熱穩(wěn)定性是聚氯乙烯（PVC)樹脂的_項重要性能指標，直接影響PVC制品的應用范圍和使用壽命，因此PVC樹脂生產(chǎn)企業(yè)及加工企業(yè)對PVC的熱穩(wěn)定性非常重視。目前，我國應用最為廣泛的PVC樹脂熱穩(wěn)定性試驗方法為GB/T15595—2008〈聚氯乙烯樹脂熱穩(wěn)定性試驗方法白度法》。該標準是我國自行起草頒發(fā)的標準，主要用于粉末狀PVC樹脂熱穩(wěn)定性的測定,其原理是：試樣在熱老化箱中于規(guī)定溫度下加熱一定時間，通過測定老化后試樣的白度來表征PVC的熱穩(wěn)定性。
GB/T15595—2008中規(guī)定的白度是指粉末狀的PVC表面對光譜特征曲線峰值在457nm、半高寬度在44nm條件下的藍光漫反射的輻射能與相同條件下理想的完全漫反射體反射的輻射能的比值,稱為藍光白度。影響白度測定值準確度的主要因素有白度儀、熱老化過程和測試過程，它們對白度測定值的重復性和再現(xiàn)性產(chǎn)生重大的影響，下面分別加以討論。
1白度儀對白度測定值的影響
目前,PVC行業(yè)測試白度所用的白度儀規(guī)格型號較多，按照明與探測方式主要分為45/0、d/0、0/45、/d4種規(guī)格。為驗證白度儀對白度測試值的影響，筆者組織了18家PVC生產(chǎn)企業(yè)對同一塊工作白板的白度值進行測定。
工作白板的白度值由中國計量科學研究院校準，校準值為：d/0,81.6%;45/0,82.3%。18家企業(yè)中，3家企業(yè)的數(shù)據(jù)與校準值存在嚴重的偏差，經(jīng)核實是由于白度儀漏光導致的，這3家企業(yè)的數(shù)據(jù)作為離群值而予以剔除，其他企業(yè)的具體數(shù)據(jù)見表1。
由表1計算可得：d/0規(guī)格的白度平均值為82.0%,極差為1.2百分點，變異系數(shù)為1.5%;45/0規(guī)格的白度平均值為82.7%,極差為1.4百分點，變異系數(shù)為1.7%。45/0與d/0間的偏差為0.7百分點，測定值與校準值之間的平均偏差為：d/0,0.4百分點;45/0,0.4百分點。由此可見，使用d/0與45/0兩種規(guī)格的白度儀所獲得的測定值的再現(xiàn)性還是相當不錯的（同一實驗室內(nèi)，6個平行測定值幾乎完全_致,重復性非常好）。
對于理想樣品,/0、0“、45/0、0/454種規(guī)格的白度儀測定值在理論上應完全一致。對于實際樣品,d/0與0/d相近,45/0與0/45相近，但不能確定4者之間測定值的差異。d/0與45/0之間存在差異，這是因為d/0采用的是漫反射積分球測色，不能完全消除鏡面反射；而45/0采用定位測色，能夠最大程度地消除鏡面反射。45/0測色結(jié)果與人眼測色結(jié)果最為接近，但d/0是國際照明委員會（CIE)的推薦測色結(jié)構(gòu)，在國際上被廣泛采用。因此，在GB/T15595—2008中對白度儀的規(guī)定是d/0、5/0兩種測色結(jié)構(gòu)均可，以d/0為仲裁，但應在試驗報告中注明所使用的白度儀規(guī)格。
2熱老化過程對白度測定值的影響
GB/T15595—2008中規(guī)定熱老化過程在空氣老化試驗箱中進行，通過模擬和強化自然環(huán)境來考核PVC的熱穩(wěn)定性，其中對測定值產(chǎn)生重要影響的3個因素是熱老化溫度、通風量和箱體結(jié)構(gòu)。
2.1熱老化溫度對白度測定值的影響
按照GB/T15595—2008的要求，采用4個不同的熱老化溫度在相同條件下，對同_試樣進行老化試驗，結(jié)果如表2所示。
由表2可見:每升高1°C,老化白度降低約2百分點。因此，熱老化溫度是影響白度測定值的最重要因素,試驗人員須定期對熱老化箱和溫度計進行校準，保證測定值的準確度。
2．2 通風量對白度測定值的影響
通風量作為熱老化試驗箱的_個重要指標，直接影響白度的測定值。在恒溫的情況下，_定的通風量（或風速）對應一定的氧、水分含量及溫度的均勻性，也對應一定的老化環(huán)境。通風量大，循環(huán)對流充分，老化的效果明顯，白度值低，反之亦然。因此，在進行白度測試時，應對老化箱的通風量作相應的規(guī)定。目前國內(nèi)PVC生產(chǎn)和加工企業(yè)所使用的熱老化試驗箱規(guī)格和型號較多，主要集中于401A、401B和401AB等,通風量指標各不相同（如表3所示）。絕大多數(shù)國產(chǎn)老化箱的通風量僅可通過手動調(diào)節(jié)通氣孔閉合程度的方式來簡單進行調(diào)節(jié)，不能定量調(diào)節(jié)（也可通過調(diào)節(jié)鼓風葉輪的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)通風量,但一般不采用）。國外的熱老化試驗箱比較先進，能夠在測試前對通風量進行設(shè)定，并在測試過程中通過儀表清晰地顯示,但價格昂貴。
