熱穩(wěn)定性是聚氯乙烯（PVC)樹(shù)脂的_項(xiàng)重要性能指標(biāo)，直接影響PVC制品的應(yīng)用范圍和使用壽命，因此PVC樹(shù)脂生產(chǎn)企業(yè)及加工企業(yè)對(duì)PVC的熱穩(wěn)定性非常重視。目前，我國(guó)應(yīng)用最為廣泛的PVC樹(shù)脂熱穩(wěn)定性試驗(yàn)方法為GB/T15595—2008〈聚氯乙烯樹(shù)脂熱穩(wěn)定性試驗(yàn)方法白度法》。該標(biāo)準(zhǔn)是我國(guó)自行起草頒發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)，主要用于粉末狀PVC樹(shù)脂熱穩(wěn)定性的測(cè)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(shí)間，通過(guò)測(cè)定老化后試樣的白度來(lái)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(duì)光譜特征曲線峰值在457nm、半高寬度在44nm條件下的藍(lán)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(chēng)為藍(lán)光白度。影響白度測(cè)定值準(zhǔn)確度的主要因素有白度儀、熱老化過(guò)程和測(cè)試過(guò)程，它們對(duì)白度測(cè)定值的重復(fù)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(duì)白度測(cè)定值的影響

目前,PVC行業(yè)測(cè)試白度所用的白度儀規(guī)格型號(hào)較多，按照明與探測(cè)方式主要分為45/0、d/0、0/45、/d4種規(guī)格。為驗(yàn)證白度儀對(duì)白度測(cè)試值的影響，筆者組織了18家PVC生產(chǎn)企業(yè)對(duì)同一塊工作白板的白度值進(jìn)行測(cè)定。

工作白板的白度值由中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院校準(zhǔn)，校準(zhǔn)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(zhǔn)值存在嚴(yán)重的偏差，經(jīng)核實(shí)是由于白度儀漏光導(dǎo)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(jiàn)表1。

由表1計(jì)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(diǎn)，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(diǎn)，變異系數(shù)為1.7%。45/0與d/0間的偏差為0.7百分點(diǎn)，測(cè)定值與校準(zhǔn)值之間的平均偏差為：d/0,0.4百分點(diǎn);45/0,0.4百分點(diǎn)。由此可見(jiàn)，使用d/0與45/0兩種規(guī)格的白度儀所獲得的測(cè)定值的再現(xiàn)性還是相當(dāng)不錯(cuò)的（同一實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，6個(gè)平行測(cè)定值幾乎完全_致,重復(fù)性非常好）。

對(duì)于理想樣品,/0、0“、45/0、0/454種規(guī)格的白度儀測(cè)定值在理論上應(yīng)完全一致。對(duì)于實(shí)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(cè)定值的差異。d/0與45/0之間存在差異，這是因?yàn)閐/0采用的是漫反射積分球測(cè)色，不能完全消除鏡面反射；而45/0采用定位測(cè)色，能夠最大程度地消除鏡面反射。45/0測(cè)色結(jié)果與人眼測(cè)色結(jié)果最為接近，但d/0是國(guó)際照明委員會(huì)（CIE)的推薦測(cè)色結(jié)構(gòu)，在國(guó)際上被廣泛采用。因此，在GB/T15595—2008中對(duì)白度儀的規(guī)定是d/0、5/0兩種測(cè)色結(jié)構(gòu)均可，以d/0為仲裁，但應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中注明所使用的白度儀規(guī)格。

2熱老化過(guò)程對(duì)白度測(cè)定值的影響

GB/T15595—2008中規(guī)定熱老化過(guò)程在空氣老化試驗(yàn)箱中進(jìn)行，通過(guò)模擬和強(qiáng)化自然環(huán)境來(lái)考核PVC的熱穩(wěn)定性，其中對(duì)測(cè)定值產(chǎn)生重要影響的3個(gè)因素是熱老化溫度、通風(fēng)量和箱體結(jié)構(gòu)。

2.1熱老化溫度對(duì)白度測(cè)定值的影響

按照GB/T15595—2008的要求，采用4個(gè)不同的熱老化溫度在相同條件下，對(duì)同_試樣進(jìn)行老化試驗(yàn)，結(jié)果如表2所示。

由表2可見(jiàn):每升高1°C,老化白度降低約2百分點(diǎn)。因此，熱老化溫度是影響白度測(cè)定值的最重要因素,試驗(yàn)人員須定期對(duì)熱老化箱和溫度計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)，保證測(cè)定值的準(zhǔn)確度。

2．2 通風(fēng)量對(duì)白度測(cè)定值的影響

通風(fēng)量作為熱老化試驗(yàn)箱的_個(gè)重要指標(biāo)，直接影響白度的測(cè)定值。在恒溫的情況下，_定的通風(fēng)量（或風(fēng)速）對(duì)應(yīng)一定的氧、水分含量及溫度的均勻性，也對(duì)應(yīng)一定的老化環(huán)境。通風(fēng)量大，循環(huán)對(duì)流充分，老化的效果明顯，白度值低，反之亦然。因此，在進(jìn)行白度測(cè)試時(shí)，應(yīng)對(duì)老化箱的通風(fēng)量作相應(yīng)的規(guī)定。目前國(guó)內(nèi)PVC生產(chǎn)和加工企業(yè)所使用的熱老化試驗(yàn)箱規(guī)格和型號(hào)較多，主要集中于401A、401B和401AB等,通風(fēng)量指標(biāo)各不相同（如表3所示）。絕大多數(shù)國(guó)產(chǎn)老化箱的通風(fēng)量?jī)H可通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)通氣孔閉合程度的方式來(lái)簡(jiǎn)單進(jìn)行調(diào)節(jié)，不能定量調(diào)節(jié)（也可通過(guò)調(diào)節(jié)鼓風(fēng)葉輪的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)通風(fēng)量,但一般不采用）。國(guó)外的熱老化試驗(yàn)箱比較先進(jìn)，能夠在測(cè)試前對(duì)通風(fēng)量進(jìn)行設(shè)定，并在測(cè)試過(guò)程中通過(guò)儀表清晰地顯示,但價(jià)格昂貴。

