汽车材料禁限用物质检测方法

汽车禁用物质包括铅及其化合物、汞及其化合物、镉及其化合物、六价铬及阻燃剂多溴联苯和多溴二苯醚等六类物质。铅、汞、镉、六价铬等四种重金属,有关研究表明对土壤环境等生态资源的危害极大;溴系阻燃剂在基材燃烧过程中产生烟雾及有毒气体,影响人体健康。

 

如何恰当、合理、简单、正确地检测出汽车零部件中所含的禁限用物质,是控制整车禁限用物质的基础,也是使整车满足国家汽车禁限用物质相关法律法规要求的一种重要前提条件。

 

一、汽车产品禁限用物质检测方法
禁限用物质监测方法有X射线荧光光谱法(XRF)、原子吸收光谱法(AAS)、电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)、气相色谱-质谱法(GC-MS)、紫外可见分光光度法(UV-Vis)等方法。

 

1、X射线荧光光谱法(XRF)
X射线荧光光谱法是利用样品对X射线的吸收来定性或定量测定样品中成分的一种方法。它具有分析迅速、样品前处理简单、可分析元素范围广、谱线简单、光谱干扰少、试样形态多样性及测定时的非破坏性等特点。


尽管X射线荧光光谱法是一种快速无损便宜的分析仪器,由于该方法存在一定的局限性,使用时应充分考虑该仪器的限制条件和结果的适用性。需要特别注意的是X射线荧光光谱仪测试的是铬元素和溴元素的总含量,对于六价铬和溴系阻燃剂的检测,结果若是含有铬元素或溴元素,并不能证明样品中含有有害物质六价铬和多溴联苯多溴二苯醚。


为了节约检测成本及提高检测效率,首先对汽车零部件材料样品进行XRF定性分析,检测出有害物质后再进行定量分析。

 

2、原子吸收光谱法(AAS)
该方法检出限很低,灵敏度高,其干扰少、谱线简单,该方法标准曲线线性范围宽可达3~5个数量级。如果用XRF方法检测出汽车零部件材料样品中有镉、铅、汞元素,下一步就用原子吸收光谱法对汽车零部件材料中的镉、铅、汞等元素进行定量分析。

 

3、电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)
ICP-OES方法是一种发射光谱分析法,可以多位元素同时分析,采用先进的进样技术可以对固、液、气态样品直接进行分析,具有溶液进样分析方法的稳定性和测量精度,它的校正曲线的线性范围可达5~6个数量级,有的甚至可达7~8个数量级。


该方法具有较高的蒸发、原子发和激发能力且无电极放电。已迅速发展为一种极为普遍、使用范围广的常规分析方法,并已大量应用于各行业,进行多种样品、70多种元素的测定。


如果用XRF定性检测出汽车零部件样品中含有多种禁用物质时,采用此方法进行禁用物质的定量分析,同时检测出多位有害物质,这样可以大大提高检测效率,节约成本。

 

4、气相色谱-质谱法(GC-MS)
气相色谱-质谱法原理是利用不同离子在电场或者磁场中的运动轨迹不同,把离子按质荷比分开,通过质谱和相关信息,对样品中的物质做定性及定量分析,同时利用高辉度离子源,选用低噪声的电子检测单元,提高了S/N比。利用双涡轮分子泵真空排气系统,实现了超高灵敏度。气相色谱-质谱法属于破坏性检测方式,需要对汽车零部件样品进行破坏制样。

 

GC-MS仪器可以对汽车材料中的PE、ABS、HIPS、LDPE、聚酯、印刷电路板等材料进行有效的检测。


当XRF扫描出含有溴元素时,此方法可以对汽车零部件材料中的多溴联苯、多溴二苯醚进行定量分析。

 

5、紫外可见分光光度法(UV-Vis)
紫外可见分光光度法的检测原理是根据不同化合物对不同波长的吸收度不同,进行对比分析,然后鉴定出该样品是何种物质。再根据朗伯比尔定律吸光度原理进行定量分析。所以此方法不但可以用于样品物质的定量,还可以用于样品的纯度分析、样品的定性鉴定。


此方法主要用来测试有机物,它的优点是适用性强、操作相对简单、准确性好、灵敏度高;缺点是远没有红外光谱好,很多化合物在紫外没有吸收或者吸收很弱,所以此方法作为其他检测方法的补充。

 

 

二、有害物质含量检测方法应用


汽车零部件材料有害物质检测方法多种多样,针对不同的汽车零部件中的有害物质需要采取与之适应的检测方法,不同的检测方法对样品有着不一样的要求。

 

1、测试方法对样品的要求
无论是何种的汽车零部件,首先需要把相关汽车零部件分解成均质材料(由一种或多种物质组成的各部分均匀一致的材料),每个均质材料为一个测试点,一面检测时相互干扰。所以检测时有以下要求:
· 应拆分为均质材料
· 镀层和基材需要分开

 

2、汽车材料有害物质检测简要流程
汽车材料有害物质检测需先用XRF进行初步筛选,此方法成本低廉,操作简单,所以各机构都把此方法放在检测样品的第一步,后视情况进行定量分析。

 

所以检测方法的简要流程为:将样品拆分成均质材料 —— 用XRF进行扫描分析 —— 若需进一步精确测定,将样品剪碎 — 称取一定质量 — 根据不同材料选用合适的试剂进行消解或萃取 一 定容量瓶 — 仪器分析。

 

 

汽车零部件材料检测工作具有较强的系统性和综合性等特点。针对具体检测问题,要灵活运用各种检测技术方法进行系统分析,保证以准确、经济的方法完成检测工作。

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