TP20-GC热裂解脱附仪
应对RoHS2.0新增4种邻苯筛查解决方案
2015年6月4日欧盟官方公报（OJ）发布RoHS2.0修订指令(EU)2015/863，在原有RoHS 6项物质（铅、镉、汞、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚）的基础上，增加4项邻苯二甲酸盐到RoHS2.0限制物质列表中，至此，RoHS2.0的管控物质达到10项。
按RoHS2.0检测标准，生产企业原材料快速筛查、物料自检、内部质量控制、客户验厂审厂等都需要购买相关设备（常规配置需要的仪器：GCMS+EDXRF光谱仪），但是采购这些设备动辄上百万，是很多企业都感到巨大压力，而企业在原材料筛查有不能不做，如果不做筛查，产品生产将会埋下巨大隐患，企业无法把控自己生产的产品是否符合标准；金谷科仪根据企业内部筛查的重要性和购买设备所需巨额投入这两大痛点，专门针对Rohs2.0中4种邻苯的快速筛查需求开发出一套全新解决方案： TP20-GC热裂解脱附邻苯快速筛查解决方案
这套TP2-GC系统能做20种邻苯的检测，满足邻苯检测需求，这个系统除了做邻苯之外，还可以做红磷阻燃剂、有机溶剂残留、高分子材料、材料中挥发性有机物等等，功能强大！
第一部分：TP20-GC 邻苯二甲酸酯解决方案介绍
TP20-GC方案有如下优点：
1、做样时间短：20分钟/样的做样时间完全满足企业用户快速筛查需求；
2、不产生废气废液：这种无需试剂、无需前处理，不产生废气废液；
3、采购成本低：PY+GCMS采购成本150万，TP20-GC采购成本40万以内；
4、使用成本低：无需前处理、无需试剂和耗材，一年使用成本3000元以内；
5、直接进样、操作简单：直接固体或液体进样，五部操作出结果，产线工人即可操作；
6、内置标准曲线：更加直观判断物料是否邻苯超标（独家技术）；
7、适用于100%聚合物材料：化学方法只适应于70%物料，TP20-GC适用于100%物料
8、无需专业实验室环境：只需要普通具备空调电源的操作空间即可安装使用。
本方案大型客户成功案例：
深圳威富通讯技术有限公司（华为一级供应商）
深圳兆驰股份有限公司（全球知名上市公司）
伟创力电源（东莞）有限公司 （美国知名代工企业）
协隆（东莞）塑胶电子有限公司（任天堂供应商）
深圳盛佳丽电子有限公司（深圳最大耳机代工厂）
四川绵阳高新区科光宏盛线缆有限责任公司
同兴达电子股份有限公司（手机摄像头上市公司）
中天讯通讯有限公司(手机天线行业龙头企业)
江苏辰阳电子有限公司(连接器代工企业)
深圳航胜精密连接器有限公司（知名连接器企业）
广东博纬通信科技有限公司(知名手机天线行业)
厦门振泰成科技有限公司（厦门知名开关生产企业）
深圳同为惠州子公司电子有限公司（上市公司）
中航电测仪器股份有限公司（陕西汉中，名军工上市公司）
福建星网锐捷通讯股份有限公司（上市公司，华为供应商）
江西联益光学有限公司 （上市公司江西联创电子公司）
河南凯旺电子科技股份有限公司 （准上市公司，华为供应商）
深圳市长盈精密技术股份有限公司（三星/华为 / 手机核心供应商）
深圳市共进电子股份有限公司（通讯行业领军企业）。。
第二部分：目前RoHS2.0三种解决方案对比分析
RoHS2.0 十种管控物质 | PY+GCMS法（做样时间40分钟） | 液相色谱法（做样时间100分钟） | ☆TP20-GC热裂解脱附气相法（做样时间20分钟）☆ |
设备采购成本 | 使用费用 | 人员成本 | 设备采购成本 | 使用费用 | 人员成本 | 设备采购成本 | 使用费用 | 人员成本 |
Rosh2.0 新增4种邻苯 | DBP BBP DEHP DIBP | 岛津PY+GCMS （150万） | 10万/年 | 10 万/年（1名专业检验人员） | HPLC （18万） | 10万/年（需要大量试剂，还需申报危险品） | 10 万/年（需要大量试剂，还需申报危险品） | TP20-GC热裂解脱附气相色谱法（29万） | 5000元/年（仅需要更换少量石英进样管即可） | 6 万/年（1 名专职检验人员即可操作2 台仪器） |
采购成本和使用成本 | 150万 | 10万/年 | 10万/年 | 18万 | 10万 | 10万 | 29万 | 0.5万/年 | 6万/年 |
样品实用性 | IEC标准写的很清楚：只有易溶性固体样品才能做超声萃取，那些难溶或者不溶聚合物样品则不能用超声萃取的方式做。（一般工厂聚合物样品有30%是不溶或者难溶，换句话说，做样过程中有30%样品可能出现误判） | IEC标准写的很清楚：只有易溶性固体样品才能做超声萃取，那些难溶或者不溶聚合物样品则不能用超声萃取的方式做。（一般工厂聚合物样品有30%是不溶或者难溶，换句话说，做样过程中有30%样品可能出现误判） |
易溶、难溶或不溶聚合物样品均可（普通工厂99%的样品），不会出现误判 |
|
70% | 70% | 99% |
分离效果 | 4个邻苯分离效果好 | 有2个邻苯分不开，影响结果 | 4个邻苯分离效果好 |
是否什么标准 | 符合IEC62321标准 | N/A | 符合IEC62321-8标准 |
