脲醛树脂中游离甲醛含量测定不确定度评定

谭利娟， 佘佳荣

(国家林业局林产品质量检验检测中心(长沙)，湖南 长沙 410004)

脲醛树脂中游离甲醛含量测定不确定度评定

谭利娟， 佘佳荣

(国家林业局林产品质量检验检测中心(长沙)，湖南 长沙 410004)

本文依据国家标准GB/T14074 — 2006，用滴定法测量脲醛树脂中游离甲醛含量，详细分析了测量过程中的各个影响因素，对检测结果的不确定度进行了评定，在测量过程中，重复性对不确定度贡献比较大。

游离甲醛； 不确定度； 滴定法；脲醛树脂

分析测量的目的是为了确定被测量对象的量值。测量结果的品质是量度测量结果的可信度的最重要的依据。测量不确定度就是对测量结果质量的定量表征，测量结果的可用性很大程度上取决于其不确定度的大小。所以，测量结果表述必须同时包含赋予被测量的值及该值相关的测量不确定度[1]。甲醛污染已威胁到人类的身体健康，成为室内环境污染的严重问题，因此对脲醛树脂中游离甲醛含量测定不确定度评定进行研究，具有重要的理论意义和现实价值。

1 测量及不确定度评定对象

本不确定度评定的对象为脲醛树脂中游离甲醛含量测定。

2 测定方法描述

2.1原理与方法

2.1.1 原理 脲醛树脂中游离甲醛、半缩醛与过量的亚硫酸钠在0℃反应，生成羟甲烷基磺酸盐。用碘溶液滴定过量的亚硫酸钠溶液使得羟基甲烷基磺酸盐分解，再用碘溶液滴定分解得到亚硫酸钠。

2.1.2 方法 测量方法参照GB/T14074 — 2006《木材胶粘剂及其树脂检验方法》[2]中3.16.2“脲醛、尿素 — 三聚氰胺甲醛树脂游离醛含量测定”。根据JJF1059 — 1999《测量不确定度评价与表示》[3]，JJG196 — 2006《常用玻璃量器检定规程》[4]，《化学分析测量不确定度评定指南》对脲醛树脂中游离甲醛含量测定不确定度进行评定。

2.2主要仪器与设备

梅特勒 — 托利多电子天平AL 204，磁力搅拌机、滴定管(50mL)、恒温水浴锅、移液管等。

2.3测量过程

称取水溶性脲醛树脂试样1.0g(精确到0.0001g)置于600mL烧杯中,将试样迅速溶解于由10g冰末、25mL硼酸组成的150mL混合液中，将烧杯放入冰水混合物中，用磁力搅拌机快速搅拌试样溶液，并在搅拌过程中用滴定管加入2mL 1mol·L-1亚硫酸钠溶液，搅拌15min后，加入10mL 1mol·L-1乙酸和1%淀粉溶液3至4滴。

在继续搅拌过程中，用0.1mol·L-1碘标准溶液滴定至紫灰色出现并稳定10s；加入30mL碳酸钠溶液(100g·L-1)，用0.1mol·L-1碘标准溶液滴定反应释放出亚硫酸钠，直至出现紫蓝色，并稳定1min以上，记录滴定释放出亚硫酸钠所需0.1mol·L-1碘溶液的体积(V)。

2.4测定计算公式

(1)

3 不确定度来源分析及量化

3.1不确定度来源分析

从测量过程和测定计算公式分析对脲醛树脂中游离甲醛含量的测定结果有影响的各种不确定度分量来源。如图1所示。

图1 不确定度来源分析图

3.2不确定度的量化

3.2.1 测量重复性引入标准不确定度u(rep) 测量一批脲醛树脂6份，按照同样检测程序进行平行测量，测量结果列于表1。

表1 脲醛树脂中游离甲醛含量检测结果样品编号123456单测值wi%0.1680.1610.1700.1650.1660.162平均值w%0.165单次测量标准差s(%)0.003相对标准差0.018

测量重复性引入的标准不确定度由6次检测结果平均值的标准差表示：

(2)

(3)

3.2.2 样品质量M引入标准不确定度u(M)

