崔慶淵，高文麗，樊麗丹 (云南云維飛虎化工有限公司技術(shù)品保部，云南 沾益 655338)

摘? 要：炭黑的著色強度是GB3778標準規(guī)定的7個出廠檢驗項目外最重要的檢測指標之一，它表征的是炭黑染黑白 色顏料的能力。但著色強度測試方法GB/T 3780.6標準雖然幾經(jīng)修訂，精密度有了顯著提高，測試方法中某些不確定因素 的影響仍然存在。本文以炭黑質(zhì)檢的角度，從儀器、試劑、檢驗過程的操作手法等可能影響分析著色強度數(shù)據(jù)準確性的因 素進行對比分析，查找炭黑的著色強度檢測數(shù)據(jù)存在偏差的原因，并提出解決的建議。

關(guān)鍵詞：炭黑;著色強度;氧化鋅

1? 前? 言

近年來，輪胎行業(yè)對橡膠補強的要求不斷提 高，炭黑技術(shù)指標著色強度也逐漸引入到質(zhì)量目 標要求中，著色強度測試方法GB/T 3780.6-2016標 準中，再現(xiàn)性為3.41%。檢測數(shù)據(jù)偏差較大，降低 了對生產(chǎn)工藝的指導意義，很容易與用戶單位發(fā) 生質(zhì)量糾紛。因此，提高著色強度測試方法的準 確性顯得極為必要。

炭黑產(chǎn)品的著色強度數(shù)據(jù)的準確性對于炭黑 質(zhì)檢分析來說極為重要。查找問題、找到原因、采 取措施減小、消除分析誤差，提供準確的分析數(shù) 據(jù)，是質(zhì)檢分析的基本職責，也是保障炭黑產(chǎn)品質(zhì) 量的根本保障。

　　2? 問題分析及結(jié)果

2.1? 儀器方面的原因查找

我們用的兩臺 B 型黑度儀，從長期的使用來 看，一直較為穩(wěn)定。我們分別用上海國藥和天津 科密歐的氧化鋅對參比炭黑作黑度校正，黑度儀 校正數(shù)據(jù)統(tǒng)計見下表 1。

數(shù)據(jù)表明，儀器分辨率、測量準確率、穩(wěn)定性 均較好，沒有顯示出數(shù)值整體性較參比炭黑標準 值偏小的跡象，測試值的誤差很小，所以其測試值 應是可信的，且在實驗過程中均已按GB/T 3780.6- 2016標準中的規(guī)定，進行反射儀校正，由儀器原因 造成測試值的誤差更小，可以排除儀器原因。

　　2.2? 墨漿混合均勻程度的影響

墨漿混合不均勻，可以從反射率測試中即可 反映出來墨漿是否均勻，采用平行測試幾個點的 墨漿反射率相差是否較大進行判斷。參照國標， 我們規(guī)定，同一塊墨漿板測試點(中間部位不同的 4 個點)之間的反射率差值大于 1 即視為操作誤差 混合不均勻，必須重新檢測。在本次對比試驗過 程中，中間分析人員和成品分析人員杜絕了反射 率差值大于 1 還計入監(jiān)測數(shù)據(jù)的現(xiàn)象。

2.3? 質(zhì)檢人員的操作手法差異及操作技能水平 的影響

本次對比實驗安排了不同的操作人員主要對 存在分析偏差的N220和N234進行對比實驗，結(jié)果 如下表 2。

從做樣過程操作手法的符合性和一致性上 看，分析操作人員基本上能較為規(guī)范、熟練的按照 國標的著色強度的分析手法進行分析操作。從結(jié) 果上看，同一個樣品不同分析人員的數(shù)據(jù)誤差大 多數(shù)在1到2個點的誤差范圍內(nèi)。因此，由于不同 操作人員操作技能不足，或者操作手法的符合性 和一致性達不到要求，造成的數(shù)據(jù)誤差的情況存

2.4? 環(huán)境溫度對增塑劑環(huán)氧化豆油及檢測數(shù)據(jù)的影響

增塑劑環(huán)氧化豆油受環(huán)境溫度的影響，主要 是為防止其混濁導致不正確的分析結(jié)果。環(huán)境溫 度對著色強度的影響見表 3。

從本次實驗看，當環(huán)境溫度較低(如早晚低于 20℃)時，會造成環(huán)氧化豆油混濁，著色強度分析 數(shù)值降低3個點左右。國標要求做著色的環(huán)境溫度 為25℃ ±2℃，因此，環(huán)境溫度偏低造成著色強度 數(shù)值偏低可能也是以往成品分析數(shù)據(jù)存在偏差的 原因之一。著色強度測定時，環(huán)境溫度保持在 25℃ ±2℃內(nèi)是必要的。

2.5? 不同著色參比炭黑(ITRB)稱樣量的對比試驗

不同著色參比炭黑(ITRB)稱樣量(從0.0900g 到 0.1400g)進行對比實驗，數(shù)據(jù)見下表。

從上表數(shù)據(jù)可以看出，用同一廠家的氧化鋅， 著色參比炭黑(ITRB)的稱樣量每增加 0.0100g， 著色強度增加了大約 10 個點。同理可以得出，稱 樣時，如果氧化鋅的量偏大，著色強度也會偏低。 由此可以看出，稱樣量的準確性是保障炭黑著色 強度的檢測數(shù)據(jù)準確性的一個重要因素。

2.6? 不同廠家生產(chǎn)的氧化鋅的對比情況

我們使用同一批 N220 樣品，分別對徐輪用的 上海國藥生產(chǎn)的氧化鋅、炭黑院使用的氧化鋅我 們公司使用的氧化鋅(科密歐)做了測試，同時帶 結(jié)果，見下表 4。

