汽車材料禁限用物質檢測方法探討

韓承志

（武漢理工大學，湖北 武漢 430000）

1 引言

目前，中國汽車行業中的有害物質檢測主要參考的標準包括對鉛鎘含量的檢測、六價鉻含量的檢測、汞含量的檢測、多溴聯苯的檢測、多溴二苯醚的檢測等具體方法和內容。針對材料禁限用物質的檢測流程，主要參考國際電工委員會制定的測定流程，其內容來源自美國環保局關于材料禁限用物質檢測的相關標準。在汽車材料有害物質的檢測過程中，企業及技術人員可以選擇多種檢測方法，而不同的檢測方法在適用性和檢測效果上也有所不同。

2 汽車材料禁限用物質的主要檢測方法

2.1 X 射線熒光光譜檢測法

該方法的原理是將被測樣品置于X 射線環境中，樣品對X 射線的吸收情況不同，依據不同的X 射線吸收情況來得到定性和定量的檢測結果。該方法檢測流程簡單，不需要對被測樣品進行過多的預處理，而且能夠對多種元素進行分析，適應多種形態的被測樣品，因此，是一種適用性強、操作簡便的檢測方法。由于使用的熒光光譜分析儀本身有一定的限制條件，因此，在檢測結果上也需要考慮其適用性。如利用X 射線熒光光譜分析儀檢測得到的是鉻元素和溴元素的總量，無法區分鉻元素和溴元素是以何種分子狀態存在的，因而在無法預先知曉被測樣品中的分子狀態時，檢測結果中只能證明存在鉻元素和溴元素，而難以證明是何種分子狀態，這是該方法應用中的主要局限。在實際的檢測工作中，技術人員需要進行定性分析。

2.2 原子吸收光譜檢測法

該方法能夠對X 射線熒光光譜檢測法中的被測樣品進行定量分析，檢測靈敏度高，干擾少，是一種較為常見的檢測定量檢測方法。

2.3 電感耦合等離子體光譜檢測法

該方法是利用等離子體發射光譜進行分析檢測，能夠同時對多種元素進行檢測，適用于不同物態的被測樣品。由于校正曲線的線性范圍可以達到6～8 個數量級，因此該方法具有較高的檢測準確度和穩定性。該方法的檢測范圍十分廣泛，能夠對70 多種元素以及在不同的物態條件下進行檢測，能夠實現物質的定量檢測，在高端分析測試領域應用最為廣泛。

2.4 氣相色譜-質譜檢測法

該方法是利用離子在電場或磁場環境中的運動軌跡差異性來分離不同質荷比的離子，從而根據離子的質譜信息得到被測樣品的定性和定量檢測結果。在實際應用中，該方法利用了低噪聲的電子信號檢測模塊，對生產環境的降噪環保十分有利。由于該方法中采用渦輪式分子泵來創建真空環境，因此能夠得到高精確度的檢測結果。在對汽車材料禁限用物質進行檢測時，采用該方法需要對被測樣品進行破壞，通常應用于汽車中的聚酯材料、印刷電路板材料、ABS 共聚物材料、聚乙烯材料、高壓聚乙烯材料、抗沖擊聚苯乙烯材料等檢測環節。采用X 射線熒光光譜檢測法進行定性，然后再利用氣相色譜-質譜檢測法進行定量分析。

2.5 紫外分光光度檢測法

該方法是利用被測物質對不同波長的吸收率不同而得到被測樣品中的物質類別，然后再借助朗博比爾定律對樣品進行定量分析，是一種既能定性又能定量檢測的方法，適用于被測樣品的純度檢測。該方法可以對有機物進行檢測，具有操作簡單、靈敏度高、檢測準確性高、適用性強的特點，但是其不足之處在于部分化合物在檢測的過程中對紫外吸收能力弱，在這點上該方法要比紅外光譜檢測法略遜一籌。因此在實際應用中，該方法通常和其他檢測方法結合使用，作為檢測方法的補充。

3 汽車材料禁限用物質檢測方法的實際應用

3.1 測試方法對樣品的要求

在汽車材料樣品的檢測中，無論選擇何種檢測方法，均需要對樣品進行適當的處理。對需要檢測的零部件進行分解，得到均質材料后在每個均質材料上選取測試點分別進行測定，形成不相互干擾的檢測平行組。需要注意的是，在檢測部件分解過程中，應區分開鍍層和基材，進行同一類別的檢測。檢測樣品的質量根據金屬或非金屬類別進行劃分，對金屬類的檢測樣品按照表面積進行統一，每個樣品的表面積為200 cm2，對非金屬類的檢測樣品按照質量進行統一，每個樣品的質量為20 g。

