RoHS 2.0 PY/GC-MS檢測PVC塑膠中的塑化劑 – RoHS 2.0

關鍵字
RoHS 2.0, 塑化劑, 鄰苯二甲酸酯, 溴系阻燃劑, 超音波萃取, GC-MS, IEC-62321-8, DIBP, DBP, BBP, DEHP


國際電子電機委員會(International Electrotechnical Commission，IEC)在2017發表了檢測鄰苯二甲酸酯(塑化劑)的標準方法IEC-62321-8，適用於RoHS 2.0所控管的聚合物(Polymer)中的塑化劑，使用熱裂解氣相層析質譜(Py/TD-GC-MS)方法做為快速篩選，經過傳統萃取方法搭配氣相層析質譜(GC-MS)方法做為精密測量分析，雖然傳統萃取搭配GC-MS方法需消耗大量的時間及溶劑，但其精密度及準確度是不可忽視的。在使用溶劑萃取方法, 熱裂解方法比較下, 在效率, 準確及精確度的要求下PY/GC-MS是作為新版RoHS 塑化劑管制最好的選擇. 聚氯乙烯(PVC)為最廣泛所使用的合成塑膠聚合物之一，本身堅硬的PVC透過加入塑化劑就會變成非常柔軟的型態，因此廣泛的使用在電線表皮、電氣絕緣膠帶、仿皮革及包裝材等中。


分析方法


使有高靈敏度的日本電子JEOL氣相層析質譜儀(JMS-Q1050GC)進行測試，分析方法如表1. 所顯示，針對四種塑化劑(DIBP、DBP、BBP及DEHP)進行檢測，使用IEC-62321所規範的0.5、1、2.5、5及10 ppm五種濃度製作檢量線，由圖2. 所示使用JMS-Q1050GC檢測四種塑化劑的圖譜及檢量線皆具有很好的再線性及穩定度。接著使用超音波萃取法來萃取市售PVC塑膠中的塑化劑，首先加入四氫呋喃(THF)溶解樣品，再放入超音波中進行萃取。
在RoHS 2.0規範中，不同材質不同顏色的樣品皆須分開來分別進行測試，這裡所挑選的樣品皆為市面上所販售的PVC塑膠，如圖3. 所示，樣品1. 為柔軟度較高的藍色PVC塑膠，樣品2. 為柔軟度較差的透明無色PVC塑膠，分別經過超音波萃取及GC-MS方法進行檢測，定量結果為表2. 所示，其中藍色PVC塑膠的DEHP超出法規所規範的限值(0.1% = 1000 ppm)，其餘的皆合乎規範落在限值以內，由此可得知目前在市面大多數柔軟度越高及延展性越好的聚合物仍然充斥塑化劑，並可能含有大量的塑化劑，尤其PVC這類聚合物更屬於高風險產品。


分析結果
在RoHS 2.0規範中，不同材質不同顏色的樣品皆須分開來分別進行測試，這裡所挑選的樣品皆為市面上所販售的PVC塑膠，如圖3. 所示，樣品1. 為柔軟度較高的藍色PVC塑膠，樣品2. 為柔軟度較差的透明無色PVC塑膠，分別經過超音波萃取及GC-MS方法進行檢測，定量結果為表2. 所示，其中藍色PVC塑膠的DEHP超出法規所規範的限值(0.1% = 1000 ppm)，其餘的皆合乎規範落在限值以內，由此可得知目前在市面大多數柔軟度越高及延展性越好的聚合物仍然充斥塑化劑，並可能含有大量的塑化劑，尤其PVC這類聚合物更大量的塑化劑，尤其PVC這類聚合物更屬於高風險產品。