上海力汕 EDX-4 型 ROHS 2.0 检测设备：基于热裂解脱附技术的邻苯二甲酸酯快速筛查解决方案

摘要
随着欧盟 ROHS 2.0 修订指令（EU）2015/863 于 2019 年 7 月 22 日强制实施，该指令在原有 6 项受限物质（铅、镉、汞、六价铬、多溴联苯、多溴二苯醚）基础上，新增 4 项邻苯二甲酸酯类物质至受限清单。为满足电子电气设备中这类邻苯二甲酸酯快速精准筛查的迫切需求，上海力汕研发了EDX-4 型 ROHS 2.0 检测设备—— 一套基于热裂解脱附技术的专用检测系统。本文系统介绍了 EDX-4 系统的组成结构、技术参数、实验方法、性能验证及典型应用案例。结果表明，该设备最低检出限达 25 ppm（3 倍信噪比），线性相关系数（R²）＞0.998，相对标准偏差（RSD）为 5.24%，性能优于传统热解 – 气相色谱 – 质谱联用（PY+GC-MS，检出限 50 ppm）方法。该设备无需化学前处理，支持固体 / 液体直接进样，单次样品检测时长仅 20 分钟，完全满足电子、玩具、医疗器械等行业企业的快速筛查需求。

1. 引言
《关于限制在电子电气设备中使用某些有害成分的指令》（RoHS 指令）是欧盟针对电子电气设备（EEE）中有害物质管控的核心环保与健康法规。2015 年 6 月 4 日，欧盟官方公报（OJ）发布 ROHS 2.0 指令（EU）2015/863，将受限物质清单扩展，新增 4 种邻苯二甲酸酯类物质：邻苯二甲酸二（2 – 乙基己基）酯（DEHP）、邻苯二甲酸丁基苄基酯（BBP）、邻苯二甲酸二丁基酯（DBP）、邻苯二甲酸二异丁酯（DIBP）（表 1）。这类物质常作为增塑剂用于电子电气设备中的聚氯乙烯（PVC）、涂料及胶粘剂，但其具有内分泌干扰及生殖毒性风险。

对于出口欧盟的企业而言，符合 ROHS 2.0 要求需对这 4 种邻苯二甲酸酯进行高效筛查。传统检测方法（如超声萃取 – 气相色谱 – 质谱联用）存在前处理复杂、检测周期长、仅适用于可溶性聚合物（仅覆盖 70% 样品）等缺陷。为解决这些问题，上海力汕集团推出EDX-4 型 ROHS 2.0 检测设备，该设备集成热裂解脱附与气相色谱（GC）技术，可实现高效、高通量筛查。本文详细阐述该设备的技术特点与性能表现。

2. 材料与方法

2.1 ROHS 2.0 中的关键受限邻苯二甲酸酯

4 种目标邻苯二甲酸酯及其在电子电气设备中的应用汇总于表 1。

物质名称	化学文摘号（CAS NO.）	在电子电气设备中的主要应用
邻苯二甲酸二（2 – 乙基己基）酯（DEHP）	117-81-7	PVC 增塑剂（用于电缆、电线等绝缘层）；电子产品中陶瓷或电容器的电解质
邻苯二甲酸丁基苄基酯（BBP）	85-68-7	PVC 协同增塑剂（用于电缆、插座、管道）；涂料、胶粘剂中的添加剂
邻苯二甲酸二丁基酯（DBP）	84-74-2	PVC 地板增塑剂；存在于合成革、油墨、密封胶中
邻苯二甲酸二异丁酯（DIBP）	84-69-5	DBP 替代品；PVC、纤维素树脂、丁腈橡胶的增塑剂

