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卤素测试
1、 卤素介绍
氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)，简称卤素。由于砹为放射性元素，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。所以人们常说的卤素只是指:氟、氯、溴和碘。卤素广泛应用于阻燃剂（PBB，PBDE，TBBP-A，PCB，六溴十二烷，三溴苯酚，短链氯化石蜡），制冷剂，溶剂，有机化工原料，农药杀虫剂，漂白剂，羊毛脱脂等。工业上使用的卤素化合物大多是有机卤素化合物，许多有机卤素化合物被列为对人类和环境有害的化学品，在使用中受到禁止或限制，是世界各国重点控制的污染物。
2、 什么产品会含有卤素
(1) 阻燃剂
卤素化合物在各种塑料添加剂中均有广泛的应用，如多溴联苯(PBB)、多溴联苯醚(PBDE)、四溴双酚A(TBBP-A)、(PCB)，六溴环十二烷(HBCCD)、三溴苯酚、短链氯化石蜡(SCCP)等可添加入PVC、PU、聚酯及环氧树脂中，作为阻燃剂使用;二氟可添加入ABS、PS、PVC、PU、EVA、PE 及PP 中作为发泡剂使用;氯化石蜡也可以作为塑料材料的增塑剂使用。
阻燃剂(Flame Retardant)是一类能阻止易燃材料引燃或抑制火焰传播的添加剂。20 世纪70～80 年代是世界上，特别是欧美国家阻燃剂发展的黄金时期。因为在此期间，美国颁布了一些阻燃法规，从而给阻燃剂市场提供了巨大的推动力。卤系(主要是溴系阻燃剂)具有效率高、用量少、高效能、价格低等优点，而且卤系阻燃剂的添加对被阻燃基材固有的物理机械性能影响较小，因此其发展相当迅速，年增长率最高达到20%。但是，使用卤系阻燃剂也有不利的一面：一旦发生火灾，卤化阻燃剂的不完全燃烧会产生大量的致物质，同时会产生大量的烟雾和有毒的腐蚀性气体，从而妨碍救火和人员疏散、腐蚀仪器和设备。
因此，许多国家制定了相关法律法规对卤系阻燃剂的使用进行管控。比如最为我们所熟知的欧盟RoHS 指令(关于在电子电气产品中限制使用某些有害物质指令，2002/95/EC)，就限制了多溴联苯和多溴联苯醚两类溴系阻燃剂的使用，并且其他国家和地区制定的RoHS 相关法规也同样限制了这两种溴系阻燃剂的使用。另外，欧盟2003/11/EC 也提出限制五溴联苯醚和八溴联苯醚的使用，2002/45/EC 还提出了对短链氯化石蜡的限制要求。挪威PoHS 法规(《消费品中特定有害化学物质的限用》)的草案中也对中链氯化石蜡、六溴环十二烷和四溴双酚A 的使用提出了限制要求。而在美国，多个州也于2006 年初开始禁止五溴联苯醚、八溴联苯醚和十溴联苯醚在产品中的使用。
(2) 聚氯乙烯(PVC)
聚氯乙烯(PVC)是目前市场上最为普遍的塑料之一，具有阻燃性好、耐酸碱腐蚀性高、机械强度及电绝缘性良好的优点，因此广泛应用于电线外皮、板材、管材、鞋底、玩具、门窗、文具等工业中。但其耐热性较差，软化点为80℃，于130℃开始分解变色，并析出酸性气体(HCl)。而一旦发生燃烧还会释放出其他有毒物质，如二英等。废弃后直接焚烧或掩埋处理还会对土壤和水源造成污染。而生产聚氯乙烯的原料——氯乙烯单体，也是一种致物质，其在成品PVC 的残留也会给后续的生产者和使用者的健康造成风险。此外，在不少PVC 制品中还会使用到铅、镉和邻苯二甲酸酯等添加剂以增加产品的性能，而这些物质都被认为是有害的。
(3) 臭氧消耗物质
在一些制冷设备，如电冰箱、空调中都会使用到制冷剂，如氟利昂等。这些制冷剂大部分都是氯氟(CFCs)的成分，也是一种卤素化合物。这类制冷剂中许多都会对臭氧层造成破坏，属于臭氧消耗物质(ODS)。而另外一类用作灭火系统或手提灭火器中灭火剂的物质——哈龙(Halon)也是一种有臭氧破坏作用的卤素化合物。臭氧层消耗物质在大气中受到太阳光辐射后，分解出卤素的自由基。这些化学活性基团与臭氧结合夺去臭氧分子中的一个氧原子，引发破坏性链式反应、消耗臭氧，从而降低臭氧浓度，产生臭氧空洞。
