PFAS-free，全名Per- and polyfluoroalkyl substances，中文：全氟/多氟烷基物質，常見在纖維、電池、包材、電子元件作為阻絕層應用。
但從2023年開始，就一直在各材料廠商口中聽見PFAS-free阻燃材料，究竟PFAS跟塑膠有什麼關係？為什麼裡面會添加相關物質、那還有其他的抗滴垂劑方案嗎？
- 塑膠內到底為什麼需要用到含氟分子？而其中又以PC、PC/ABS為主。
阻燃材料內部常添加分子量落在400~500萬Mw的聚四氟乙烯(PTFE)作為抗滴垂劑。大分子量的聚四氟乙烯經過射出螺桿的剪切力，會纖維化形成網狀結構，阻隔氧氣，加速聚合物碳化，不易滴垂，進而提升阻燃等級。
若是降低阻燃劑使用量，同時添加聚四氟乙烯也能達到阻燃需求，成本亦可降低。
- 為何是以PC、PC/ABS為主？其他工程塑料呢？
PC、PA、PPO、PBT、ABS、HIPS、PP等多種熱塑性材料及合金都可用聚四氟乙烯抗滴垂，會較常提到PC跟PC/ABS，是因為材料跟所使用的阻燃劑有關。
PC類常用的是磷酸酯類阻燃劑，在高溫下釋放磷酸等物質，形成碳化層，阻隔氧氣跟熱能，但使得PC容易滴垂，因此需要額外添加抗滴垂劑；若是使用磷酸鹽類或是有機矽阻燃劑，則在高溫下，會跟PC本身形成交聯，因此不需要再添加抗滴垂劑。
而PBT大多添加有鹵阻燃劑在使用，高溫下所生成的含鹵氣體，會稀釋可燃氣體，且與自由基起反應，達到阻燃，常搭配三氧化二銻作為抗滴垂劑；當然在電子產品應用中，無鹵阻燃PBT也因應而生，因此使用磷酸酯類阻燃劑的PBT也大多會搭配PTFE。
ABS、PA跟PBT相仿，大多使用有鹵阻燃劑，因此在PFAS-free阻燃材料部分，會以PC及PC alloy為主。
- 還有哪些常用的抗滴垂劑？
抗滴垂劑的粒子表面有許多羥基(-OH group)，這些官能基之間能夠形成氫鍵互相吸引。透過這種微小的作用力可以讓抗滴垂劑的分子相互搭接(交聯)，在流體中形成一格一格的牢籠結構，造成整體的黏度上升，流動性下降。在外力存在的情況下，氫鍵這一種弱作用力很容易就被打破，粒子又能夠均勻分散，造成整體的黏度下降，方便加工。當外部的作用力消失時，抗滴垂劑之間的氫鍵再度發生作用，整體的黏度再次上升，達到抗滴垂的目的（來源）
鹵系阻燃劑搭配Sb2O3達到氣相阻燃，先在表面形成保護再稀釋氧氣；早期會使用氯化聚乙烯(CPE)、矽橡膠，但有操作性跟遷移問題，逐漸被改性聚四氟乙烯(e.g. 3M PA-5935)取代；另外，添加無機類添加劑也能達到抗滴落，像是滑石粉、蒙托土、金屬氧化物等。
PS. 目前三氧化二銻(Sb2O3)因致癌列於加州65物質清單中
- PTFE是PFAS內規範的物質嗎?
是的，PTFE是PFAS內規範的聚合物類
- 如何檢測是否有含氟？
氟元素的檢測分成兩種：
a. 總含氟量，不區分有機跟無機氟，依循EN 14582:2016，像是CIC、SEM/EDS
b. 特定氟分子：
i. 有機氟：固相萃取後，做LC/MS或GC/MS；FTIR針對特定含氟官能基吸收紅外光
ii. 無機氟：水相萃取後，將溶於水內的物質進行CIC
以上有誤，還煩請糾正。
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