废旧印刷线路板真空热解及玻璃纤维回收利用的研究

论文摘要

真空热解法处理废旧印刷线路板(WPCB)相对于现有的机械物理法,具有能实现WPCB全组分(金属、有机高分子树脂、无机玻璃纤维材料)分离与回收的优点,因此被认为是最具前景的处理方法。但目前WPCB的真空热解法处理研究中,对金属回收利用研究的比较多,而对WPCB中的玻璃纤维(GF)回收利用研究的非常少。因此本论文重点对WPCB真空热解渣中GF的回收利用进行了研究。首先利用自行设计的真空热解装置对WPCB进行真空热解试验并对GF分离提纯研究。研究了热解条件对热解结果的影响、粉碎条件对粉碎产物的粒级分布的影响、筛选和风选对铜的去除的影响以及煅烧条件对GF纯度的影响。确定了热解最佳工艺参数、热解产物粒级分布、铜的最佳去除条件和非金属组分最佳煅烧条件。最终制备了较为纯净的GF。其次用回收的GF作为填充材料制备了GF/聚丙烯(PP)复合材料(GF/PP),详细研究了注塑工艺条件、GF表面改性条件、PP接枝马来酸酐的添加量、GF用量和长度对GF/PP性能的影响。确定了最佳注塑工艺参数、最佳偶联剂、最佳的接枝PP添加量、最佳的GF用量和长度。在最佳条件下,与纯PP相比GF/PP的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别提高了46%、65%和82%,维卡软化温度达到159.2℃,提高了4.6℃。最后运用扫描电镜观察、熔融指数测定和示差扫描量热分析等手段,对GF/PP进行了表征,观察了GF/PP断面的微观形貌,研究了GF/PP的熔融流动性能随GF含量的变化,分析了GF的填充引起PP结晶的变化的原因。研究结果表明,从WPCB中回收GF及用其填充PP制备GF/PP复合材料是可行的,GF能显著增强PP的性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• CONTENTS
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 WPCB的危害性与可资源化性
• 1.3 WPCB的资源化处理技术研究进展
• 1.3.1 物理机械处理法
• 1.3.2 化学处理法
• 1.3.3 热处理法
• 1.3.4 生物处理法
• 1.3.5 超临界流体处理法
• 1.4 WPCB的真空热解处理法的研究进展
• 1.5 WPCB非金属组分的资源化回收利用研究进展
• 1.5.1 物理回收
• 1.5.2 化学回收
• 1.6 课题来源、研究目的与内容
• 1.6.1 课题来源
• 1.6.2 研究目的
• 1.6.3 研究内容
• 1.7 技术路线
• 第二章 WPCB真空热解及GF的回收
• 2.1 试验原材料
• 2.2 试验仪器及设备
• 2.3 试验方法
• 2.3.1 WPCB的真空热解试验方法
• 2.3.2 GF的回收试验方法
• 2.4 实验结果
• 2.4.1 WPCB的真空热解实验结果
• 2.4.2 GF回收试验结果
• 2.5 本章小结
• 第三章 GF和PP复合材料的制备
• 3.1 试验原材料
• 3.2 试验仪器及设备
• 3.3 试验方法
• 3.3.1 GF与PP的改性
• 3.3.2 试验配方
• 3.3.3 GF/PP的制备
• 3.4 试验结果
• 3.4.1 PP接枝结果
• 3.4.2 GF/PP制备结果
• 3.5 本章小结
• 第四章 GF/PP的性能测试
• 4.1 试验原材料
• 4.2 试验仪器及设备
• 4.3 试验方法
• 4.3.1 GF/PP成型收缩率的测试
• 4.3.2 力学性能测试
• 4.3.3 耐热性能测试
• 4.4 GF/PP性能测试结果
• 4.4.1 注塑工艺对GF/PP收缩率的影响
• 4.4.2 GF偶联剂对GF/PP性能的影响
• 4.4.3 PP-g-MAH含量对GF/PP的性能影响
• 4.4.4 GF长度对GF/PP的性能影响
• 4.4.5 GF含量对GF/PP性能的影响
• 4.5 本章小结
• 第五章 GF/PP的表征分析
• 5.1 试验原材料
• 5.2 试验仪器及设备
• 5.3 GF/PP的表征方法
• 5.3.1 扫描电镜微观观察
• 5.3.2 熔融流动指数（MFI）的测定
• 5.3.3 示差扫描量热分析
• 5.4 GF/PP的表征结果
• 5.4.1 扫描电镜微观观察结果
• 5.4.2 熔融流动指数（MFI）的测试结果
• 5.4.3 示差扫描量热分析结果
• 5.5 本章小结
• 结论与建议
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文和申请的专利
• 致谢