歐盟公報(OJ)在2015 年 6 月 4 日發(fā)布 RoHS2.0 修訂指令(EU)2015/863,在原有 RoHS 6 項物質(鉛、鎘、汞、六價鉻、多溴聯苯和多溴二苯醚)的基礎上,增加 4 項鄰苯二甲酸鹽到 RoHS2.0 限制物質列表中,至此,RoHS2.0 的管控物質達到 10 項。
物質名稱 | 簡稱 | 沸點 | CAS NO. | 在電子電氣設備中的主要應用 |
鄰苯二甲酸二異丁酯 | DIBP | 327度 | 84-69-5 | 用作 PVC 的增塑劑,可用作 DBP 的代用品,還可用做纖維素樹脂、乙烯基樹 脂、丁腈橡膠和氯丁橡膠的增塑劑。 |
鄰苯二甲酸二丁酯 | DBP | 340度 | 84-74-2 | 主要在 PVC 地板中用作增塑劑,在電子電氣設備中可能存在于合成皮革、紡 織涂層、PVC 材料、印刷油墨、密封劑和膠水中 |
鄰苯二甲酸芐基酯 | BBP | 370度 | 85-68-7 | 主要與其他增塑劑配合用于 PVC 部件中如電纜、插座、管材、減震器,此外 還用于一些非聚合物中如油漆、膠水 |
鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯 | DEHP | 387度 | 117-81-7 | 主要用作 PVC 增塑劑,PVC 在電子電氣設備中用作絕緣體如電纜和電線。少 量 DEHP 用于其他非聚合物用途,如電子產品的陶瓷或電容器的電解液。 |
按RoHS2.0 檢測標準,生產企業(yè)原材料快速篩查、物料自檢、內部質量控制、客戶驗廠、審廠等都需要購買相關設備。
常規(guī)配置需要的儀器:GCMS和EDXRF光譜儀,但是采購這些設備動輒上百萬,是很多企業(yè)都感到巨大壓力,而企業(yè)在原材料篩查又不能不做。如果不做篩查,產品生產將會埋下巨大隱患,企業(yè)無法把控自己生產的產品是否符合標準。
公司根據企業(yè)內部篩查的重要性和購買設備所需巨額投入這兩大痛點,專門針對 RoHS2.0中4種鄰苯的快速篩查需求開發(fā)出一套全新解決方案:μPY-GC(微裂解)系列鄰苯四項分析儀實現快速篩查。
這套 μPY-GC系列鄰苯四項分析儀能做四種鄰苯的檢測,滿足鄰苯檢測需求,這個系統(tǒng)除了做鄰苯之外,還可以擴展測試16項鄰苯測定,也可以檢測樣品中的有機溶劑殘留、高分子材料中揮發(fā)性有機物等等,是一款應用非常廣泛的產品。
微裂解-氣相色譜聯用儀介紹
μPY-GC:單管分析儀
μPY-GC鄰苯分析儀系列方案有如下優(yōu)點:
1、做樣時間短:20分鐘/樣的做樣時間*企業(yè)用戶快速篩查需求;
2、不產生廢氣廢液:無需試劑、無需前處理,不產生廢氣廢液;
3、采購成本低:PY+GCMS 采購成本150萬(單管)-200 萬(多管),μPY-GC系列采購成本:25萬(單管)、55萬(多管)
4、使用成本低:無需前處理、無需試劑和耗材,一年使用成本3000 元以內;
5、直接進樣、無需前處理:直接固體或液體進樣,無需前處理,產線工人經培訓后即可操作;
6、內置標準曲線:更加直觀判斷物料是否鄰苯超標;
7、適用于全部聚合物材料:μPY-GC適用于 物料;
8、無需專業(yè)實驗室環(huán)境:只需要普通具備空調電源的操作空間即可安裝使用;
9、可實現自動計算出結果,不需要人工過多干預處理;
10、可實現自動吹掃裝樣管,反吹裝樣管,自動定時分流樣品,實現高濃度樣品快速清洗,清洗流量可達1L/min(可調)
11、若選擇μPY50-GC,可實現50個樣品一次性放置到位,自動抓取,自動測定,并自動記錄結果,最終樣品也會自動還原到初始位,*解放實驗人員,讓他可以把更多的時間用于做其它非自動化的工作;
12、可選擇廠家運維模式,由廠家定期遠程或者去現場維護此產品,以保證儀器性能處于最佳狀態(tài);
儀器準確性和可靠性試驗
實驗部分:儀器與耗材
1、帶自動壓力控制的氣相色譜儀;
2、μPY-GC鄰苯分析儀色譜主機(含裂解專用毛細管進樣口SPL、火焰離子化檢測器FID)
3、μPY-GC微裂解儀主機(50℃-750℃);
4、微裂解控制軟件(具備反控功能)
5、鄰苯分析儀主機工作站(具備反控功能);
6、專用毛細管鄰苯專用柱;
7、氮氣鋼瓶、氫氣發(fā)生器、空氣發(fā)生器;
8、萬分之一天平(若要求更高也可升級為十萬分之一天平);
9、 配套樣品管、濾紙、濾網、美工刀、鑷子、長玻璃管
10、1000ppm鄰苯四項標準品(2瓶,1.2mL/瓶)
前處理過程:
本方法無需前處理,耗材為 30mm去活石英玻璃管,去活石英棉,將固體樣品放置在石英管中間部位,一端用去活石英棉固定,然后將制備好的樣品管放入密封玻璃管即可。