因此，许多国家和地区为了降低这类物质对于环境的破坏作用，也制定了相应的限制要求。1985 年3 月，21 个国家的政府代表在奥地利首都维也纳签署了《关于保护臭氧层的维也纳公约》，标志着保护臭氧层国际统一行动的开始。为了能够真正对CFCs 等ODS 的生产、使用实施国际控制。随后， 24 个国家的政府代表于1987 年在加拿大的蒙特利尔签署了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，限用5 中氯氟烃和3 种哈龙(Halon)物质，以要求各国采取行动淘汰这些物质，加强研究和开发替代品。我国也于1991 年签署了此公约。
(4)持久性有机污染物(POPs)
持久性有机污染物是一类持久存在于环境中，具有很长的半衰期，且能通过食物链积聚，并对人类健康及环境造成不利影响的有机化学物质。这类物质具有高毒性、持久性、积聚性和流动性大等危害。因此，2001 年在瑞典的斯德哥尔摩多个国家共同签署了《持久性有机污染物斯德哥尔摩公约》，此公约于2004 年5 月17 日正式生效，2004 年11 月11 日对我国正式生效。《斯德哥尔摩公约》决定禁止或限制使用12 种持久性有机污染物，其中包括8 种有机氯杀虫剂(氯丹、灭蚁灵、滴滴涕)、2 种工业化学品(六和多氯联苯)及两种二英类物质(多氯二苯并二英和多氯二)，都是含有卤素的有机化合物，对于人体和环境都存在着很大的影响。此公约的生效意味着这些化合物的使用将被全面封杀，在全球范围内遭遇限制使用，直至完全禁用。
同样值得关注的是，《斯德哥尔摩公约》还将其他多种有机卤素化合物列入该公约的备选清单：开蓬 (十氯，Chlordecone)，六六六(a-,b-,g-,HCH) ，全氟辛烷磺酰基化合物(PFOS) ，(Pentachlorobenzene)，短链氯化石蜡 (SCCP)，六溴联苯(HxBB)，五溴二苯醚 (PentaBDE)，八溴二苯醚 (OctaBDE)。
(5) 其他卤素化合物
多氯联苯和多氯三联苯是化学性质非常稳定的两类物质，在自然界中很难分解。由于其在环境中有很高的残留性，故对环境有严重的危害，特别是对水体和大气可造成污染。欧盟地区为了降低其对环境的危害，在76/769/EEC(有害物质限制指令)中要求对其使用进行限制。
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危害物质 |
在电子零组件与材料内的应用 |
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有机氯化合物 |
多氯联苯（PCB） |
绝缘油、润滑油、塑料阻燃剂等 |
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多氯化萘（PCN） |
润滑油、涂料等用（含氯原子数≥3以上的多氯化萘（PCN）产品） |
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氯化烷烃（CP） |
用作含有附件产品的外框（外壳）、印刷电路板 |
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灭蚁灵（Mirex） |
用于树脂、橡胶、涂料、纺织物、电气产品等的阻燃剂、防锈剂等 |
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聚氯乙烯（PVC） |
电源电缆、连接电缆、产品内连线用塑料电线、粘合剂、高压塑料电线、退磁线圈的包裹、绝缘胶带 |
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其他有机氯化合物 |
用于塑料的阻燃剂、增塑剂、印刷电路板上的阻燃剂等 |
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有机溴化合物 |
