试样面积的不确定度汽车玻璃用功能膜试样的面积是由边长计算得到的。试样尺寸要求为（3001）mm，边长测量误差为1 mm，即区间半宽度为1，假设均匀分 布，置信因子k=3，则边长引入的标准不确定 1度为：u0.577（B3.1）3边长引入的相对标准不确定度为：0.577 u0.0019rel（B3.1）3002试样面积Sl，则试样面积的不确定度为：u2u0.0027rel（B3）rel（B3.1）2.3.4数值修约的不确定度rel用吸附管采集500 mL气体样品，测得吸附管中苯的质量为10.83 ng，按数学模型计算汽车玻璃用功能膜中苯的释放量为0.6017 g/m。按标准2要求，当测定值小于1.0 g/m 时，结果保留至小2数点后3位，则修约后结果报出为0.602 g/m。数2值修约的半宽度为0.0005 g/m，按矩形分布，数值修约的相对标准