前言 繼無鉛制程後,新一波的綠色電子浪潮~無鹵素(Halogen-free)將再次席卷之電子產業。在即將開始實施的挪威PoHS法令中,已明確規范十八種必須排除的有害物質,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) 、(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,禁止或使用。 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,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∶ Substance | Permissible 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 無鹵素分析 儀器分析上,能分析鹵素濃度使用的分析儀器分別為ED-XRF(X光螢光光譜儀)及JP(離子分析儀)兩種。X-光螢光分析儀 (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,偵測所釋放出來的螢光,經由分光儀分析其能量與強度後,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。 離子色譜分析方法: 1、樣品處理:氧彈燃燒或氧瓶燃燒 2、離子色譜儀: JP100型標準型離子色譜儀 根據WEEE指令及IEC/EN1249-2-21標準,PCB板基材中的溴離子含量不超過900 PPM,氯離子含量不超過900 PPM,溴+氯離子含量不超過1500PPM,才可稱為無鹵PCB板。 測試標準用:EN14582或者是IEC61189-2006。國際推薦使用離子色譜法檢測,前處理推薦使用氧彈燃燒轉換。下面以JP100型離子色譜為例: 實際應用報告 在塑料等聚合物產品中添加鹵素(氟,氯,溴,碘)用以提高燃點,其優點是:燃點比普通聚合物材料高,燃點大約在 300℃ 。燃燒時,會散發出鹵化氣體(氟,氯,溴,碘),迅速吸收氧氣,從而使火熄滅。但其缺點是釋放出的氯氣濃度高時,引起的能見度下降會導致無法識別逃生路徑,同時氯氣具有很強的毒性,影響人的呼吸系統,此外,含鹵聚合物燃燒釋放出的鹵素氣在與水蒸汽結合時,會生成腐蝕性有害氣體(鹵化氫),對一些設備及建筑物造成腐蝕。 PBB , PBDE , TBBPA 等溴化阻燃劑是目前使用較多的阻燃劑,主要應用在電子電器行業,包括:電路板、電腦、燃料電池、電視機和打印機等等。 這些含鹵阻燃劑材料在燃燒時產生二噁英,且在環境中能存在多年,甚至終身累積于生物體,無法排出。 目前對于無鹵化的要求,不同的產品有不同的標準: 如無鹵化電線電纜其中鹵素指標為:所有鹵素的值 ≦50PPM (根據法規 PREN 14582) ;燃燒后產生鹵化氫氣體的含量<100PPM (根據法規 EN 5067-2-1) ;燃燒后產生的鹵化氫氣體溶于水后的 PH 值 ≧4.3 (根據法規 EN-5 0267-2-2);產品在密閉容器中燃燒后透過一束光線其透光率 ≧60% (根據法規 EN-50268-2) 。 塑料中的鹵素檢測分析譜圖: 上圖為某包裝塑料中鹵素含量檢測譜圖,對應F- 、CL-、 Br- 、I-四種鹵素離子,一次進樣,20分鐘內完成分析檢測,方便快速,是國際通用標準分析方法。 技術說明 1、使用寬范圍、高性能、低脈沖雙往復活塞高壓泵,泵速達9.999ml/min 2、可支持國內外多種陰/陽離子色譜柱,具有可靠性和穩定性高,流量精確,低維護等優點 3、的在線脫氣技術,對流動相進行實時脫氣控制,避免了傳統脫氣泵的繁瑣操作和間歇性。 4、的連續自動再生膜抑制器,具有抑制容量高,無需使用蠕動泵,平衡快,抗污染,重復性好,無需使用任何消耗品,零維護。 |