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阻燃劑 我有新說法
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阻燃劑,賦予易燃聚合物難燃性的功能性助劑,主要是針對高分子材料的阻燃設(shè)計(jì)的;阻燃劑有多種類型,按使用方法分為添加型阻燃劑和反應(yīng)型阻燃劑。

添加型阻燃劑是通過機(jī)械混合方法加入到聚合物中,使聚合物具有阻燃性的,目前添加型阻燃劑主要有有機(jī)阻燃劑和無機(jī)阻燃劑,鹵系阻燃劑(有機(jī)氯化物和有機(jī)溴化物)和非鹵。有機(jī)是以溴系、磷氮系、氮系和紅磷及化合物為代表的一些阻燃劑,無機(jī)主要是三氧化二銻、*、*,硅系等阻燃體系。

反應(yīng)型阻燃劑則是作為一種單體參加聚合反應(yīng),因此使聚合物本身含有阻燃成分的,其優(yōu)點(diǎn)是對聚合物材料使用性能影響較小,阻燃性持久。

1簡介

 

一般來講有機(jī)阻燃具有很好的親和力,在塑料中,溴系阻燃劑在有機(jī)阻燃體系中占據(jù)優(yōu)勢,雖然在環(huán)保問題上“非議”多端但一直難以有其他阻燃劑體系取代。

在非鹵素阻燃劑中紅磷是一種較好的阻燃劑,具有添加量少、阻燃效率高、低煙、低毒、用途廣泛等優(yōu)點(diǎn);紅磷與*、膨脹性石墨等無機(jī)阻燃劑復(fù)配使用,制成復(fù)合型磷/鎂;磷/鋁;磷/石墨等非鹵阻燃劑,可使用阻燃劑量大幅降低,從而改善塑料制品的加工性能和物理機(jī)械性能。但普通紅磷在空氣中易氧化、吸濕,容易引起粉塵爆炸,運(yùn)輸困難,與高分子材料相溶性差等缺陷,應(yīng)用范圍受到了限制。為彌補(bǔ)這方面不足,可采用了微膠囊包覆工藝,使之成為微膠囊化紅磷。微膠囊化紅磷除克服了紅磷固有的弊端外,并具有,低煙,在加工中不產(chǎn)生有毒氣體,其分散性、物理、機(jī)械性能、熱穩(wěn)定性及阻燃性能均有提高和改善。

 

2類型

 

阻燃科學(xué)技術(shù)是為了適應(yīng)社會安全生產(chǎn)和生活的需要,預(yù)防火災(zāi)發(fā)生,保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)而發(fā)展起來的一門科學(xué)。阻燃劑是阻燃技術(shù)在實(shí)際生活中的應(yīng)用,它是一種用于改善可燃易燃材料燃燒性能的特殊的化工助劑,廣泛應(yīng)用于各類裝修材料的阻燃加工中。經(jīng)過阻燃劑加工后的材料,在受到外界火源攻擊時(shí),能夠有效地阻止、延緩或終止火焰的傳播,從而達(dá)到阻燃的作用。不同的劃分標(biāo)準(zhǔn)可將阻燃劑分為以下4類。

鹵系阻燃劑、磷系阻燃劑、氮系阻燃劑、磷-鹵系阻燃劑。

阻燃劑是能使聚合物不容易著火和著火后使其燃燒變慢的一種工業(yè)助劑。在眾多的阻燃劑品種中,鹵素阻燃劑以其阻燃效果好、不影響材料物化性能而得到廣泛的應(yīng)用。但是,加入鹵素阻燃劑的聚合物在燃燒時(shí)發(fā)煙量大、易放出腐蝕性氣體(如HCl、HBr等)和有害性氣體,容易造成二次危害。因此,當(dāng)今世界的阻燃劑研究朝著無鹵化的方向發(fā)展。*、*阻燃劑在應(yīng)用時(shí)是依靠化學(xué)分解吸熱以及釋放出水而起到阻燃作用的,具有無毒性、不腐蝕加工機(jī)械、分解后生成的氧化鋁、氧化鎂化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,因此不產(chǎn)生二次危害。隨著火災(zāi)事故的頻繁發(fā)生以及由此帶來的重大的人員和財(cái)產(chǎn)的損失,我國已經(jīng)規(guī)定在修建地鐵等重要的建筑時(shí)使用的電線電纜必須是無鹵阻燃電線電纜,而隨著人們環(huán)境保護(hù)和自身安全意識的不斷提高,聚合物材料的無鹵阻燃必然稱為今后的發(fā)展方向。近年來,*(ATH)阻燃劑是無機(jī)阻燃劑中應(yīng)用廣泛、用量大的一種,而*阻燃劑則是發(fā)展快的一種。與*相比,*的分解溫度更高一些(*為220℃左右,*則在350~400℃),更適合某些聚合物的加工要求,并且還有促進(jìn)聚合物碳化的作用。因此近年來對*阻燃劑的研究較多,應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大。

 

3阻燃機(jī)理

 

阻燃劑是通過若干機(jī)理發(fā)揮其阻燃作用的,如吸熱作用、覆蓋作用、抑制鏈反應(yīng)、不燃?xì)怏w的窒息作用等。多數(shù)阻燃劑是通過若干機(jī)理共同作用達(dá)到阻燃目的。

