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溴的检测方法

依照 RoHS 指令的检测方法

　日本商会欧洲分部（ JBCE ）已经认识到对进入欧洲市场的电子电气产品进行尽可能频繁的随机抽检之重要性。实施 RoHS 指令不应该仅仅是停留在某种良好意愿的层面，而是需要通过所有欧盟成员国的共同努力，制定对电子电气产品进行系统测试的规范，以使 RoHS 指令真正得到实行。

　　RoHS 指令禁止在电子电气产品中使用铅、汞、镉、六价铬（ chrome VI ）和溴化阻燃剂 PBB 和 PBDEs 。对这些违禁物质的存在以及浓度进行测试的方法各不相同。

　　然而，要使测试具有实际的效果和意义，必须首先解决一些比较具体的问题。测试方法通常有两种：无损检测和破坏性检测。前者只需较小的成本以及较短的时间，当被测物质浓度在数个 10ppm 情况下，具有理想的准确度。因此， JBCE 鼓励相关部门使用无损检测方法，除非该方法不能确定某些被禁止物质，例如六价铬。以下将进行详细的描述。

　　1 、测试方法的基本概念

　　通常，我们主张使用能量色散 X 射线荧光（EDXF）检测设备，检测方法的基本策略概括如下：

　　（ 1 ）筛选：使用便携式 EDXF 设备将被检验样品划分成 3 类：不合格类、灰色区域类、合格类。

　　（ 2 ）zui终检测：使用台式 EDXF 设备将属于灰色区域的样品区分为合格类以及不合格类。

　　举例说明（见下图）：

　　假设便携式 EDXF 设备检测的误差在浓度范围 1000ppm （ 0.1% ）范围的 20% ，产品中违禁物质的检测结果如在 800ppm 以下，就可以确认为是合格的，如果超过 1200ppm 即可被确认为是不合格。在灰色区域的产品（ 800ppm-1200ppm ）应该被视为合格的。如果部门想缩小灰色区域的范围，则可以使用台式 EDXF 设备。如果假定台式设备误差为 5% ，则浓度值在 1050ppm 以下的产品可以被视为合格。

　　至于两种溴化阻燃剂（ PBB 和 PBDE ）以及六价铬， EDXF 设备检测结果将是溴元素和铬元素单体的总量。为了将违禁物质跟其相关物质准确区分，则需采取进一步措施（请参考第 3 、 4 节）

　　请注意多种因素，诸如样品的形状、厚度以及基体材质，都会影响测试结果。因此，必须通过由专家组成的标准委员会对测试方法的各个细节进行规范化。

　　2 、铅、汞、镉

　　使用便携式和台式 EDXF 设备对这三种物质进行测试将十分有效。便携式 EDXF 设备可以有效地直接在现场鉴别相关物质浓度范围在 100ppm 或者 1000ppm 左右的样品。

　　台式 EDXF 设备比便携式设备的价格要高，但相对较为。另外，在大多数情况下，使用该类设备不需要专门操作人员。

　　对尺寸较大的物体， JBCE 主张首先使用便携式 EDXF 设备进行筛选，然后用台式设备对难以确定的样品进行更的测试。对于尺寸较小的物体可以直接使用台式 EDXF 设备。
　　附件 2 和 3 表示对塑料中以及金属中的铅进行检测的流程，这两个流程都是基于附件 1 所示的基本方法。

　　JBCE 建议部门在允许的误差范围内，可将台式 EDXF 设备作为zui终的测试工具，以避免使用破坏性且高费用的化学方法。

　　如第 1 节所述，所有细节都需经过专家的论证。我们进一步建议使用校正曲线（配合使用标样）以确定浓度数值，以便适当消除不同设备之间的系统误差影响。

　　3 ． PBB and PBDEs

　　EDXF 设备（便携式以及台式）能够检测出是否存在溴化物，但是不能区分违禁物质 PBB/PBDEs 和其他种类的溴化阻燃剂，例如 TBBPA （四溴双酚 A ）。 TBBPA 应用广泛，举例来说，实际上在每个电器的电路板上都使用了该材料。因此，只有运用昂贵且耗时的破坏性化学方式（GCMS）才能够进行有效鉴别。

　　不过， JBCE 探索出了一种简易的无损检测方法，它能够区分阻燃剂中的违禁成分和安全成分： FTIR （变温红外线光谱分析）。如果添加到塑料中的溴化阻燃剂的浓度超过 3% ， FTIR 能够进行有效鉴别。

　　为了具有实效并在一段时间内保持阻燃功能，塑料中至少需要添加 5% （ 50000ppm ）的溴化阻燃剂。添加该浓度以下的溴化阻燃剂没有实际意义， EEE 制造商从来不会这么做。进一步来说，在同一种塑料中通常不会使用两种不同的溴化阻燃剂，因此 PBB/PBDEs 几乎不会成为混在其他类型溴化阻燃剂中的杂质。

　　因此，如果运用 FTIR 检测出 TBBPA（或者其他类型的安全的溴化阻燃剂），我们可以推知 PBB 和 PBDEs 在被测塑料中的浓度都不会超标。

　　如果要求对浓度在 1000ppm 范围内的不同类型的 PBDE （例如： penta-, octa- 或者 deca-BDE ）进行鉴别，应该使用 GCMS 方法。

　　附件 4 表示对溴化阻燃剂的进行鉴别的策略。

　　因此，为了简化检测过程， JBCE 将极力主张在运用 EDXF 方法的同时配合运用 FTIR 方法。另外，由于 FTIR 对于被测物质的表面状况十分敏感，因此所有细节都应该经过专家的审核。

　　4 ．六价铬（Chrome VI）

　　由于六价铬具有危害性，所以被 RoHS 指令所禁止。然而三价铬却不具有毒性，因此可以安全的使用。但在目前，没有任何一种无损检测方法能够区分三价铬、六价铬以及金属铬元素。

　　使用 EDXF 设备可以检测出铬元素是否存在。当铬的浓度非常低时，很明显产品是符合 RoHS 指令要求的；如果铬的浓度较高（超过相关指标），则需要进行进一步的检测以鉴别是否有六价铬。

　　为此， JBCE 建议运用比色法（diphenyl-carbazide），它是破坏性测试中zui简单的方法之一。有疑问的被测物必须被浸泡在水中，在足够长的时间后铬离子将会被溶解。如果溶液里含有六价铬，它会与二苯基二氨（diphenyl-carbazide）发生反应并显现红色。浓度可以由分光光度计进行检测。

　　附件 5 表示六价铬的检测方法。

　　由于三价铬在洗提（溶离）过程中可能会变成六价铬，因此对洗提（溶离）的操作要求十分严格。细节需经专家审核。

　　5 . 结论

　　总而论之，我们建议：

　　1 、原则上，应该尽量运用无损检测方法。

　　2 、对于铅、镉和汞，使用 EDXF 设备*可行。

　　3 、对于 PBB/PBDE ，组合使用 EDXF 和 FTIR 是实际有效的。

　　4 、对于六价铬，比色法（diphenyl-carbazide）是在使用 EDXF 进行筛选之后zui简单的方法。

　　由于需要考虑诸多因素，我们强调建立标准委员会以对细节进行讨论的重要性。更重要的是，应该仔细讨论如何在检测过程中正确对待 RoHS 指令的附件中所免除的应用项目。

　　JBCE 将十分乐意成为标准委员会中的一员来协助您建立一种有效的检测规范。

　　缩写注释 :

　　EDXF: 能量色散 X 射线荧光光谱仪