高速混合機(jī)圖片_500升高速混料機(jī)

　　維文信PCB

　　隨著信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展高速混合機(jī)圖片，PCB生產(chǎn)、使用及報(bào)廢都呈急劇增長(zhǎng)之勢(shì)。在高速混合機(jī)圖片我國(guó)，每年僅線(xiàn)路板生產(chǎn)企業(yè)中產(chǎn)生的邊角廢料即達(dá)40萬(wàn)t以上，再考慮到每年大量進(jìn)口廢棄電器及中國(guó)大陸報(bào)廢電子產(chǎn)品的拆解產(chǎn)生的廢PCB，則其總量將達(dá)100萬(wàn)t以上。因此，對(duì)廢PCB進(jìn)行環(huán)保、可靠地回收再用，一方面可節(jié)約資源，另一方面也減少環(huán)境污染，是電子信息產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)條件。

　　現(xiàn)有的研究多數(shù)側(cè)重于線(xiàn)路板中金屬成分的回收，較少涉及回收金屬后剩下的占總量60％以上的非金屬材料的回收利用。廢PCB的非金屬基板是一種典型的廢舊熱固性塑料，它是一類(lèi)玻璃纖維強(qiáng)化樹(shù)脂，其基體樹(shù)脂以酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂或不飽和聚酯等熱固性樹(shù)脂為主。因此，可將廢棄PCB破碎后加入到環(huán)氧樹(shù)脂或不飽和聚酯中，制備再生復(fù)合材料，這樣既可將廢棄物回收利用，又可減少原始材料用量，是資源綜合利用的有效途徑。

　　環(huán)氧樹(shù)脂等熱固性樹(shù)脂交聯(lián)密度較高，脆性較大。本項(xiàng)目組在前期研究過(guò)程中，開(kāi)發(fā)了一種綜合性能良好的增韌型廢棄PCB粉末/環(huán)氧樹(shù)脂再生復(fù)合材料。為進(jìn)一步拓寬此類(lèi)再生復(fù)合材料的應(yīng)用范圍，本實(shí)驗(yàn)研究了上述增韌型再生復(fù)合材料在熱氧老化條件下各項(xiàng)力學(xué)性能的變化情況，并通過(guò)復(fù)配兩種抗氧劑來(lái)進(jìn)一步改善其抗老化性能。發(fā)現(xiàn)當(dāng)兩種抗氧劑按一定的比例復(fù)配使用時(shí)，所制得的再生復(fù)合材料性能維持率較高，抗老化性能最佳。

　　實(shí)驗(yàn)部分

　　主要原料

環(huán)氧樹(shù)脂，CYD-128

廢PCB粉料，粒徑20目，自制(將廢棄PCB拆除元器件后粉碎、過(guò)篩，再利用靜電及風(fēng)選分離出干燥的非金屬粉末)；

甲基六氫苯酐，南京恒輝化工有限公司；

1-氰乙基-2-甲基咪唑，

增韌劑，QS-065N

抗氧劑V76-P，以亞磷酸酯類(lèi)抗氧劑為主要成分

抗氧劑V85-P，以受阻酚類(lèi)抗氧劑為主要成分

　　儀器與設(shè)備

沖擊試驗(yàn)機(jī)，萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)

　　樣品制備

　　稱(chēng)取100份(質(zhì)量份，下同)的環(huán)氧樹(shù)脂與200份的廢PCB粉料，在高速混合機(jī)內(nèi)混合均勻，制成母料。將100份上述母料、20份QS-065N增韌劑、80份的甲基六氫苯酐、0.5份的1-氰乙基-2-甲基咪唑、1份復(fù)合抗氧化劑（復(fù)配比例見(jiàn)表1）放到混合槽中，在85℃恒溫水浴加熱下，攪拌混合25 min，然后把混合物澆注到已經(jīng)預(yù)熱到130℃的模具中，在130℃下預(yù)固化l h，并在150℃下后固化8 h，得到抗老化增韌型廢PCB粉末/環(huán)氧樹(shù)脂再生復(fù)合材料。

　　熱氧老化試驗(yàn)

　　將上述不同抗氧劑配比的固化樣品分別置于電熱鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)，于100℃下進(jìn)行熱氧老化，每隔一段時(shí)間取出試樣進(jìn)行各項(xiàng)性能檢測(cè)。

