废弃印刷电路板回收利用方法的研究进展
摘要:随着复合材料产业的快速发展,其废弃物回收利用迫在眉睫。热固性树脂作为废弃印刷电路板(PCB)中的主成分,在加工过程中固化,形成不熔化、不溶解的网状交联聚合物,不可再生。废弃PCB产品的大量堆积给相关产业带来了巨大的困扰,因此热固性复合材料的回收利用研究显得尤为迫切。本文分析了废弃PCB回收的研究现状,总结和归纳了热固性酚醛树脂复合材料、热固性环氧树脂和纤维增强材料的研究进展,提出了利用废弃印刷电路板制备复合板材的回收利用新思路。
关键词:废弃印刷电路板;热固性酚醛树脂;热固性环氧树脂;增强纤维;回收;
中图分类号:TQ319 文献标识码:A 文章编号:
1 前言
随着大量家用电器的升级换代,废弃印刷电路板(printed circuit board,PCB)的数量逐渐增加,其回收利用价值也引起更多人的关注。PCB在生产过程中加入了大量的无机、有机和金属物质,因此废弃PCB的成分复杂,回收处理过程中稍有不慎就可能对环境造成严重的污染,回收处理难度大。
PCB是以玻璃纤维为增强材料,以酚醛树脂、环氧树脂为基材的热固性复合材料。随着电子电器生产规模以及需求的不断扩大,用于制造PCB的环氧树脂和酚醛树脂材料使用量随之增长,电子产品更新过程中热固性复合材料的废品量持续增加。由于热固性材料不溶不熔的特性,依靠传统的填埋或焚烧处理方式已不符合国家所提倡可持续发展的要求,解决复合材料回收利用的唯一途径就是对复合材料进行循环利用,实现其生产、应用以及回收全过程的绿色可持续发展。
据欧盟预测,电子废弃物的年增长率约为11%,是普通垃圾的4倍[1]。PCB是组成电子元器件的重要部件,不仅含有铜、锡、金、银等有色金属,还含有一些有毒、有害物质,如铅、镉等重金属和溴化阻燃剂等。如果处理不当,既浪费金属资源,也污染环境。
废弃PCB是玻璃纤维增强热固性复合材料的一种废弃资源,其中金属和非金属材料的回收技术主要包括物理和化学回收方法[2]。物理回收技术主要是通过物理手段,将废弃PCB粉碎成大小不同的颗粒粉末,用金属检测设备分离粉末中的金属,剩余材料即为非金属材料。化学回收技术分为热裂解回收和溶剂回收。在无氧环境下热裂解回收废弃PCB,将热固性树脂分解成低聚物、或小分子化合物和聚合物单体,以实现对其的回收。溶剂回收法是将废弃PCB中的交联聚合物分解成小分子,溶解在溶剂中回收。Kazuo Yamada [3]采用亚临界水水解的方法,将玻璃纤维进行水解,再使用有机溶剂回收废弃PCB剩余的交联聚合物。但化学回收技术存在回收效率低、时间长、不适合工业化生产等缺点,还可能产生其他有害物质。
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