中文名 | 溴系阻燃劑 | 外文名 | Brominated Flame Retardants |
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縮????寫 | BFRs | 全球總用量 | 250~300kt/a |
BFRs,溴化阻燃劑的總稱,主要種類為PBB、PBDE、HBCDD、TBBPA,另外,通過(guò)溴化反應(yīng),可形成不同樹(shù)脂基體的溴系阻燃劑系列,如溴化聚苯乙烯(Brominated Polystyrene, BPS)、聚溴化苯乙烯、溴化環(huán)氧樹(shù)脂齊聚物(Brominated Epoxy Oligomer,BEO)、溴化聚碳酸酯低聚物(Brominated Carbonated Oligomer,BCO)、聚溴化基丙烯酸酯(Poly(pentabromobenzyl acrylate),PPBA)等;CFRs,Chlorinated Flame Retardants,氯系阻燃劑;CFRs,氯化阻燃劑的總稱,主要種類為SCCP、PCB、TCBPA等;含氯增塑劑,氯系增塑劑的總稱,主要包括氯化石蠟(SCCP、MCCP)、五氯硬脂酸甲酯(MPCS)等。由于BFRs、CFRs、含氯增塑劑均包含了多種物質(zhì),如果要限制這些物質(zhì),將會(huì)給企業(yè)管控帶來(lái)成本激增。例如,BFRs就有幾十種之多,要判定材料中是否含有BFRs,首先要確定材料中是否有Br,如果沒(méi)有Br,則材料中肯定不會(huì)有BFRs,如果確定材料中有Br,麻煩來(lái)了,需要進(jìn)一步對(duì)BFRs的幾十種物質(zhì)進(jìn)行逐一排查,一一檢測(cè)是否有PBB、PBDE、HBCDD、TBBPA等,才能確定材料中是否含有BFRs。
因此,修訂草案提議限制BFRs、CFRs,含氯增塑劑這些大類物質(zhì),面臨管控困難。
盡管對(duì)溴系阻燃劑在燃燒時(shí)產(chǎn)生的有毒物質(zhì)數(shù)量和性質(zhì)仍有爭(zhēng)議,例如不含阻燃劑的高聚物更容易燃燒,并同樣施放出有害物質(zhì)。但有機(jī)溴化阻燃劑對(duì)人類健康的影響仍然是無(wú)法否認(rèn)的,因此成為被限制使用的對(duì)象。
1998年有關(guān)大西洋東北部海洋環(huán)境的部長(zhǎng)級(jí)會(huì)議上,溴化阻燃劑已被規(guī)定包括在需最先采取行動(dòng)停止釋放,發(fā)散和損耗的化學(xué)物質(zhì)中。不過(guò)2005年10月15日歐盟《電子電氣設(shè)備中危害物質(zhì)禁用指令》(RoHS指令)正式豁免了十溴二苯醚,使得這個(gè)用量最大的溴系阻燃劑品種得以繼續(xù)使用。 因此符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)的并不一定是無(wú)溴產(chǎn)品。
溴化阻燃劑包括各種有機(jī)溴化復(fù)合物,它們被用在各種塑料和別的材料中阻止燃燒和火勢(shì)蔓延。PBDEs,HBCD,TBBA這三種溴化復(fù)合物使用最多。大多數(shù)溴化阻燃劑在環(huán)境中很穩(wěn)定,尤其是有些PBDEs的生物積聚性很強(qiáng)。長(zhǎng)期接觸會(huì)妨礙大腦和骨骼的發(fā)育,這可能會(huì)導(dǎo)致對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)和行為能力永久性的影響,如學(xué)習(xí)能力和記憶力的減退。溴化阻燃劑還會(huì)危害荷爾蒙系統(tǒng),它們也是在雌激素通道上對(duì)內(nèi)分泌潛在的阻礙。通過(guò)動(dòng)物試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)某些溴化阻燃劑還會(huì)導(dǎo)致發(fā)育遲緩,青春期滯后以及對(duì)肝部和胎兒發(fā)育以及免疫系統(tǒng)的不良影響。所有含溴化阻燃劑的產(chǎn)品在被焚化時(shí)都會(huì)形成二惡英和呋喃,它們是嚴(yán)重的致癌物。 世界阻燃技術(shù)主要是以添加溴類阻燃劑為主,十溴二苯醚是最主要的品種。這種阻燃劑含溴量高,分解溫度高于350℃,與各種高聚物的分解溫度相匹配,添加量小,阻燃效果好。聚物的阻燃技術(shù),當(dāng)前主要以添加型溴系阻燃劑為主,常用的有十溴二苯醚、八溴醚、四溴雙酚a,六溴環(huán)十二烷等,其中尤以十溴二苯使用量為最大。在各種高聚物外殼,以及電路板中都需要用到聚溴類材料充當(dāng)阻燃劑,在高溫下它們可以阻止燃燒和火勢(shì)蔓延。