　　性能檢測(cè)

　　簡(jiǎn)支梁沖擊強(qiáng)度按GB/T 1043.1—2008在沖擊試驗(yàn)機(jī)上測(cè)試；彎曲強(qiáng)度及模量按GB/T 9341—2008在萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)上測(cè)試；壓縮強(qiáng)度按GB/T 1041— 2008在萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)上測(cè)試。

　　結(jié)果與討論

　　熱氧環(huán)境對(duì)再生復(fù)合材料綜合性能的影響

　　老化的本質(zhì)是一類(lèi)化學(xué)反應(yīng)：即在適當(dāng)?shù)臈l件下，以從弱鍵開(kāi)始的化學(xué)反應(yīng)(例如氧化反應(yīng))為起點(diǎn)，引起的一系列復(fù)雜后續(xù)反應(yīng)。對(duì)于環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料而言，這種老化反應(yīng)可由多種因素引起，如：熱、紫外光等。老化過(guò)程會(huì)使環(huán)氧樹(shù)脂基體主鏈中的化學(xué)鍵斷裂，基體交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生裂解，在微觀結(jié)構(gòu)上造成不可逆的破壞，從宏觀上則具體表現(xiàn)為材料的沖擊強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度及模量等力學(xué)性能明顯降低，最終導(dǎo)致材料性能惡化甚至無(wú)法繼續(xù)使用。因此通過(guò)力學(xué)性能的變化來(lái)表征并評(píng)估環(huán)氧樹(shù)脂的老化程度，是一種非常直觀且有效的方法。

　　本試驗(yàn)在再生復(fù)合材料中添加抗氧劑后，測(cè)試其熱氧老化后的性能變化，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。由表2可知，在老化試驗(yàn)初期（24 h內(nèi)），抗老化的4#再生復(fù)合材料樣品的壓縮強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度及模量甚至較未老化時(shí)更高，其分別從91 MPa、64 MPa、2 888 MPa升至92 MPa、66 MPa、2 897 MPa，非抗老化的1#樣品也有類(lèi)似結(jié)果。這是由于制備樣品時(shí)，考慮到時(shí)間因素和能耗因素，不可能無(wú)限制地將固化時(shí)間充分延長(zhǎng)以使再生復(fù)合材料固化完全，因此，其固化

　　程度存在進(jìn)一步提升的可能。在短期的加熱情況下，還來(lái)不及發(fā)生明顯的老化反應(yīng)導(dǎo)致力學(xué)性能顯著降低，但材料固化程度則有所提升，進(jìn)而引起壓縮強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度及模量的提升，但增幅并不明顯。與此同時(shí)，再生復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度則隨著固化交聯(lián)密度的增加而降低，但其變化也不明顯。

　　老化時(shí)間至24 h以后，隨著老化時(shí)間的延長(zhǎng)，直至本試驗(yàn)設(shè)置的100 d老化試驗(yàn)期為止，1#和4#兩種再生復(fù)合材料的各項(xiàng)力學(xué)性能都有不同程度的降低，這是后固化及老化對(duì)材料的增強(qiáng)作用和破壞作用進(jìn)一步相互競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果。在熱氧老化試驗(yàn)過(guò)程中，后固化作用可能會(huì)對(duì)材料性能有正面影響(增強(qiáng)作用)；同時(shí)，由于分子結(jié)構(gòu)斷裂造成的老化作用勢(shì)必對(duì)材料性能產(chǎn)生負(fù)面影響（損傷作用）。本試驗(yàn)樣品是在前期優(yōu)化的工藝條件下制備而成的，前期數(shù)據(jù)表明繼續(xù)后固化起到的增強(qiáng)作用有限，而材料的老化損傷作用則隨老化時(shí)間的延長(zhǎng)而持續(xù)加強(qiáng)。因此，老化24 h后再生復(fù)合材料的各項(xiàng)力學(xué)性能持續(xù)性全面劣化。正是增強(qiáng)和損傷這兩種過(guò)程在不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)上表現(xiàn)出不同的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)生了上述復(fù)雜的性能變化特征。