1、 吸熱作用

任何燃燒在較短的時(shí)間所放出的熱量是有限的,如果能在較短的時(shí)間吸收火源所放出的一部分熱量,那么火焰溫度就會降低,輻射到燃燒表面和作用于將已經(jīng)氣化的可燃分子裂解成自由基的熱量就會減少,燃燒反應(yīng)就會得到一定程度的抑制。在高溫條件下,阻燃劑發(fā)生了強(qiáng)烈的吸熱反應(yīng),吸收燃燒放出的部分熱量,降低可燃物表面的溫度,有效地抑制可燃性氣體的生成,阻止燃燒的蔓延。Al(OH)3阻燃劑的阻燃機(jī)理就是通過提高聚合物的熱容,使其在達(dá)到熱分解溫度前吸收更多的熱量,從而提高其阻燃性能。這類阻燃劑充分發(fā)揮其結(jié)合水蒸汽時(shí)大量吸熱的特性,提高其自身的阻燃能力。

2、 覆蓋作用

在可燃材料中加入阻燃劑后,阻燃劑在高溫下能形成玻璃狀或穩(wěn)定泡沫覆蓋層,隔絕氧氣,具有隔熱、隔氧、阻止可燃?xì)怏w向外逸出的作用,從而達(dá)到阻燃目的。如有機(jī)磷類阻燃劑受熱時(shí)能產(chǎn)生結(jié)構(gòu)更趨穩(wěn)定的交聯(lián)狀固體物質(zhì)或碳化層。碳化層的形成一方面能阻止聚合物進(jìn)一步熱解,另一方面能阻止其內(nèi)部的熱分解產(chǎn)生物進(jìn)入氣相參與燃燒過程。

3、 抑制鏈反應(yīng)

根據(jù)燃燒的鏈反應(yīng)理論,維持燃燒所需的是自由基。阻燃劑可作用于氣相燃燒區(qū),捕捉燃燒反應(yīng)中的自由基,從而阻止火焰的傳播,使燃燒區(qū)的火焰密度下降,終使燃燒反應(yīng)速度下降直至終止。如含鹵阻燃劑,它的蒸發(fā)溫度和聚合物分解溫度相同或相近,當(dāng)聚合物受熱分解時(shí),阻燃劑也同時(shí)揮發(fā)出來。此時(shí)含鹵阻燃劑與熱分解產(chǎn)物同時(shí)處于氣相燃燒區(qū),鹵素便能夠捕捉燃燒反應(yīng)中的自由基,干擾燃燒的鏈反應(yīng)進(jìn)行。

4、 不燃?xì)怏w窒息作用

阻燃劑受熱時(shí)分解出不燃?xì)怏w,將可燃物分解出來的可燃?xì)怏w的濃度沖淡到燃燒下限以下。同時(shí)也對燃燒區(qū)內(nèi)的氧濃度具有稀釋的作用,阻止燃燒的繼續(xù)進(jìn)行,達(dá)到阻燃的作用。

 

4產(chǎn)業(yè)發(fā)展

 

自20世紀(jì)50年代初至今的60多年間,特別是自20世紀(jì)80年代初至今的約30年間,阻燃劑(FR)及阻燃高分子材料在減少火災(zāi)引起的生命財(cái)產(chǎn)損失方面發(fā)揮了重要的作用。當(dāng)前,全球FR的總用量在各類塑料助劑中僅次于增塑劑而居第二位。

隨著國家對阻燃技術(shù)要求力度的加強(qiáng),我國阻燃劑的開發(fā)和發(fā)展將出現(xiàn)更好的廣闊前景。我國阻燃劑無論是在品種上還是在數(shù)量上都與發(fā)達(dá)國家存在差距,開發(fā)前景廣闊,應(yīng)該提高開發(fā)創(chuàng)新能力,推動(dòng)阻燃劑工業(yè)朝著環(huán)?;?、低毒化、化、多功能化的方向發(fā)展。

阻燃劑行業(yè)是法規(guī)推動(dòng)型產(chǎn)業(yè),也是全球競爭性產(chǎn)業(yè),因此,國內(nèi)外相關(guān)法律法規(guī)的相繼出臺和逐步完善,影響著整個(gè)阻燃行業(yè)的格局,為具有資源優(yōu)勢、規(guī)模經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢和研發(fā)優(yōu)勢的企業(yè)提供發(fā)展的機(jī)會。我國“十二五”規(guī)劃把阻燃材料納入重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)業(yè),并且組建了綠色阻燃劑產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟,為阻燃材料行業(yè)的發(fā)展提供了政策性的平臺。

阻燃劑的生產(chǎn)和應(yīng)用在經(jīng)歷了八十年代初的蓬勃發(fā)展后,已進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展階段。隨著我國合成材料工業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展,阻燃劑在化學(xué)建材、電子電器、交通運(yùn)輸、航天航空、日用家具、室內(nèi)裝飾、衣食住行等各個(gè)領(lǐng)域中具有廣闊的市場前景。此外,煤田、油田、森林滅火等領(lǐng)域也促進(jìn)了我國阻燃、滅火劑生產(chǎn)較快的發(fā)展。我國阻燃劑已發(fā)展成為僅次于增塑劑的第二大高分子材料改性添加劑。近幾年,我國阻燃劑的生產(chǎn)和消費(fèi)形勢持續(xù)發(fā)展,國內(nèi)阻燃劑消費(fèi)量急劇上升,增加的*主要來源于兩個(gè)方面:電子電器和汽車市場。