由于未獲得足夠多的具有統(tǒng)計價值的通風量與對應的老化白度測定值的試驗數(shù)據(jù)，筆者未對其進行定量探討。JB/T7444—1994《空氣熱老化試驗箱》中對通風量的測量有比較詳細的闡述，有興趣的企業(yè)可以參照進行。
GB/T15595—2008下一步的修訂內(nèi)容之一就是擬對老化試驗箱的通風量作技術(shù)上的規(guī)定，以便提高方法的再現(xiàn)性。
2.3老化箱箱體結(jié)構(gòu)對白度測定值的影響
這里所述的箱體結(jié)構(gòu)主要指老化箱內(nèi)氣流的流動方式和溫度均勻度。各老化箱生產(chǎn)企業(yè)所采用的箱體結(jié)構(gòu)不盡相同，箱內(nèi)氣流的流動形式也有所差異。良好的結(jié)構(gòu)能夠使PVC試樣在1個氣流穩(wěn)定、溫度均勻、有效空間較大的環(huán)境中進行老化。使用3種不同結(jié)構(gòu)的老化箱A、B、C,在相同的條件下,對樣品進行老化試驗。其中，A箱具有熱風循環(huán)通道和調(diào)節(jié)板,B箱的鼓風葉輪將加熱后的熱空氣攪拌后直接送入工作室作循環(huán)流動,C箱是將B箱的鼓風葉輪用厚濾紙遮擋，以防止熱氣流直接流經(jīng)試樣表面。試驗結(jié)果如表4所示。
由表4可見:A、B箱的白度測定值差距非常明顯,大約在6百分點。原因如下:A箱內(nèi)的熱氣流經(jīng)過特定的通道在箱體內(nèi)穩(wěn)定地循環(huán)流動，氣流并不直接流經(jīng)試樣表面；B箱內(nèi)的熱氣流迅速地流經(jīng)試樣表面，易造成局部短時間過熱而導致試樣熱穩(wěn)定性下降，白度測定值偏低。A、C兩箱體內(nèi)的空氣循環(huán)流動方式較為接近,C箱的試驗數(shù)據(jù)很清晰地說明了這一點。JB/T7444—1994中明確規(guī)定：加熱器件不得構(gòu)成對試驗樣品的直接輻射01。因此，避免熱氣流直接流經(jīng)試樣表面而造成局部老化環(huán)境苛刻,對于保證白度測定值的準確是很重要的。
各企業(yè)在選用熱老化試驗箱時,應認真閱讀試驗箱說明書,選擇氣流穩(wěn)定，特別是熱空氣不能直接流經(jīng)試樣表面的箱體結(jié)構(gòu)，以滿足白度檢測的需要。3測試過程對白度測定值的影響GB/T15595—2008中規(guī)定:試樣在壓實后用直尺刮平。這是由于試樣表面狀態(tài)對白度測定值影響較大，刮平與不刮平的差異較大，為了統(tǒng)_試樣的表面狀態(tài),標準對此進行了規(guī)定。但在實踐應用中發(fā)現(xiàn)，由于試驗人員刮平的力度和手法不同，導致試料表面的狀態(tài)事實上不一致，對測試結(jié)果產(chǎn)生較大影響。在相同條件下，由不同的試驗人員采用手壓刮平、壓粉器刮平和壓粉器不刮平3種方式對同_樣品的老化白度進行了測試，原始白度采用手壓刮平后測試，結(jié)果見表5。
由表5可見:在同一實驗室內(nèi)，不同的試驗人員采用相同刮平方式進行制樣后所得到的白度測定值的重復性較差，無論是原始白度值還是老化白度值，都清楚地表明了這一點。
采用壓粉器制樣后不刮平的方式，所測得的老化白度值非常接近，重復性好,這說明采用白度儀附帶的壓粉器進行制樣后無須刮平的方式是降低人為偏差、提高重復性的一個有效途徑。
GB/T15595—2008在未來修訂時擬將“試樣在壓實后用直尺刮平”0的表述刪除。在目前標準要求“進行刮平”的情況下，各企業(yè)應在實驗室內(nèi)部統(tǒng)一刮平的力度和角度，以提高檢測的重復性，并在當下不斷積累“刮平與不刮平”的試驗數(shù)據(jù)，為標準的修訂做好技術(shù)上的準備。
4結(jié)語
當前，我國PVC熱穩(wěn)定性試驗方法有白度法、剛果紅法（等同采用ISO182-1:1990)、變色法（等效采用ISO305:1990)、氯化氫水吸收法。每種方法各有長短，均不能完全準確地表征PVC熱穩(wěn)定性的優(yōu)劣，具有片面性。若要準確地評價PVC的熱穩(wěn)定性，應綜合兩種（或兩種以上）方法的測試結(jié)果。
錦西化工研究院有限公司作為全塑標聚氯乙烯樹脂分會的秘書處單位，正在積極地申報GB/T15595—2008的修訂項目，標準修訂后，將較好地提高檢驗結(jié)果的再現(xiàn)性和重復性（特別是再現(xiàn)性），對于提高該標準的技術(shù)水平具有重要的意義。