? 從以上結(jié)果看得出，檢驗結(jié)果以炭黑院用的 氧化鋅檢測出的數(shù)值最高，上海國藥的最低，科密 歐的居中。這與我們的化驗室對比情況相吻合。

從原理上看，白色粉末氧化鋅的白度及其表 面積對著色強度試驗影響很大。由于 ZnO 的白度 無法測定，但其表面積可以用低溫氮吸附儀測定， 同時跟測定 B6 值結(jié)果對照，見下表 5。

? 國標上 B6 的著色強度值范圍為：117.8±3.36 (%)，從以上值可以看出，表面積越小的 ZnO 其 測定炭黑的著色強度值就高，表面積大的ZnO其測 定炭黑的著色強度值就偏低。氧化鋅表面積大， 與炭黑作用時接觸面也大，在研磨過程中吸附浸 潤面積大，也更均勻，因此反射率高，著色強度結(jié) 果偏低，這印證了物理知識的理論。

從B6用不同廠家的氧化鋅的檢測數(shù)據(jù)可以看 出，我們公司用的天津科密歐的氧化鋅檢測出來 的數(shù)值在 B6 標準值的下限，炭黑院的氧化鋅檢測 出來的數(shù)值在中值附近，國藥的氧化鋅已經(jīng)低于 合格值 B6 標準值的下限，和我們檢測的實際結(jié)果 也一致。由此可以得出結(jié)論，我們使用天津科密 歐的氧化鋅作 N220、N234 的著色強度分析時，檢 測數(shù)據(jù)的確總體上是偏低的，氧化鋅的品質(zhì)是影 響著色強度檢測值的關(guān)鍵因素。

2.7? 炭黑的其它檢測指標對著色強度的影響

從實驗過程的情況看，粒子強度大的時候會 出現(xiàn)漿液中有研磨不碎的小顆粒的情況，小顆粒 的炭黑(雜質(zhì))沒有參與炭黑漿料的混合，這實際 上就是炭黑稱樣量偏少，所以會造成炭黑的著色 強度值偏低，這與上面述及的炭黑樣品量對著色 強度的影響的結(jié)論是一致的。

3? 結(jié)? 論

※ 通過以上實驗，我們初步得出以下結(jié)論。 著色強度測定的黑度儀基本全國通用，從測 定數(shù)據(jù)看，由儀器原因造成測試值的誤差很小，且 沒有顯示數(shù)值整體性較標準參比炭黑偏小，可以 排除儀器原因。

※ 墨漿混合均勻程度的影響較小。實驗過程 墨漿混合均勻，在平行測試中墨漿反射率相差較 小，同一塊墨漿板測試點之間的反射率差值大于1 即判定為操作誤差重新檢測。實際做樣中出現(xiàn)同 一塊墨漿板測試點之間的反射率差值大于1的情 況極少，可以排除墨漿混合不均勻造成的原因。

※操作人員的操作技能和操作手法差異的影 響較小。一方面，同一個樣品不同分析人員的數(shù) 據(jù)誤差大多數(shù)在1~2個點的范圍內(nèi)，由于不同操作 人員的操作技能和操作手法的符合性和一致性原 因造成的數(shù)據(jù)誤差存在，但不是造成與客戶、同行 業(yè)化驗室差距大的主要原因。

※ 環(huán)境溫度會對檢測數(shù)據(jù)的造成影響，環(huán)境 溫度偏低造成著色強度數(shù)值偏低可能也是以往成 品分析數(shù)據(jù)存在偏差的原因之一。

※ 稱樣量的準確性(無論是炭黑樣品的量還 是氧化鋅的量)是保障炭黑著色強度的檢測數(shù)據(jù) 準確性的一個重要因素。

※ 氧化鋅的品質(zhì)(廠家不同)是影響著色強 度檢測值的關(guān)鍵因素。

※炭黑的粒子強度和穩(wěn)定生產(chǎn)也是影響著色 強度的因素之一，炭黑粒子中焦粒的存在會降低 著色強度分析數(shù)據(jù)。

總之，由于操作手法、實驗儀器引起的分析誤 差較小，沒有超出再現(xiàn)性范圍，使用不同廠家氧化 鋅的表面積差異是造成不同實驗室著色強度差異 的主要原因，也是我們可采取減小實驗數(shù)據(jù)偏差 的主要手段。

現(xiàn)在市面上氧化鋅繁雜，各廠家及用戶不可 能統(tǒng)一使用同一種氧化鋅，而從表面積分析中，市 場上ZnO的表面積均偏大一些，所以引起著色強度 試驗測定中的誤差較大，檢測結(jié)果普遍偏低，測試 精密度較差。

我們可以運用一定的統(tǒng)計學理論方法改善 ZnO試劑對此項試驗的再現(xiàn)性。運用GB/T 3780.6- 2016標準中8.4儀器校準的方法，對ZnO試劑進行 校正，可以降低對著色強度試驗的影響，提高試驗 的精密度。

由于我國沒有制訂專屬于著色強度試驗用的 氧化鋅試劑(規(guī)定其質(zhì)量指標)，而氧化鋅試樣對 著色強度測定過程中的影響實際存在。根據(jù)現(xiàn)在 的情況，我們認為，一方面可以行業(yè)推薦或是企業(yè) 團體約定統(tǒng)一采購使用有代表性的氧化鋅，另一 方面也可以通過建立校正曲線的方法更能接近實 驗真值，同時也會消除試劑對測定結(jié)果的影響，從 而減小不同實驗室的誤差，提高實驗的精密度，提 高分析數(shù)據(jù)的再現(xiàn)性。