Py-Screener系统筛查分析电子电气产品中7种邻苯二甲酸酯和20种溴代阻燃剂

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本方法采用岛津Py-Screener Ver.2系统对电子电气产品中7种邻苯二甲酸酯和20种溴代阻燃剂进行快速筛查检测。该方法样品不需要做前处理，直接称样上机分析就能得到结果，可以简单快捷的检测电子电气中的邻苯二甲酸酯和溴代阻燃剂。SSL-CA23-082Excellence in Science Excellence in ScienceGCMS-508 Py-Screener 系统筛查分析电子电气产品中 7种邻苯二甲酸酯和20种溴代阻燃剂 GCMS-508 摘要：本文利用岛津 Py-Screener Ver.2 系统建立了电子电气产品中7种 邻 苯二甲酸酯和20种溴代阻燃剂的 快速筛查方法。相较 与 Py-Screener Ver.1系统，该方法通过引入参考标准ID和校正因子，可以计算7种邻苯 二甲酸酯、10种 PBDE、10种 PBB、TOTM 和六溴环十二烷共29种 化 合物的含量；采用新型附带保护住的 SH-1MS色谱柱， 可在22 min 内快速进行 29种化合物的测定，操作简单快捷，适用于电子电气产品中邻苯二 甲酸酯和溴代阻燃剂的快速筛查。 关键词： Py-Screener 电子电气产品 邻苯二甲酸酯 溴 代阻燃剂 技术特点： 心采用 Py-Screener Ver.2 系统可同时筛查包含邻苯二甲酸酯和溴代阻燃剂在内的29种化合物。 了标准 IEC 62321-3-3：2021：通过气相色谱-质谱法使 用热裂解/热脱附附件 (Py/TD-GC-MS)筛选聚合物中的 多溴联苯、多溴联苯 醚 和邻苯二甲酸酯，这为企业快速 判断产品是否满足欧盟 RoHS 2.0版邻苯二甲酸酯和溴 代阻燃剂限值提供了快速筛查的方法。 本文利用岛津 Py-Screener Ve r .2系统建立 了 电子 电气产品 中 7种邻苯二 甲 酸酯和20种溴代阻燃剂的快 速筛查方法。相对于传统索氏 抽 提、微波萃取等，该方 法不需要做前处理，直接称取样品上机分析就能得到分 析结果，可以更简单 快 捷的筛选电子产品中的邻苯二甲 酸酯和溴代阻燃剂。 1.1仪器 GCMS-QP2020 NX气相色谱-质谱联用仪 PY-3030D 多功能热裂解进样器 1.2分析条件 热裂解条件： 炉温程序：340℃(3min) GCMS条件： 色 谱 柱： SH-1MS， 17 m×0.25 mm×0.1 um (含2m保护柱)柱温程 序： 80℃ _40℃ /min_200℃_20℃ /min_320℃ (4 min) 进样口温度：300℃ 一 化方式： E I 离子 流速控制方式： 恒线速度方式 离子 源温品度 ： 230℃ 线速 度：52.1mL/min 色谱质谱接口 温 度： 320℃进 样方式： 分流进样 分流 0.1kV 比：50：1 检 测 器 电 压 ： 调谐电压 +采 集 模 式： SCAN&SIM， 离子信息见表1 样品前处理 按照Py-Screener分析系统的要求，对样品进行 制 备。准确称取0.50 mg样品至Eco-Cup中，塞入少量石英棉，放入 PY-3030D 自动进样器中上机待 测 。 切取适量样品 放入样品杯中称重 加入石英棉 ■结果与讨论 3.1标准品谱图 邻苯二甲酸酯和溴代阻燃剂标准品色谱图分别见图1、图2，化合物相关信息见表1，质量色谱图如图3所示。 图 1 邻 苯 二 甲酸酯标准品色谱图 (1000mg/kg) 图2 ERM-EC591 溴代 阻 燃 剂 标准品色谱图 1.5e6- 1.0e6- 5.0e5- 0.0e0 3.0e4- 2.0e4 1.0e4- 0.0e0 Q483.60(+) 3.52e4 Q 561.60(+) 4.50e4Q641.50(+) 1.95e4 图3 邻苯二甲酸酯和溴代阻燃剂质量色谱图 表1令邻苯 二 甲酸酯和溴代阻燃剂信息 NO. 