① 样品质量采用浮力修正法，由浮力修正的变动性引入的称量不确定度很小，可以忽略不计。

② 样品质量M的不确定度由天平称量最大允差引起，天平计量检定证书标明其称量最大允差为0.1mg，即样品质量的不确定度为：

(4)

该标准不确定度需计算2次，一次为皮重，一次为总重，通过计算得到称取1.0g样品引入标准不确定度为：

(5)

(6)

3.2.3 碘标准溶液C1当量浓度引入的标准不确定度u(C) 碘标准溶液浓度为(0.09840±0.00025)mol·L-1,k=2。其引入标准不确定度为：

(7)

(8)

3.2.4 量器体积V引入的标准不确定度u(V)

(1) 校准对体积的影响u1(V)

合格的A级50mL滴定管，最大允许误差为±0.050mL，假设为矩形分布，则

(9)

(2) 温度对体积影响u2(V)

实验室控温在(20±3)℃，水的体积膨胀系数为2.1×10-4℃-1因此产生的体积变化为:±(V×3×2.1×10-4)=±0.00063VmL,假设温度变化为矩形分布，则

(10)

将上述不确定度分量合成urep(V)

(11)

4 合成标准不确定度计算

脲醛树脂中甲醛含量测量的数值与不确定度分量见表2。

将表2中各不确定度分量合成

表2 脲醛树脂中甲醛含量检验的数值与不确定度分量表符号说明数值x标准不确定度u(x)相对标准不确定度u(x)/xrep重复性1.00.0730.073V量体体积50mL 0.0340.0068M脲醛树脂质量1.0001g0.0000820.000082C碘标准溶液浓度0.09840mol·L-10.000125mol·L-10.00127

(12)

脲醛树脂中游离甲醛测定的平均值为0.165%，则

uc(w)=wucrel(w)=0.165%×0.073=0.01%

(13)

5 包含因子及扩展不确定度的计算

设包含因子k=2

U=kuc(w)=2×0.01%=0.02%

(14)

6 测量结果及不确定度表述

脲醛树脂中游离甲醛含量为：

(0.165±0.02)%，k=2

(15)

7 结论

本文评定了脲醛树脂中游离甲醛含量检测结果的不确定度，从评定结果可以看出，在测量过程中，样品质量M、碘标准溶液C1当量浓度对不确定度的贡献比较小，量器体积、重复性对不确定度贡献比较大，因此，在测定中，操作人员必须严格遵守实验室操作规范。

引起测量不确定度的因素还有很多，如被测量的定义不完整、被测定的定义值实现不理想，被测量样本不能完全代表定义的被测量等，本文在对脲醛树脂中游离甲醛含量不确定评价过程中，未考虑人员对模拟式仪器读数的偏差以及测量标准和标准物质的给定值或标定值不准确，测量方法和测量程序的不完善，因此本文的研究可为下一步研究提供理论依据。

[1] 倪晓丽.化学分析测量不确定度评定指南[M].北京:中国计量出版社,2008.

[2] GB/T 14074 — 2006,木材胶粘剂及其树脂试验方法[S].

[3] JJF 1059 — 1999,测量不确定度评价与表示[S].

[4] JJG 196 — 2006,常用玻璃量器检定规程[S].

(责任编辑：唐效蓉)

(英文编译：张 珉)

Evaluationofuncertaintyinmeasurementoffreeformaldehydecontentinurea-formaldehyde

TAN Lijuan, SHE Jiarong

(The Center of State Forestry Administration for Forest Products Quality Inspection and Testing, Changsha.410004, China)

According to national standards GB/T14074-2006, the free formaldehyde content in urea-formaldehyde resin was measured by titrimetry and the various factors affecting measurement were analyzed. The uncertainty of measurement results was also evaluated. It was found that repeatability contributed to the uncertainty relatively larger in the measurement process.

free; formaldehyde; uncertainty; titrimetry; urea-formaldehyde resin

2009 — 12 — 11

2009 — 12 — 22

谭利娟(1962 — )，湖南省长沙人，女,工程师，主要从事林产品质量检测工作。

TQ 433.4+31

A

1003 — 5710(2010)01 — 0027 — 03