溴的檢測方法

　　依照 RoHS 指令的檢測方法

　　實(shí)施 RoHS 指令不應該僅僅是停留在某種良好意愿的層面，而是需要通過(guò)所有歐盟成員國的共同努力，制定對電子電氣產(chǎn)品進(jìn)行系統測試的規范，以使 RoHS 指令真正得到實(shí)行。

　　RoHS 指令禁止在電子電氣產(chǎn)品中使用鉛、汞、鎘、六價(jià)鉻( chrome VI )和溴化阻燃劑 PBB 和 PBDEs 。對這些違禁物質(zhì)的存在以及濃度進(jìn)行測試的方法各不相同。

　　然而，要使測試具有實(shí)際的效果和意義，必須首先解決一些比較具體的問(wèn)題。測試方法通常有兩種：無(wú)損檢測和破壞性檢測。前者只需較小的成本以及較短的時(shí)間，當被測物質(zhì)濃度在數個(gè) 10ppm 情況下，具有理想的準確度。因此， JBCE 鼓勵相關(guān)權威部門(mén)使用無(wú)損檢測方法，除非該方法不能確定某些被禁止物質(zhì)，例如六價(jià)鉻。以下將進(jìn)行詳細的描述。

　　1 、 測試方法的基本概念

　　通常，我們主張使用能量色散 X 射線(xiàn)熒光 (EDXF) 檢測設備，檢測方法的基本策略概括如下：

　　( 1 )篩選：使用便攜式 EDXF 設備將被檢驗樣品劃分成 3 類(lèi)：不合格類(lèi)、灰色區域類(lèi)、合格類(lèi)。

　　( 2 )最終檢測：使用臺式 EDXF 設備將屬于灰色區域的樣品區分為合格類(lèi)以及不合格類(lèi)。

　　舉例說(shuō)明(見(jiàn)下圖)：

　　假設便攜式 EDXF 設備檢測的誤差在濃度范圍 1000ppm ( 0.1% )范圍的 20% ，產(chǎn)品中違禁物質(zhì)的檢測結果如在 800ppm 以下，就可以確認為是合格的，如果超過(guò) 1200ppm 即可被確認為是不合格。在灰色區域的產(chǎn)品( 800ppm-1200ppm )應該被視為合格的。如果權威部門(mén)想縮小灰色區域的范圍，則可以使用臺式 EDXF 設備。如果假定臺式設備誤差為 5% ，則濃度值在 1050ppm 以下的產(chǎn)品可以被視為合格。

　　至于兩種溴化阻燃劑( PBB 和 PBDE )以及六價(jià)鉻， EDXF 設備檢測結果將是溴元素和鉻元素單體的總量。為了將違禁物質(zhì)跟其相關(guān)物質(zhì)準確區分，則需采取進(jìn)一步措施(請參考第 3 、 4 節)

　　請注意多種因素，諸如樣品的形狀、厚度以及基體材質(zhì)，都會(huì )影響測試結果。因此，必須通過(guò)由專(zhuān)家組成的標準委員會(huì )對測試方法的各個(gè)細節進(jìn)行規范化。

　　2 、 鉛、汞、鎘

　　使用便攜式和臺式 EDXF 設備對這三種物質(zhì)進(jìn)行測試將十分有效。便攜式 EDXF 設備可以有效地直接在現場(chǎng)鑒別相關(guān)物質(zhì)濃度范圍在 100ppm 或者 1000ppm 左右的樣品。

　　臺式 EDXF 設備比便攜式設備的價(jià)格要高，但相對較為精確。另外，在大多數情況下，使用該類(lèi)設備不需要專(zhuān)門(mén)指定操作人員。

　　對尺寸較大的物體， JBCE 主張首先使用便攜式 EDXF 設備進(jìn)行篩選，然后用臺式設備對難以確定的樣品進(jìn)行更精確的測試。對于尺寸較小的物體可以直接使用臺式 EDXF 設備。

　　附件 2 和 3 表示對塑料中以及金屬中的鉛進(jìn)行檢測的流程，這兩個(gè)流程都是基于附件 1 所示的基本方法。

　　JBCE 建議權威部門(mén)在允許的誤差范圍內，可將臺式 EDXF 設備作為最終的測試工具，以避免使用破壞性且高費用的化學(xué)方法。

　　如第 1 節所述，所有細節都需經(jīng)過(guò)專(zhuān)家的論證。我們進(jìn)一步建議使用校正曲線(xiàn) ( 配合使用標樣 ) 以確定濃度數值，以便適當消除不同設備之間的系統誤差影響。

　　3 . PBB and PBDEs

　　EDXF 設備 ( 便攜式以及臺式 ) 能夠檢測出是否存在溴化物，但是不能區分違禁物質(zhì) PBB/PBDEs 和其他種類(lèi)的溴化阻燃劑，例如 TBBPA (四溴雙酚 A )。 TBBPA 應用廣泛，舉例來(lái)說(shuō)，實(shí)際上在每個(gè)電器的電路板上都使用了該材料。因此，只有運用昂貴且耗時(shí)的破壞性化學(xué)方式 (GCMS) 才能夠進(jìn)行有效鑒別。