化合物名称 英文简称 CAS 号 保留时间 (min) 定量离子 (m/z) 定性离子 (m/z) 1 邻苯二甲酸二异丁酯 DIBP 84-69-5 3.086 223 205 2 邻苯二甲酸二丁酯 DBP 84-74-2 3.343 223 205 3 邻苯二甲酸苯基丁酯 BBP 85-68-7 4.493 206 91 4 邻苯二甲酸二己酯 DEHP 84-75-3 5.203 279 167 5 邻苯二甲酸二辛酯 DNOP 117-84-0 5.815 279 167 6 邻苯二甲酸二异壬酯 DINP 84-76-4 6.129 293 / 7 邻苯二甲酸二异癸酯 DIDP 26761-40-0 6.456 307 / 8 2，4，4'-三溴二苯醚 Tri-BDE(BDE-28) 41318-75-6 4.206 405.8 407.8 9 2，2，4，4'-四溴二苯醚 Tetra-BDE(BDE-47) 5436-43-1 5.031 325.8 483.6 10 2，2，4，4，6-五溴二苯醚 Penta-BDE(BDE-100) 189084-64-8 5.690 403.8 561.6 11 2，2'，3，4，4'-五溴二苯醚 Penta-BDE(BDE-99) 182346-21-0 5.895 403.8 561.6 12 2，2，4，4，5，6'-六溴二苯醚 Hexa-BDE(BDE-154) 207122-15-4 6.442 483.6 643.5 13 2，2，4，4'，5，5'-六溴二苯醚 Hexa-BDE(BDE-153) 68631-49-2 6.726 483.6 643.5 14 2，2，3，4，4'，5，6'-七溴二苯醚 Hepta-BDE(BDE-183) 207122-16-5 7.516 561.6 721.4 15 2，2，3，3，4，4，6，6'-八溴二苯醚 2，2'，3，4，4，5，6，6'-八溴二苯醚 Octa-BDE(BDE-197+204) 117964-21-3/ 446255-54-5 8.424 641.5 643.5 801.3 16 十溴联苯 Deca-BB(BB-209) 13654-09-6 9.926 783.3 785.3 17 十溴二苯醚 Deca-BDE(BDE-209) 1163-19-5 10.960 799.3 959.1 3.2 Py-Screener Ver.2系统新 特 点 3.2.1通过使用参照标准ID和校正因子计算浓度 在 Py-Screener Ver.2中通过使用校准样品中一部分的化合物的浓度结果可以计算出7种邻苯二甲酸酯、10种 PBDE、10种 PBB、7TOTM 和六溴环十二烷共29种化合物的浓度值。 八 Name Ref STD ID Correction Factor 人 Name Ref STD ID Correction Factor 了 了 了 了 1 DIBP 1.000000 16 Hepta-BDE 14 1.364579 2 DBP 1.000000 17 Octa-BDE 19 0.542993 3 BBP 1.000000 18 Nona-BDE 19 0.702527 4 DEHP 1.000000 19 Deca-BDE 1.000000 5 DNOP 1.000000 20 Mono-BB 13 0.408504 6 DINP 1.000000 21 Di-BB 13 0.818642 7 DIDP 1.000000 22 Tri-BB 13 0.609818 8 TOTM 4 3.086590 23 Tetra-BB 13 2.141206 9 Hexabromocy... 14 12.367125 24 Penta-BB 14 2.564641 10 Mono-BDE 13 0.596018 25 Hexa-BB 14 2.282088 11 Di-BDE 13 0.555645 26 Hepta-BB 14 3.290783 12 Tri-BDE 13 1.087725 27 Octa-BB 29 0.805705 13 Tetra-BDE 1.000000 28 Nona-BB 29 0.942980 14 Penta-BDE 1.000000 29 Deca-BB 1.000000 注：没有设定参考标准 ID 的 化合物通过其本身 的 校准曲线来计算浓度。 