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《华南理工大学》 2017年
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废印刷电路板非金属粉改性不饱和聚酯复合材料的制备及性能研究

胡德超  
【摘要】:随着信息产业的飞速发展,电子电器产品更新速度日益加快,由此产生的电子废弃物也逐渐增加。作为电子电器设备的基本组成元件,废印刷电路板的回收利用正面临着严峻的挑战。目前,废印刷电路板的回收利用主要集中在金属部分,而含量较高的非金属部分主要以焚烧和填埋为主,从而造成了严重的资源浪费和环境污染。当前在全球能源危机和环境污染严重的形势下,实现废印刷电路板非金属粉(WPCBP)的高值化利用,具有重要的现实意义。本论文对WPCBP的组成结构、表面形貌、粒径分布等进行了较为系统的分析和研究,并将其应用于室温固化的不饱和聚酯树脂(UPE)中,探讨了WPCBP对UPE复合材料力学性能和热稳定性能的影响。结果表明,WPCBP粒径的减小有利于复合材料力学性能的提高,且随着WPCBP添加份数的增加,UPE复合材料体系的黏度逐渐增加,力学性能出现先增加后降低的趋势,热稳定性也得到一定的提升。为改善WPCBP与UPE之间的界面结合,本文制备了一种端异氰酸酯基聚氨酯预聚物(pre-pu),并将其接枝到WPCBP的表面,探究了prepu-WPCBP对UPE结构和性能的影响。结果表明,与未经改性的WPCBP相比,prepu-WPCBP能够与UPE形成强的界面结合,使复合材料显示出更好的增强增韧效果。基于对杂化填料和界面结合两方面的考虑,采用溶胶凝胶法在WPCBP表面原位负载了一层纳米二氧化硅粒子(Si O2),制备了一种新型杂化填料(WPCBP-SiO2),然后将其表面改性后应用于不饱和聚酯树脂中,对复合材料的结构和性能进行了较为系统的分析。结果表明,改性的杂化填料能够与UPE形成强的界面结合,提高了复合材料的力学性能、热稳定性能和耐磨性能。最后,将WPCBP与埃洛石纳米管(HNTs)并用于UPE中,对UPE/WPCBP/HNTs复合材料的阻燃和热稳定性能进行了较为系统的研究。结果表明,WPCBP和HNTs的添加能够提高复合材料的热稳定性能和阻燃性能,且随着HNTs添加份数的提高,碳层变得更加致密,有效地阻碍了聚合物基体的进一步燃烧,延缓传质传热过程,为废印刷电路板的高值化利用提供了一个新的思路和应用方向。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TQ323.42;TB332

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