【XRF】原來限用物質〝紅磷〞也可以這樣測

由於環保意識地抬頭，無鹵環保的議題也已行之有年，而鹵素化合物經常用在阻燃劑、增塑劑、著色劑等功能，被廣泛用於電子設備、機器盒、印刷電路板、纜繩導線、電子零組件與材料、產品外殼、包裝材料、塑膠等。此種阻燃劑因為無法回收使用，而且在燃燒加熱過程中會釋放腐蝕性氣體等有害物質，危害免疫系統、內分泌系統、生殖系統等，因此鹵素化合物被列為對人類和環境有害的化學物質，各國都在採用相對應的方法，禁止或限量使用，就叫做「無鹵規範/指令」。

鹵素的應用在阻燃劑的應用非常廣泛，主因為鹵素阻燃劑具備用量少、阻燃效率高和相對成本低等優點，但卻會造成火場的大量濃煙與有毒氣體。

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因此國際各大知名廠商陸續推動「無鹵」的製程要求，禁用鹵素系阻燃劑或鹵化塑膠，以符合國際規範要求。

然而，眾多鹵素阻燃劑的代替物當中，紅磷Phosphorus, red (圖1)具有用量小、熔點高與溶解性差的優點，已迅速成為無鹵製程中阻燃劑的替代品，紅磷會於樹脂燃燒時，產生磷酸覆蓋在材質表面，同時磷酸亦能加速材質的表面脫水、碳化以阻隔外部氧氣，達到降溫、阻隔的阻燃劑功能。

紅磷結構圖
圖1、紅磷與紅磷結構
磷的同素異形體有許多種，其中白磷和紅磷最為常見。另外還存在紫磷和黑磷。
磷的字根來自希臘語，意思是“光的承載者”，最常見的形式是白磷及紅磷。
不太常見的是黑磷，看起來有點像鉛筆尖的石墨。紅磷比起白磷在室溫下更加
穩定——事實上，任何安全火柴盒的側面都可以找到它。

但同時紅磷也可能會與空氣中的水分產生磷酸。
然而，這個反應的速度相對較慢，且需要一定的條件。在一般的環境下，紅磷通常不會迅速與空氣中的水分產生磷酸。這是因為紅磷的表面通常被一層氧化膜所保護，這層氧化膜能夠阻止進一步的氧化反應發生。倘若材質沒有保護膜處理，材質產生的磷酸就有可能滲出材質表面，造成產品漏電、短路等安全風險，因此國際知名廠商紛紛提出禁止或限制使用紅磷。高效阻燃的紅磷最後成爲禁用物質，這主要還是跟其本身的不穩定性有關係。

傳統上，測定紅磷含量的方法為使用儀器設備進行化學分析，但需要昂貴的設備和專業的技術。然而材料中磷元素的含量，其實可以通過一種更簡單和經濟的方式進行測定，那就是使用X射線螢光分析儀(XRF)。

日立高新(Hitachi high-tech science)所推出的桌上型X射線螢光分析儀 Desktop XRF-EA1400，無論是透過已知濃度的標準品建立檢量線(或標準工作曲線)，或是基本參數法，皆能有效檢測出材料中磷元素的含量。

EA1400
圖2、Hitachi high-tech science EA1400