สารหน่วงการติดไฟประเภทโบรมีน
สารหน่วงการติดไฟประเภทโบรมีน (อังกฤษ: brominated flame retardants, BFRs) คือสารประกอบออร์กาโนโบรมีนที่มีฤทธิ์ยับยั้งปฏิกิริยาเคมีจากการเผาไหม้และมักลดความไวไฟของผลิตภัณฑ์ที่มีสารดังกล่าว สารหน่วงการติดไฟประเภทโบรมีนที่วางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์มีส่วนแบ่งการตลาดประมาณร้อยละ 19.7 สารเหล่านี้มีประสิทธิภาพในการใช้กับพลาสติกและสิ่งทอ เช่น อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เสื้อผ้า และเฟอร์นิเจอร์[1]
ประเภทของสารประกอบ
[แก้]สารหน่วงไฟประเภทโบรมีนหลายชนิดถูกสังเคราะห์ขึ้นโดยมีคุณสมบัติทางเคมีที่แตกต่างกันมาก ซึ่งมีหลายกลุ่มดังนี้[2]
- โพลีโบรมีนไดฟีนิลอีเทอร์ (PBDE): DecaBDE, OctaBDE (ไม่มีการผลิตอีกต่อไป), PentaBDE (ไม่มีการผลิตอีกต่อไป เป็นสารหน่วงไฟประเภทโบรมีนตัวแรกที่วางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1950)
- โพลีโบรมีนไบฟีนิล (PBB) ไม่มีการผลิตอีกต่อไป
- ไซโคลไฮโดรคาร์บอนโบรมีน
- สารหน่วงไฟประเภทโบรมีนอื่น ๆ ที่มีคุณสมบัติและกลไกที่แตกต่างกัน
เดคาโบรโมไดฟีนิลอีเทอร์ (decabromodiphenyl ether, Deca-BDE หรือ DeBDE) - ในเดือนสิงหาคม ค.ศ. 2012 เจ้าหน้าที่ของสหราชอาณาจักรได้เสนอให้เดคาโบรโมไดฟีนิลอีเทอร์ (Deca-BDE หรือ DeBDE) เป็นสารที่ต้องได้รับการอนุมัติภายใต้ระเบียบของสหภาพยุโรปที่ควบคุมการผลิตและนำเข้าสารเคมี (REACH) เมื่อวันที่ 5 กรกฎาคม 2013 สำนักงานสารเคมีแห่งยุโรป (ECHA) ได้ถอน Deca-BDE ออกจากรายการสารที่จำเป็นต้องขออนุญาตภายใต้ REACH จึงทำให้การปรึกษาหารือสาธารณะต้องยุติลง เมื่อวันที่ 1 สิงหาคม 2014 ECHA ได้ยื่นข้อเสนอข้อจำกัดของ Deca-BDE โดยจำกัดในการผลิต การใช้ และการวางจำหน่ายในตลาดของสารดังกล่าวและของส่วนผสมและสิ่งของที่ประกอบด้วยสารดังกล่าว เมื่อวันที่ 17 กันยายน 2014 ECHA ได้ยื่นรายงานข้อจำกัดซึ่งถือเป็นการเริ่มต้นการปรึกษาหารือสาธารณะเป็นเวลาหกเดือน เมื่อวันที่ 9 กุมภาพันธ์ 2017 คณะกรรมาธิการยุโรปได้นำระเบียบข้อบังคับ EU 2017/227 มาใช้ โดยข้อ 1 ของข้อบังคับนี้ระบุว่าข้อบังคับ (EC) หมายเลข 1907/2006 ได้รับการแก้ไขเพื่อรวมถึงการห้ามใช้ decaBDE ในปริมาณมากกว่า 0.1% โดยน้ำหนัก โดยจะมีผลบังคับใช้ตั้งแต่วันที่ 2 มีนาคม 2019 ผลิตภัณฑ์ที่วางจำหน่ายก่อนวันที่ 2 มีนาคม 2019 จะได้รับการยกเว้น นอกจากนี้ การใช้ decaBDE ในเครื่องบินยังได้รับอนุญาตจนถึงวันที่ 2 มีนาคม 2027[3]
