無鹵素分析檢測規定及鹵素危害

2017-02-16

無鹵素分析限值指標及其測試方法

一、 前言 繼無鉛制程后,新一波的綠色電子浪潮~無鹵素(Halogen-free)將再次席卷全球之電子產業。在即將開始實施的挪威RoHS法令中,已明確規范十八種必須排除的有害物質,第一類群組即為溴系難燃劑,包括六環溴十二烷(HBCDD)與印刷電路板中最常用的四溴丙二酚(TBBPA)等。除了國際間將陸續訂定相關法律外,國際大廠包括ASUS、Dell、HP、Apple、Intel、AMD等公司亦聲明將自2008年開始導入無鹵素材料。鹵素材料是指在周期表中的氟(F)、氯(Cl) 、溴(Br) 、碘(I) 、砹(At),主要是在做阻燃的功能,被廣泛應用在電子設備及它的副件包括機器盒、印制電路板、纜繩導線、塑料零件及包裝材料。電子零組件與材料、電子產品的接著技術、產品外殼 (Housing),PP、ABS、PMMA、PC…、塑膠、色料等。鹵素的危害也是眾所周知的,有機鹵化合物在人體中可導致癌癥,而且其低生物降解率會導致生態系統中的積累,一些揮發性的有機鹵化物對臭氧層也有極大的破壞作用,進而對環境和人類健康造成嚴重影響,因此鹵素化合物被列為對人類和環境有害的化學品,禁止或限量使用。

二、 國際如鹵素材料的規范從氟利昂到POPs,從PVC到溴化阻燃劑(BFR),有機鹵化物對人體和自然生態環境的危害已是不爭的事實。1987年簽署的《蒙特利爾議定書》和2001年簽署的《斯德哥爾摩公約》表明世界各國已經對這類物質的生產和使用加以限制。近年來,眾所周知的《歐盟電子電器危害物禁用指令》(ROHS指令)中規定,從2006年7月1日起,全面禁用溴類阻燃劑。同時,國際上已有一系列法律法規禁止在電子電器、玩具和皮革制品上使用部分有毒有害的含鹵有機溶劑,其中包括在生產加工過程中禁止使用、在最終產品上不得殘留、在最終產品上可揮發的含鹵有機物不得超過某一限制。

國際組織或大廠如IEC、IPC、JPCA及三星等均已定義其無鹵素材料的規格,其中IEC 61249-2-21規范要求溴、氯化物之含量必須低於900 ppm,總鹵素含量則必須低於1500 ppm,IPC之無鹵素定義與IEC相同;JPCA之規范則定義溴化物與氯化物含量限制均為900 ppm,并未要求總鹵素含量。三星規定溴化物與氯化物含量限制各為900 ppm。國際電工協會 IEC 61249-2-21 :2003定義∶ SubstancePermissible Limit (by weight) Bromine (Br)溴化合物900 ppm (0.09%) Chlorine (Cl)氯化合物900ppm (0.09%) Total concentration of: chlorine (Cl) + bromine (Br)1500ppm (0.15%) 表1. 國際電工協會 IEC 61249-2-21 :2003 之無鹵素材料規格。

三、 無鹵素分析儀器分析上,能分析鹵素濃度最常使用的分析儀器分別為ED-XRF(X熒光光譜儀)及IC(離子層析儀)兩種。 X-光熒光分析儀 (X-ray Fluorescence Spectrometer, XRF )系利用X-光束照射試片以激發試片中的元素,當原子自激發態回到基態時,偵測所釋放出來的熒光,經由分析儀分析其能量與強度后,可提供試片中組成元素的種類與含量。離子色譜法是利用離子交換的原理,使待測定的離子在流動相與固定相間的不同親和力而得以分離,采用電導檢測器測定,根據各成分的保留時間定性,利用色譜峰面積定量的分析方法。檢測限可以達到ppb的分析水平。目前根據BS EN14582:2007標準,就是氧彈燃燒利用離子色譜儀分析鹵素。

四、 行業目前涉及行業廣泛,主要有檢測機構、五金塑膠、電子材料、電線電纜、電子產品(電子機殼、手機、錄放影機、遙控器、電子產品連接器、電路板等)。

 

危害

    鹵素(halogen),鹵族元素的簡稱,是元素周期表上的第ⅦA族元素,包括氟、氯、溴、碘、哎等五元素。由于哎屬于放射性元素,所以人們常說的鹵素是指氟、氯、溴、碘。
   鹵素的危害極大,對免疫系統的毒性,對內分泌系統的影響,對生殖和發育的影響,致癌作用,其他的毒性(精神和心理疾患),多數鹵化物屬于環境荷爾蒙物質
   根據許多科學研究顯示,鹵素系阻燃劑已經成為日常環境中到處擴散的污染物,且對于環境與人類的威脅日益升高。而制造、循環回收、或拋棄家電及其它消費性產品的行為,則是造成這些污染物釋放到環境的主要途徑。為保護環境,各種法律法規也相繼出現,是為了限制鹵素的使用。某些鹵素系阻燃劑已經不能使用在電器產品和房屋建材的塑料材料部份 (此泛指塑料的表面/外殼)。塑料材料中禁用鹵素系阻燃劑的原因是此種阻燃劑無法回收使用,而且在燃燒與加熱過程中會釋放有害物質,威脅到人類身體的健康、環境和下一代子孫。

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