有害物质管控分析教材

DanslintrtdesentreprisesetdesHommes,ControlMaterialorControlSubstances?Treatingthesymptoms,butmoretotherootcause!HazardousSubstancesDeepControlPlanAnalysisAplan,whichcantreatthesymptoms,butalsotherootcause控材还是管质？治标更要治本！有害化学物质管控深入方案分析标本兼治的方案,BureauVeritas法国国际检验局BV2008.6,DarrylYunAnalytical,BureauVeritas,RoHSEUDirective2002/95/ECRoHS不仅仅等于一个欧盟对于电子电器产品有害物质限制指令RoHS=RestrictedHazardoussubstancesRoHS是各种有害物质限制的意思MoreandmoreRoHSregulationsareissuedintheworld,andmorecomplicatedtotreatwith目前世界上越来越多的有害物质限制要求被提出，而且越来越复杂，难以应对。Wewillmeetaworldwar,theenvironmentalprotectionwar,thehazardoussubstancesprohibitionlaw.我们将面对的是一场战争，一场环保战争，一场有害物质限制战争,它将推倒旧的，您将不得不改变，而且在“为人类的生存和幸福”的旗帜下。SoweneedtoCHANGEANDIMPROVE:所以我们需要改变和进步，从以前应对欧盟2002/95/EC应对方法中跳出来：FROMCONTROLOFMATERIALTOCONGTROLOFSUBSTANCES从对材料的控制发展到对于物质的控制CONTROLFROMMATERIALSUPPLYCHAINTOSUBSTANCESUPPLYCHAIN从对材料供应链的控制，发展到对物质（配方）供应链的控制GOTBOMTOBOS获取的信息：从材料清单转而物质清单，也就是配方物质。,Foreword前言,controlbannedphthalates控制禁用邻苯二甲酸酯的使用,-ControlLeadorCadmiumstabilityusing控制铅、镉稳定剂的使用ControlUV320/326/327/328,topreventBenzotriazole控制紫外稳定剂(UV320/326/327/328)来避免苯并三唑-ControlTPNNtopreventNP通过控制亚磷酸三壬基苯酯来避免壬基酚,controlrestrictedflameretardants,suchasPBB/PBDE控制限制阻燃剂的使用，如PBB/PBDE,controltheconcentrationofPAHsofCarbonize,suchasheating,controlthepurityofsolventsandpaste.控制多环芳香烃化合物的浓度，如碳黑，先烘以下！控制溶剂和浆料的纯度。,controlthepurityofMineraloilsforPAHs通过控制矿物油的纯度来控制多环芳香烃化合物的浓度,Atonetime,weshouldalsotakecare:同时，还要注意：Shallknowthesubstanceschangesituationofmaterialsduringtheproduction.Forexample:要了解材料中物质在生产过程中的变异情况，如以下的例子：,Situation现象：inPCB,foundhighleadcontaininginsomesolderpoint,butsomenot电路板上，有的焊点高铅，有的不是thecontainercontainsolders,foundthelast1/5withhighlead盛焊料的焊杯，下部剩下的1/5，会发现高铅buythesolderthread,foundonepartcontainhighlead一起买的焊锡丝，总有一段高铅,Leadseparateoutbecauseofgravity铅的比重偏析。,Why?为什么？,Possible可能性：pincontainlead接脚里有铅thesolderingprocessexistthesituationthatleadseparateout焊接过程存在偏析想象,Foreword前言,-Chemicalsubstancescontrolshouldalsobecombinedwithotherrequirements,suchasRoHSverificationprocessshouldbefollowedwithsafetycertification(suchasGS/CE).化学物质的控制，还要和其他的要求结合在一起，如RoHS的确认过程应该和安规认证(如GS或CE)结合在一起。,Productionprocesscontrolwasalsoveryimportant!Forexample:生产过程的控制也非常重要。如以下的例子：,Situation现象：FoundPAHsinPlasticwithpainting;发现在喷了漆的塑料上含有多环芳香烃化合物-noPAHsinbasePlastic;塑料里面没有PAHs-lowPAHsinPainting;染料里面也没有PAHs,Why?为什么？,Beforepainting,workerusepetroltocleanthesurface,andpetrolcontainhighconcentrationPAHs发现，在喷漆以前，工人用汽油擦拭清洁表面，而汽油中含有大量PAHs.,Foreword前言,Sotestingisnotthekeypoint,butthematerialassessmentand.deepsubstancescontrol.