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废PCB粉增强改性聚乙烯基木塑复合材料

高分子材料科学与工程 2012年第8期28卷 174-177,182页

作者：王丰何慧陈继尊贾志欣罗远芳贾德民华南理工大学材料科学与工程学院广东广州510640

通过裂解色谱-质谱、X射线荧光分析分析了废印刷电路板非金属粉末(简称废PCB粉)的基本性质,并研究了废PCB粉对废聚乙烯基木塑复合材料的增强改性效果。结果表明,废PCB粉中含有约33.99%的溴化环氧树脂、约61.26%的短玻璃纤维以及约1.29%... 详细信息

通过裂解色谱-质谱、X射线荧光分析分析了废印刷电路板非金属粉末(简称废PCB粉)的基本性质,并研究了废PCB粉对废聚乙烯基木塑复合材料的增强改性效果。结果表明,废PCB粉中含有约33.99%的溴化环氧树脂、约61.26%的短玻璃纤维以及约1.29%的铜。适量的废PCB粉对聚乙烯基木塑复合材料的改性效果十分突出,当用20%的PCB粉取代木粉时,可明显改善木塑复合材料的热稳定性、加工性能及力学性能,在拉伸强度、弯曲性能基本保持不变的前提下,复合材料的冲击强度提高了31.5%。

关键词：废聚乙烯废印刷电路板非金属粉末木粉木塑复合材料

废PCB粉改性聚丙烯复合材料结构与性能的研究

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废PCB粉改性聚丙烯复合材料结构与性能的研究

作者：陈继尊华南理工大学

学位级别：硕士

随着电子信息产业的迅猛发展，电子废弃物成为困扰全球的环境问题。针对废弃印刷电路板非金属粉末（简称废PCB粉）的回收利用是对资源的有效利用，符合当前低碳技术、循环经济、保护环境等可持续发展的要求。另一方面木塑复合材料（WPC... 详细信息

随着电子信息产业的迅猛发展，电子废弃物成为困扰全球的环境问题。针对废弃印刷电路板非金属粉末（简称废PCB粉）的回收利用是对资源的有效利用，符合当前低碳技术、循环经济、保护环境等可持续发展的要求。另一方面木塑复合材料（WPC）是近年来国内外兴起的一种新型复合材料，其可替代部分实木制品，对森林资源保护起着重要作用。本论文利用废PCB粉与桉木粉（简称WF）填充改性聚丙烯（PP），在此基础上制备废PCB粉改性聚丙烯木塑复合材料。论文考察了两种填料对PP力学性能、热稳定性能、结晶性能、阻燃性能等性能的影响，利用氧化诱导期和热氧老化探讨了复合材料的老化性能，在此基础上，采用酸碱处理、加入抗氧剂等手段改善材料的耐候性能。首先，采用废PCB粉、WF对PP进行改性。研究表明，两种填料的加入，在PP中起到了异相成核的作用，使材料结晶度升高，结晶速率变快，同时使材料维卡温度大幅度提高，并能改善PP的抗紫外老化性能。废PCB粉对PP增强增韧、加工性能及热稳定性改善效果优于木粉，而木粉对聚丙烯的结晶性能、维卡温度及热氧老化性能的改善效果优于废PCB粉。将废PCB粉和木粉协同填充改性PP时，当PCB/WF为2:1时，复合材料的综合性能较好。当废PCB粉/WF（配比为2:1）用量为50wt%，并添加15wt%的膨胀型阻燃剂聚磷酸铵（APP）时，复合材料水平垂直燃烧达UL-94V-0级，极限氧指数为28.5，木粉具有成碳效果，将废PCB粉与WF并用，能抑制APP在PP/PCB复合材料中的喷霜现象。通过氧化诱导期及热氧老化实验发现，废PCB粉中的残余铜会加速催化聚丙烯的热氧老化。利用酸碱处理法处理废PCB粉，结果表明，酸处理法对废PCB粉的除铜效果优于碱处理法。采用正交实验得出硫酸/双氧水处理废PCB粉的最佳条件为处理温度为40℃，处理时间为4小时，硫酸浓度为5%，双氧水用量为40ml/L，此法处理的废PCB粉可明显提高PP复合材料的抗热氧老化性能。利用抗氧剂与金属钝化剂的协同作用提高PP复合材料的抗热氧老化性能。抗氧剂1010与金属钝化剂MD1024具有协同作用，能提高PP/PCB复合材料的氧化诱导期、热稳定性能、热氧老化性能及紫外老化性能。当MD1024/1010为0.2/0.4wt%时，复合材料的氧化诱导期（OIT）最长，达118.7min。在120℃下热氧老化15天，50℃紫外老化15天，添加抗氧剂MD1024/1010(0.2/0.4wt%)的PP/PCB复合材料各项性能保持良好。