　　不過(guò)， JBCE 探索出了一種簡(jiǎn)易的無(wú)損檢測方法，它能夠區分阻燃劑中的違禁成分和安全成分： FTIR (變溫紅外線(xiàn)光譜分析)。如果添加到塑料中的溴化阻燃劑的濃度超過(guò) 3% ， FTIR 能夠進(jìn)行有效鑒別。

　　為了具有實(shí)效并在一段時(shí)間內保持阻燃功能，塑料中至少需要添加 5% ( 50000ppm )的溴化阻燃劑。添加該濃度以下的溴化阻燃劑沒(méi)有實(shí)際意義， EEE 制造商從來(lái)不會(huì )這么做。進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，在同一種塑料中通常不會(huì )使用兩種不同的溴化阻燃劑，因此 PBB/PBDEs 幾乎不會(huì )成為混在其他類(lèi)型溴化阻燃劑中的雜質(zhì)。

　　因此，如果運用 FTIR 檢測出 TBBPA( 或者其他類(lèi)型的安全的溴化阻燃劑 ) ，我們可以推知 PBB 和 PBDEs 在被測塑料中的濃度都不會(huì )超標。

　　如果要求對濃度在 1000ppm 范圍內的不同類(lèi)型的 PBDE (例如： penta-, octa- 或者 deca-BDE )進(jìn)行鑒別，應該使用 GCMS 方法。

　　附件 4 表示對溴化阻燃劑的進(jìn)行鑒別的策略。

　　因此，為了簡(jiǎn)化檢測過(guò)程， JBCE 將極力主張在運用 EDXF 方法的同時(shí)配合運用 FTIR 方法。另外，由于 FTIR 對于被測物質(zhì)的表面狀況十分敏感，因此所有細節都應該經(jīng)過(guò)專(zhuān)家的審核。

　　4 .六價(jià)鉻 (Chrome VI)

　　由于六價(jià)鉻具有危害性，所以被 RoHS 指令所禁止。然而三價(jià)鉻卻不具有毒性，因此可以安全的使用。但在目前，沒(méi)有任何一種無(wú)損檢測方法能夠區分三價(jià)鉻、六價(jià)鉻以及金屬鉻元素。

　　使用 EDXF 設備可以檢測出鉻元素是否存在。當鉻的濃度非常低時(shí)，很明顯產(chǎn)品是符合 RoHS 指令要求的;如果鉻的濃度較高 ( 超過(guò)相關(guān)指標 ) ，則需要進(jìn)行進(jìn)一步的檢測以鑒別是否有六價(jià)鉻。

　　為此， JBCE 建議運用比色法 (diphenyl-carbazide) ，它是破壞性測試中最簡(jiǎn)單的方法之一。有疑問(wèn)的被測物必須被浸泡在水中，在足夠長(cháng)的時(shí)間后鉻離子將會(huì )被溶解。如果溶液里含有六價(jià)鉻，它會(huì )與二苯基二氨 (diphenyl-carbazide) 發(fā)生反應并顯現紅色。濃度可以由分光光度計進(jìn)行檢測。

　　附件 5 表示六價(jià)鉻的檢測方法。

　　由于三價(jià)鉻在洗提 ( 溶離 ) 過(guò)程中可能會(huì )變成六價(jià)鉻，因此對洗提 ( 溶離 ) 的操作要求十分嚴格。細節需經(jīng)專(zhuān)家審核。

　　5 . 結論

　　總而論之，我們建議：

　　1 、 原則上，應該盡量運用無(wú)損檢測方法。

　　2 、 對于鉛、鎘和汞，使用 EDXF 設備完全可行。

　　3 、 對于 PBB/PBDE ，組合使用 EDXF 和 FTIR 是實(shí)際有效的。

　　4 、 對于六價(jià)鉻，比色法 (diphenyl-carbazide) 是在使用 EDXF 進(jìn)行篩選之后最簡(jiǎn)單的方法。

　　由于需要考慮諸多因素，我們強調建立標準委員會(huì )以對細節進(jìn)行討論的重要性。更重要的是，應該仔細討論如何在檢測過(guò)程中正確對待 RoHS 指令的附件中所免除的應用項目。

　　JBCE 將十分樂(lè )意成為標準委員會(huì )中的一員來(lái)協(xié)助您建立一種有效的檢測規范。

　　縮寫(xiě)注釋 :

　　EDXF: 能量色散 X 射線(xiàn)熒光光譜儀

　　TC:: 濃度指標

　　備注 :

　　1 、確定 a 和 B 的值的因子視 EDXF 設備的誤差而定。因子 0.2 和 0.05 作為假設值分別在簡(jiǎn)單測試以及 精確測試中。

　　2 、如果目標的形狀或者基材材質(zhì)不夠理想，則檢測值通常比實(shí)際濃度要低一些。

　　3 、如使用 EDXF 進(jìn)行測試不夠準確，則應使用其他方法。

　　4 、該流程圖只表示通常性的方法。在不同情況下對于不同的元素都需要運用特定的方