ICS 83.080.01 CCS G 31
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T39715.22021/ISO16620-2:2019
塑料 生物基含量
第2部分：生物基碳含量的测定
PlasticsBiobasedcontent-Part2:Determinationofbiobasedcarboncontent
（ISO16620-2:2019,IDT)
2021-08-20发布
2022-03-01实施
国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会
发布 GB/T39715.2—2021/ISO16620-2:2019
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
本文件为GB/T39715《塑料 生物基含量》的第2部分，GB/T39715已经发布了以下部分： -第1部分：通用原则；一第2部分：生物基碳含量的测定； -一第3部分：生物基合成聚合物含量的测定； -一第4部分：生物基物质含量的测定。 本文件使用翻译法等同采用ISO16620-2：2019《塑料 生物基含量 第2部分：生物基碳含量的测
定》。
与本文件中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下：
GB/T39715.1—2021塑料生物基含量第1部分：通用原则（ISO16620-1：2015，IDT）本文件由中国石油和化学工业联合会提出。 本文件由全国塑料标准化技术委员会（SAC/TC15)归口。 本文件起草单位：北京工商大学、金发科技股份有限公司、界首市天路包装材料有限公司、中蓝晨光
化工研究设计院有限公司、吉林省产品质量监督检验院、青岛中新华美塑料有限公司、广州质量监督检测研究院。
本文件主要起草人：翁云宣、陈平绪、王平、杨震、陈敏剑、张松磊、潘永红、李字义、王万卷、付兴国、 李尚禹。
- GB/T39715.2—2021/ISO16620-2:2019
引言
在塑料产品制造中增加生物质资源的使用可以有效减少全球变暖与化石资源的消耗当前的塑料产品由生物基合成聚合物、化石基合成聚合物、天然聚合物与助剂（可能包含生物基材
料）组成。
生物基塑料是指含有全部或部分生物来源材料的塑料。 在本系列标准中，生物基塑料的生物基含量仅仅是指生物基碳含量、生物基合成聚合物含量或生物
基物质含量。
鉴于生物基含量对应的相关内容篇幅过长，将通用原则、生物基碳含量、生物基合成聚合物含量和
生物基物质含量分为对应的4个部分编制，各部分间相互协调补充
II GB/T39715.2—2021/ISO16620-2:2019
塑料生物基含量
第2部分：生物基碳含量的测定
警告一一本文件的使用可能涉及危险的材料、操作和设备。本文件并非旨在解决与使用相关的所有安全问题。本文件的使用者有责任建立适当的安全和健康规程，并在使用前确定相关的限制。
1范围
本文件规定了测定单体、聚合物以及塑料材料与产品中生物基碳含量的计算方法，该方法基于14C 含量的测定。
本文件适用于含生物基或化石基成分的塑料制品、塑料材料、聚合物树脂、单体或添加剂。 明确塑料产品的生物基含量有助于评估其对环境的影响。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该目期对应的版本适用于本文件；不注目期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。
ISO16620-1塑料生物基含量第1部分：通用原则（Plastics一Biobasedcontent一Part1：Gen eral principles)
3术语、定义、符号和缩略语
3.1术语和定义
ISO16620-1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 ISO和IEC维护用于标准化的术语数据库，地址如下： ——ISO在线浏览平台：可在https：//www.iso.org/obp/获得。
IECElectropedia：可在http：//www.electropedia.org/获得。
3.1.1
现代碳百分比 percentmoderncarbon pMC 样品中14C同位素数量的标准和标准化值，是相对于标准化和标准草酸标准参比物质NIST
SRM4990b，NISTSRM4990c或蔗糖（NISTSRM8542）的14C同位素计算得到的。
