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(yīng)用在電子設(shè)備及它的副件包括機(jī)器盒、印制電路板、纜繩導(dǎo)線、塑料零件及包裝材料。電子零組件與材料、電子產(chǎn)品的接著技術(shù)、產(chǎn)品外殼 (Housing)，PP、ABS、PMMA、PC…、塑膠、色料等。
一、設(shè)計(jì)總則
國(guó)際電工協(xié)會(huì) 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) | 1500ppm (0.15%) |
| + bromine (Br) |
表1. 國(guó)際電工協(xié)會(huì) IEC 61249-2-21 :2003 之無(wú)鹵素材料規(guī)格
無(wú)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CIC(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(fā)試片中的元素，當(dāng)原子自激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí)，偵測(cè)所釋放出來(lái)的螢光，經(jīng)由分光儀分析其能量與強(qiáng)度後，可提供試片中組成元素的種類(lèi)與含量。離子色譜法是利用離子交換的原理，使待測(cè)定的離子在流動(dòng)相與固定相間的不同親和力而得以分離，采用電導(dǎo)檢測(cè)器測(cè)定，根據(jù)各成分的保留時(shí)間定性，利用色譜峰面積定量的分析方法。檢測(cè)限可以達(dá)到ppb的分析水平。目前根據(jù)BS EN14582:2007標(biāo)準(zhǔn)，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：
樣品處理：氧彈燃燒或氧瓶燃燒
2、離子色譜儀：
離子色譜儀： CIC100型標(biāo)準(zhǔn)型離子色譜儀
根據(jù)WEEE指令及IEC/EN1249-2-21標(biāo)準(zhǔn)，PCB板基材中的溴離子含量不超過(guò)900 PPM，氯離子含量不超過(guò)900 PPM，溴+氯離子含量不超過(guò)1500PPM，才可稱為無(wú)鹵PCB板。
測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)用：EN14582或者是IEC61189-2006。國(guó)際推薦使用離子色譜法檢測(cè)，前處理推薦使用氧彈燃燒轉(zhuǎn)換。
二、實(shí)際應(yīng)用報(bào)告
概述：在塑料等聚合物產(chǎn)品中添加鹵素（氟，氯，溴，碘）用以提高燃點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)是：燃點(diǎn)比普通聚合物材料高，燃點(diǎn)大約在 300℃ 。燃燒時(shí)，會(huì)散發(fā)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(diǎn)是釋放出的氯氣濃度高時(shí)，引起的能見(jiàn)度下降會(huì)導(dǎo)致無(wú)法識(shí)別逃生路徑，同時(shí)氯氣具有很強(qiáng)的毒性，影響人的呼吸系統(tǒng)，此外，含鹵聚合物燃燒釋放出的鹵素氣在與水蒸汽結(jié)合時(shí)，會(huì)生成腐蝕性有害氣體（鹵化氫），對(duì)一些設(shè)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(yīng)用在電子電器行業(yè)，包括：電路板、電腦、燃料電池、電視機(jī)和打印機(jī)等等。
這些含鹵阻燃劑材料在燃燒時(shí)產(chǎn)生二噁英，且在環(huán)境中能存在多年，甚至終身累積于生物體，無(wú)法排出。
目前對(duì)于無(wú)鹵化的要求，不同的產(chǎn)品有不同的標(biāo)準(zhǔn)：
如無(wú)鹵化電線電纜其中鹵素指標(biāo)為：所有鹵素的值 ≦50PPM
(根據(jù)法規(guī) PREN 14582) ;燃燒后產(chǎn)生鹵化氫氣體的含量＜100PPM
(根據(jù)法規(guī) EN 5067-2-1) ;燃燒后產(chǎn)生的鹵化氫氣體溶于水后的 PH 值 ≧4.3
（根據(jù)法規(guī) EN-5 0267-2-2);產(chǎn)品在密閉容器中燃燒后透過(guò)一束光線其透光率 ≧60%
(根據(jù)法規(guī) EN-50268-2) 。