每天能做多少样 | 每天处理样品30 个 | 每天处理样品5-7 个左右 每个样品超声至少2 个小时，做样30 分钟（超声2 个小时，很多样品中的邻苯不一定能超声出来） | 每天处理样品50 个以上 无需样品前处理，做样流程全自动化，每个样品时间满打满算20 分钟 |
申请废水废气排放许可？ | 需要（手续麻烦） 1、 需要大量的试剂（例如丙酮、四氢呋喃、乙腈等，这些试剂都需要报备才能使用），需要建一个专业实验室，才能通过监管部门环评 2、 产生大量废水废液，自己无法处理，需要请专业的危废公司来处理，成本高，手续麻烦，需要申请危废排放许可
| 需要（手续麻烦） 1、 需要大量的试剂（例如丙酮、四氢呋喃、乙腈等，这些试剂都需要报备才能使用），需要建一个专业实验室，才能通过监管部门环评 2、 产生大量废水废液，自己无法处理，需要请专业的危废公司来处理，成本高，手续麻烦，需要申请危废排放许可
| 不需要 本方案没有任何试剂、不会产生任何废水废液， 设置一个安装有操作台和空调的环境即可 |
特点 | 采购成本高 操作复杂 后期运营维护成本高 | 前处理太过复杂 操作人员操作对结果影响大 做样时间太长，不具备快速筛查功能 | 采购成本低; 筛查过程简单快速; 后期运营维护成本低 |
第三部分、仪器准确性和可靠性试验：
实验部分：仪器与耗材
1、带EPC控制的气相色谱仪；
2、TP20-GC热裂解脱附仪（裂解脱附温度200℃-650℃）；
3、色谱工作站（具备反控功能）；
4、专用毛细管邻苯专用柱；
5、氮氢空气源；
6、万分之一天平；
前处理过程：
本方法无需前处理，耗材为2.5cm长石英管，石英棉，预处理柱，将固体样品放置在石英管中间部位，两端用石英棉固定，然后将制备好的样品管放入加热腔体即可。
分析条件
热裂解程序升温 200℃-450℃
微热裂解时间 2 min
进样方式：分流进样
液体进样体积：1 ul
固体进样体积： 5mg以下
进样口温度：250 ℃
FID检测器温度：300 ℃
程序升温 50 ℃（保持1 min），以每分钟20 ℃升至450 ℃（保持4 min）
各组分名称及保留时间
名称 | 缩写 | 保留时间 | 时间窗带 | 备注 |
邻苯二甲酸二异丁酯 | DIBP | 8.524 | 0.05 |
|
邻苯二甲酸二丁酯 | DBP | 9.041 | 0.05 |
|
邻苯二甲酸丁基苄酯 | BBP | 10.941 | 0.05 |
|
邻苯二甲酸二辛酯 | DEHP | 11.949 | 0.05 |
|
结果与讨论：
标准曲线及线性范围（检出限）
配置浓度为50ppm、100ppm、250ppm、500ppm和1000ppm的DIBP标准溶液，以浓度为横坐标，定量组分峰面积为纵坐标，绘制标准曲线，标准曲线及线性相关系数如下所示。
以下表格是5种不同浓度标样的峰高和峰面积对比图：
浓度(ppm) | 峰高(pA) | 峰面积（A） |
50 | 2038.7 | 8472.5 |
100 | 2829.6 | 12607.7 |
250 | 5720.6 | 24674.0 |
500 | 12090.8 | 53037.4 |
1000 | 24747.2 | 120759.3 |
3倍信噪比计算各组分的最低检出限为25ppm
重复性(精密度实验)
以最低检出限的浓度进行重复性测定，结果如下所示。
RSD% |
DIBP | 峰高 | 峰面积 |
1 | 944.8 | 3484.2 |
2 | 1007.3 | 3638.8 |
3 | 903.2 | 3167.9 |
4 | 1205.6 | 4227.6 |
RSD%=5.24 |
结论：这套Rohs2.0中邻苯的快速筛查方法，其最低检出限为25 ppm（岛津PY+ＧＣＭＳ最低检测限为50ppm），线性相关系数大于0.998，RSD%=5.24，完全满足企业物料筛查要求。
第四部分、符合IEC62321-8法规要求
Rohs2.0中间管控的4种邻苯属于增塑剂，属于难挥发物质，需要用高温（200℃-450℃）才能挥发出来，目前IEC标准是采用PY/TD-GC-MS（热裂解/热脱附-气相色谱-质谱检测器），而我们采用的是TP20-GC热裂解脱附技术（热裂解/热脱附-气相色谱仪），具体分析下有什么相同和不同：
1、IEC认可的PY/TD-GC-MS是热裂解+热脱附+气相色谱+质谱检测器，其中热裂解温度高，最高可达1200度，很多大分子物质都被裂解成小分子物质，会对结果产生干扰和假阳性，需要用到MS质谱这部分仪器来定性。
2、TP20-GC邻苯快速检测系统，我们只需要做对应的几种邻苯的定量，所以我们加热范围设定在200℃-450℃这个区间，这样既让4个邻苯都挥发出来后进入GC（气相色谱仪）中进行定量，又不会对其他大分子物质产生裂解而影响结果。
综上诉述：那为什么我们的方法没有质谱检测器呢，因为我们的定位是做4种邻苯的检测，而且我们采用的温度区间只在200℃-450℃区间，没有其他的新裂解出来的物质干扰，无需定性检测，所以TP20-GC是不需要质谱检测器的。
结论：TP20-GC是符合IEC62321标准的，而且设定更加精准的温度区间更加合理和科学，用GC定量也比GCMS更加合适