เฮกซาโบรโมไซโคลโดเดคเคน (HBCD หรือ HBCDD) เป็นสารที่มีโครงร่างเป็นวงซึ่งประกอบด้วยอะตอมคาร์บอน 12 อะตอม โดยมีอะตอมโบรมีน 6 อะตอมเชื่อมกับวงแหวน HBCD ที่ใช้ในเชิงพาณิชย์นั้นเป็นส่วนผสมของไอโซเมอร์ที่แตกต่างกัน HBCD เป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำ อนุสัญญาสตอกโฮล์มของโครงการสิ่งแวดล้อมแห่งสหประชาชาติ (UNEP) ได้ระบุ HBCD ในรายการที่ต้องถูกยกเลิกการใช้ แต่ยกเว้นให้มีการใช้ชั่วคราวในโฟมฉนวนโพลีสไตรีนในอาคารได้[4]
เตตระโบรโมบิสฟีนอลเอ (Tetrabromobisphenol A, TBBPA หรือ TBBP-A) จากการทดลองในปลาม้าลาย (Danio rerio) พบว่าในระยะการเจริญ TBBPA อาจเป็นพิษมากกว่าบิสฟีนอลเอ (BPA) หรือสารประกอบเตตระโบรโมบิสฟีนอลเอไดเมทิลอีเทอร์ (TBBPA dimethyl ether) ที่ได้จากการสลายตัว[5] สารนี้ส่วนใหญ่ใช้ในแผงวงจรพิมพ์โดยเป็นสารหน่วงการติดไฟแบบทำปฏิกิริยา จากที่ TBBPA มีการจับยึดทางเคมีกับเรซินของแผงวงจรพิมพ์ จึงถูกปล่อยออกได้น้อยกว่าที่เป็นของผสมแบบง่าย ๆ ที่นำมาใช้ในโฟม ดังนั้นการประเมินความเสี่ยงของสหภาพยุโรปในปี 2005 จึงสรุปว่า TBBPA ไม่ก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพของมนุษย์ในการใช้งานดังกล่าว[6] นอกจากนี้ TBBPA ยังใช้เป็นสารเติมแต่งในอะคริโลไนไตรล์-บิวทาไดอีน-สไตรีน (ABS) อีกด้วย
ส่วนประกอบในพลาสติก
[แก้]ส่วนประกอบของสารหน่วงการติดไฟโบรมีนในพอลิเมอร์ประเภทต่าง ๆ:[7]
| พอลิเมอร์ | ส่วนประกอบ [%] | สารหน่วงไฟประเภทโบรมีน |
|---|---|---|
| โฟมพอลิสไตรีน | 0.8–4 | HBCD |
| พอลิสไตรีนทนแรงกระแทกสูง | 11–15 | DecaBDE, พอลิสไตรีนโบรมีน |
| เรซินอีพอกซี | 0-0.1 | TBBPA |
| พอลิเอไมด์ | 13–16 | DecaBDE, พอลิสไตรีนโบรมีน |
| พอลิโอเลฟิน | 5–8 | DecaBDE, โพรพิลีนไดโบรโมสไตรีน |
| พอลิยูรีเทน | ไม่ปรากฏ | ไม่มีสารหน่วงไฟประเภทโบรมีน |
| พอลิเทเรฟทาเลต | 8–11 | พอลิสไตรีนโบรมีน |
| พอลิเอสเทอร์ไม่อิ่มตัว | 13–28 | TBBPA |
| พอลิคาร์บอเนต | 4–6 | พอลิสไตรีนโบรมีน |
| สไตรีนโคพอลิเมอร์ | 12–15 | พอลิสไตรีนโบรมีน |
การผลิต
[แก้]ในปี ค.ศ. 2011 มีการขายสารหน่วงการติดไฟประเภทโบรมีนจำนวน 390,000 ตัน ซึ่งคิดเป็นร้อยละ 19.7 ของตลาดสารหน่วงการติดไฟ[8]
ประเภทของการใช้งาน
[แก้]อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์มีการใช้สารหน่วงการติดไฟประเภทโบรมีนมากที่สุด ในอุตสาหกรรมเครื่องคอมพิวเตอร์จะใช้ในส่วนประกอบหลักสี่ประการ ได้แก่ ในแผงวงจรพิมพ์ ในชิ้นส่วนต่าง ๆ เช่น ขั้วต่อ ในฝาครอบพลาสติก และในสายไฟฟ้า สารหน่วงการติดไฟประเภทโบรมีนยังใช้ในผลิตภัณฑ์อื่นมากมาย รวมถึงบางส่วนของฝาครอบพลาสติกของโทรทัศน์ พรม หมอน สี เบาะ และเครื่องใช้ในครัวเรือน