分析條件:
微裂解溫度:400℃ 微熱裂解時間:5 min
進樣方式:分流進樣
液體進樣體積:1 uL
固體進樣體積:0.5-2mg
進樣口溫度:280 ℃
FID 檢測器溫度:280 ℃
柱箱程序升溫: 80 ℃(保持1 min),以每分鐘 15 ℃升至 280 ℃(保持 5 min)
反吹流量0.5L/min,反吹時間5min
時間/峰面積重復性數據
1、標樣第一次測試報告:
打印時間:2021年10月28日,12時48分41秒
打開的譜圖文件:C:\Users\ASUS\Desktop\rohs\07-毛細柱方案-20211026\ROHS_2021年10月26日13時17分23秒_前.hw
──────────────────────────────────────
序號 保留時間 名稱 峰面積% 峰面積 峰高 峰分離度 理論塔板數
──────────────────────────────────────
1 9.841 26.03 160325 71641 10.33 451213
2 10.490 28.57 175974 70719 38.26 414692
3 12.916 23.21 142934 62706 16.22 749182
4 13.935 22.19 136668 55873 0.00 757329
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總計 100 615901 260939
2、標樣第二次測試報告:
打印時間:2021年10月28日,12時49分44秒
打開的譜圖文件:C:\Users\ASUS\Desktop\rohs\07-毛細柱方案-20211026\ROHS_2021年10月26日13時49分36秒_前.hw
──────────────────────────────────────
序號 保留時間 名稱 峰面積% 峰面積 峰高 峰分離度 理論塔板數
──────────────────────────────────────
1 9.771 DIBP 27.09 157615 69230 10.49 429789
2 10.416 DBP 27.9 162327 69220 38.47 460328
3 12.852 BBP 23.25 135288 56003 15.36 660421
4 13.871 DEHP 21.76 126625 49214 0.00 678176
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總計 100 581855 243667
3、標樣第三次測試報告:
打印時間:2021年10月28日,12時52分6秒
打開的譜圖文件:C:\Users\ASUS\Desktop\rohs\07-毛細柱方案-20211026\ROHS_2021年10月26日14時55分36秒_前.hw
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序號 保留時間 名稱 峰面積% 峰面積 峰高 峰分離度 理論塔板數
──────────────────────────────────────
1 9.757 DIBP 27.3 169002 72963 10.55 414024
2 10.402 DBP 27.41 169714 74354 38.86 484593
3 12.828 BBP 23.51 145575 60348 15.39 659833
4 13.851 DEHP 21.78 134821 52125 0.00 669159
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總計 100 619112 259790
4、標樣第四次測試報告:
打印時間:2021年10月28日,12時51分14秒
打開的譜圖文件:C:\Users\ASUS\Desktop\rohs\07-毛細柱方案-20211026\ROHS_2021年10月26日14時22分30秒_前.hw
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序號 保留時間 名稱 峰面積% 峰面積 峰高 峰分離度 理論塔板數
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1 9.761 DIBP 26.92 167157 73650 10.49 431587
2 10.406 DBP 27.6 171392 72863 38.19 456651
