鹵素測試

• 鹵素介紹

氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)，簡稱鹵素。由于砹為放射性元素，在產品中幾乎不存在，前四種元素在產品中特別是在聚合物材料中以有機化合物形式存在。所以人們常說的鹵素只是指:氟、氯、溴和碘。鹵素廣泛應用于阻燃劑（PBB，PBDE，TBBP-A，PCB，六溴十二烷，三溴苯酚，短鏈氯化石蠟），制冷劑，溶劑，有機化工原料，農藥殺蟲劑，漂白劑，羊毛脫脂等。工業上使用的鹵素化合物大多是有機鹵素化合物，許多有機鹵素化合物被列為對人類和環境有害的化學品，在使用中受到禁止或限制，是世界各國重點控制的污染物。

• 什么產品會含有鹵素

(1) 阻燃劑

鹵素化合物在各種塑料添加劑中均有廣泛的應用，如多溴聯苯(PBB)、多溴聯苯醚(PBDE)、四溴雙酚A(TBBP-A)、多氯苯(PCB)，六溴環十二烷(HBCCD)、三溴苯酚、短鏈氯化石蠟(SCCP)等可添加入PVC、PU、聚酯及環氧樹脂中，作為阻燃劑使用;二氟二氯甲烷可添加入ABS、PS、PVC、PU、EVA、PE 及PP 中作為發泡劑使用;氯化石蠟也可以作為塑料材料的增塑劑使用。

阻燃劑(Flame Retardant)是一類能阻止易燃材料引燃或抑制火焰傳播的添加劑。20 世紀70～80 年代是世界上，特別是歐美國家阻燃劑發展的黃金時期。因為在此期間，美國頒布了一些阻燃法規，從而給阻燃劑市場提供了巨大的推動力。鹵系(主要是溴系阻燃劑)具有效率高、用量少、高效能、價格低等優點，而且鹵系阻燃劑的添加對被阻燃基材固有的物理機械性能影響較小，因此其發展相當迅速，年增長率最高達到20%。但是，使用鹵系阻燃劑也有不利的一面：一旦發生火災，鹵化阻燃劑的不完全燃燒會產生大量的致癌物質，同時會產生大量的煙霧和有毒的腐蝕性氣體，從而妨礙救火和人員疏散、腐蝕儀器和設備。

因此，許多國家制定了相關法律法規對鹵系阻燃劑的使用進行管控。比如最為我們所熟知的歐盟RoHS 指令(關于在電子電氣產品中限制使用某些有害物質指令，2002/95/EC)，就限制了多溴聯苯和多溴聯苯醚兩類溴系阻燃劑的使用，并且其他國家和地區制定的RoHS 相關法規也同樣限制了這兩種溴系阻燃劑的使用。另外，歐盟2003/11/EC 也提出限制五溴聯苯醚和八溴聯苯醚的使用，2002/45/EC 還提出了對短鏈氯化石蠟的限制要求。挪威PoHS 法規(《消費品中特定有害化學物質的限用》)的草案中也對中鏈氯化石蠟、六溴環十二烷和四溴雙酚A 的使用提出了限制要求。而在美國，多個州也于2006 年初開始禁止五溴聯苯醚、八溴聯苯醚和十溴聯苯醚在產品中的使用。

 (2) 聚氯乙烯(PVC)

聚氯乙烯(PVC)是目前市場上最為普遍的塑料之一，具有阻燃性好、耐酸堿腐蝕性高、機械強度及電絕緣性良好的優點，因此廣泛應用于電線外皮、板材、管材、鞋底、玩具、門窗、文具等工業中。但其耐熱性較差，軟化點為80℃，于130℃開始分解變色，并析出酸性氣體氯化氫(HCl)。而一旦發生燃燒還會釋放出其他有毒物質，如二惡英等。廢棄后直接焚燒或掩埋處理還會對土壤和水源造成污染。而生產聚氯乙烯的原料——氯乙烯單體，也是一種致癌物質，其在成品PVC 的殘留也會給后續的生產者和使用者的健康造成風險。此外，在不少PVC 制品中還會使用到鉛、鎘和鄰苯二甲酸酯等添加劑以增加產品的性能，而這些物質都被認為是有害的。

 (3) 臭氧消耗物質

在一些制冷設備，如電冰箱、空調中都會使用到制冷劑，如氟利昂等。這些制冷劑大部分都是氯氟(CFCs)的成分，也是一種鹵素化合物。這類制冷劑中許多都會對臭氧層造成破壞，屬于臭氧消耗物質(ODS)。而另外一類用作滅火系統或手提滅火器中滅火劑的物質——哈龍(Halon)也是一種有臭氧破壞作用的鹵素化合物。臭氧層消耗物質在大氣中受到太陽光輻射后，分解出鹵素的自由基。這些化學活性基團與臭氧結合奪去臭氧分子中的一個氧原子，引發破壞性鏈式反應、消耗臭氧，從而降低臭氧濃度，產生臭氧空洞。

因此，許多國家和地區為了降低這類物質對于環境的破壞作用，也制定了相應的限制要求。1985 年3 月，21 個國家的政府代表在奧地利首都維也納簽署了《關于保護臭氧層的維也納公約》，標志著保護臭氧層國際統一行動的開始。為了能夠真正對CFCs 等ODS 的生產、使用實施國際控制。隨后， 24 個國家的政府代表于1987 年在加拿大的蒙特利爾簽署了《關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》，限用5 中氯氟烴和3 種哈龍(Halon)物質，以要求各國采取行動淘汰這些物質，加強研究和開發替代品。我國也于1991 年簽署了此公約。

(4)持久性有機污染物(POPs)

