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RoHS2.0分析儀-LC3000液相色譜儀
閱讀:313 發(fā)布時(shí)間:2022-5-3RoHS 2.0指令分析測(cè)試解決方案-LC3000液相色譜儀?
第1章 四種鄰苯二甲酸酯含量測(cè)定
1.1 前言
鄰苯二甲酸酯,又稱酞酸酯,縮寫(xiě) PAEs,是鄰苯二甲酸形成的酯類的統(tǒng)稱。主要用作增塑劑,可以使樹(shù)脂、橡膠等更柔軟,也常被添加在氯乙烯這些常見(jiàn)的材料中。因此,鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)廣泛存在于玩具、食品包裝材料、醫(yī)用和膠管、潤(rùn)滑油、個(gè)護(hù)用品、電子產(chǎn)品等數(shù)百種產(chǎn)品中。
由于鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)具有較強(qiáng)的轉(zhuǎn)移性,可從長(zhǎng)期接觸的塑膠制品、食品包裝袋上轉(zhuǎn)移到皮膚或食物中,從而進(jìn)入人體內(nèi)。該類物質(zhì)在人體起著類似雌激素的作用,會(huì)干擾內(nèi)分泌,危害人體健康。各個(gè)國(guó)家已頒布標(biāo)準(zhǔn),對(duì)鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)在食品接觸性材料、兒童玩具、化妝品等生活用品中的使用量進(jìn)行限定。
近幾年,一直備受關(guān)注的歐盟強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)——《關(guān)于限制在電子電器設(shè)備中使用某些有害成分的指令》RoHS 指令,相對(duì)于舊版,多將新版歐洲 RoHS 指令稱作 RoHS2.0),在的頒布稿中也將鄰苯二甲酸
二(2-乙基已)酯(DEHP)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、鄰苯二甲酸丁芐酯(BBP)和鄰苯二甲酸二異丁酯(DIBP),這 4 種物質(zhì)添加為限制使用物質(zhì)。這些物質(zhì)分別以均質(zhì)材料中 0.1%為允許濃度,于 2019 年 7 月 22 日起實(shí)施。該指令實(shí)施后,在 EU 上市的所有電氣和電子設(shè)備(醫(yī)療設(shè)備以及監(jiān)視控制設(shè)備除外)及其下游供應(yīng)商生產(chǎn)的零部件、原材料和包裝件等均涉及到 DEHP、DBP、BBP、DIBP 含量的檢測(cè)。
2019 年 12 月中國(guó)電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)協(xié)會(huì)制定的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《T/CESA 1063-2019 電子電氣產(chǎn)品中四種鄰苯二甲酸酯的測(cè)定 高效液相色譜法》,規(guī)定了電子電氣產(chǎn)品中四種鄰苯二甲酸酯含量的高效液相色譜測(cè)定方法,英飛思儀器結(jié)合 IEC62321《電子產(chǎn)品中限用物質(zhì)的測(cè)定》第 8 部分、T/CESA 1063-2019《電子電氣產(chǎn)品中四種鄰苯二甲酸酯的測(cè)定 高效液相色譜法》、GB/T 28599-2020《化妝品中鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)的測(cè)定》和文獻(xiàn)資料,提出了 DEHP、DBP、BBP、DIBP 四種鄰苯二甲酸酯同時(shí)測(cè)定的解決方案,供大家參考使用。
主要化學(xué)試劑、標(biāo)準(zhǔn)品清單
序號(hào)
試劑
純度
1
乙腈
色譜純
2
乙酸乙酯
分析純
3
去離子水
18.2MΩ
4
BBP、DIBP、DBP、DEHP
≥99%
表1-3 主要樣品前處理設(shè)備
序號(hào)
名稱
規(guī)格型號(hào)
備注
1
溶劑過(guò)濾器
1000mL
流動(dòng)相過(guò)濾
2
隔膜真空泵
0.08MPa,160W
流動(dòng)相過(guò)濾,GM-0.33A
3