國內(nèi)阻燃劑的品種和消費(fèi)量還是以有機(jī)阻燃劑為主,無機(jī)阻燃劑生產(chǎn)和消費(fèi)量還較少,但發(fā)展勢頭較好,市場潛力較大。阻燃劑中常用的鹵系阻燃劑雖然具有其他阻燃劑系列*的性,但是它對環(huán)境和人的危害是不可忽視的。環(huán)保問題是助劑開發(fā)和應(yīng)用商關(guān)注的焦點(diǎn),所以國內(nèi)外一直在調(diào)整阻燃劑的產(chǎn)品結(jié)構(gòu),加大環(huán)保型阻燃劑的開發(fā)。無鹵、低煙、低毒阻燃劑一直是人們追求的目標(biāo),故人們對阻燃劑無鹵化開發(fā)表現(xiàn)出很高熱情,投入了很大的力量,并取得了可觀的成果。

中國發(fā)展低煙無毒的無機(jī)阻燃劑迫在眉睫。*作為無鹵環(huán)保阻燃劑具有廣闊的應(yīng)用前景,需要行業(yè)加大技術(shù)攻關(guān)力度,降低生產(chǎn)成本和產(chǎn)品價(jià)格。

2007年中國阻燃劑產(chǎn)品中,氯系阻燃劑占84%,而低煙無毒的無機(jī)阻燃劑產(chǎn)品只占總量的8%左右。建筑用阻燃材料劑在中國具有極大的潛在市場,中國阻燃劑品種、用量與發(fā)達(dá)國家存在較大差距。隨著國家對阻燃技術(shù)要求力度的加強(qiáng),中國低煙無毒阻燃劑開發(fā)和發(fā)展將出現(xiàn)更好的廣闊前景。

 

5應(yīng)用

 

1.棉織物的阻燃整理

棉織物的阻燃整理發(fā)展很快,目前國內(nèi)比較成熟,阻燃劑基本可以工業(yè)化生產(chǎn)純棉耐久性阻燃整理,大體有下列三種方法﹕

A﹒Proban/氨熏工藝,Proban法是英國Wilson公司首先用于工業(yè)化生產(chǎn),傳統(tǒng)的Proban法是阻燃劑THPC(四羥甲基氯化氨)浸軋后焙烘工藝,改良的方法是Proban/氨熏工藝,工藝流程為﹕浸軋阻燃整理→烘干→氨熏→氧化→水洗→烘干。國內(nèi)已有北京光華、江陰印染廠、鞍山棉紡印染廠等引進(jìn)國外的助劑和設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)。這是*的阻燃效果好、織物降強(qiáng)小、手感影響少的工藝。但由于設(shè)備問題限制了其推廣。

B﹒PyrovatexCP整理工藝。國內(nèi)已有上海農(nóng)藥廠、常州化工研究所、天津合材所、華東理工大學(xué)、青島紡織服裝學(xué)院等單位生產(chǎn)該助劑。產(chǎn)品的阻燃性能較好,耐久性好,可耐家庭洗滌50次甚至200次以上,手感良好,但強(qiáng)力降低稍大。國內(nèi)使用該類阻燃劑的廠家有二、三十家。

純棉暫時(shí)性、半耐久性阻燃整理——電熱毯、墻布、沙發(fā)布等織物的阻燃耐洗次數(shù)要求不是很高,這類產(chǎn)品做暫時(shí)性或半耐久性阻燃整理即可。即能耐1~15次溫水洗滌,但不耐皂洗。主要有硼砂~硼酸工藝、磷酸氫二銨工藝、磷胺工藝、雙氰胺工藝等。上述工藝應(yīng)用在純棉織物上工業(yè)化生產(chǎn)的不多。青島大學(xué)紡織服裝學(xué)院的SFR-203屬半耐久性阻燃整理劑。

2.毛織物的阻燃整理

羊毛具有較高的回潮率和含氨量,故有較好的天然阻燃性,但若要求更高的標(biāo)準(zhǔn),則需進(jìn)行阻燃整理。早的羊毛阻燃整理是采用硼砂、硼酸溶液浸漬法,產(chǎn)品用于飛機(jī)上的裝飾用布。這種方法阻燃效果良好,但不耐水洗。60年代后采用THPC處理,耐洗性較好,但工序繁復(fù),手感粗糙,失去了毛織物的品格。國際羊毛局研究的方法是采用鈦、鋯和羥基酸的絡(luò)合物對羊毛織物整理,獲得滿意的阻燃效果,且不影響羊毛的手感,故得到普遍采用。主要有鈦、鋯、鎢等金屬絡(luò)合整理劑。80年代后期以來,國內(nèi)有幾個(gè)單位研究開發(fā)毛用阻燃劑及整理工藝,獲得了滿意的結(jié)果。天津合成材料研究所研制了復(fù)合型WFR-866系列阻燃劑,一種為WFR-866F(以氟的絡(luò)合物為主要成份),一種為WFR-866B(以含溴羥基酸為主要成份)。天津仁立毛紡廠、北京制呢廠、北京毛紡廠均采用廬阻燃劑處理精、粗紡產(chǎn)品。青島大學(xué)紡織服裝學(xué)院研制了SFW系列毛用阻燃劑,與濟(jì)寧毛紡廠、濰坊第二毛紡廠合作開發(fā)純毛阻燃產(chǎn)品,產(chǎn)品阻燃性能達(dá)到和超過了國內(nèi)外同類產(chǎn)品水平。