2.2 上海力汕 EDX-4 型 ROHS 2.0 检测设备的组成

EDX-4 系统为一体化解决方案，包含 12 个核心组件，覆盖样品热解、分离、检测及数据分析全流程（表 2）。

产品名称	规格型号	数量	备注
A. 热裂解脱附仪	– 陶瓷加热模块； – 自定义程序升温功能； – 电脑端控制软件； – 钝化与惰性化系统	1 套	EDG 版本
B. 气相色谱仪（GC）	– 氢火焰离子化检测器（FID）； – 毛细管进样系统； – 分流 / 不分流进样口（SSL）	1 套	FID 检测器，灵敏度高
C. 专用色谱柱	进口 15 米毛细管柱	1 套	可同时检测 4 种邻苯二甲酸酯
工作站	一键生成检测报告	1 套	数据处理与报告生成
电子分析天平	瑞士 Precisa 万分之一天平（精度 1/10000）	1 套	样品称量
4 种邻苯二甲酸酯标准品	– 4 瓶 1000ppm 混合标准品（每瓶 1mL）； – 玻璃瓶 + 聚四氟乙烯（Teflon）瓶盖； – 1 个 1mL 溶剂瓶 + 密封膜	1 套	校准用标准物质
耗材	– 100 支石英进样管； – 石英衬管 / 石英棉； – 正己烷； – 丁腈手套 / 称量纸	1 套	日常操作使用
高纯氢气发生器	0-300mL/min，0.3MPa	1 套	为 FID 提供燃料
高纯空气发生器	0-2000mL/min，0.45MPa	1 套	为 FID 提供氧化剂
氮气钢瓶	纯度 99.999%+ 减压阀	1 套	用户自备（作为载气）
标准冰箱	用于标准品储存	1 套	用户自备
计算机	商用台式电脑	1 套	设备控制

2.3 核心组件的技术参数

2.3.1 热裂解脱附仪

热解模块是实现样品无预处理快速汽化的关键，其核心参数如下：
• 温度范围：室温至 450℃（1℃递增）；
• 升温速率：＞500℃/ 分钟（Φ6 热解管）；
• 热解 / 吹扫时间：0.01-99.99 分钟（0.01 分钟递增）；
• 吹扫 / 分流流量：10-200 mL/min；
• 老化 / 清洗温度：室温至 450℃（可选功能）。

2.3.2 气相色谱仪（GC）

气相色谱仪确保 4 种邻苯二甲酸酯的高效分离，其参数包括：
• 控温范围：柱箱环境温度 + 5℃至 400℃；
• 超低温选项：最低可达 – 80℃（适用于低沸点物质检测）；
• 气体控制：高精度流量计（流量可视化）；
• 故障诊断：实时检测，快速排查问题；
• 进样系统：分流 / 不分流（适配固体 / 液体样品）。

2.3.3 氢火焰离子化检测器（FID）

FID 对有机化合物具有高灵敏度检测能力，参数如下：
• 检出限：≤5×10⁻¹²g/s（正十六烷）；
• 基线噪声：≤6×10⁻¹²A/H；
• 线性范围：≥10⁵；
• 稳定时间：＜0.5 小时；
• 易拆卸（便于喷嘴清洗 / 更换）。

2.4 实验步骤

2.4.1 样品前处理

与传统需化学萃取的方法不同，EDX-4 系统无需前处理：
• 固体样品：取＜5mg 样品切碎，放入 2.5cm 石英管中，两端用石英棉固定；
• 液体样品：直接进样 1μL 至进样系统。

2.4.2 分析条件

邻苯二甲酸酯筛查的优化条件如表 3 所示，4 种邻苯二甲酸酯的保留时间汇总于表 4。

参数	设置
热解程序升温	200℃→450℃
微热解时间	2 分钟
进样方式	分流进样
进样口温度	250℃
FID 检测器温度	300℃
柱箱程序升温	50℃（保持 1 分钟）→以 20℃/ 分钟升至 450℃（保持 4 分钟）
载气	氮气（纯度 99.999%）

物质名称	缩写	保留时间（分钟）	时间窗口宽度（分钟）
邻苯二甲酸二异丁酯	DIBP	8.524	0.05
邻苯二甲酸二丁基酯	DBP	9.041	0.05
邻苯二甲酸丁基苄基酯	BBP	10.941	0.05
邻苯二甲酸二（2 – 乙基己基）酯	DEHP	11.949	0.05