分析天平
精確到0.0001g
4
超聲清洗器
3L/6L,40/60KHz,120W
流動(dòng)相脫氣,AS3120
實(shí)驗(yàn)過(guò)程中其它玻璃器皿還包括容量瓶(1mL、5mL、10mL、100mL)、50mL具塞管、移液槍(0~1000µL,
0~5000µL)、移液槍槍頭(1mL,5mL)、一次性PVC手套、一次性口罩、0.45µm PTFE濾膜等
實(shí)驗(yàn)方法
1.3.1
標(biāo)準(zhǔn)溶液配制
四種鄰苯二甲酸酯標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液(2000µg/mL):準(zhǔn)確稱取BBP、DIBP、DBP、DEHP 各50mg,用乙腈
溶解并定容至25mL。
四種鄰苯二甲酸酯標(biāo)準(zhǔn)工作液:用乙腈配制濃度分別為1µg/mL、10µg/mL、20µg/mL、50µg/mL、
100µg/mL 的標(biāo)準(zhǔn)工作液。
1.3.2
樣品前處理
1)將樣品剪碎至粒徑約1mm 及以下的小顆粒;
2)稱取剪碎的樣品約1.0000g(精確至0.1mg),放至50mL 具塞管中;
3)加入30mL 乙腈,超聲提取70min;
4)冷卻至室溫后,過(guò)濾至100mL 容量瓶中;
5)用乙腈多次洗滌具塞試管及殘?jiān)?,洗滌液合并?/span>100mL 容量瓶中,最后用乙腈定容至100mL;
6)用濾膜過(guò)濾后待測(cè)。3
1.3.3
色譜條件
色譜柱:Elite RoHS 鄰苯二甲酸酯分析專用柱
流動(dòng)相:A:乙腈(1%水),B:水(梯度洗脫)
流量:2.0mL/min
檢測(cè)波長(zhǎng):225nm
進(jìn)樣體積:20µL
柱溫:35℃
1.4
實(shí)驗(yàn)結(jié)果
1.4.1
線性
配制濃度分別為1µg/mL、10µg/mL、20µg/mL、50µg/mL、10µg/mL的標(biāo)準(zhǔn)工作液,按濃度由低至高進(jìn)
樣,以標(biāo)準(zhǔn)品濃度為橫坐標(biāo),峰面積為縱坐標(biāo),繪制校準(zhǔn)曲線??芍凑毡窘鉀Q方案提供的儀器及檢測(cè)方法進(jìn)行分析,DEHP、DBP、BBP、DIBP在濃度1µg/mL~100µg/mL濃度范圍內(nèi),線性相關(guān)性良好。
色譜柱:Elite RoHS 鄰苯二甲酸酯分析專用柱
流動(dòng)相:A:乙腈(1%水),B:水(梯度洗脫)
流量:2.0mL/min
檢測(cè)波長(zhǎng):225nm
進(jìn)樣體積:20µL
柱溫:35℃
將濃度為20μg/mL 的四種鄰苯二甲
酸酯工作液注入高效液相色譜儀
檢出限及定量限
以3倍信噪比對(duì)應(yīng)的濃度為檢出限,10倍信噪比對(duì)應(yīng)的濃度為定量限,測(cè)得檢出限及定量限結(jié)果如下:
可知,四種鄰苯二甲酸脂類物質(zhì)的檢出限均低于8mg/kg,靈敏度高,滿足RoHS2.0指令對(duì)DEHP、
DBP、BBP、DIBP限定濃度的檢測(cè)要求
第2章
多溴聯(lián)苯和多溴聯(lián)苯醚檢測(cè)
2.1
前言
隨著生活水平的不斷提高,電子電器產(chǎn)品生產(chǎn)量和使用量不斷增大。多溴聯(lián)苯和多溴聯(lián)苯醚作為電子
電器產(chǎn)品中常用的阻燃劑,其產(chǎn)生量也不斷增加。以電腦為例,多溴聯(lián)苯和多溴聯(lián)苯醚就廣泛存在于線路
板、電子元件、電纜、塑料外殼、鍵盤(pán)和顯示器中。在長(zhǎng)期使用或被廢棄堆積過(guò)程中,多溴聯(lián)苯和多溴聯(lián)
苯醚從產(chǎn)品中逸出,進(jìn)入環(huán)境;該類物質(zhì)可廣泛、持久地存在于環(huán)境中,不易分解,破壞環(huán)境并對(duì)人體健
康造成潛在威脅。
為減輕電子廢棄物對(duì)環(huán)境的影響,歐盟于2003 年頒布了《廢舊電子電氣指令》(WEEE 指令)和《關(guān)于
限制在電子電器設(shè)備中使用某些有害成分的指令》(RoHS 指令),并分別于2005 年8 月13 日和2006 年7
月1日開(kāi)始正式實(shí)施;中國(guó)政府也于2016年正式實(shí)施《電器電子有害物質(zhì)限制使用管理辦法》
(中國(guó)RoHS2.0)。
