GBT 39560.702-2021 电子电气产品中某些物质的测定 第7-2部分:六价铬 比色法测定聚合物和电子件中的六价铬[Cr(Ⅵ)].pdf
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样品的采集和储存应使用不含不锈钢的装置和容器。
对于可溶性聚合物(ABS、PC和PVC)样品,样品颗粒尺寸大于250um是可以接受的,但这样的聚 合物基体可能需要更长的时间才能完全溶解。 对于不含锑的不溶性或未知聚合物以及电子件样品,为有利于提取应在消解之前将样品通过研磨 机[5.2h)研磨成细粉,然后再通过孔径为250um的过滤筛(例如ASTM60号标准规格的过滤筛)对 细粉进行100%的过滤。 对于未知的聚合物基体样品,则可以使用有机溶剂对少量样品进行溶解度试验。替代的方法也可 以使用红外光谱法(IR)来识别聚合物的基体类别。可以通过X射线荧光光谱法(XRF)检测样品是否 含有锑。
准确称量0.1g样品,然后将样品放人消解容器[5.21)中。 注:若样品中的六价铬含量非常低或非常高,也可以使用其他的样品量。 在消解容器L5.21)」中加人10mL的NMPL4.2a)」,然后盖紧容器盖。 将消解容器放人温度为60℃的超声波水浴[5.2c)]中对聚合物样品溶解处理1h,然后摇动消 解容器约10S,使样品不溶性颗粒悬浮,然后再在60℃的超声水浴中处理1h。在进行下一步 之前,应使样品的材质完全溶解。 d)为了测定每种样品基体回收率,另精确称取0.1g(或另选的样品量)的样品放人另一消解容器 [5.21)]中,在容器中加入10mL的NMP[4.2a)],然后盖紧容器盖。然后执行7.1c)。选择 种基体加标液[4.2o)]直接加入到样品消解容器中,然后执行7.1e)~7.10。 摇动消解容器使溶液充分混合均匀,然后在每个消解容器中加入200mg的MgC12L4.2e)」和 0.5mL的0.5mol/L磷酸盐缓冲液L4.2f)」。再次摇动消解容器使溶液充分混合均匀。 用量筒L5.2j)」量取20mL消解液L4.2h)」,然后缓慢倒入到每个消解容器L5.11)中,混合 均匀。 g)将上述样品溶液放人温度为60℃的超声水浴中处理1h(在0.5h后,用手摇动消解容器使溶 液混合均匀)。 h)将上述样品溶液转移至150mL的烧杯[5.2i)]中,在烧杯中逐滴加人HNOs[4.2b)],不断搅 拌并监测溶液的pH值,将溶液的pH值调整至7.5土0.5。 1 样品溶液即使出现混浊或者絮凝沉淀,也不要对样品溶液进行过滤。 j 在每个容器中加人2.5mL的二苯卡巴肼溶液[4.2m)]。慢慢添加H,SO溶液[4.21)],将溶液 的pH值调整至2.00.5。 k) 将容器内样品溶液定量转移至100mL容量瓶[5.2j)]中,并用水[4.2p)]定容至刻度,混合 均匀。 1 使用0.45um针头式过滤器[5.2n)过滤已显色的样品溶液。 m)将适当的样品溶液倒人1cm的吸收皿,并用比色仪器[5.2g)测量540nm处的吸光度。测量 应在显色后30min内进行。 n)样品的吸光度读数需要通过减去在空白时显色程序的吸光度读数进行校正。 0)根据校正后的吸光度,通过校准曲线确定六价铬的浓度。
a 准确称量0.1g样品,然后将样品放人消解容器[5.21)]中。 注:若样品中的六价铬含量非常低或非常高,也可以使用其他的样品量。 b 在消解容器L5.21)」中加人10mL的NMPL4.2a)」,然后盖紧容器盖。 C 将消解容器放人温度为60℃的超声波水浴[5.2c)]中对聚合物样品溶解处理1h,然后摇动消 解容器约10S,使样品不溶性颗粒悬浮,然后再在60℃的超声水浴中处理1h。在进行下一步 之前,应使样品的材质完全溶解。 d)为了测定每种样品基体回收率,另精确称取0.1g(或另选的样品量的样品放入另一消解容器 [5.21)]中,在容器中加入10mL的NMP[4.2a)],然后盖紧容器盖。