3.2 汽車材料禁限物質一般檢測流程

對汽車材料禁限物質的檢測可先進行定性檢測，可選用X 射線熒光光譜檢測法進行初步篩選，不僅操作流程簡便，而且成本較低。然后在定性檢測結果的基礎上再進行定量分析。在定量分析環節，將被測樣品進一步分解為更小質量或更小表面積的均質材料，然后根據被測材料的理化特性選擇適當的溶劑進行溶解或萃取，然后將有效成分上機檢測。

3.3 汽車材料禁限物質的定量檢測

3.3.1 鉛、鎘含量檢測

利用X 射線熒光光譜檢測法對被測樣品進行定性檢測得到材料中的鉛、鎘元素。如果被測樣品是金屬合金材料，可選用光電直讀發射光譜檢測法進行定量檢測。該方法操作簡單，檢測的準確度高，而且能夠對鉛和鎘兩種元素進行同時檢測，因此是一種較快的檢測方法。還可以對汽車零部件采用原子吸收法或電感耦合等離子體原子發射光譜法進行定量檢測，分別對零部件中的鉛和鉻進行含量檢測，檢測靈敏度高，而且分析速度較快。

3.3.2 汞含量檢測

利用X 射線熒光光譜檢測法對被測樣品進行定性檢測得到材料中的汞元素，然后根據被測材料是金屬或非金屬類別來選擇適宜的定量檢測方法和檢測流程。一般情況下，原子熒光光譜檢測法、電感耦合等離子體光譜檢測法以及冷原子吸收光譜檢測法均適用于汞含量的定性檢測。當被測材料是金屬類別時，技術人員可按照如下流程進行檢測：將待測樣品分解為均質小樣→稱量小樣→將小樣置于酸性溶液中消解→過濾去除雜質→定容→上機檢測。

當被測材料是非金屬類別時，技術人員可按照如下流程進行檢測：將待測樣品分解為均質小樣→稱量小樣→將小樣置于微波爐中消解→過濾去除雜質→定容→上機檢測。

3.3.3 六價鉻含量檢測

根據汽車材料理化特性的不同，對材料中六價鉻含量檢測所選用的檢測方法也不同。在對六價鉻含量進行定量檢測前，技術人員采用X 射線熒光光譜檢測法對汽車材料中的鉻元素總含量進行檢測。然后根據材料不同選擇后續的定量檢測方法。如被測樣品是普通鍍層，具體包括油膜、聚合物膜、蠟膜等鍍層，可選用比色法進行六價鉻定量檢測；如被測樣品是防腐鍍層，可選用沸水萃取法或者點滴法進行六價鉻定量檢測；如被測樣品是皮革制品，可選用磷酸鹽萃取法或者采用比色法進行檢測；如被測樣品是聚合物材料或者電子材料，可選用比色法或者堿性萃取法進行檢測。在實際的檢測工作中，六價鉻含量超標是最常遇到的問題。為了提高六價鉻含量檢測的準確度和穩定性，技術人員在實際的檢測過程中應注意做好結果的防干擾。

對檢測流程進行分析發現對六價鉻檢測結果造成影響的因素主要有以下幾個：①被測樣品的制備。必須注意被測樣品表面與萃取液或消解液充分接觸，這樣才能確保樣品中的六價鉻提取充分。②檢測過程中鉻元素的價態必須統一。在樣品處理環節，技術人員應保持鉻元素為六價的狀態。③當被測樣品含鍍層時，應合理選擇鍍層剝離溶解的方法，做好鍍層中六價鉻的定量分析，具體包括鍍層的溶解、鍍層質量的稱量。不同金屬鍍層的溶解試劑不同，如鍍鋅鍍層的溶解選擇六次甲基四胺為消解試劑，在鹽酸溶液中測定；鍍錫鍍層的剝離采用電解剝離法，鍍層溶劑選用三氯化銻為消解試劑，在鹽酸溶液中進行測定。④確定測量單位。通常有三種單位表示方式，一種是面積表示方式mg/cm2，另一種是質量表示方式，包括mg/kg、%。由于質量表示方式需要先對鍍層質量進行計算，因此為了提高測定結果的精確度，優先采用mg/cm2為測量單位。

3.3.4 多溴聯苯、多溴聯苯醚含量檢測

首先利用X 射線熒光光譜檢測法對溴元素總含量進行檢測，然后采用氣相色譜-質譜檢測法對被測樣品進行多溴聯苯和多溴聯苯醚的定量檢測。檢測流程如下：將待測樣品分解為均質小樣→稱量小樣→萃取有效樣品→定容→上機檢測。

4 結語

綜上所述，汽車材料禁限用物質的檢測方法多種多樣，技術人員可根據檢測樣品的理化性質科學選擇檢測方法。通過多種方法的實際應用，總結出系統完善的檢測技術方法和檢測作業流程，有效保障材料檢測的準確性、穩定性和經濟性。