以上法規(guī)對(duì)電子電器產(chǎn)品中多溴聯(lián)苯和多溴聯(lián)苯醚含量進(jìn)行了限定:均質(zhì)材料中0.1%為*。
英飛思公司參考IEC ACEA ad hoc Working Group.發(fā)布的《Procedures for the Determination of levels of
regulated substances in electrotechnical products》、GB/Z 21276-2007《電子電氣產(chǎn)品中限用物質(zhì)多溴聯(lián)苯
(PBBs)、多溴聯(lián)苯醚(PBDEs)》對(duì)電子電器產(chǎn)品中多溴聯(lián)苯、多溴聯(lián)苯醚類物質(zhì)進(jìn)行了檢測(cè),供相關(guān)行業(yè)工
作人員參考。
主要化學(xué)試劑、標(biāo)準(zhǔn)品清單
序號(hào)
試劑
純度
1
乙腈
色譜純
2
甲醇
色譜純
3
去離子水
18.2MΩ
4
甲苯
色譜純
5
濃硫酸
分析純
6
PPBs、PBDEs標(biāo)準(zhǔn)溶液6
表2-3 主要樣品前處理設(shè)備
序號(hào)
名稱
規(guī)格型號(hào)
備注
1
溶劑過(guò)濾器
1000mL
流動(dòng)相過(guò)濾
2
隔膜真空泵
0.08MPa,160W
流動(dòng)相過(guò)濾,GM-0.33A
3
分析天平
精確到0.0001g
4
索氏提取器
30mL
5
萃取套管(纖維)
30mL
6
超聲清洗器
3L/6L,40/60KHz,120W
流動(dòng)相脫氣,AS3120
7
MT型樣品凈化富集柱
8
旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀
9
渦旋混合器
混合
實(shí)驗(yàn)過(guò)程中其它玻璃器皿還包括容量瓶(1mL、
5mL、10mL、
100mL)、250mL圓底燒瓶、移液槍(0~1000µL,
0~5000µL)、移液槍槍頭(1mL,5mL)、一次性PVC手套、一次性口罩、0.45µm PTFE濾膜等
2.3
實(shí)驗(yàn)方法
2.3.1
標(biāo)準(zhǔn)溶液配制
PBBs:移取PBBs 標(biāo)準(zhǔn)溶液適量,用甲苯稀釋成25mg/L,再用乙腈稀釋成10mg/L 的標(biāo)準(zhǔn)溶液,備用。
PBDEs:移取PBDEs 標(biāo)準(zhǔn)溶液適量,用甲苯稀釋成25mg/L,再用乙腈稀釋成10mg/L 的標(biāo)準(zhǔn)溶液,
備用。
2.3.2
樣品前處理
前處理方法1:將樣品剪碎或破碎成1mm 的顆粒。按照以下步驟進(jìn)行處理:
1)
樣品經(jīng)破碎后,取5g 左右,以甲苯:甲醇(10:1)為提取溶劑,索氏提取3h;
2)
提取液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā),水浴溫度50℃,轉(zhuǎn)速 30r/min,濃縮并定容至5mL;
3)
濃縮液按1:1 與濃硫酸混合,振蕩;
4)
使用固相萃取,MT 型樣品凈化富集柱,加入提取液0.4mL,用1.2mL 甲苯作為洗脫液;
5)
最終獲得的樣品定容,再稀釋到一定濃度,并經(jīng)0.45µm 有機(jī)濾膜過(guò)濾后,進(jìn)樣分析。
前處理方法2:將樣品剪碎或破碎成1mm 的顆粒。按照以下步驟進(jìn)行處理:
1)
取樣品0.5±0.001g,加入5mL 甲苯,超聲提取30min 后,用甲苯定容至5mL;
2)
取100μL 提取液,用流動(dòng)相定容至1mL,用0.45μm 的有機(jī)濾膜過(guò)濾后,進(jìn)樣分析。
2.3.3
色譜條件
色譜柱:
多溴聯(lián)苯及多溴聯(lián)苯醚檢測(cè)專用柱
5µm 4.6×200mm
流動(dòng)相:A:水,B:乙腈(梯度洗脫)
流量:1.0mL/min
檢測(cè)波長(zhǎng):244nm
進(jìn)樣體積:20µL
柱溫:35℃
2.4.2
實(shí)際樣品分析譜圖
由以上可知,采用本解決方案可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電子產(chǎn)品中多溴聯(lián)苯及多溴聯(lián)苯醚的檢測(cè),具有設(shè)備費(fèi)用低,
操作簡(jiǎn)單,分析速度快等優(yōu)點(diǎn)。