关键词：废印刷电路板非金属粉末聚丙烯木塑复合材料老化氧化诱导期

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废旧聚乙烯的填充增强改性研究

废旧聚乙烯的填充增强改性研究

作者：王丰华南理工大学

学位级别：硕士

近年来,随着塑料工业的迅猛发展,塑料的消费量日益增加。作为产销量最大的塑料品种之一,废旧聚乙烯的产生量也越来越大。如何有效回收利用大量的废聚乙烯是世界各国所面临的共同问题。本课题采用两种方式对废聚乙烯进行改性处理:一是采... 详细信息

近年来,随着塑料工业的迅猛发展,塑料的消费量日益增加。作为产销量最大的塑料品种之一,废旧聚乙烯的产生量也越来越大。如何有效回收利用大量的废聚乙烯是世界各国所面临的共同问题。本课题采用两种方式对废聚乙烯进行改性处理:一是采用并用无机纳米填料增强改性废聚乙烯;二是采用废印刷电路板非金属粉末（废PCB粉）增强改性废聚乙烯,制备了性能优良的复合材料。首先采用纳米复合方式增强废聚乙烯。结果表明,通过埃洛石纳米管和白炭黑并用,其增强效果优于单用埃洛石的体系,加工性能及热稳定性优于单用白炭黑的体系。通过对无机填料进行表面处理,进一步提高了复合材料的性能。扫描电镜结果表明,两种填料并用可以促进相互分散,从而实现了埃洛石和白炭黑的优势互补及纳米补强效果。采用废印刷电路板非金属粉（废PCB粉）对废聚乙烯填充改性。废PCB粉是采用机械分离法得到的废印刷电路板的非金属部分,其主要组成为环氧树脂、短玻璃纤维及铜等,其中环氧树脂含量33.99wt%、短玻璃纤维61.26wt%、铜1.29wt%,废PCB粉可有效增强废旧聚乙烯塑料。在此基础上,考察了多种偶联剂和界面改性剂对复合材料的改性效果。结果表明,硅烷偶联剂KH-550和PE大分子接枝物的改性效果较好,当PCB粉用量为40wt%,且经KH-550预改性,PE接枝物的用量为8wt%,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度相对于未改性的分别提高了118%、48%、84%、86%。在此基础上,采用PCB粉对PE基木塑复合材料进行改性。结果表明,PCB粉的综合增强效果优于木粉,可以显著改善木塑复合材料的冲击强度,同时材料的加工性能及热稳定性得以改善,废PCB粉可部分替代木粉制备绿色环保复合材料。废PCB粉中含有多种变价金属,特别是铜,对复合材料的老化性能具有不利影响,论文通过氧化诱导期、热氧老化试验考察了聚乙烯基复合材料的老化性能。采用兼具金属减活、抗氧剂功能的MD 1024与1010复配作为抗氧剂,研究抗氧剂对复合材料老化性能的影响。结果表明,当复配比例为3:1,用量为PCB粉的2%时,可以有效提高复合材料的抗老化性能,并保持了材料的外观质量。

关键词：废聚乙烯埃洛石纳米管废印刷电路板非金属粉末木塑复合材料

回收印刷电路板非金属粉增强聚氯乙烯发泡板材的配方研究

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回收印刷电路板非金属粉增强聚氯乙烯发泡板材的配方研究

作者：黄骅湖南师范大学

学位级别：硕士

本文以回收印刷电路板中的非金属粉末(N-PCB)为增强剂,以氯化聚乙烯(CPE)为增韧剂,偶氮二甲酰胺(AC)为发泡剂,制备了高填充N-PCB/PVC发泡材料,对解决N-PCB/PVC复合材料的轻质化和高性能提供了较好的实验基础,具体内容包括:以回收N-PCB... 详细信息

本文以回收印刷电路板中的非金属粉末(N-PCB)为增强剂,以氯化聚乙烯(CPE)为增韧剂,偶氮二甲酰胺(AC)为发泡剂,制备了高填充N-PCB/PVC发泡材料,对解决N-PCB/PVC复合材料的轻质化和高性能提供了较好的实验基础,具体内容包括:以回收N-PCB粉为增强剂,CPE为增韧剂,制备高填充N-PCB/PVC复合材料。研究发现随着CPE加入量的增多,PVC复合材料的弯曲强度,弯曲模量和拉伸强度都逐渐降低,而冲击强度和断裂伸长率逐渐升高,当CPE用量为20 phr时,材料的弯曲强度下降22%,拉伸强度下降23%,冲击强度提高50%,断裂伸长率提高36%。随着PCB的加入量的增多,PVC复合材料的冲击强度和断裂伸长率逐渐降低,而弯曲强度,弯曲模量,拉伸强度逐渐升高,在加入100phr时达到最大值。探讨了制备高填充N-PCB/PVC板材中添加的助剂和填料对AC发泡剂分解温度的影响,当AC的加入量为1 phr,Pb-Ba稳定剂加入量为1 phr,N-PCB加入量为1 phr,环氧E-44加入量为0.1 phr时,复合发泡剂的分解温度为166℃。在此基础上再加入钙基复合物,当加入的钙基复合物/AC复合发泡剂为15/3.1时,钙基复合发泡剂的突发性放热峰消失,在DSC图谱上显示出明显的钙基复合物的吸热峰,因此钙基复合发泡剂可以解决PVC发泡材料加工中局部放热剧烈导致PVC降解的问题。高填充发泡N-PCB/PVC复合材料的配方研究,研究表明:采用20 phr CPE、100 phr N-PCB、6 phr环氧E-44为基本配方,加入4 phr复合发泡剂、19 phr钙基复合物、5 phr ACR-401;且挤出机头温度为190℃,喂料速率为7 Hz时,能得到密度为0.97 g/cm3,形貌良好的高填充N-PCB/PVC复合发泡材料。