塑料中的鹵素檢測(cè)分析譜圖：
上圖為某包裝塑料中鹵素含量檢測(cè)譜圖，對(duì)應(yīng)F- 、CL-、 Br- 、I-四種鹵素離子，一次進(jìn)樣，20分鐘內(nèi)完成分析檢測(cè)，方便快速，是國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)分析方法。
三、技術(shù)說(shuō)明
1、使用寬范圍、高性能、低脈沖雙往復(fù)活塞高壓泵，泵速達(dá)9.999ml/min
2、可支持國(guó)內(nèi)外多種陰/陽(yáng)離子色譜柱，具有可靠性和穩(wěn)定性高，流量精確，低維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。
3、的在線脫氣技術(shù)，對(duì)流動(dòng)相進(jìn)行實(shí)時(shí)脫氣控制，避免了傳統(tǒng)脫氣泵的繁瑣操作和間歇性。
4、的連續(xù)自動(dòng)再生膜抑制器，具有抑制容量高，無(wú)需使用蠕動(dòng)泵，平衡快，抗污染，重復(fù)性好，無(wú)需使用任何消耗品，零維護(hù)。
四、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范
離子色譜儀的設(shè)計(jì)、制造應(yīng)按國(guó)標(biāo)規(guī)定執(zhí)行。主要設(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范如下：（列出標(biāo)準(zhǔn)號(hào)及標(biāo)準(zhǔn)名稱清單）
| 序號(hào) | 標(biāo)準(zhǔn)名稱 | 標(biāo)準(zhǔn)號(hào) |
| 1 | WEEE指令 | EN61010-1: 1993 |
| 2 | IEC/EN 1249 2-21 | EN50081-1: 1992: |
| 3 | 居住區(qū)大氣中硫酸鹽衛(wèi)生檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)方法—離子色譜法 | GB/T11733-89 |
| 4 | 大氣降水中氟、氯、亞硝酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽的測(cè)定—離子色譜法 | GB13580.5-92 |
| 5 | 工業(yè)循環(huán)冷卻水中鈉、銨、鉀、鎂和鈣離子的測(cè)定—離子色譜法 | GB/T15454-95 |
| 6 | 工業(yè)循環(huán)冷卻水及鍋爐水中氟、氯、磷酸根、亞硝酸根、硝酸根和硫酸根的測(cè)定—離子色譜法 | GB/T14642-93 |
| 7 | 電子級(jí)水中痕量氯離子、硝酸根離子、磷酸根離子、硫酸根離子的離子色譜測(cè)試方法 | GB/T11446.7-1997 |
| 8 | 飲用天然礦泉水檢驗(yàn)方法（包括：25.3鋰的離子色譜法；36.3氟化物的離子色譜法；37.2氯化物的離子色譜法；38.1溴化物的離子色譜法；39.3碘化物的離子色譜法；硝酸鹽的離子色譜法） | GB/T8538-1995 |
| 9 | 洗滌劑中各種磷酸鹽的分離測(cè)定（離子交換柱色譜法） | GB/T13173.4-91 |
| 10 | 洗滌劑中非離子表面活性劑含量的測(cè)定（離子交換法） | GB/T13173.3-91 |
| 11 | 工業(yè)三聚磷酸鈉—離子交換柱色譜法分離測(cè)定不同形式的磷酸鹽，根據(jù)ISO 3358:1979《工業(yè)三聚磷酸鈉和焦磷酸鈉，離子交換柱色譜法分離測(cè)定不同形式的磷酸鹽》重新起草 | GB/T9984.3-2004 |
| 12 | 地下水質(zhì)檢驗(yàn)方法—離子色譜法測(cè)定氯離子、氟離子、溴離子、硝酸根和硫酸根 | DZ/T0064.51-93 |
| 13 | 地下水質(zhì)檢驗(yàn)方法—離子色譜法測(cè)定鉀、鈉、鋰和銨 | DZ/T0064.28-93 |
| 14 | 城市供水鈉、鎂、鈣的測(cè)定—離子色譜法 | CJ/T143-2001 |
| 15 | 中華人民共和國(guó)國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程—離子色譜儀 | JJG 823-93 |
| 16 | 火電廠水汽中無(wú)機(jī)痕量陰離子的測(cè)定 | DL/T954-2005 |
五、設(shè)備技術(shù)特性
| 設(shè)備名稱 | 無(wú)鹵測(cè)試儀 | |