注：含100%生物基碳参考值见表2。 3.1.2
放射性碳radiocarbon 碳元素的放射性/同位素14C有8个中子，6个质子和6个电子。
1)3 SRM4990c是一种商标名称，由美国国家标准与技术研究院提供。此信息是为了方便本国际标准的用户而提
供的，并不表示ISO对所述产品的认可。若有证据表明它们可以产生相同的结果，则可以使用等效替代产品。
1 GB/T39715.22021/ISO16620-2.2019
注：地球上总碳，1×10-10%为14C。呈指数衰减，半衰期为5730年，在石油、煤炭、天然气体或其他多于5万年的资
源得到的化石材料无法测得， [来源：ISO138332013,3.7]
3.2符号
14C：原子质量为14的碳同位素。 m：样品质量，单位为克。 pMC：根据AMS方法，以pMC表示样品测量值。 REF：参考值，以pMC表示，100%生物基碳取决于有机碳的来源无TC：总碳含量，以样品质量的百分比表示。 TOC：总有机碳含量，以样品质量的百分比表示。 无B：生物基碳含量（质量），以样品质量的百分比表示。 2E：总碳含量中生物基碳含量，以总碳含量的百分比表示。 TOC：总有机碳含量中生物基碳含量，以总有机碳含量的百分比表示，注1：本文件的“按质量计算的碳含量"对应于ASTMD6866-18中3.3.9中定义的质量的碳含量”。 注2：本文件的“生物基总碳含量，TC”对应于ASTMD6866-18中3.3.8定义的“生物来源碳含量”。 注3。本文件的"生物基总有机碳含量，2TOC”对应于ASTMD6866-183.3.7中定义的"生物基碳含量”。
3.3 缩路语
AMS：加速器质谱 BIbeta-电离 Bq：贝可（衰变次数/秒） cmp：计数次数/分 dpm：衰变次数/分 GM.盖革-米勒 LLD：检测下限 LSC：液体闪烁计数器 MOP：3-甲氧基-1-丙基胺 pMC：现代碳百分比 TC：总碳 TOC：总有机碳
4原
化学物质中的1C来源于空气中CO2。由于其放射性衰变，化石制品中不会有超过2万3万年的1C。因此。14C含量可用来追踪由空气中CO合成的化学物质，特别是最近年代生产的生物制品。
通过聚合物中14C的测定来计算生物基碳比例，从而获得生物基含量。 考古物品的年代测定提供了大量1C测定和参考样品的经验，本文件基于这些经验，措述了以下二
种方法：
一方法A：液体闪烁计数法（LSC) 方法B：B-电离（BI） -一方法C：加速器质谱法（AMS）。 注1：表1列出了这些测试方法的优缺点。 2 GB/T39715.2—2021/ISO16620-2:2019
表1方法的优缺点
方法方法A（LSC)
附加要求
测量所需时间 4 h~12 h 8 h~24 h
相对标准差 2%~5% 0.2%~5%
仪器成本
低低
普通实验室
低压实验室气体净化装置大型安装石墨转换设备
方法B（BI)
10 min~30 min
0.2%~2%
高
方法C（AMS)
LSC测量C，应使用低电平计数器。方法A和B均设定放射性衰变的统计散射限制。因此，两种方法都需要纯化的CO2，否则在LSC检测的情况下，热量炸弹燃烧产生的氮氧化物将导致淬火和掺杂从而减少数量。当使用方法A（LSC)时，生物基碳含量低（<10%）的样品只能使用苯转化程序或直接用足够精度的LSC法进行测量（见附录A）。
注2：目前，随着新型的集成AMS设备问世。在许多情况下，不再需要石墨转换。CO，气体可以用AMS直接
测量。
5取样
如果有待评估的材料或产品有标准取样步骤，并且这一步骤被各方接受，则可以进行该步骤并记录取样的细节。
无论哪种取样流程，样品都应代表材料或产品，此外，还应明确样品的数量或质量。
614C含量的测定
6.1总则
本文件规定了测定14C含量的一般样品制备和三种测试方法。采用这种模块化方法，普通装置的实验室可制备14C含量的样品，并用已有的设备或外包给专业实验室测定14C含量。
收集14C含量的样品，宜采取普遍接受的方法，即将样品中存在的碳转化为CO2。 为了测量14C含量，选择已被普遍接受的方法测定物体年龄。
6.2原理
生物基聚合物中生物基碳的量与14C含量成比例。 完全燃烧（见附录A)应符合后续测量14C含量的要求，并应提供样品作为CO2所有碳的定量回收，
以得到有效的结果。该测量方法应采用以下两种方法中的任一种：
液体闪炼计数法（LSC)（方法A）：通过β-粒子发射（与闪炼分子相互作用)间接测定14C的同位素丰度，具体见附录B。 加速器质谱（AMS)（方法C)：直接测定14C同位素丰度，见附录D。