然后执行7.1c)。选择 种基体加标液[4.2o)]直接加入到样品消解容器中,然后执行7.1e)~7.10。 摇动消解容器使溶液充分混合均匀,然后在每个消解容器中加入200mg的MgC12L4.2e)」和 0.5mL的0.5mol/L磷酸盐缓冲液4.2f)。再次摇动消解容器使溶液充分混合均匀。 用量筒L5.2j)」量取20mL消解液L4.2h)」,然后缓慢倒入到每个消解容器L5.11)」中,混合 均匀。 g 将上述样品溶液放人温度为60℃的超声水浴中处理1h(在0.5h后,用手摇动消解容器使溶 液混合均匀)。 h 将上述样品溶液转移至150mL的烧杯[5.2i)]中,在烧杯中逐滴加人HNO3[4.2b)],不断搅 拌并监测溶液的pH值,将溶液的pH值调整至7.5土0.5。 样品溶液即使出现混浊或者絮凝沉淀,也不要对样品溶液进行过滤。 j 在每个容器中加人2.5mL的二苯卡巴溶液[4.2m)]。慢慢添加H,SO溶液[4.21)],将溶液 的pH值调整至2.00.5。 k 将容器内样品溶液定量转移至100mL容量瓶[5.2j)]中,并用水[4.2p)]定容至刻度乳制品标准,混合 均匀。 1 使用0.45um针头式过滤器[5.2n)过滤已显色的样品溶液。 m)将适当的样品溶液倒人1cm的吸收皿,并用比色仪器[5.2g)测量540nm处的吸光度。测量 应在显色后30min内进行。 n)样品的吸光度读数需要通过减去在空白时显色程序的吸光度读数进行校正。 0)根据校正后的吸光度,通过校准曲线确定六价铬的浓度。
不含锑的不溶聚合物/未知聚合物和电子件中六
不溶聚合物/未知聚合物和电子件中六价铬的提
a)准确称量0.15g样品放人消解容器[5.2p)]中。 注:对于六价铬含量可能非常低或非常高的样品,可以使用其他样品量。 用量筒[5.2j]]分别量取10mL消解液[4.2h)]和5mL甲苯[4.2i)]加入每种样品中。 为了测定每种样品基体的回收率,另准确称量0.15g样品放人另一个消解容器[5.2p)中。选 择一种加标液4.2n)或4.2o)」,直接加人到样品中。用量筒L5.2)分别量取10mL消解液 【4.2h)]和5mL甲苯[4.2i】加入样品中 d) 接下来,在每种样品溶液中加入400mg的MgCl2L4.2e)」和0.5mL的10mol/L的磷酸盐缓 冲液[4.2f)并混合均匀。加人MgCl2是为了校正分析方法可能引起的铬的氧化/还原。 e 使用微波装置或加热装置L5.2b)」,将每个样品溶液在密闭的消解容器中5.2p)加热到 150℃~160℃之间的某个温度。然后在150℃~160℃之间的温度下保持1.5h,再让样品 溶液冷却到室温。 使用分液漏斗5.2m)」从容器中分离出样品溶液的有机相并去弃。将样品溶液的水相通过 0.45μm的滤膜过滤器[5.2n)]过滤。用水[4.2p)]冲洗消解容器[5.2p)]3次,然后用滤膜过滤 器过滤。如果0.45um的滤膜过滤器发生堵塞,可改用大孔径的滤纸来过滤样品溶液。 g 用水L4.2p)冲洗过滤器内部和过滤器芯,并将过滤液和冲洗液移人十净的150mL烧杯 [5.2i)中。 h)在7.2g)所述容器中逐滴加人HNO:[4.2b)],不断搅拌并监测pH值,将溶液的pH值调整至 7.5±0.5。 1 如果样品溶液经pH值调整后是清澈的,则向每个容器中加人2.5mL二苯卡巴耕溶液 L4.2m)」。慢慢向容器中添加H,SO.溶液L4.21),将溶液的pH值调整至2.0土0.5。转至执 行7.21)。如果样品溶液混浊或含有絮凝沉淀(云状、鳞片状和非结晶状)或有颜色存在,则转 至执行7.2j)。 如果样品溶液混浊或存在絮凝沉淀,就需要使用0.45um的滤膜[5.2n)]对样品溶液进行过 滤。