因此，检测不是一切的，而应该是材料评价和物质控制,Supervisehazardoussubstances监控危险物质-somematerialdontneedtotestforsomerestricteditems有的材料不必进行一些禁用项目的测试-somematerialneedtotestmore有的材料要加倍进行测试监控,Reducecost减少费用,PAHs(PAK)+GS多环方向烃化合物新要求,Historical历史,In2005and2006“StiftungWarentest”(independentGermanconsumerprotectionorganization)examinesconsumergoodsandfoundalarminglevelsofPAHamongstotherchemicals在2005年和2006年间，“StiftungWarentest”(一家独立的德国消费者保护组织）发现在一些消费产品的以下部件材料中含有多环芳香烃化合物，-inrubberhandlesoftools在工具的塑胶手柄上-Inplastichandlesofpushchairs,electricalappliancesandtorches在手推车、电子产品和火把的手柄上,Recall：InGermanyandBelgium,fromJul,2005toJul,2007,therewereaatleastUS$100Mproductswhichwererecalled,withoutanycorrelativelawordirective.招回案例：在德国和比利时，从2005年7月到2007年7月份已经至少有超过1亿美金的产品在没有明确指令和法律的情况下涉及被商家招回。PAHs被认为有致癌作用。FromApril1st2008,GSMarkcertifiedwillhavetocomplywithnewrequirementscoveringPolycyclicAromaticHydrocarbons(PAHs).从2008年4月1日开始，GS产品认证都必须加入新的要求多环芳香烃化合物。ThisGSisaswellastherelevantsafetystandards.GS是相应安全标准的认证。PreviouslythevoluntaryPAHrequirementbecomesmandatory.以前自愿性的多环芳香烃化合物PAHs的要求变成强制性的了。TherequirementandtestmethodwillbeaddedtotheZLSstandardZEK01-08相应的要求和检测方法：ZEK01-08,Historical历史,LimitsforPAHinconsumerproducts消费产品中多环芳香烃化合物的限量指标,*Ifthelimitsofcategory1aresurpassedbutthelimitsofcategory2stillmet,theconfirmationofsuitabilityofcontactwithfoodstuffortheoralmucosacanbeverifiedbyanadditionalmigrationtestofthePAHcomponentsaccordingtoDINEN1186and64LFBG80.30-1.Theresultsofthemigrationtestshallbeevaluatedaccordingtolawcriteriaforfoodstuff.*如果检测结果超过了1类的限制但又不超过2类，对于食品接触性材料或口腔粘膜接触性材料的适当的确认工作应该进行，相关验证工作是通过增加迁移测试来进行，方法为根据DINEN1186和64LFBG80.30-1对PAH的迁移量进行测试；相应的结果将根据食品法律来判定。,HealthHazards/Environment危害健康和环境物质Mutagenic,carcinogenic,reprotoxic诱导有机体突变物质、致癌物和生殖毒性物质PersistentOrganicPollutants(POP)underUnitedNationsEconomicCommissionforEuropes(UNECE)ProtocolonPOPandsubjecttoobligationtoreduction持久稳定有机污染物（POP）(根据欧共体协议）,InbodyBaPisconvertedtocompoundaboveleadingtoDNAdistortionandcancer在生物体内，苯并(a)芘被改变为一类物质能够导致DNA发生变化而容易得癌症。,ExampleBenzo(a)pyrene:苯并(a)芘Firstchemicalcarcinogentobediscovered被发现的第一个化学致癌物质ClassIIcarcinogen,mutagenandreprotoxicII级诱导有机体突变物质、致癌物和生殖毒性物质Highlytoxic高毒性,BaP,WhatisPAH?什么是PAH,HarmfulHammerhandle：2200mg/kgPAH,transfertoskin=3520cigarettes.锤柄有2200毫克/公斤的PAHs,转移到皮肤的相当于3520根香烟。PAHsshowfluorescenceblueunderUVlightPAHs在紫外灯下呈荧光蓝,WhatisPAH?什么是PAH,PAHsarewidespreadpersistentorganicpollutantsinair,soilandwaterPAH是广泛持久稳定的有机污染物，存在在空气、土壤和水中DirectlyfoundinCrudeoil,coal,coaltar,creosote直接可以在原油、煤炭、煤焦油和杂芬油Formationfromincompleteburningofhydrocarbons碳氢化合物的不完全燃烧Coal,gas,oil,wood,tobaccoandcharcoalmeat,naturallyoccurringfiresincludingwoodburningstovesandfireplaces煤炭、汽油、油、木材、烟草和烤肉，Survivorofcombustionfromautomobilesandairplanes汽车和飞机燃油的燃烧残留Pyrolysisoforganicmatter,refiningoil有机物和精炼油的裂解产物CommercialUsage-Pharmaceuticals,dyes,plastics，pesticides商业用途药品、颜料染料、塑料、杀虫剂PAHs,specificrefinedproductsarewidelyusedinthefieldofelectronics,functionalplasticsandliquidcrystals.PAHs广泛用于电子/功能塑料/液晶的生产.Acenaphthene:Intermediatefornaphthalicacids,naphthalicanhydride(intermediateforpigments)andforacenaphthylene(intermediateforresins);Intermediatefordyes,soaps,pigments,pharmaceuticals,insecticide,fungicide,herbicideandplantgrowthhormones.Itisusedtomanufactureplasticsandasanagentforinducingpolyploidy.