純毛阻燃織物主要應(yīng)用于飛機(jī)艙內(nèi)、賓館等地毯、窗簾、貼墻材料等。

3.滌綸織物的阻燃整理

滌綸織物的阻燃整理到目前為止,還沒有找到一種適宜的理想阻燃劑。三磷酸酯(2、3-二溴丙基)(TDBPP)對滌綸阻燃有一定效果,但有致癌作用。美國莫倍爾公司(Mobilchemco)推出一種Antiblaze19T阻燃劑,適于100%滌綸織物,效果較好,毒性不大。國內(nèi)常州化工研究所制造的FRC-1即屬同類產(chǎn)品,常州針織總廠、上海針織廠用該阻燃劑生產(chǎn)純滌綸針織品。此外對含溴、銻化合物的整理劑如十溴聯(lián)苯醚、六溴環(huán)十二烷、三氧化二銻、五氧化二銻等都進(jìn)行了研究,在工作液中添加粘合劑,將阻燃劑粘合于織物上。

但總的來說,整理織物阻燃性尚可,但手感硬,有白霜現(xiàn)象、色變等,整理液的穩(wěn)定性也不好。主要原因是阻燃劑粒度大,易聚沉,且對纖維吸附性差。據(jù)國外介紹,粒子大小在15~20nm,則阻燃效果可提高3倍,手感柔軟,耐洗性也好。國內(nèi)對滌綸織物進(jìn)行研究的有﹕常州化工研究所、常州針織總廠、常熟緯編總廠、遼寧市經(jīng)編廠、中國紡織大學(xué)、青大紡織服裝學(xué)院、石家莊紡織經(jīng)編廠等。

 

6隱形守護(hù)神

 

阻燃劑主要應(yīng)用在交通運(yùn)輸、電子電氣設(shè)備、家具以及建筑材料領(lǐng)域。添加阻燃劑并不能讓材料獲得*抵抗烈火的能力,不過它依然可以減少火災(zāi)發(fā)生,并為身陷火場的人們贏得寶貴的逃生時(shí)間。在起火的空間中,由于易燃?xì)怏w和熱量的聚集,可能會發(fā)生“閃燃”現(xiàn)象——各種易燃物質(zhì)都在1~2秒時(shí)間內(nèi)同時(shí)起火。而阻燃劑的出現(xiàn),可以有效避免這種情況。以塑料外殼的陰極射線管電視為例,假如它沒有經(jīng)過阻燃處理,在起火時(shí)留給人們的逃離時(shí)間少于2分鐘,而在阻燃劑的幫助下,逃離時(shí)間可以提升至30分鐘以上 。

阻燃劑在防火安全中的作用已經(jīng)得到了證實(shí)。據(jù)歐盟委員會評估,過去10年中阻燃劑的使用使歐洲的火災(zāi)死亡人數(shù)減少了20%。2009年由英國政府進(jìn)行的Greenstreet Berman研究表明,自《家具與室內(nèi)陳設(shè)消防安全法規(guī)》頒布后,在2002年至2007年間,火災(zāi)死亡案例年均減少54例,非致命燒傷案年均減少780例,火災(zāi)事故年均減少1065例,而家具的防火處理也離不開阻燃劑。

 

7警惕危害

 

在阻燃劑當(dāng)中,溴系阻燃劑是應(yīng)用廣泛的一種,同時(shí)圍繞著它也產(chǎn)生了種種爭議 。

一篇題為《有毒阻燃劑陰影逼向中國》的文章引起各方關(guān)注。該文介紹,阻燃劑十溴二苯醚可能正在威脅人類健康;一些歐美國家已禁止或限制使用溴系阻燃劑,而中國正成為溴系阻燃劑在世界范圍內(nèi)增長快的國家。那么,究竟什么是十溴二苯醚?它會給人體帶來怎樣的危害?請看——

人體十溴聯(lián)苯醚水平已增長百倍

通過長期的對比研究,美國學(xué)者發(fā)現(xiàn)在同一人群中,體內(nèi)十溴聯(lián)苯醚同系物含量在逐年增加;在人類應(yīng)用十溴聯(lián)苯醚的30年內(nèi),十溴聯(lián)苯醚在人體內(nèi)的水平已經(jīng)增長了100多倍。

為重要的是,美國學(xué)者在母親和嬰兒的血液中檢測到6種十溴聯(lián)苯醚的同系物。母親血液中總十溴聯(lián)苯醚含量為15~580ng/kg,嬰兒血液中為14~460ng/kg,與母親相差不大。由此推測,十溴聯(lián)苯醚可以通過胎盤屏障和乳汁輸送給新生兒。普通人體內(nèi)十溴聯(lián)苯醚的濃度范圍是1~400ng/g脂肪,在高風(fēng)險(xiǎn)電子垃圾區(qū)的工人體內(nèi),十溴聯(lián)苯醚高達(dá)3436.3ng/g。