　　抗氧劑對(duì)再生復(fù)合材料抗熱氧老化性能的影響

　　本試驗(yàn)通過(guò)性能保持率來(lái)直觀地對(duì)比抗老化改性前后再生復(fù)合材料力學(xué)性能的變化。將再生復(fù)合材料老化前后的各項(xiàng)力學(xué)性能分別記為Po及Pt，通過(guò)公式Pt/Po×100%計(jì)算其各項(xiàng)力學(xué)性能的保持率，并以性能保持率來(lái)初步評(píng)估材料的老化程度。經(jīng)過(guò)100 d的熱氧老化后，1#及4#樣品的性能保持率對(duì)比情況見(jiàn)圖1。

　　由圖1可知，添加抗氧劑后的再生復(fù)合材料的性能保持率明顯高于未加抗氧劑的對(duì)比組。添加抗氧劑前后，復(fù)合材料(熱氧老化100 d)沖擊強(qiáng)度的保持率分別為88.7%和70.0%，彎曲強(qiáng)度的保持率分別為84.4%和74.2%，彎曲模量的保持率分別為80.6%和68.1%，壓縮強(qiáng)度的保持率分別為90.1%和73.9%。因此，抗氧劑的加入有效地提升了再生復(fù)合材料的抗熱氧老化性能。

　　組合抗氧劑的協(xié)同作用及優(yōu)化選擇

　　本試驗(yàn)制備的再生復(fù)合材料中復(fù)配了能捕捉過(guò)氧化自由基的受阻酚類(lèi)抗氧劑以及能分解氫過(guò)氧化物的亞磷酸酯類(lèi)抗氧劑。不同抗氧劑配比制備的再生復(fù)合材料在100 d的熱氧老化試驗(yàn)后，性能保持率見(jiàn)圖2。

　　由圖2可知，兩種抗氧劑復(fù)配使用時(shí)（即3#、4#和5#樣品），再生復(fù)合材料的抗老化性能優(yōu)于單一抗氧劑對(duì)比組（即2#和6#樣品），這是由于受阻酚類(lèi)抗氧劑與亞磷酸酯類(lèi)抗氧劑并用時(shí)存在協(xié)同效應(yīng)而造成的。

　　受阻酚類(lèi)抗氧劑分子結(jié)構(gòu)內(nèi)含有活潑氫原子，其較老化基體聚合物碳鏈上氫原子更為活潑，易脫離出來(lái)與大分子鏈自由基結(jié)合而生成酚氧自由基以及對(duì)熱氧化降解具有自動(dòng)催化作用的氫過(guò)氧化物。受阻酚本身并不能分解氫過(guò)氧化物，為減緩潛在的熱氧老化趨勢(shì)，可配合使用能分解氫過(guò)氧化物的抗氧劑，如亞磷酸酯類(lèi)化合物等。與此同時(shí)，復(fù)配的亞磷酸酯類(lèi)抗氧劑還可進(jìn)一步還原被氧化的受阻酚類(lèi)抗氧劑。因此，二者在一定的比例下復(fù)配使用時(shí)，可實(shí)現(xiàn)較好的協(xié)同作用。在本試驗(yàn)條件下，當(dāng)兩種抗氧劑以1:1的比例復(fù)配，即各添加0.5份時(shí)，所制得的再生復(fù)合材料經(jīng)過(guò)熱氧老化試驗(yàn)后，性能保持率較高。

　　結(jié)論

　?。?）在熱氧加速老化試驗(yàn)初期（24 h內(nèi)），后固化作用對(duì)材料性能有著正面影響，引起壓縮強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度及模量的提升，但增幅并不明顯；隨著試驗(yàn)時(shí)間的持續(xù)，老化作用對(duì)材料性能產(chǎn)生主導(dǎo)性負(fù)面影響，再生復(fù)合材料的各項(xiàng)力學(xué)性能持續(xù)性全面劣化。而抗氧劑的加入，使再生復(fù)合材料的各項(xiàng)性能保持率大幅提升，有效地改善了再生復(fù)合材料的抗老化性能。

　?。?）在本試驗(yàn)條件下，兩種抗氧劑以1:1的配比（即各添加0.5份）復(fù)配使用時(shí)，所制得的再生復(fù)合材料經(jīng)過(guò)熱氧老化試驗(yàn)后，性能保持率較高，抗老化性能最佳。

　　——維文信《印制電路世界》

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