如果样品溶液有颜色,就需要在加入二苯卡巴肼溶液[4.2m)之前,用C18针头式过滤器 [5.2o)对样品溶液进行过滤。如果样品消解液经过滤后是清澈的,就可以在容器内加入 2.5mL二苯卡巴耕溶液[4.2m)]。缓慢向容器中添加HSO,溶液[4.21)],将溶液的pH值调 整至2.0士0.5。转至执行7.21)。如果样品消解液经过滤后还是混浊的或者带有颜色,在容器 中缓慢地添加H2SO,溶液L4.21)」,将溶液的pH值调整至2.0土0.5。执行7.2k)。 k) 将每个有颜色的或混浊的消解液分别定量转移至50mL容量瓶[5.2j)]中,并用水[4.2p)定 容至刻度。倒置数次以混合均匀。从容量瓶中取出约5mL消解液进行测试,记录比色仪器 L5.2g)」的吸光度读数,以进行背景减除。在每个样品消解液中分别加入2.5mL二苯卡巴 溶液[4.2m)],并用水[4.2p)]定容至50mL。倒置数次以混合均匀,直立5min~10min,以完 全显色。执行7.21)。 将容器内的样品溶液定量地移入50mL量瓶[5.2j)]中,并用水[4.2p)]定容至50mL。倒置 数次以混合,并直立5min~10min,以完全显色。 m)将适当的样品溶液移人1cm的吸收皿,用比色仪器[5.2g)测量540nm处的吸光度。在样品 提取后,应尽快进行分析,延迟时间最多为30min。 n 样品的吸光度读数需要通过减去显色程序在空白时的吸光度读数来进行校正。对于在7.2j) 中的任何一次过滤后变色或混浊的溶液,通过减去7.2k测得的吸光度读数来校正吸光度。 根据校正后的吸光度读数,通过查校准曲线确定六价铬浓度
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专门为540nm处进行六价 校准工作曲线,就无需 建立工作曲线。请参考制造厂商的说 乍范围适用于此类分析。
传统的比色仪器校准应至少使用1个空百和3个浓度的标准溶液进行。 将比色仪器用0.0ug/mL的空白标准调零,并保存此溶液,以便在读取样品溶液和标准溶液的吸 度值之前对比色仪器进行调零。 读取各标准溶液的吸光度值。以每种标准溶液六价铬质量浓度(ug/mL)值为横坐标或轴值,以 度值为纵坐标或y轴值绘制校准曲线,依据校准曲线确定线性方程。 通常来讲校准曲线从最初生成时起最多可使用一个月。每天应使用校准溶液进行内部质量控制。 a)为制备校准用标准溶液,所用基体应与样品溶液相同。基体在经过消解7.1g)或7.2g)之后,加 入适量的六价铬标准溶液[4.2j)]。使用六价铬标准溶液[4.2j)]来配制0.1mg/L~1.0mg/L 的六价铬溶液。配制1个空白溶液和至少3个浓度的标准溶液。 如果样品溶液中的六价铬浓度超出原来的校准曲线,则可以使用其他浓度范围的标准溶液。 如果样品溶液比最高的校准溶液浓度更高,也可以对样品溶液进行稀释。此外,如果有不含六 价铬的聚合物基体,建议使用聚合物基体来制备校准用标准溶液,以实现最接近的基体匹配。 b)在7.2g)的容器中逐滴加人HNO[4.2b)],不断搅拌的同时监测pH值,将溶液的pH值调整 至7.5土0.5。 向每个容器中添加2.5mL二苯卡巴耕溶液[4.2m)]。慢慢向容器中添加H2SO.[4.21)],将溶 C 液的pH值调整至2.0±0.5。 将该容器的溶液定量移人50mL容量瓶[5.2j)]中,并用水[4.2p)]定容至50mL。倒置数次 以混合,并直立5min~10min以完全显色。 e) 将适量的溶液移人1cm的吸收池,用比色仪器[5.2g)测量溶液在540nm处的吸光度, 吸光度读数需要通过减去空目时显色程序的吸光度读数进行修止。 & 通过修正过的吸光度值与对应的六价铬浓度值来绘制校准曲线。应用线性回归法或者二次 拟合法来建立校准曲线。校准曲线的相关系数(R)应大于0.995,否则应重新建立一条校准 曲线
六价铬的含量应按公式(1)计算!