| 設(shè)備型號(hào) | GT-MS | |
| 用途 | 適用于各類(lèi)樣品中鹵素離子的分析 | |
| 數(shù)量 | 1套 | |
| 工作環(huán)境溫度 | 15至30℃ | |
| 泵 | ||
| 項(xiàng)目 | 說(shuō)明 | 數(shù)據(jù)描述 |
| 雙活塞串聯(lián)高壓泵 | 是或否 | 是 |
| 壓力 | Mpa | 42 Mpa |
| 流速范圍 | ml/min | 0.001-9.999 |
| 流速增量 | ml | 0.01 |
| 流量精度 | % | 0.20% |
| 泵頭體積 | mL | 10 |
| 電磁六通閥 | 是或否 | 是 |
| 洗脫液系統(tǒng) | 碳酸鈉 | |
| 需要氮?dú)?/td> | 是或否 | 否 |
| 電導(dǎo)檢測(cè)器 | ||
| 電導(dǎo)檢測(cè)器 | 五極電導(dǎo) | |
| 電導(dǎo)池體積 | uL | ＜1.0 uL |
| 檢測(cè)器范圍 | us/cm | 0—1000 |
| 電子漂移 | FS | 2.00% |
| 電子噪音 | FS | 1.00% |
| 分辨率 | ns/cm | 0.05ns |
| 前處理 | ||
| 氧彈燃燒裝置 | 對(duì)樣品進(jìn)行充分的處理 | |
| 針頭過(guò)濾器 | 0.22um | 對(duì)樣品懸浮雜質(zhì)過(guò)濾 |
| C18柱 | 對(duì)有機(jī)物吸附 | |
| 在線脫氣 | 實(shí)時(shí)進(jìn)行流動(dòng)相的脫氣處理 | |
| 分析系統(tǒng) | ||
| 抑制器類(lèi)型 | 膜抑制器 | |
| 抑制器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) | 連續(xù)自動(dòng)再生 | |
| 連續(xù)抑制 | 連續(xù)自動(dòng)抑制 | |
| 電解再生 | 是或否 | 是 |
| 抑制重復(fù)性 | 重復(fù)性好 | |
| 抑制能力 | 抑制能力強(qiáng)，是柱抑制的50倍 | |
| 離子分析柱兼容性 | 兼容各類(lèi)柱子 | |
| 分析柱耐PH范圍 | 0-14 | |
| 離子分析柱選擇 | 選擇性廣 | |
| 陰離子分析種類(lèi) | F-，Cl-,Br-，I- | |
| 中文軟件 | 中英文軟件 | |
| 整機(jī)免費(fèi)保修期 | 1年 | |
六、儀器配置建議
| 主要配置 | 規(guī)格型號(hào) | 數(shù)量 |
| 主機(jī) | CIC-D100 | 1臺(tái) |
| 高壓雙柱塞平流泵 | UA-100A | 1臺(tái) |
| 六通進(jìn)樣閥 | --- | 1套 |
| 電導(dǎo)檢測(cè)器 | SHD-3 | 1套 |
| 陰離子色譜柱 | SH-AC-3 | 1支 |
| 陰離子保護(hù)柱 | SH-G-1 | 1支 |
| 氧彈燃燒裝置（選配） | SH-YS-1 | 1套 |
| 陰離子抑制系統(tǒng) | SHY-A | 1套 |
| 流路系統(tǒng) | Peek | 1套 |
| 砂芯過(guò)濾裝置 | SHF | 1套 |
| 色譜工作站 | SH010 | 1套 |
| 備品備件 | SH000 | 1批 |
| 電腦、打印機(jī)（選配） | / | 1套 |
七、前處理操作
氧瓶燃燒法
1、氧：500mL碘量瓶，在磨口塞中心部位接一段下端呈螺旋狀的鉑絲。鉑絲直徑為1mm左右(見(jiàn)下圖)。
2、氧瓶燃燒法包樣紙形狀（無(wú)灰濾紙）
一、樣品前處理操作步驟：
1、按預(yù)料的鹵素量切取0.5～2.0g試樣，把它切成每邊小于1mm的小塊。
2、稱取40～50mg試樣，精確至0.1mg。若已知鹵素含量較小，則可在同一吸收瓶的同一吸收溶液上連續(xù)燃燒幾個(gè)試樣，試樣用濾紙包好，夾在螺旋狀鉑絲中，在氧中，加入淋洗液（30-50ml）。
3、將其放在安全罩內(nèi)。連接氧氣鋼瓶，以至少2L/min的流速通氧1min，當(dāng)中充滿氧氣后，點(diǎn)燃包試樣的濾紙末端，迅速斷開(kāi)通氧系統(tǒng)，蓋上瓶塞，并用手壓緊。至火焰熄滅方可將它移出安全罩，瓶?jī)?nèi)應(yīng)無(wú)黑灰殘?jiān)?/p>
4、停放10min左右，打開(kāi)瓶塞，用適量淋洗液沖洗瓶塞和鉑絲。
二、離子色譜儀操作步驟
1、把吸收液移至100ml容量瓶，定容。 2、取樣進(jìn)離子色譜分析。
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