這些數(shù)據(jù)表明,十溴聯(lián)苯醚在人體內(nèi)的蓄積量有加速上升的傾向,這自然會引起科學(xué)界的高度關(guān)注。

什么是多溴聯(lián)苯醚

多溴聯(lián)苯醚的英文名為Poly Brominated Diphenyl Ethers(簡稱PBDEs),有四溴聯(lián)苯醚、五溴、六溴、八溴、十溴等209種同系物。其商品多溴聯(lián)苯醚是一組溴原子數(shù)不同的聯(lián)苯醚混合物,因此被總稱為多溴聯(lián)苯醚。

多溴聯(lián)苯醚的大用途是作為阻燃劑,在產(chǎn)品制造過程中添加到復(fù)合材料中去,以提高產(chǎn)品的防火性能。因?yàn)槎噤迓?lián)苯醚可在高溫狀態(tài)下釋放自由基,阻斷燃燒反應(yīng)。其中十溴聯(lián)苯醚(PBDE-209)是多溴聯(lián)苯醚家族中含溴原子數(shù)多的一種化合物,由于它價(jià)格低廉,性能*,急性毒性在所有溴聯(lián)苯醚中低,所以在全球范圍內(nèi)使用廣,如用于各種電子電器和自動(dòng)控制設(shè)備、建材、紡織品、家具等產(chǎn)品中。

說起多溴聯(lián)苯醚,多數(shù)人并不熟悉,但對等多氯苯及其衍生物多氯聯(lián)苯卻并不陌生。多年前,由于國際社會*多氯聯(lián)苯在環(huán)境中的殘留周期特別長,能在生物及人類脂肪組織中蓄積,不僅各國紛紛禁用六六六、DDT,而且制定了非常嚴(yán)格的食品有機(jī)氯允許含量標(biāo)準(zhǔn)。多溴聯(lián)苯醚恰恰與它們有著很多相似之處,只是因?yàn)槎噤迓?lián)苯醚的應(yīng)用較晚,因此,人們對它的了解要比多氯聯(lián)苯晚了半個(gè)世紀(jì)。

急性毒性很低多溴聯(lián)苯醚為淡黃色、無特殊氣味的粉末狀物質(zhì),對皮膚無刺激作用。其急性毒性很低,大鼠經(jīng)口半數(shù)致死劑量(LD50)高達(dá)5800~7400mg/kg。原型物質(zhì)進(jìn)入胃腸道后基本上不被吸收,終由糞便排出。

慢性毒性很多

1.發(fā)育毒性。研究表明,由于幼年動(dòng)物排泄多溴聯(lián)苯醚的能力低,會造成幼體多溴聯(lián)苯醚濃度過高而導(dǎo)致組織(包括腦)損傷。胎兒和嬰兒在出生前后接觸多溴聯(lián)苯醚,會引起持久性的行為改變。給孕期大鼠持續(xù)管飼多溴聯(lián)苯醚后,可發(fā)現(xiàn)胎鼠后肢畸形。

2.干擾內(nèi)分泌功能。研究還發(fā)現(xiàn),多溴聯(lián)苯醚能擾亂成年期和發(fā)育期哺乳動(dòng)物的甲狀腺系統(tǒng),使T4代謝紊亂。

3.生殖毒性。低劑量的多溴聯(lián)苯醚染毒雄性小鼠的精子和精原細(xì)胞數(shù)量下降。

4.可能致癌。給大鼠染毒1200~2500mg/kg連續(xù)20周,肝臟和胰腺的腺瘤發(fā)生率增加。

可污染食物鏈除了生產(chǎn)廠家以粉塵的方式向周圍環(huán)境排放外,多溴聯(lián)苯醚污染環(huán)境的主要途徑是對于含多溴聯(lián)苯醚的電子垃圾進(jìn)行焚燒、粉碎和掩埋處理等。由于多溴聯(lián)苯醚在環(huán)境中相當(dāng)穩(wěn)定,難以降解,所以,土壤里的殘留量逐年增加。而且多溴聯(lián)苯醚不溶于水,易溶于脂肪,所以,容易被動(dòng)物吸收而在食物鏈中逐漸富集。

接觸多溴聯(lián)苯醚的途徑

直接接觸能直接接觸多溴聯(lián)苯醚的主要是生產(chǎn)工人,每日接觸到的多溴聯(lián)苯醚粉塵絕大多數(shù)被排出體外。但逐日積累,體內(nèi)儲積量會逐漸增多。

經(jīng)食物獲得大氣、水體、土壤中痕量的多溴聯(lián)苯醚可通過食物鏈終進(jìn)入人類的食物。所以,多數(shù)人接觸多溴聯(lián)苯醚的方式是通過食物獲得。

怎樣減少阻燃劑的危害

中國對多溴聯(lián)苯醚的研究尚處于初級階段,對污染的底數(shù)、人體的蓄積狀況也不十分了解,需要進(jìn)行大規(guī)模的摸底調(diào)查。敏感人群,如孕婦、發(fā)育中的胎兒和嬰兒等,要想把阻燃劑的危害控制在盡可能低的水平,建議采取以下措施:

▲進(jìn)行持久的科普宣傳,提高公眾對多溴聯(lián)苯醚這個(gè)重大隱患的自覺防范意識。

▲為孕產(chǎn)婦和嬰兒提供合格的安全食品。

▲直接接觸多溴聯(lián)苯醚的工人應(yīng)特別注意飲食安全,不要在露天和污染的環(huán)境中吃飯,飯前一定要認(rèn)真洗手。

▲開發(fā)環(huán)保阻燃材料,以替代多溴聯(lián)苯醚。

劑量

溴系阻燃劑對健康造成影響的數(shù)據(jù)主要來自動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物當(dāng)中,一些阻燃劑對肝臟、神經(jīng)、免疫、內(nèi)分泌系統(tǒng)等造成了影響。不過,出現(xiàn)這些效益的劑量往往遠(yuǎn)高于環(huán)境中的阻燃劑含量。

 

8相關(guān)法規(guī)

 

阻燃劑又可稱是一種法律產(chǎn)品,相關(guān)法律法規(guī)的出臺將使所有阻燃劑的使用有章可循。只要遵守這些規(guī)定,并采取有效的防范措施,阻燃劑就不會對環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng)。同時(shí),全面開展對新研發(fā)的阻燃劑進(jìn)行安全性研究和評估工作,以保證其生產(chǎn)和使用的安全。

中國新的GB 20286 《公共場所阻燃制品及組件燃燒性能要求和標(biāo)識》。明確了公共場所用阻燃制品及組件的定義及分類、燃燒性能要求及標(biāo)識等內(nèi)容,規(guī)定了公共場所使用的建筑制品、鋪地材料、電線電纜、插座、開關(guān)、燈具、家電外殼等塑料制品以及座椅、沙發(fā)、床墊中使用的保溫隔熱層及泡沫塑料的燃燒性能,提出了相應(yīng)的阻燃標(biāo)準(zhǔn)等級要求。已于2007 年3 月1 日實(shí)施《阻燃制品標(biāo)識管理辦法(實(shí)行)》是根據(jù)《中華人民共和國消防法》和《中華人民共和國質(zhì)量法》制定的,共有十三條內(nèi)容構(gòu)成。該辦法中稱阻燃制品是由阻燃材料制成的產(chǎn)品及多種產(chǎn)品的組合,包括阻燃建筑制品、阻燃織物、阻燃塑料/橡膠、阻燃泡沫塑料、阻燃家具及組件和阻燃電線電纜等。阻燃制品標(biāo)識是指表明阻燃制品及組件的燃燒性能已按照有關(guān)規(guī)定經(jīng)檢驗(yàn)合格的標(biāo)志。已于2007 年5 月1 日實(shí)施。

另外《建筑材料及制品燃燒性能分級》的中華人民共和國的GB8624-1997 被GB8624-2006 取代。

隨著中國各種法規(guī)的逐步健全,阻燃行業(yè)前景看好,這表明人民生活的提高要求生活在更安全、可靠的環(huán)境中,也是和諧社會的一個(gè)標(biāo)志。阻燃行業(yè)、阻燃劑生產(chǎn)的更大發(fā)展指日可待。

聯(lián)合國《關(guān)于持久性有機(jī)污染物的斯德哥爾摩公約》投票一致通過一項(xiàng)禁令:在全球范圍內(nèi)禁止使用六溴環(huán)十二烷(HBCD)一種在絕緣、紡織和電子領(lǐng)域常用的阻燃劑。

溴系阻燃劑因能有效防止塑料制品和紡織品著火而備受企業(yè)青睞,在工業(yè)上使用較為普遍。需要注意的是,溴系阻燃劑在高溫160℃才易分解,能長時(shí)間的存在于環(huán)境中,并在生物組織中積聚。當(dāng)人體通過接觸環(huán)境或者使用聚集有溴系阻燃劑的生物時(shí),其同樣會在人體內(nèi)聚集,對人體健康構(gòu)成威脅。

對此,檢驗(yàn)檢疫部門提醒相關(guān)企業(yè):一是堅(jiān)決杜絕使用六溴環(huán)十二烷等對環(huán)境和生物有害的物質(zhì)。二是建立自檢自控體系,分析生產(chǎn)中的關(guān)鍵控制點(diǎn)和風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn),進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注和檢測,并強(qiáng)化對原輔料的檢測。尤其是對*產(chǎn)品進(jìn)行重點(diǎn)檢測,技術(shù)薄弱的企業(yè)可尋求檢驗(yàn)檢疫部門或大型檢測機(jī)構(gòu)的技術(shù)支持。三是強(qiáng)化與科研院所的合作,積極研發(fā)環(huán)保、安全和健康的可替代物質(zhì),增強(qiáng)產(chǎn)品核心競爭力。

市場上的溴系阻燃劑中,只有六溴環(huán)十二烷(HBCD)被聯(lián)合國環(huán)境計(jì)劃署認(rèn)定為持久性有機(jī)污染物(POPs),并將逐漸被淘汰。而其他被認(rèn)定為持久性有機(jī)污染物的阻燃劑品種(如五溴聯(lián)苯醚和八溴聯(lián)苯醚)已在更早前停止生產(chǎn)。