也可通过β-电离（BI)（方法B)进行测量：通过β粒子（Geiger-Müller型探测器）发射间接测定14C 的同位素丰度，具体见附录C。 6.3将样品中的碳转化为适合测定14C样品的过程
将样品中存在的碳转化为合适的样品以测定14C含量，应按附录A的规定进行。
3 GB/T39715.2—2021/ISO16620-2:2019
6.4测量技术
样品14C含量测定应按照附录B、附录C或附录D中任一种方法进行收集的样品送到专业实验室时，样品应按要求存放，空气中的CO2不能进人吸收溶液。在取样阶
段，需在实验室中检查空气中CO2的泄漏情况
测定0%生物质含量，可以使用煤标准（例如BCR181)的燃烧，对于100%生物质含量，可以使用N.1.S.T草酸标准参考物质（SRM4990c），草酸低热值而较难燃
烧，所以可以将该参考物质与已知量的化石助燃剂混合可改善其燃烧性能。对于常规检查，可以使用草酸校准的木材标准参考物质。
7 总碳含量和总有机碳含量的测定
总碳含量和有机碳含量的测量应选择适宜的测量方法根据情况选用ISO609、ISO8245、ISO10694、ISO15350、ISO17247、ASTMD5291-16、ASTM
E1019或EN13137。
8 生物碳含量的计算
8.1总则
生物基碳含量的计算包括以下步骤： a）按第7章中的测试方法测定样品总碳含量TC，以总质量的百分比或样品中总有机碳含量表
示，按第7条规定的试验方法测量样品中总有机碳含量TOC，以总质量的百分比表示； b）采用第6章规定的试验方法，用14C含量值计算生物基碳含量，并用8.2中详述的校正因子
进行校正：
c) 将生物基碳含量计算为总碳含量αBC的一部分（见8.3.2)或总有机碳含量TOC的一部分（见
8.3.3)。
8.2校正因子
在进行氢弹试验（1955年左右开始并于1962年终止）之前，过去的千年中大气14C水平一直保持在几个百分点之内。因此，在此期间的样本可代表“现代”，并且可以直接确定化石的贡献。然而，在武器测试期间产生的14C使大气14C水平在1962年增加到200pMC，2010年下降到105pMC。根据增长间隔期14C平均水平，自1962年以来样本的14C含量有所升高。此外，近几十年大量排放的化石碳造成大气中14C/12C降低。
ASTMD6866-12使用的是100%生物基C值为100.5pMC（2018年）。该值是计算的基础，其他值只有在基于实验证明的情况下才可接受，
对于100%的生物碳值相当于每年减少0.5pMC。因此，以每年的1月1日计算，表2列出的值反映出自2019年以来每年下降0.5pMC。
4 GB/T39715.2—2021/ISO16620-2:2019
表2 对应年份生物基碳值
100%的生物碳值，REF
年份 2015 2016 2017 2018 2019 2020
(pMC,%) 102.0 101.5 101.0 100.5 100.0 待测定
注：表中数据符合ASTMD6866-18。 由100.5pMC值得到校正因子0.995（1/1.005）。在计算生物基碳含量时，如果14C含量为100/
0.995pMC或每克碳13.56/0.995dpm，则认为2016年生长的生物质为100%生物基碳含量。
与其他有机碳材料一样，生物聚合物中的生物量应按生物碳含量计算。
8.3计算方法 8.3.1 按质量x计算生物基碳含量
8.3.1.1采用方法A(LSC)或方法B(BI)确定14C含量
公式（1)是以质量文计算生物基碳含量的公式，结果用百分比表示：
C atiy X 100
(1)
B =
REF 100
13.56X
Xm
式中：
14 C netiviny 方法A或方法B(见附录B或附录C)计算得到的样品14C活性，单位为dpm； REF
构成样品的生物质100%生物基碳的参考值，单位为pMC；样品的质量，单位为克（g）。
m 8.3.1.2方法C(AMS)测量14C含量
公式（2)是以质量3计算生物基碳含量的公式，结果用百分比表示：
pMC(s) REF 100
n=αTC 100 X2TC A pMC(s)
.......( 2)
REF
式中： 2 TC pMC（s）——样品的测量值，单位为pMC； REF 一样品中生物质100%生物基碳的参考值，单位为pMC。
通过元素分析得出的总碳含量占样品总质量的比例，%；
8.3.2 生物基碳含量xTC的计算，该结果是TC的一部分
生物基碳含量TC作为总碳含量的一部分，计算公式为（3），结果以百分比表示：
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