多溴联苯（PBB） |
用于塑料的阻燃剂 |
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多溴二苯醚（PBDE） |
用于塑料的阻燃剂 |
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四溴双酚-（TBBP-A） |
用于塑料的阻燃剂（以PS、ABS、PC/ABS、Mope等四种塑料最常使用半导体封装材料与基材） |
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其他有机溴化合物 |
用于塑料的阻燃剂、印刷电路板等上的阻燃剂等 |
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3、 全球无卤化原因分析
从氟利昂到POPs，从PVC 到溴化阻燃剂(BFR)，有机卤素化合物对人体和自然生态环境的危害已是不争的事实。含有卤素的有机化合物本身具有非常大的毒性，而且含有这类有机物的废弃物在燃烧处理过程时会造成二次污染，产生二英等剧毒有机物。二英 (Dioxin)是多氯二苯并-P-二英(PCDDs)和多氯二(PCDFs)两类物质的总称，其毒性是的130 倍，被称为“世纪之毒”，因此限制含卤有机物的使用非常有必要。
其实，发达国家“无卤化”进程早已展开，其含卤阻燃剂的使用比例很小，取而代之的是无机系阻燃剂。对于中国的相关企业来说，顺应国际“无卤化”趋势，生产“无卤化”产品既可以有效地提高企业自身竞争力，起到增加产品附加值的作用，也是使产品满足国际市场需求的一条必经之路!
4、 管控法规
欧盟的2002/95/EC(RoHS 指令)、76/769/EEC、2003/11/EC 以及挪威PoHS 和美国各州的相关法律都对某些特定的卤素化合物提出了限制要求。
（1）欧盟2011/65/EU - 限用含溴的阻燃剂(PBB≤1000mg/kg,PBDE≤1000mg/kg)
（2）全球《蒙特利尔议定书》 - 限用5种氟氯烷碳化物（CFCs）和3种哈龙（Halon）
（3）151个国家和组织《斯德哥尔摩公约》 - 限用有机氯农药，（HCB）、多氯联苯（PCBs）、多氯二苯并对二英（PCDDs）、多氯二（PCDFs）。
（4）IEC印制板材料的法规IEC61249-2-21 - 要求在印刷电路板及其它互联组件材料、易燃性(垂直燃烧试验)覆铜板中的强化基材、复合和非复合无卤化环氧电子玻璃纤维增强层压板中使用的中：氯(Cl) ≤900mg/kg、溴(Br) ≤900mg/kg、总体卤素(Cl+Br) ≤1500mg/kg。
（5）日本电子电路工业会(JPCA)制定的JPCA-ES-01-1999 中即确定了“无卤”的定义和标准，要求印刷电路板(PCB)中Br 元素的总量不得超过900 ppm，Cl 元素总量不得超过900 ppm。该标准在2003 年进行了修订，增加了Br 和Cl 两种元素总量不得超过1,500 ppm 的新要求。
（6）国际电子工业连接协会(IPC)也制定了IPC-4101B 标准，对刚性多层印刷电路板基材提出相应的要求，规定其中使用的Br 元素总量不得超过900 ppm，Cl 元素总量不得超过900 ppm，Br 和Cl 两种元素总量不得超过1500 ppm。
5、测试方法
（1）卤素XRF快速检测
（2）卤素元素的化学测试
（3）特定卤素有机物的化学测试
（4）卤素整机验证
（5）PVC成分分析
6、主要检测内容
重金属检测、卤素检测、紫外检测、酚检测、铅含量检测、邻苯二甲酸酯检测、富马酸二检测、偶氮检测、全氟辛烷磺酸/PFOA检测、甲醛、苯、TVOC、氡检测、黄曲霉毒素检测、增塑剂检测、农药残留检测、食品添加剂含量检测、ELV检测和原子化检测、挥发性有机化合物检测、多环芳烃检测、荧光剂检测、ROHS/REACH/SVHC/POSH/WEEE/测试、固体废物危险废物检测、固体废物、液体废物等。