样品中六价铬含量,单位为微克每克(g/g); A —在消解液中观察到的六价铬质量浓度,单位为微克每毫升(ug/mL);或微克每克(μg/g); D 一稀释因子;
消解液最终定容体积,单位为毫升(mL),或消解液最终质量,单位为克(g); 一一初始样品质量,单位为克(g)。 相对百分比差应按公式(2)计算:
R 一一相对百分比差,%; S —一在初始试验中观察到的样品中的六价铬含量,单位为微克每克(ug/g); D一一在重复试验中观察到的样品中的六价铬含量,单位为微克每克(ug/g)。 主1:在公式(1)中列出的类似计算也可用于在初始和重复检测中计算六价铬含量。 加标回收率应根据公式(3)计算
式中: SR 加标回收率,%; SS 已加标样品的六价铬含量,单位为微克每克(μg/g); US 未加标样品的六价铬含量,单位为微克每克(μg/g); SA 加标液中使用的六价铬含量,单位为微克每克(ug/g) 注2:公式(1)还可用于计算已加标/未加标样品中的六价铬含量。
表1总结了所有IIS试验的统计数据。
表1所有IIS试验的统计数据
每批进行分析的样品数量不要超过20个,其中包括空白、平行样和加标回收的样品。每一批样品 应至少制备一个空白样来分析有无污染效应和记忆效应。每一批样品应至少制备一个平行样品。平行 样品分析结果的相对偏差应小于或等于20%,否则应重新分析这批样品。对每批样品都需要分析一个 实验室的质控样
11.2基体加标回收校正方法
因本检测方法受基体效应影响比较强,所以有必要对有不同来源的每一个样品都要进行加标回收 的验证。不同来源包括以下情况:不同的客户(即使与以前样品的聚合物相同)、不同的产品批次(即 与以前样品的聚合物相同)、不同的聚合物、不同的添加剂(即使与以前样品的聚合物相同)和所有其 样品来源改变的情况。加标回收率试验是在样品提取之前加入加标物开始,在加标的情况下进行样 提取和显色。 a)对于每一种独特的样品,都需要对预消解的加标样品进行分析。可选择以下两种方法中的 一种: 在样品中加人1.0mL的加标溶液[4.2o)或者两倍于样品浓度的量,两者中取其较大者 操作。 一在样品中加人准确称取的至少1.0mg的PbCrO.[4.2g)或者能足够达到样品浓度2倍 的量,两者中取其较大者操作。 b)对加标样品执行与目标样品一样的消解程序和比色测量程序。 C 加标回收率的可接受范围是从50%到125%,否则应对样品重新进行分析。对于回收率小于 50%的情况,重新分析时要加两倍的加标量。对于回收率大于125%的情况,重新分析时保持 原有的加标量重复进行分析。如果重新分析的回收率仍然在50%到125%的范围之外,那么 此方法就不适合此分析样品,此结果不能用于出具报告。 注1:对于不含锑的ABS、PC、PVC和不溶性/未知聚合物和电子件基体,其回收率预计为75%~125%。其他基体
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d 如果样品的回收率大于75%或小于125%,样品的检测结果和检出限(LOD)就不需要修正。 e) 如果样品的回收率介于50%和75%之间,样品的检测结果和检出限(LOD)就需要根据回收率 进行修正。即将检测结果乘以比率(100%除以回收率)。然后将方法检出限估算值乘以相同 的比率。 如果在11.2e)中修正后的样品检测结果大于11.2e)中修正后的方法检出限估算值,那么就报 告修正后的样品检测结果。否则就应将修正后的检出限估算值报告为样品的检测结果。 注2:假设某个样品的六价铬检出限估算值为2ug/g,加标回收率为50%,那么修正后的六价铬检出限估算值 =2uμg/g×(100%/50%)=4μg/g。如果检测结果为100μg/g,则修正后的检测结果为100μg/g×(100%+ 50%)=200μg/g。在这种情况下,报告的结果是200μg/g。