3. 结果与讨论

3.1 标准曲线与线性范围

为验证线性关系，配制浓度为 50、100、250、500、1000 ppm 的 DIBP 标准溶液，以浓度（横坐标，ppm）为自变量、定量组分峰面积（纵坐标，A）为因变量绘制标准曲线，并计算线性方程与相关系数。
表 5：DIBP 标准溶液的峰高与峰面积

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

DIBP 的线性方程为y = 0.00851004x（y = 峰面积，x = 浓度），相关系数（R²）为 0.998023。这表明浓度与峰面积间存在优异的线性关系，满足筛查定量要求。

3.2 检出限

基于 3 倍信噪比（S/N=3）计算最低检出限（MDL），4 种邻苯二甲酸酯的最低检出限均为25 ppm，较传统 PY+GC-MS 方法（检出限 50 ppm）降低 50%。更高的灵敏度可确保 EDX-4 系统检测到痕量邻苯二甲酸酯，避免合规检测中的假阴性结果。

3.3 重复性（精密度）

通过对 25 ppm DIBP 标准溶液进行 4 次重复检测，计算峰高与峰面积的相对标准偏差（RSD）以评估精密度（表 6）。
表 6：重复性检测结果（25 ppm DIBP）

检测次数	峰高（pA）	峰面积（A）
1	944.8	3484.2
2	1007.3	3638.8
3	903.2	3167.9
4	1205.6	4227.6
相对标准偏差（RSD，%）	5.24	5.24

5.24% 的 RSD 远低于行业可接受阈值（RSD＜10%），表明 EDX-4 系统具有较高的精密度与稳定性。

3.4 色谱分离性能

EDX-4 系统中的 15 米专用色谱柱可实现 4 种邻苯二甲酸酯的完全分离。标准混合物的色谱图显示 4 个清晰无重叠的峰，分别对应 DIBP（8.524 分钟）、DBP（9.041 分钟）、BBP（10.941 分钟）、DEHP（11.949 分钟）。窄时间窗口（0.05 分钟）确保峰识别精准，避免物质间干扰。

4. 典型应用案例
EDX-4 型 ROHS 2.0 检测设备广泛应用于电子、玩具、医疗器械、包装等行业，4 个典型应用案例汇总于表 7。
表 7：EDX-4 型 ROHS 2.0 检测设备的典型应用案例

案例	行业	应用场景	进样方式	检测项目
1	耳机制造	检测耳机塑料外壳原料（国际品牌代工）中的 PVC 绿色颗粒	固体直接进样	4 种 ROHS 管控邻苯二甲酸酯（合规筛查）
2	手机充电器出口	检测充电器中的白色 PVC 粉末（出口欧盟）	固体直接进样	Ia 类邻苯二甲酸酯
3	手机生产	检测手机背板聚合物材料（出口欧盟）	固体直接进样	22 种邻苯二甲酸酯（扩展筛查）
4	盲样验证	客户制备的混合标准品（含 4 种邻苯二甲酸酯）	液体直接进样	4 种邻苯二甲酸酯定量分析

所有案例中，EDX-4 系统单次样品检测时长均控制在 20 分钟内，结果与参比方法（如 GC-MS）一致，证实其在企业级合规筛查中的可靠性。

5. 结论
上海力汕 EDX-4 型 ROHS 2.0 检测设备为邻苯二甲酸酯快速筛查提供了高效解决方案，弥补了传统方法的不足。其核心优势包括：
• 无需化学前处理：支持固体 / 液体直接进样，简化操作流程，缩短检测周期（20 分钟 / 样品）；
• 100% 样品适用性：适配可溶性、微溶性、不溶性聚合物（传统化学方法仅覆盖 70%）；
• 操作门槛低：无需专业实验室或环评备案（无废气、废液产生）；
• 性能优异：检出限 25 ppm、R²＞0.998、RSD=5.24%，满足 ROHS 2.0 合规要求；
• 行业应用广：适用于电子、玩具、医疗器械等领域。

对于需符合 ROHS 2.0 要求的企业，EDX-4 系统是兼具性价比与可靠性的工具。产品详细信息可查阅：https://www.lisungroup.com/products/environmental-test-chamber/5626.html。

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