苊:萘酸/萘酐(颜料的中间体)/亚苊(树脂的中间体)的中间体,染料/肥皂/颜料/药品/杀虫剂/杀真菌剂/除草剂和植物生长激素的中间体.它也作为一种产生多倍诱导作用的助剂用于塑料生产.,WhatisPAH?什么是PAH,Anthracene:Itsoxidationyieldsanthraquinone,theparentsubstanceofalargeclassofdyesandpigments;.diluentforwoodpreservatives;scintillant(fordetectionofhigh-energyradiation)蒽:它的氧化生成物蒽醌,蒽的姐妹物质是广泛的染料和颜料物质;木材防腐剂的稀释剂,发光物(高能量放射性的检测)Fluoranthene:manufacturingfluorescentandvatdyes,pharmaceuticalsandagrochemicals.荧蒽:荧光和还原染料的生产,药品和农业化学品.Fluorene:basicsubstanceforproductionofdyes,pigments,pesticides,thermosetplasticandpharmaceuticals;manufacturingfluorenone(mildoxidizingagent)芴:染料/颜料/杀虫剂/热固塑胶和药品生产的基本物质;芴酮的生产(弱氧化剂)Naphthalene:Intheproductionofphthalicanhydride,carbarylinsecticide,beta-naphthol,tanningagents,mothrepellent,andsurfactants-naphthalene:mainuse:productionofphthalicanhydride(intermediateforpolyvinylchlorideplasticizers);also,productionofazodyes,surfactantsanddispersants,tanningagents,carbaryl(insecticide),alkylnaphthalenesolvents(forcarbonlesscopypaper),andusewithoutprocessingasafumigant(mothrepellent)萘:邻苯二甲酸酐/胺甲萘杀虫剂/beta-萘酚/鞣革剂/防蛀剂/表面活性剂的生产;主要用途:邻苯二甲酸酐(PVC塑胶的中间体);也用于:生产偶氮染料/表面活性剂/分散剂/鞣革剂/胺甲萘(杀虫剂)/烷基萘溶剂(无碳铜版纸的制造),和熏剂.Phenanthrene:manufacturingphenanthrenequinone(intermediateforpesticides);manufacturingdiphenicacid(intermediateforresins)菲:生产菲醌(农药的中间体),生产二菲酸(树脂的中间体).Pyrene:manufacturingperinonpigments芘:颜料的生产,BannedPAHslist禁用的多环芳香烃目录,BannedPAHslist禁用的多环芳香烃目录,HowdoPAHcomeintotheproduct?PAHs如何进入产品的？,Duringtheproductionofrubber(andplastic)fillingsareusedtogetahighermassofproduct.Thisturnstheproducthard.Tore-softenthematerialmineraloilsareadded.OftenthesemineraloilcontainPAHasanimpurity.在橡胶（和塑料）的生产过程中会加入一些填充物以增强产品的强度，这样会使产品变得很硬，为了使产品重新变软，会加入软化剂矿物油。不纯的矿物油经常会导致PAHs问题。Conservationagents(Naphthalene,etc)贮存剂（如萘等防腐剂）Carbonblackasdyingagent染料中碳黑含有PAHsSolvent溶剂Dis-mouldoiloragent脱模油Paste浆料ThefollowingmaterialsareexamplesthatcouldcontainPAHs:以下的材料是有可能含有PAHs的一些材料-Elastomers(plasticandrubbermaterial),andsoftplasticsandrubbers.弹性（软性）的塑料和橡胶材料-BlackordarkcoloredPolymer黑色或深色聚合物-Coatingsandvarnish，andglue.油漆和清漆层,和胶水。-Materialstreatedwithconservationagents(Naphthalene)(e.g.Leatherproducts,wood,bastandnaturalbristle).经过防腐处理的材料，如皮革、木材、树皮和天然猪鬃。