出于對環(huán)境和健康風(fēng)險(xiǎn)的考慮,確實(shí)有數(shù)種溴系阻燃劑的使用受到了各國政府的限制。除了六溴環(huán)十二烷以外,歐盟的RoHS指令限制了多溴聯(lián)苯和多溴二苯醚兩種溴系阻燃劑在電子電器中的應(yīng)用,美國禁止了多溴聯(lián)苯的使用,在中國的《電子信息產(chǎn)品污染控制管理辦法》中也對多溴聯(lián)苯和多溴二苯醚進(jìn)行了限制。但值得注意的是,并沒有哪個(gè)國家支持全面禁用溴系阻燃劑。

 

9風(fēng)險(xiǎn)評估

 

1.四溴雙酚A及其應(yīng)用

四溴雙酚A是75種溴化阻燃劑之一,是目前產(chǎn)量大的溴化阻燃劑,主要用于電子電氣產(chǎn)品。四溴雙酚A是印刷線路板(Printed Wiring/Circuit Boards )的層壓板中使用的主要阻燃劑產(chǎn)品之一。用在此類線路板中的四溴雙酚A 作為反應(yīng)型阻燃劑成為樹脂結(jié)構(gòu)的一部分。樹脂是應(yīng)用于電子電氣產(chǎn)品的印刷線路板的基礎(chǔ)材料。因此,在成品線路板中并不存在四溴雙酚A,因?yàn)樗匿咫p酚A 轉(zhuǎn)化為樹脂的聚合體主鏈。此外,四溴雙酚A 可作為中間體用于生產(chǎn)高分子質(zhì)量和高性能的其它溴化阻燃劑,也可作為一種添加阻燃劑,廣泛應(yīng)用于ABS 塑料中。ABS 塑料主要用于電子電氣產(chǎn)品的機(jī)殼中。

根據(jù)2006 年數(shù)據(jù):

· 57%的四溴雙酚A 應(yīng)用于印刷線路板的層壓板;

· 23%的四溴雙酚A 作為中間體應(yīng)用于生產(chǎn)其它阻燃劑;

· 20%的四溴雙酚A 作為添加型阻燃劑應(yīng)用于塑料中,主要是ABS塑料。

2.四溴雙酚A通過歐盟風(fēng)險(xiǎn)評估

歐盟針對四溴雙酚A 對人類健康影響的風(fēng)險(xiǎn)評估于2005 年3 月完成。評估沒有發(fā)現(xiàn)四溴雙酚A對健康的風(fēng)險(xiǎn)。評估結(jié)果得到歐盟健康與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)科學(xué)委員會(SCHER)的支持,該委員會負(fù)責(zé)向歐委會提供建議。

因此,從人類健康角度說,四溴雙酚A的使用被歐盟證明是安全的。風(fēng)險(xiǎn)評估的環(huán)境部分于2007 年6 月結(jié)束,終*報(bào)告將于2007 年底正式發(fā)布。這部分評估既研究了四溴雙酚A 的反應(yīng)型應(yīng)用,也研究了添加型應(yīng)用。評估發(fā)現(xiàn),如果含有四溴雙酚A 的沉積物混入農(nóng)業(yè)土壤會造成環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。然而,在歐洲并不存在這種風(fēng)險(xiǎn),因?yàn)樗匿咫p酚A用戶工廠的沉積物通常被運(yùn)往焚化爐焚燒或在監(jiān)控下進(jìn)行填埋。對于那些不依此法處理沉積物的國家,溴科學(xué)與環(huán)境論壇(BSEF )將會與用戶合作確保沉積物不會混入農(nóng)業(yè)用地。除此之外,沒有發(fā)現(xiàn)反應(yīng)型四溴雙酚A 在其它情況下存在風(fēng)險(xiǎn)。添加型應(yīng)用的四溴雙酚A 在水和沉積物方面發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)。歐盟正在制訂針對這些風(fēng)險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)削減策略(RRS )。

3.歐盟針對四溴雙酚A管理框架

風(fēng)險(xiǎn)評估確認(rèn),四溴雙酚A并不符合PBT (持久性、生物累積性、毒性)化學(xué)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。風(fēng)險(xiǎn)評估框架下的研究結(jié)果顯示,四溴雙酚A 生物累積性低。歐盟分類與標(biāo)識指令(EU Classification & Labeling Directive)將四溴雙酚A 歸為R50/53 物質(zhì),表明其對水生物有較大毒性。在印刷線路板這一四溴雙酚A 的主要應(yīng)用中,四溴雙酚A 充分反應(yīng)并轉(zhuǎn)化為基材中環(huán)氧樹脂的一部分。因此FR-4 基板中并不存在四溴雙酚A。歐盟境內(nèi)的四溴雙酚A 歸為R50/53 物質(zhì)并不影響其在印刷線路板中的應(yīng)用。

而作為添加型使用的四溴雙酚A,需要在塑料化合物的歐盟物質(zhì)安全數(shù)據(jù)表 ( MSDS )中指出四溴雙酚A 屬于R50/53 物質(zhì),但在標(biāo)簽中指明這一分類不是強(qiáng)制性的。

4.歐盟風(fēng)險(xiǎn)削減策略(RRS)