溴系阻燃劑的分解溫度大多在200~300攝氏度左右,與各種高聚物的分解溫度相匹配,因此能在最佳時(shí)刻與氣相及凝聚相同時(shí)起到阻燃作用,且添加量小、阻燃效果好。早些年歐洲一些“綠色”環(huán)保組織曾經(jīng)以溴系阻燃劑有毒為由,要求政府放寬對(duì)部分塑料制品(如電視機(jī)外殼)的嚴(yán)格阻燃標(biāo)準(zhǔn),結(jié)果導(dǎo)致當(dāng)時(shí)電視機(jī)成為歐洲國(guó)家引起火災(zāi)的主要原因之一。2100433B
溴系阻燃劑(BFR)是消費(fèi)量最大的有機(jī)阻燃劑,廣泛的存在各種電子產(chǎn)品外殼,纜線和電路板中。其全球總用量達(dá)250~300kt/a,占阻燃劑總量的15%~20%。全球電子電氣產(chǎn)品所用的阻燃劑,仍有80%是BFR。
電路板中存在大量溴化阻燃劑(BFRs),由于BFRs的半揮發(fā)性及結(jié)合特性,在回收處理廢棄電路板時(shí)導(dǎo)致BFRs的釋放及遷移。本研究在廢棄電路板回收流程基礎(chǔ)上,以含BFRs材料樣品(電路板粉體、非金屬粉及再生產(chǎn)品等)和大氣(氣相和顆粒物)、灰塵等環(huán)境樣品為研究對(duì)象,分析樣品中BFRs的組成及含量,重點(diǎn)關(guān)注Br在樣品中的賦存狀態(tài)和分布規(guī)律。比較電路板拆解、破碎、處理及再利用過(guò)程微環(huán)境中BFRs對(duì)大氣介質(zhì)的釋放遷移,揭示BFRs在氣相-顆粒物之間的分配規(guī)律,并利用吸附模型對(duì)實(shí)測(cè)值進(jìn)行預(yù)測(cè)和對(duì)照。研究不同粒徑顆粒物(PM2.5、PM10和TSP)中BFRs含量及組成和有機(jī)碳含量的相關(guān)性。實(shí)驗(yàn)?zāi)M加熱溫度、時(shí)間等工藝條件對(duì)不同類型、粒徑樣品中BFRs釋放的影響。本項(xiàng)目擬進(jìn)行BFRs在電路板回收過(guò)程中的源解析,為科學(xué)評(píng)估BFRs的污染特征和暴露風(fēng)險(xiǎn)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
廢舊電路板(WPCB)是電子廢棄物的重要組成部分,具有資源回收和環(huán)境污染的雙重特性。WPCB中存在大量溴化阻燃劑(BFRs),由于BFRs的半揮發(fā)性,在回收處理WPCB時(shí)導(dǎo)致BFRs的釋放遷移,對(duì)環(huán)境造成污染。本項(xiàng)目對(duì)WPCB回收處理過(guò)程中多溴聯(lián)苯醚(PBDEs)的污染特征進(jìn)行了研究,分析比較了廢舊電視機(jī)不同處理車間大氣中PBDEs的濃度水平、氣粒分配規(guī)律,重點(diǎn)探討了WPCB加熱拆解過(guò)程中PBDEs的污染特征,揭示了含PBDEs材料中PBDEs的受熱釋放規(guī)律。主要成果有:(1)廢電視機(jī)人工拆解、WPCB加熱預(yù)處理、WPCB破碎-分選和塑料破碎等車間均會(huì)造成PBDEs的污染釋放,其中WPCB加熱預(yù)處理車間氣相中PBDEs濃度最高,且以低溴代聯(lián)苯醚為主。(2)WPCB人工烤板和機(jī)械烤板過(guò)程均會(huì)造成PBDEs的大量釋放,以五溴聯(lián)苯醚同系物為主,并容易富集在車間灰塵介質(zhì)中。機(jī)械烤板過(guò)程中旋風(fēng)除塵器集灰中Σ8PBDEs濃度最高(317000 ng/g),而人工烤板過(guò)程中尾氣吸收液浮渣中Σ8PBDEs最高(68000 ng/g)。(3)加熱模擬實(shí)驗(yàn)表明:旋風(fēng)除塵器集灰加熱后,PBDEs的釋放特征受溫度影響大。在300℃時(shí),PBDEs的釋放主要發(fā)生在前5分鐘,其BDE-28、-47和-99釋放速率分別為1230、4480和 1950 ng/(g·min);WPCB基板碎片材料中PBDEs的釋放規(guī)律呈現(xiàn)線性增加的趨勢(shì),在不同加熱溫度下,其1小時(shí)時(shí)間內(nèi),PBDEs的釋放速率為 9.75?11.5 ng/(g·min)。這些成果為明確電子廢棄物回收處理過(guò)程中BFRs的釋放遷移機(jī)制提供了重要參考,對(duì)PBDEs的受熱釋放機(jī)制及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)研究具有重要意義,同時(shí)為WPCB的回收處理過(guò)程中的污染控制提供了理論基礎(chǔ)。