图4 Labsolu t io n Insight 软件中参考标准ID 和 校正因子设置 3.2.24种邻苯二甲酸酯总浓度的筛查以应对 REACH 法规的要求 Labsolution Insight 软件中可同时显示4种邻苯二甲酸酯各浓度结果和4种邻苯二甲酸酯总浓度结果以应 对 RoHS 和 REACH 法规的不同要求。 表2 RoHS 和 REACH 法规对邻 苯 二甲酸酯的要求 RoHS REACH 对象 电子电气设备 玩具、儿童产品、所有成型产品(除一部分例外) 管控化合物 (邻苯二甲酸酯) DIBP、DBP、BBP、DEHP DIBP、DBP、BBP、DEHP 限值要求(mg/kg) 4种邻苯二甲酸酯含量 均低于 1000 mg/kg 4种邻苯二甲酸酯含量及总量 均低于 1000 mg/kg 3.2.3新色谱 SH-1MS具有更好的耐用性 Py-Screener Ver.2 中采用 岛 津新款附带保护住的 SH-1MS色谱柱，该色谱柱规格为15 m×0.25mm×0.1um+2m保护柱，以DBP拖尾因 子 2.5上限，采用常规 UA-PBDE色谱柱，当进样300-400次之后 DBP 拖尾 因子明显上升并超过上限值；而采用新色谱住 ，进样超过700次之后， DBP 拖尾因子依然低于2.5，由此可以 减少色谱柱维护的次数，提高实 验 效率。 Comparison of Durability between UA-PBDE and the New Column 注：上图来源于日本岛津制作所应用文 章 《Evaluation of Effectiveness of Dedicated High Durabi l ity Column for Use with Py-Screener M Ver.2》 3.3样品测试 对电子电气设备中的3种电缆样品进行测试，测试谱图见图5。 图5 样品色谱图(黑色：样品1，粉色：样品2，蓝色：样品3) 表3 样品测试结果(单位： mg/kg) NO. 化合物名称 样品1 样品2 样品3 1 DIBP 13.73 9.25 7.15 2 DBP 24.28 N.D. N.D. 3 BBP N.D. N.D. N.D. 4 DEHP 7.82 250.99 14.67 5 DNOP N.D. N.D. N.D. 6 DINP N.D. N.D. 7.72 7 DIDP N.D. N.D. N.D. 8 TOTM N.D. N.D. N.D. 9 Hexabromocyclododecane N.D. N.D. N.D. 10 Mono-BDE N.D. N.D. N.D. 11 Di-BDE N.D. N.D. 16.04 12 Tri-BDE N.D. N.D. 177.56 13 Tetra-BDE N.D. N.D. 6.58 14 Penta-BDE N.D. N.D. N.D. 15 Hexa-BDE N.D. N.D. N.D. 16 Hepta-BDE N.D. N.D. N.D. 17 Octa-BDE N.D. N.D. N.D. 18 Nona-BDE N.D. N.D. N.D. 19 Deca-BDE N.D. N.D. N.D. 20 Mono-BB N.D. N.D. N.D. 21 Di-BB N.D. N.D. N.D. 22 Tri-BB N.D. N.D. N.D. 23 Tetra-BB N.D. N.D. N.D. 24 Penta-BB N.D. N.D. N.D. 25 Hexa-BB N.D. N.D. N.D. 26 Hepta-BB N.D. N.D. N.D. 27 Octa-BB N.D. N.D. 64.98 28 Nona-BB N.D. N.D. N.D. 29 Deca-BB N.D. N.D. N.D. 30 Total PBDEs N.D. N.D. 200.18 31 Total PBBs N.D. N.D. 64.98 32 DIBP，DBP，BBP，DEHP 45.82 260.24 21.82 注：N.D.表示未 检 出。 ■结论 本方法采用岛津 Py-Screener Ver.2系统对电 子 电气产品中7种邻苯二甲酸酯和20种溴代阻燃剂 进 行快速 筛查检测。该方法样品不需要做前处理，直接称样上机分析就能得到结果，，可以简单快捷的检测电子电气中的 邻苯二甲酸酯和溴代阻燃剂。 岛津应用云