由于未獲得足夠多的具有統(tǒng)計(jì)價(jià)值的通風(fēng)量與對(duì)應(yīng)的老化白度測(cè)定值的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，筆者未對(duì)其進(jìn)行定量探討。JB/T7444—1994《空氣熱老化試驗(yàn)箱》中對(duì)通風(fēng)量的測(cè)量有比較詳細(xì)的闡述，有興趣的企業(yè)可以參照進(jìn)行。

GB/T15595—2008下一步的修訂內(nèi)容之一就是擬對(duì)老化試驗(yàn)箱的通風(fēng)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(duì)白度測(cè)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(dòng)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(dòng)形式也有所差異。良好的結(jié)構(gòu)能夠使PVC試樣在1個(gè)氣流穩(wěn)定、溫度均勻、有效空間較大的環(huán)境中進(jìn)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(duì)樣品進(jìn)行老化試驗(yàn)。其中，A箱具有熱風(fēng)循環(huán)通道和調(diào)節(jié)板,B箱的鼓風(fēng)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(dòng),C箱是將B箱的鼓風(fēng)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(yàn)結(jié)果如表4所示。

由表4可見(jiàn):A、B箱的白度測(cè)定值差距非常明顯,大約在6百分點(diǎn)。原因如下:A箱內(nèi)的熱氣流經(jīng)過(guò)特定的通道在箱體內(nèi)穩(wěn)定地循環(huán)流動(dòng)，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(shí)間過(guò)熱而導(dǎo)致試樣熱穩(wěn)定性下降，白度測(cè)定值偏低。A、C兩箱體內(nèi)的空氣循環(huán)流動(dòng)方式較為接近,C箱的試驗(yàn)數(shù)據(jù)很清晰地說(shuō)明了這一點(diǎn)。JB/T7444—1994中明確規(guī)定：加熱器件不得構(gòu)成對(duì)試驗(yàn)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(duì)于保證白度測(cè)定值的準(zhǔn)確是很重要的。

各企業(yè)在選用熱老化試驗(yàn)箱時(shí),應(yīng)認(rèn)真閱讀試驗(yàn)箱說(shuō)明書(shū),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(cè)的需要。3測(cè)試過(guò)程對(duì)白度測(cè)定值的影響GB/T15595—2008中規(guī)定:試樣在壓實(shí)后用直尺刮平。這是由于試樣表面狀態(tài)對(duì)白度測(cè)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(biāo)準(zhǔn)對(duì)此進(jìn)行了規(guī)定。但在實(shí)踐應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，由于試驗(yàn)人員刮平的力度和手法不同，導(dǎo)致試料表面的狀態(tài)事實(shí)上不一致，對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生較大影響。在相同條件下，由不同的試驗(yàn)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(duì)同_樣品的老化白度進(jìn)行了測(cè)試，原始白度采用手壓刮平后測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表5。

由表5可見(jiàn):在同一實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，不同的試驗(yàn)人員采用相同刮平方式進(jìn)行制樣后所得到的白度測(cè)定值的重復(fù)性較差，無(wú)論是原始白度值還是老化白度值，都清楚地表明了這一點(diǎn)。

采用壓粉器制樣后不刮平的方式，所測(cè)得的老化白度值非常接近，重復(fù)性好,這說(shuō)明采用白度儀附帶的壓粉器進(jìn)行制樣后無(wú)須刮平的方式是降低人為偏差、提高重復(fù)性的一個(gè)有效途徑。

GB/T15595—2008在未來(lái)修訂時(shí)擬將“試樣在壓實(shí)后用直尺刮平”0的表述刪除。在目前標(biāo)準(zhǔn)要求“進(jìn)行刮平”的情況下，各企業(yè)應(yīng)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部統(tǒng)一刮平的力度和角度，以提高檢測(cè)的重復(fù)性，并在當(dāng)下不斷積累“刮平與不刮平”的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，為標(biāo)準(zhǔn)的修訂做好技術(shù)上的準(zhǔn)備。

4結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，我國(guó)PVC熱穩(wěn)定性試驗(yàn)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(zhǎng)短，均不能完全準(zhǔn)確地表征PVC熱穩(wěn)定性的優(yōu)劣，具有片面性。若要準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)PVC的熱穩(wěn)定性，應(yīng)綜合兩種（或兩種以上）方法的測(cè)試結(jié)果。

錦西化工研究院有限公司作為全塑標(biāo)聚氯乙烯樹(shù)脂分會(huì)的秘書(shū)處單位，正在積極地申報(bào)GB/T15595—2008的修訂項(xiàng)目，標(biāo)準(zhǔn)修訂后，將較好地提高檢驗(yàn)結(jié)果的再現(xiàn)性和重復(fù)性（特別是再現(xiàn)性），對(duì)于提高該標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)水平具有重要的意義。