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Halogen卤素

  ⅦA族元素包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At),合称卤素。其中砹(At)为放射性元素,在产品中几乎不存在,前四种元素在产品中特别是在聚合物材料中以有机化合物形式存在。目前应用于产品中的卤素化合物主要为阻燃剂:PBB,PBDE,TBBP-A,PCB,六溴十二烷,三溴苯酚,短链氯化石蜡;用于做冷冻剂、隔热材料的臭氧破坏物质:CFCs、HCFCs、HFCs等。

 

  危害:在塑料等聚合物产品中添加卤素(氟,氯,溴,碘)用以提高燃点,其优点是:燃点比普通聚合物材料高,燃点大约在300℃。燃烧时,会散发出卤化气体(氟,氯,溴,碘),迅速吸收氧气,从而使火熄灭。但其缺点是释放出的氯气浓度高时,引起的能见度下降会导致无法识别逃生路径,同时氯气具有很强的毒性,影响人的呼吸系统,此外,含卤聚合物燃烧释放出的卤素气在与水蒸汽结合时,会生成腐蚀性有害气体(卤化氢),对一些设备及建筑物造成腐蚀。

 

  PBB,PBDE,TBBPA等溴化阻燃剂是目前使用较多的阻燃剂,主要应用在电子电器行业,包括:电路板、电脑、燃料电池、电视机和打印机等等。

  这些含卤阻燃剂材料在燃烧时产生二恶英,且在环境中能存在多年,甚至终身累积于生物体,无法排出。

  因此,不少国际大公司在积极推动完全废止含卤素材料,如禁止在产品中使用卤素阻燃剂等。

  目前对于无卤化的要求,不同的产品有不同的限量标准:

  如无卤化电线电缆其中卤素指标为:所有卤素的值≦50PPM;

  (根据法规PREN 14582),燃烧后产生卤化氢气体的含量<100PPM;

  (根据法规EN 5067-2-1),燃烧后产生的卤化氢气体溶于水后的PH值≧4.3(弱酸性);

  (根据法规EN-5 0267-2-2),产品在密闭容器中燃烧后透过一束光线其透光率≧60%;

  (根据法规EN-50268-2),无卤要求:溴、氯含量分别小于900ppm,(溴+氯)小于1500ppm。

 

卤素(Halogen) 是指元素周期表中的第VIIA族元素,包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)和砹(At)。在工业和消费品中,卤素化合物(尤其是含氯和溴的化合物)被广泛用作阻燃剂、溶剂、塑料添加剂等。然而,某些卤素化合物对环境和人体健康具有潜在危害,因此在许多国家和地区的消费品中受到限制。以下是关于卤素及其检测的详细说明:

 

卤素化合物的危害

卤素化合物可能通过吸入、皮肤接触或摄入进入人体,其危害包括:

环境危害:

某些卤素化合物(如多氯联苯、多溴联苯醚)在环境中难以降解,可能对生态系统造成长期影响。

健康危害:

致癌性:如多氯联苯(PCBs)被列为可能致癌物质。

生殖毒性:可能干扰内分泌系统,影响生殖健康。

毒性:如溴化阻燃剂可能对肝脏、神经系统造成损害。

 

卤素化合物的来源

卤素化合物通常来源于以下途径:

阻燃剂:如多溴联苯醚(PBDEs)、六溴环十二烷(HBCD)。

塑料制品:如聚氯乙烯(PVC)。

电子电气产品:如电路板、电线电缆。

溶剂:如氯仿、四氯化碳。

农药:如滴滴涕(DDT)。

 

卤素的限值要求

不同国家和地区对卤素化合物的限值要求不同,以下是常见的限值要求:

1. 欧盟

RoHS指令:

限制多溴联苯(PBBs)和多溴二苯醚(PBDEs)的含量不得超过0.1%(1000 ppm)。

REACH法规:

对某些卤素化合物(如短链氯化石蜡)进行限制。

2. 美国

CPSIA:

限制某些卤素化合物(如PBDEs)的含量。

加州65:

对某些卤素化合物(如多氯联苯)进行限制。

3. 中国

GB/T 26572:

电子电气产品中卤素化合物的限制要求。

 

卤素检测的适用范围

卤素检测适用于以下产品和材料:

电子电气产品:如电路板、电线电缆。

塑料制品:如PVC、ABS。

纺织品:如阻燃织物。

建筑材料:如保温材料。

玩具:如塑料玩具。

 

卤素检测的标准和方法

卤素检测通常采用以下标准和方法:

1. 测试标准

IEC 61249-2-21:

电子电气产品中卤素化合物的检测方法。

GB/T 26125:

电子电气产品中卤素化合物的检测方法。

2. 测试方法

离子色谱法(IC):

通过离子色谱分离卤素离子,检测其含量。

气相色谱-质谱联用法(GC-MS):

通过气相色谱分离卤素化合物,质谱检测其含量。

X射线荧光光谱法(XRF):

通过X射线荧光检测卤素元素含量。

 

卤素检测的流程

样品准备:

根据测试要求,准备代表性样品。

提取卤素化合物:

使用溶剂(如甲醇)提取样品中的卤素化合物。

净化样品:

通过固相萃取(SPE)等方法净化提取液。

仪器分析:

使用IC、GC-MS或XRF检测卤素含量。

结果分析:

根据测试结果,判断样品是否符合限值要求。

 

如何减少卤素含量

材料选择:

选择不含卤素的原材料。

生产工艺:

优化生产工艺,减少卤素化合物的使用。

替代物质:

使用环保替代物质(如磷系阻燃剂)。

质量控制:

定期对产品进行卤素检测,确保符合限值要求。

 

总结

卤素化合物是一类广泛用于阻燃剂、塑料、电子电气产品中的化学物质。由于其潜在的环境和健康危害,卤素化合物在许多国家和地区的消费品中受到严格限制。出口产品需根据目标市场的要求进行卤素检测,以确保符合相关法规和标准。