,AstheZLSdecisionEK1-374-08ePAHguidelineforElectricalProductsComponentsneedtobetouched,duringtheactualuse.Forgetthecomponentswhichcannotbetouchedeasilyinnormaltime.Giveupthepossibleskincontactduringinstallation,repairing,wastetreatment,etcMaterialpolicy:-softplastic,rubber,withallcolors-blackanddarkcolorplasticorrubber.-paintingandcoating-naturalmaterial,TestPolicyforGSWhichkindofcomponentsneedtobetested？GS的测试准则哪些需要进行测试,CheckrawmaterialsforPAHcontent检查原材料中是否有PAHsUse“clean“rawmaterials使用清洁的原材料Avoidtheusageofuncontrolledmaterials避免使用非受控的材料SpreadinformationaboutPAH了解PAH传播的信息Knowledgeaboutrawmaterials了解原材料的知识Knowledgeaboutimpact了解相应的影响BOMtoBOS从材料清单走向物质清单MaterialcontroltoSubstancescontrol从对材料的控制走向对于配方的控制,Howtocontrol?如何控制,NewsituationofRoHSRoHS的新情况,IEC62321ED1-newversion:IEC111/95CDV（publishedinDec.,2007)新的版本：IEC111/95CDV(2007年12月发表）Itreplacesdocument111/54/CDV(rejectedinOct.,2006).Whilstnotofficiallyreleasedasastandard,thedocumentisausefulguidetofollowforRoHStesting.它代替了111/54/CDV(2006年10月已经被否决），同时并不作为官方标准进行发表，而是RoHS测试的指导性文件.SomechangeonAnalysisofPBB/PBDE:PBB/PBDE分析方法的改变-extractiontime:from”about2hours(20extractioncycles)”to“atleast2hourswithkeepeachcycleas2-3mins.”萃取时间:从大约2个小时(20个萃取循环)到至少2个小时(保持2至3分钟一个萃取循环)-preventlightduringextraction(emphasis)再次强调了萃取过程中的避光AnalysisonCr(VI)inplatingofmetal.-MainTestmethod,主要的检测方法1.IEC111/95/CDV(ProjectNo.IEC62321),spottest,iffoundred,thenuseboilingwaterextractionprocedure,measuredbyUV-Vis擦拭实验,如果发现红色,则用水煮萃取过程,并用分光光度计而是测试,detectionlimit检出限:0.02mg/kgwith50cm2samplesurfacearea;ifdetectionlimit,thenfail;如果大于检出限,则是阳性结果,判不合格.2.EN15205:2006boilingwaterextractionprocedure,measuredbyUV-Vis,水煮萃取过程,并用分光光度计而是测试,detectionlimit检出限:0.1g/cm2;ifdetectionlimit,thensamplecontainsCr(6+);如果大于检出限,则样品含有六价铬.,TestmethodstandardforRoHSRoHS的测试方法,SometopicduringthemeetinginTelAvivinMar.10/11特拉维夫TC111会议的一些议题：-Trytoput(informative)annexesintonormativebody(GC-MS,CrVImethods)将六价铬测试方法和气质联用方法放入附件中。-Havethepossibilitytoincludeadditionaltestmethods加入可能的其他附加方法，如EN15205.-TrytomergePASonsampledisjointmentwiththeIEC62321尝试将样品的拆解也放入标准，也有意见将另外设立方法：-62xxx1GeneralRules(includingsamplepreparation)通用规则（包括样品准备）-62xxx2Method(includingpossiblespecificindicationforsamplepreparation)方法(包括可能的对于样品准备的特殊指导）-62xxx3Method(includingpossiblespecificindicationforsamplepreparation)方法(包括可能的对于样品准备的特殊指导）HavethepossibilitytoIncludenewsubstances(e.g.theonessuggestedbyNorwayintheirdraftlegislationorbythe(soontobepublished)RoHSrevision)挪威代表提出了是否有可能将新的限制物质（RoHS有可能会扩项）也加入到这个标准中。,TestmethodstandardforRoHSRoHS的测试方法,Thetimeframeofthepublicationofthestandardshouldbethefollowing:标准发布时间表MeetingTelAviv10.tillnowabout460substanceswasbroughtforward,but7itemswasthehot;theyare:Arsenic,Beryllium,HBCDD,TBBP-A,MCCP,Phthalates,Bisphenol-A.Denmark,UKsomeEUcountriessupportthis.新的RoHS会增加很多新的限制项目，目前已经有超过460个物质被提出，但最有可能的是以下内容：砷、铍、六溴烷十二烷、四溴双酚-A，中链氯化石蜡、邻苯二甲酸盐类、双酚-A等。