การทดสอบสารหน่วงการติดไฟประเภทโบรมีนในพลาสติก
[แก้]จนกระทั่งเมื่อไม่นานนี้ การทดสอบ BFR ถือเป็นเรื่องยุ่งยาก จากรอบเวลาการทดสอบ ต้นทุน และระดับความเชี่ยวชาญที่จำเป็นสำหรับวิศวกรทดสอบทำให้ไม่สามารถดำเนินการคัดกรองส่วนประกอบในพลาสติกใด ๆ ในการผลิตหรือในสภาพแวดล้อมการรับรอง/ตรวจสอบผลิตภัณฑ์ได้
เมื่อไม่นานนี้ ด้วยการนำเครื่องมือวิเคราะห์ใหม่ ไอออนแอตแทชเมนต์แมสสเปกโทรเมตรี (Ion-attachment mass spectrometry, IA-Mass) มาใช้ ทำให้การคัดกรองวัสดุพลาสติกควบคู่ไปกับสายการผลิตเป็นไปได้ โดยมีรอบการตรวจจับ 5 นาทีและรอบการวัดปริมาณ 20 นาทีสำหรับการทดสอบและรับรองชิ้นส่วนพลาสติกขณะอยู่ในสายการประกอบ IA-Mass ระบุการมีอยู่ของโบรมีน (PBB, PBDE และอื่น ๆ) แต่ไม่สามารถระบุลักษณะของสารหน่วงการติดไฟประเภทโบรมีนทั้งหมดที่มีอยู่ในวัสดุพลาสติกที่มีหลายเฟสได้
ในเดือนกุมภาพันธ์ ค.ศ. 2009 สถาบันวัสดุอ้างอิงและการวัด (Institute for Reference Materials and Measurements, IRMM) ได้เผยแพร่เอกสารรับรองวัสดุอ้างอิง (certified reference material, CRM) สองฉบับเพื่อช่วยให้ห้องปฏิบัติการวิเคราะห์สามารถตรวจจับสารหน่วงไฟสองประเภทได้ดีขึ้น ได้แก่ พอลิโบรมิเนตเต็ดไดฟีนิลอีเทอร์ (PBDE) และพอลิโบรมิเนตเต็ดไบฟีนิล (PBB) วัสดุอ้างอิงทั้งสองได้รับการทำขึ้นเป็นพิเศษเพื่อให้มี PBDE และ PBB ทั้งหมดในระดับที่ใกล้เคียงกับขีดจำกัดทางกฎหมายที่กำหนดไว้ในข้อกำหนดสำหรับการควบคุมสารอันตราย (RoHS Directive) ซึ่งกำหนดไว้ที่ 1 กรัม/กิโลกรัมสำหรับผลรวมของ PBB และ PBDE
ปัญหาสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัย
[แก้]สารเคมีประเภทโบรมีนหลายชนิดถูกวิพากษ์วิจารณ์มากขึ้นในการนำมาใช้ในเครื่องเรือนภายในบ้านและในสถานที่ซึ่งเด็ก ๆ สัมผัสสารเหล่านี้ บางคนเชื่อว่า PBDE อาจส่งผลเสียต่อมนุษย์และสัตว์ ความกังวลที่เพิ่มมากขึ้นทำให้บางประเทศในยุโรปห้ามใช้สารเคมีดังกล่าวบางชนิด โดยปฏิบัติตามหลักการป้องกันซึ่งใช้เป็นการทั่วไปในยุโรป[9] PBDE บางชนิดมีคุณสมบัติเป็นสารที่ละลายได้ดีในไขมันและสะสมในสิ่งมีชีวิต สามารถพบ PBDE ในมนุษย์ทั่วโลก[10]