12检出限(LOD)和定量限(LOQ)
检出限(LOD)或方法检出限(MDL)一般可简单表示为某一测量系统从样品中可靠地检出分析物 最低含量或最小含量值。 仪器检出限表示仪器能够检出空白或标准溶液中分析物的最低浓度,制造厂商通常用它来表征其 系统的测量能力(如:原子吸收光谱仪)。尽管仪器检出限是有用的,但是它们一般要比能代表整个分析 过程的方法检出限低得多。方法检出限(MDL)大多是通过对低含量样品或基体加标样品(如:塑料)进 行平行、独立的全过程分析来确定,完整的分析包括样品消解或提取。这种分析宜采用6个平行样,平 行样中分析物浓度为方法检出限(MDL)估算值的3倍到5倍。整个分析过程的方法检出限是将上述 平行分析结果的标准偏差乘以适当的系数。国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)对于6次平行分析 情况推荐的系数为3;而美国环境保护署(USEPA)则使用单边置信区间,其系数等于检测重复数 和置信度所对应学生分布的统计t值(如:当平行样为6和置信度为99%时,t=3.36)。 某一测量系统的定量限(LOQ)或定量限估算值通常是指在实验室的常规工作条件下,在规定的或 可接受的精密度限内能够可靠地检测出样品中分析物的最低含量。可接受的精密度限通常定义为相对 标准偏差的10%:或者简单表述为方法检出限的2倍10倍
12.2检出限(LOD)和定量限(LOO)的测定
按照第7章相关程序,准确称出已知不含六价铬(如:IRMMVDA标准物质)或其他可能干扰 分析的化合物的聚合物或电子件的适量样品。将称量的样品放人50mL的消解容器[5.21)]。 重复此步骤至少五次。 b 在每个消解容器[5.21)]中加入含有10μg六价铬的100μL基体加标溶液[4.20)]。 按照第7章相关程序完成消解和比色测量。 d 按第9章计算六价铬含量(ug/g),并确定每个样品的加标六价铬的回收率项目管理和论文,
CXM X100 SA
式中 SR 加标六价铬的回收率,%; C 测定的六价铬含量,单位为微克每克(ug/g); M 样品质量,单位为克(g); SA 加标量,单位为10微克(10μg)
每一个样品的六价铬回收率都应在70%~125%的限值范围内。如果任何一次平行样的回收 率超出此回收率限值范围,整个提取程序和分析程序都要重新进行。 e) 方法检出限是通过计算平行分析(最少6次)的标准偏差s得到。然后将标准偏差乘以平行分 析次数(n)对应的学生分布的统计t值(自由度为n一1)。平行分析6次到10次对应的学生 分布的统计t值见表2。 示例:对于6个平行样,自由度为6一1=5,对应的t值为3.36。 所有用于计算方法检出限(MDL)的分析都应是连续的
表2方法检出限三t×sm
f)定量限是通过方法检出限乘以倍数5计算得到。 实验室与实验室之间的方法检出限和定量限会有所不同。一般来说,本方法可以达到的方法检 为8μg/g定量限为20 ug/g~40 μg/g。
纸箱包装标准本章规定了检测报告中应包括的信息 要求至少应给出下列检测方面信息: 样品信息; b) 使用的标准(包括出版年份); c) 使用的方法(7.1或7.2); d) 检出限(LOD)或定量限(LOQ); e) 方法偏离(样本量、提取量等); f) 观察到的任何异常; g) 检测日期; h) 数值结果(两位有效数字)
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