包括丹麦、英国等欧盟国家都支持这一改变。,CurrentsituationforRoHSimplementation目前RoHS执行的情况,-Cancelexemption:Deca-BDEwillberestrictedfromJul.1,2008.取消豁免：十溴联苯醚将在2008年7月1日起正式限制使用TheEuropeanCourtofJustice(ECJ)hasruledinApr.1,2008,thatflameretardantdecabromodiphenylether(deca-BDE)willbe“banned”fromelectricalandelectronicequipmentfromtheendofJune.TheEuropeanCommission(EC)hadoriginallygrantedanexemptionfordeca-BDEfromthelistofbannedsubstancesundertheRoHSDirectiveAmendedversion2005/717/EC.Thecurrentexemptionwillapplyuntilthe30thofJune2008.Thereforetheexemptionknownas9aendsonthatdate.欧洲司法法庭在2008年4月1日规定：作为阻燃剂的十溴联苯醚将在六月底禁止使用在电子电器产品中。欧盟关于十溴联苯醚豁免的指令：RoHS指令的修订版2005/717/EC将十溴联苯醚豁免了，现有的豁免将被继续用到2008年6月30日，也就是说对于十溴联苯醚的第9a条豁免将在那一天终止。-NewExemption新的豁免：2008/385/EC,issuedinJan.4,20082008年1月4日发布30.Cadmiumalloysaselectrical/mechanicalsolderjointstoelectricalconductorslocateddirectlyonthevoicecoilintransducersusedinhigh-poweredloudspeakerswithsoundpressurelevelsof100dB(A)andmore.音压大于100dB(A)的大功率扬声器中，直接位于转换器音圈上的连接电导体的作为电器/机械焊料的镉合金。31.Leadinsolderingmaterialsinmercuryfreeflatfluorescentlamps(whiche.g.areusedforliquidcrystaldisplays,designorindustriallighting).无汞平板荧光灯（如用于液晶显示、设计或工业照明的荧光灯）中的焊料中的铅。32.LeadoxideinsealfritusedformakingwindowassembliesforArgonandKryptonlasertubes.氩和氪激光管中，使用于视窗装配的密封玻璃中的氧化铅。,CurrentsituationforRoHSimplementation目前RoHS执行的情况,HalogenFreeSolution无卤素化和解决方案,WhatisHalogensanditsapplications?什么是卤素及其应用？,Fluorine氟,Chlorine氯,Bromine溴,Iodine碘,Astatine砹,WhyisthereaneedforHalogen-Freeproducts?为什么需要“无卤”产品？,ThetermimpliesHalogen-Freemeanstheproductmaterialdoesnotcontainanycompoundsderivedfromtheseelements.“无卤”意味着产品材料不包含由这些元素组成的任何化合物.HarmfulpropertiesoftheuseofHalogens使用卤素的有害性-Carcinogenic致癌-Releasetoxicgaswhencombusion:Dioxin/Furan燃烧时释放有毒气体,二恶因和呋喃-Toxicforimmunitysystem,andeffectincretionsystem,toxicforreproduction免疫系统毒性、内分泌系统影响、对生殖系统的毒害-Mutagenic诱导有机体突变-Mostofhalogensubstancesareenvironmentalhormonesubstance大部分卤素化合物都是环境荷尔蒙物质HalogenFreematerialsorproducts-AnewtrendinE-Chlorine氯:900ppm;-Bromine溴:900ppm.2）JPCA(JapanPrintedCircuitAssociation)JPCA-ES-01-1999definescriteriaandmethodforhalogenfree日本印刷电路版协会标准：JPCA-ES-01-1999-Chlorine氯:900ppm;-Bromine溴:900ppm.3）IPC(internationalPrintedCircuit)IPC4101Bdefines国际印刷电路协会标准IPC4101Bdefines-Totalhalogen卤素总量:1500ppm;-Chlorine氯:900ppm;-Bromine溴:900ppmAndotherVIIAgrouphalogensarenotincludedinthedefinition,i.e.Fluorine,iodine,astatine其它卤素总量（氟、碘和砹）没有限定,RegulationsgovernedinHalogens-Totalhalogen管制卤素的规定-卤素总量,RestrictiononChlorine,BromineandtotalHalogenscontentBigbrandrequest限制使用氯、溴和总体卤素含量-国际大厂的要求1）AppleHalogenfreespecification(069-1857-A)苹果公司-Totalhalogen卤素总量:1500ppm(0.15%)-Chlorine氯:900ppm(0.09%)-Bromine溴:900ppm(0.09%)2）DELLHalogenfreeGuideline