สารหน่วงการติดไฟโบรมีนบางชนิดถูกระบุว่าสามารถตกค้าง สะสมในสิ่งมีชีวิต และเป็นพิษต่อทั้งมนุษย์และสิ่งแวดล้อม และมีข้อสงสัยว่าจะทำให้เกิดผลกระทบต่อพัฒนาการทางระบบประสาทและรบกวนระบบต่อมไร้ท่อ[11][12] ตัวอย่างเช่น ในยุโรป สารหน่วงการติดไฟโบรมีนที่ได้ผ่านระเบียบว่าด้วยสารเคมีของสหภาพยุโรป (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals, REACH) แล้วต่อมาพบความเสี่ยง จึงมีการวางมาตรการจัดการความเสี่ยงที่เหมาะสม เช่นกรณีของการใช้ Penta-BDE[13] และ Octa-BDE ในเชิงพาณิชย์[14]
ดูเพิ่ม
[แก้]อ้างอิง
[แก้]- ↑ de Wit, Cynthia A (2002). "An overview of brominated flame retardants in the environment". Chemosphere. Elsevier BV. 46 (5): 583–624. doi:10.1016/s0045-6535(01)00225-9. ISSN 0045-6535.
- ↑ Michael J. Dagani, Henry J. Barda, Theodore J. Benya, David C. Sanders: Bromine Compounds, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a04_405
- ↑ The European Commission (9 กุมภาพันธ์ 2017). "Commission Regulation (EU) 2017/227". Official Journal of the European Union. L35: 6–9. สืบค้นเมื่อ 16 มิถุนายน 2017.
- ↑ The final decision is available on the UNEP Stockholm Convention website here: "COP Decisions". เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 25 กันยายน 2014. สืบค้นเมื่อ 26 ตุลาคม 2014.
- ↑ McCormick, J; Paiva MS; Häggblom MM; Cooper KR; White LA (2010). "Embryonic exposure to tetrabromobisphenol A and its metabolites, bisphenol A and tetrabromobisphenol A dimethyl ether disrupts normal zebrafish (Danio rerio) development and matrix metalloproteinase expression". Aquatic Toxicology. 100 (3): 255–262. Bibcode:2010AqTox.100..255M. doi:10.1016/j.aquatox.2010.07.019. PMC 5839324. PMID 20728951.
- ↑ "EU Risk Assessment Report of 2,2',6,6'-tetrabromo-4,4'-isopropylidenediphenol (tetrabromobisphenol-A or TBBP-A) Part II – human health" (PDF). Institute for Health and Consumer Protection. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิม (PDF)เมื่อ 5 กันยายน 2014. สืบค้นเมื่อ 26 ตุลาคม 2014.
- ↑ Pedro Arias (2001): Brominated flame retardants – an overview. The Second International Workshop on Brominated Flame Retardants, Stockholm
- ↑ Townsend Solutions Estimate, "Flammschutz Online - the flame retardants market". คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 4 มีนาคม 2016. สืบค้นเมื่อ 26 ตุลาคม 2014.