持久性有機污染物是一類持久存在于環境中，具有很長的半衰期，且能通過食物鏈積聚，并對人類健康及環境造成不利影響的有機化學物質。這類物質具有高毒性、持久性、積聚性和流動性大等危害。因此，2001 年在瑞典的斯德哥爾摩多個國家共同簽署了《持久性有機污染物斯德哥爾摩公約》，此公約于2004 年5 月17 日正式生效，2004 年11 月11 日對我國正式生效。《斯德哥爾摩公約》決定禁止或限制使用12 種持久性有機污染物，其中包括8 種有機氯殺蟲劑(艾氏劑、氯丹、狄氏劑、異狄氏劑、七氯、滅蟻靈、毒殺芬、滴滴涕)、2 種工業化學品(六氯苯和多氯聯苯)及兩種二惡英類物質(多氯二苯并二惡英和多氯二苯并呋喃)，都是含有鹵素的有機化合物，對于人體和環境都存在著很大的影響。此公約的生效意味著這些化合物的使用將被全面，在全球范圍內遭遇限制使用，直至完全禁用。

同樣值得關注的是，《斯德哥爾摩公約》還將其他多種有機鹵素化合物列入該公約的備選清單：開蓬 (十氯酮，Chlordecone)，六六六(a-,b-,g-,HCH) ，全氟辛烷磺酰基化合物(PFOS) ，五氯苯(Pentachlorobenzene)，短鏈氯化石蠟 (SCCP)，六溴聯苯(HxBB)，五溴二苯醚 (PentaBDE)，八溴二苯醚 (OctaBDE)。

(5) 其他鹵素化合物

多氯聯苯和多氯三聯苯是化學性質非常穩定的兩類物質，在自然界中很難分解。由于其在環境中有很高的殘留性，故對環境有嚴重的危害，特別是對水體和大氣可造成污染。歐盟地區為了降低其對環境的危害，在76/769/EEC(有害物質限制指令)中要求對其使用進行限制。

• 全球無鹵化原因分析

從氟利昂到POPs，從PVC 到溴化阻燃劑(BFR)，有機鹵素化合物對人體和自然生態環境的危害已是不爭的事實。含有鹵素的有機化合物本身具有非常大的毒性，而且含有這類有機物的廢棄物在燃燒處理過程時會造成二次污染，產生二惡英等劇毒有機物。二惡英 (Dioxin)是多氯二苯并-P-二惡英(PCDDs)和多氯二苯并呋喃(PCDFs)兩類物質的總稱，其毒性是氰化鈉的130 倍，被稱為“世紀之毒”，因此限制含鹵有機物的使用非常有必要。  

其實，發達國家“無鹵化”進程早已展開，其含鹵阻燃劑的使用比例很小，取而代之的是無機系阻燃劑。對于中國的相關企業來說，順應國際“無鹵化”趨勢，生產“無鹵化”產品既可以有效地提高企業自身競爭力，起到增加產品附加值的作用，也是使產品滿足國際市場需求的一條必經之路!

• 管控法規

歐盟的2002/95/EC(RoHS 指令)、76/769/EEC、2003/11/EC 以及挪威PoHS 和美國各州的相關法律都對某些特定的鹵素化合物提出了限制要求。

（1）歐盟2011/65/EU - 限用含溴的阻燃劑(PBB≤1000mg/kg,PBDE≤1000mg/kg)

（2）全球《蒙特利爾議定書》 - 限用5種氟氯烷碳化物（CFCs）和3種哈龍（Halon）

（3）151個國家和組織《斯德哥爾摩公約》 - 限用有機氯農藥，六氯苯（HCB）、多氯聯苯（PCBs）、多氯二苯并對二惡英（PCDDs）、多氯二苯并呋喃（PCDFs）。

（4）IEC印制板材料的法規IEC61249-2-21 - 要求在印刷電路板及其它互聯組件材料、易燃性(垂直燃燒試驗)覆銅板中的強化基材、復合和非復合無鹵化環氧電子玻璃纖維增強層壓板中使用的中：氯(Cl) ≤900mg/kg、溴(Br) ≤900mg/kg、總體鹵素(Cl+Br) ≤1500mg/kg。

（5）日本電子電路工業會(JPCA)制定的JPCA-ES-01-1999 中即確定了“無鹵”的定義和標準，要求印刷電路板(PCB)中Br 元素的總量不得超過900 ppm，Cl 元素總量不得超過900 ppm。該標準在2003 年進行了修訂，增加了Br 和Cl 兩種元素總量不得超過1,500 ppm 的新要求。

（6）國際電子工業連接協會(IPC)也制定了IPC-4101B 標準，對剛性多層印刷電路板基材提出相應的要求，規定其中使用的Br 元素總量不得超過900 ppm，Cl 元素總量不得超過900 ppm，Br 和Cl 兩種元素總量不得超過1500 ppm。

5、測試方法

（1）鹵素XRF快速檢測

（2）鹵素元素的化學測試

（3）特定鹵素有機物的化學測試

（4）鹵素整機驗證

（5）PVC成分分析

6、主要檢測內容

重金屬檢測、鹵素檢測、紫外檢測、五氯苯酚檢測、鉛含量檢測、鄰苯二甲酸酯檢測、富馬酸二甲酯檢測、偶氮檢測、全氟辛烷磺酸/PFOA檢測、甲醛、苯、TVOC、氡檢測、黃曲霉毒素檢測、增塑劑檢測、農藥殘留檢測、食品添加劑含量檢測、ELV檢測和原子化檢測、揮發性有機化合物檢測、多環芳烴檢測、熒光劑檢測、ROHS/REACH/SVHC/POSH/WEEE/測試、固體廢物危險廢物檢測、固體廢物、液體廢物等。