关键词：聚氯乙烯废印刷电路板非金属粉末化学发泡复合材料

利用回收轮胎粉和PCB粉增韧增强PVC复合材料的研究

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利用回收轮胎粉和PCB粉增韧增强PVC复合材料的研究

作者：罗玮湖南师范大学

学位级别：硕士

本文以回收轮胎粉(GRT)及印刷电路板(PCB)粉末中回收的非金属粉末(N-PCB)为填料,添加到聚氯乙烯(PVC)复合材料中,通过熔融共混制备了PVC/GRT、PVC/N-PCB及PVC/GRT/N-PCB复合材料,分别研究了GRT及N-PCB对PVC复合材料力学性能的影响,并研... 详细信息

本文以回收轮胎粉(GRT)及印刷电路板(PCB)粉末中回收的非金属粉末(N-PCB)为填料,添加到聚氯乙烯(PVC)复合材料中,通过熔融共混制备了PVC/GRT、PVC/N-PCB及PVC/GRT/N-PCB复合材料,分别研究了GRT及N-PCB对PVC复合材料力学性能的影响,并研究GRT和N-PCB增韧增强PVC复合材料的最佳配方。将GRT与不同单体甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、马来酸酐(MAH)、丙烯酸(AA)分别通过开炼机共混,而后在双螺杆挤出机中反应挤出,制备了PVC/GRT复合材料。考察了回收轮胎粉用量、单体种类、引发剂种类对复合材料力学性能的影响。实验结果表明,加入5phr GRT,在DCP引发作用下PVC/GRT复合材料韧性提高显著。在此基础上,以正交实验探究引发剂DCP、接枝单体GMA、共单体St的最佳用量。结果表明在GRT用量为5phr,GMA、St、DCP用量分别为4phr、4phr、0.15phr时,PVC/GRT复合材料增韧效果最佳,与未添加GRT的PVC相比缺口冲击强度提高26%。接触角测试结果表明:用单体修饰的GRT相比较于未修饰的GRT极性增大,与PVC的极性差减小;SEM结果表明:用GMA反应增韧后的PVC/GRT复合材料表面空洞明显减少,表面相容性提高,因而GRT表现了较好的增韧效果,提高了PVC/GRT复合材料的缺口冲击强度。将N-PCB粉末作为增强填料,并且加入E-44,添加到PVC树脂材料中,通过共混熔融挤出制备了PVC/N-PCB复合材料。研究了N-PCB添加量、E-44用量以及N-PCB粒径大小对PVC/N-PCB复合材料力学性能的影响。利用万能电子试验机测定了材料的力学性能,实验结果表明:添加30phr N-PCB粉及5phr E-44的PVC/N-PCB复合材料与未添加N-PCB的PVC相比,其拉伸强度、断裂伸长率和弯曲强度分别增大18%、29%、20%。与未添加E-44的PVC/N-PCB复合材料相比,其拉伸强度、断裂伸长率和弯曲强度分别增大12%、26%、19%。SEM结果表明:加入E-44后能明显改善N-PCB与PVC基材的界面作用,减少了界面缺陷,N-PCB中玻璃纤维与PVC基材结合相对比较紧密,脱出空洞数明显减少。将GRT添加至PVC复合材料中,其缺口冲击强度提高但拉伸和弯曲强度下降;将N-PCB添加至PVC复合材料中,其拉伸和弯曲强度提高但缺口冲击强度下降。利用GRT和N-PCB添加改性PVC复合材料的特性,将GRT、N-PCB同时添加至PVC中,制备了PVC/GRT/N-PCB复合材料。实验结果表明:添加5phr GMA修饰的GRT、30phr N-PCB及10phr E-44的PVC/N-PCB复合材料与纯PVC相比,复合材料拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度及缺口冲击强度相对于纯PVC材料分别提高7%、44%、12%、19%,达到增韧增强的目的。研究表明,GRT和N-PCB均为具有应用前景的复合物填料,可有效提高聚合物复合材料的力学性能。为GRT和N-PCB的资源化回收利用找到了一种新途径,具有一定的经济效益和社会价值。

关键词：聚氯乙烯回收轮胎粉废印刷电路板非金属粉末甲基丙烯酸缩水甘油酯环氧树脂复合材料增韧增强