- ↑ Stiffler, Lisa (28 มีนาคม 2007). "PBDEs: They are everywhere, they accumulate and they spread". Seattle Post Intelligencer.
- ↑ Kim Hooper; Jianwen She (2003). "Lessons from the Polybrominated Diphenyl Ethers (PBDEs): Precautionary Principle, Primary Prevention, and the Value of Community-Based Body-Burden Monitoring Using Breast Milk". Environmental Health Perspectives. 111 (1): 109–114. doi:10.1289/ehp.5438. PMC 1241314. PMID 12515688. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 1 พฤศจิกายน 2008.
- ↑ "Polybrominated Diphenyl Ethers (PBDEs) Action Plan Summary | Existing Chemicals | OPPT | US EPA". คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 1 กันยายน 2015. สืบค้นเมื่อ 3 ธันวาคม 2012.
The critical endpoint of concern for human health is neurobehavioral effects.
- ↑ "Brominated Flame Retardants in the Environment" (PDF). Columbia Environmental Research Center. เก็บ (PDF)จากแหล่งเดิมเมื่อ 8 พฤษภาคม 2016. สืบค้นเมื่อ 3 ธันวาคม 2012.
PBDEs can disrupt thyroid hormone rapidly breaks down to action and may impair neurodevelopment.
- ↑ "European Union Risk Assessment Report of diphenyl ether, pentabromo deriv". Institute for Health and Consumer Protection. 2000. เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 26 ตุลาคม 2014. สืบค้นเมื่อ 26 ตุลาคม 2014.
- ↑ "European Union Risk Assessment Report of diphenyl ether, octabromo deriv". Institute for Health and Consumer Protection. 2003. เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 26 ตุลาคม 2014. สืบค้นเมื่อ 26 ตุลาคม 2014.
อ่านเพิ่มเติม
[แก้]- Kyle D'Silva, Alwyn Fernandes & Martin Rose (2004). "Brominated Organic Micropollutants—Igniting the Flame Retardant Issue". Critical Reviews in Environmental Science and Technology. 34 (2): 141–207. doi:10.1080/10643380490430672. S2CID 95008650.
- Law, Robin J.; Kohler, Martin; Heeb, Norbert V.; Gerecke, Andreas C.; Schmid, Peter; Voorspoels, Stefan; Covaci, Adrian; Becher, Georg; Janak, Karel (2005). "Hexabromocyclododecane Challenges Scientists and Regulators". Environmental Science & Technology. 39 (13): 281A–287A. Bibcode:2005EnST...39..281L. doi:10.1021/es053302f. PMID 16053062.
- Cynthia A. de Wit (2002). "An overview of brominated flame retardants in the environment". Chemosphere. 46 (5): 583–624. Bibcode:2002Chmsp..46..583D. doi:10.1016/S0045-6535(01)00225-9. PMID 11999784.
- Young Ran Kim; และคณะ (2014). "Health consequences of exposure to brominated flame retardants: A systematic review" (PDF). Chemosphere. 106: 1–19. Bibcode:2014Chmsp.106....1K. doi:10.1016/j.chemosphere.2013.12.064. PMID 24529398.
- H. Fromme; G. Becher; B. Hilger; W. Völkel (2016). "Brominated flame retardants – Exposure and risk assessment for the general population". International Journal of Hygiene and Environmental Health. 219 (1): 1–23. doi:10.1016/j.ijheh.2015.08.004. PMID 26412400.
- J. de Boer; H. M. Stapleton (2019). "Toward fire safety without chemical risk". Science. 364 (6437): 231–232. Bibcode:2019Sci...364..231D. doi:10.1126/science.aax2054. hdl:1871.1/bb6014cc-f3d4-4f55-bf5f-26d48843889f. PMID 31000649. S2CID 121618800.