在作出風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)論后,評估的主要責(zé)任成員國英國開始制訂針對添加型四溴雙酚A 應(yīng)用的風(fēng)險(xiǎn)削減策略。歐盟層面將于2007 年10 月進(jìn)行討論,并將在2008 年或第二季度中批準(zhǔn)接受該策略。風(fēng)險(xiǎn)削減策略的核心是減少添加型應(yīng)用的四溴雙酚A對水和沉積物的釋放放,這也與業(yè)界自愿提出的產(chǎn)品全程化管理項(xiàng)目――行業(yè)釋放控制自愿行動(dòng)計(jì)劃(VECAP )的目標(biāo)一致。該計(jì)劃旨在降低四溴雙酚A對環(huán)境的釋放。歐盟范圍內(nèi)使用添加型四溴雙酚A應(yīng)用的所有用戶都承諾加入溴化阻燃劑釋放控制自愿行動(dòng)計(jì)劃。

5.歐盟針對四溴雙酚A 管理的進(jìn)程表

2005 年 健康風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)束

2007 年6 月 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)束

2007 年10 月 首輪歐盟層面的風(fēng)險(xiǎn)削減策略討論結(jié)束

2008 年一或二季度 批準(zhǔn)接受風(fēng)險(xiǎn)削減策略

2008 年12 月 在歐盟化學(xué)品注冊、評估、*和限制法規(guī)(REACH )下預(yù)注冊

2010 年12 月 在歐盟化學(xué)品注冊、評估、許可和限制制度(REACH )下注冊

6.四溴雙酚A與歐盟REACH 法規(guī)

在風(fēng)險(xiǎn)評估進(jìn)行的同時(shí),歐盟化學(xué)品注冊的新框架—《歐盟化學(xué)品注冊、評估、許可和限制制度(REACH )》開始生效。由于產(chǎn)量大,四溴雙酚A將成為批需要在REACH 注冊的物質(zhì)之一。生產(chǎn)者將于2008 年12 月底前進(jìn)行預(yù)注冊。由于四溴雙酚A 產(chǎn)量大于1000 噸,因此需要在2010 年12 月底前進(jìn)行注冊。由于四溴雙酚A 既非持久性、生物累積性、有毒污染物(PBT ),又非高持久性、高生物積聚性物質(zhì)(vPvB ),同時(shí)也不是CMR 1 或2 物質(zhì),四溴雙酚A 不需要履行REACH 的批準(zhǔn)程序。鑒于風(fēng)險(xiǎn)評估完成后,所有的研究都已經(jīng)完成,四溴雙酚A 的注冊將會相對比較容易。REACH 法規(guī)生效后,四溴雙酚A 可以繼續(xù)使用。

7.行業(yè)釋放控制自愿行動(dòng)計(jì)劃(VECAP )

作為負(fù)責(zé)任的生產(chǎn)商承諾的一部分,溴科學(xué)與環(huán)境論壇(BSEF )在歐洲發(fā)起了一項(xiàng)名為行業(yè)釋放控制自愿行動(dòng)計(jì)劃(VECAP )的削減釋放計(jì)劃,提供降低溴化阻燃劑對環(huán)境釋放的方法。這一具有創(chuàng)新意義且富有突破性的計(jì)劃已經(jīng)被視為化工行業(yè)“責(zé)任關(guān)懷”計(jì)劃(“Responsible Care”program)承諾的組成部分。VECAP 的設(shè)計(jì)也充分體現(xiàn)了與ISO14001 環(huán)境質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的一致性。

該方案旨在控制化學(xué)品對環(huán)境的排放水平。歐洲溴化阻燃劑工業(yè)協(xié)會(EBFRIP)設(shè)計(jì)了做法章程(Code of Good Practice)以支持歐洲所有下游用戶減少釋放,包括提供儲存、處理和使用溴阻燃劑的佳做法的建議。這其中就包括四溴雙酚A。至今,歐洲所有使用四溴雙酚A 添加型應(yīng)用的客戶都開始采取減少釋放的措施并且已經(jīng)確定了釋放基準(zhǔn)線。VECAP目前正在向反應(yīng)型用戶擴(kuò)展。終整個(gè)行業(yè)這種積極控制四溴雙酚A 對環(huán)境排放的做法將會獲得認(rèn)可。VECAP 帶來的益處已經(jīng)獲得了第三方的確認(rèn)。荷蘭環(huán)境部化學(xué)品司司長Dick Jung 博士對VECAP 表示歡迎,并認(rèn)為該方案也應(yīng)該適用于其它行業(yè)的其它物質(zhì)。Dick Jung 博士同時(shí)指出,該方案與歐盟化學(xué)品注冊、評估、許可和限制制度目標(biāo)相一致,有助于幫助行業(yè)負(fù)責(zé)任地控制化學(xué)品釋放。自2005 年VECAP 開展以來,已經(jīng)取得了顯著成績。VECAP已覆蓋所有主要溴阻燃劑,并從歐洲擴(kuò)展到北美和亞洲。

8.結(jié)論

四溴雙酚A在*都被允許使用。同時(shí),還沒有任何關(guān)于所謂替代品對環(huán)境影響的數(shù)據(jù)。四溴雙酚A仍然是目前市場上經(jīng)過科學(xué)檢驗(yàn)多且成本優(yōu)勢高的阻燃劑產(chǎn)品之一。

參考資料

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