3 12.834 BBP 23.64 146769 60414 16.20 651239
4 13.851 DEHP 21.84 135570 59234 0.00 854598
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總計 100 620888 266161
5、標樣測試重復性報告:
5.1保留時間重復性(定性重復性):
保留時間重復性數據 | ||||||||
第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四次 | 均值 | STDEV | RSD | RSD % | |
DIBP | 9.841 | 9.771 | 9.761 | 9.791 | 9.784 | 0.034 | 0.004 | 0.351 |
DBP | 10.49 | 10.416 | 10.406 | 10.437 | 10.430 | 0.036 | 0.003 | 0.346 |
BBP | 12.916 | 12.852 | 12.834 | 12.867 | 12.859 | 0.035 | 0.003 | 0.274 |
DEHP | 13.935 | 13.871 | 13.851 | 13.886 | 13.879 | 0.035 | 0.002 | 0.250 |
5.2峰面積重復性數據(定量重復性):
峰面積重復性數據 | ||||||||
第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四次 | 均值 | STDEV | RSD | RSD% | |
DIBP | 160325 | 157615 | 167157 | 169002 | 163884 | 4768.078 | 0.029 | 2.909 |
DBP | 175974 | 162327 | 171392 | 169714 | 168879.4 | 5371.323 | 0.032 | 3.181 |
BBP | 142934 | 135288 | 146769 | 145575 | 141517.4 | 5125.261 | 0.036 | 3.622 |
DEHP | 136668 | 126625 | 135570 | 134821 | 132647.4 | 4338.086 | 0.033 | 3.270 |
符合 IEC62321-8 法規(guī)要求
Rohs2.0 中間管控的 4 種鄰苯二甲酸酯屬于增塑劑,屬于難揮發(fā)物質,需要用高溫(200℃-450℃)才能揮發(fā)出來,目前 IEC 標準是采用 PY/TD-GC-MS(熱裂解/熱脫附-氣相色譜-質譜檢測器),而我們采用的是微熱裂解脫附技術(微熱裂解/熱脫附-氣相色譜儀),具體分析下有什么相同和不同:
1、IEC 認可的 PY/TD-GC-MS 是熱裂解+熱脫附+氣相色譜+質譜檢測器,其中熱裂解溫度高,最高可達 1200 度,很多大分子物質都被裂解成小分子物質,會對結果產生干擾和假陽性,需要用到 MS 質譜這部分儀器來定性。
2、μPY-GC系列鄰苯快速檢測系統(tǒng),我們只需要做對應的幾種鄰苯的定量,所以我們加熱范圍設定在 50℃-450℃這個區(qū)間,這樣既讓 4 個鄰苯都揮發(fā)出來后進入 GC(氣相色譜儀)中進行定量,又不會對其他大分子物質產生裂解而影響結果。
綜上訴述:那為什么我們的方法沒有質譜檢測器呢,因為我們的定位是做 4 種鄰苯的檢測,而且我們采用的溫度區(qū)間只在 50℃-450℃區(qū)間,沒有其他的新裂解出來的物質干擾,無需供助質譜儀來輔助定性,所以μPY-GC是不需要質譜檢測器的。
結論:
μPY-GC是符合 IEC62321 標準的,而且設定更加精準的溫度區(qū)間更加合理和科學,用GC定量也比GCMS更加合適。
μPY-GC RoHS 專用檢測分析儀應用案例
在玩具、電子、食品、包裝材料、醫(yī)療器械塑料、橡膠、粘合劑、纖維素、樹脂、電纜 等行業(yè),都需要做塑化劑篩查檢測;我司經過多年的色譜分離技術和塑化劑基礎研究,研發(fā)出一種可以直接固體進樣和液體進樣的專用塑化劑檢測系統(tǒng),該系統(tǒng)通過程序升溫熱解析和高溫裂解,讓樣品中組分按照溫度不同分批次進入氣相色譜儀進行定量檢測,經過具有技術的超微傳輸通道還解決了溫度不均衡樣品分析圖譜發(fā)生重疊的問題,同時超微傳輸管道本身具有自動清洗功能,這也解決了傳輸管道污染的問題;本系統(tǒng)能做到多階持續(xù)升溫且做完一個樣品后能自動進行管道清洗,無需人工干預,既節(jié)省人工成本也保證數據的真實性。