废弃印刷线路板非金属粉填充废旧聚丙烯制备复合材料的 性能研究-化学工程与技术专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 青岛科技大学研究生学位论文 废弃印刷线路板非金属粉填充废旧聚丙烯制备复合材料的 性能研究 摘 要 废弃印刷线路板非金属材料（Non-metallic Materials Recycled from Waste Printed Circuit Boards, NWPCB）主要由玻璃纤维强化热固性树脂所组成，是一种 难以资源化利用固体废弃物。本文以废旧汽车保险杠（WPP）为基体，NWPCB 为增强填料，弹性体POE为增韧填料，马来酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MAH）为增 容剂制备了系列WPP/NWPCB/POE复合材料。 POE和PP-g-MAH的加入优化了WPP/WPCBN复合材料力学性能，通过扫描电 子显微镜对各组复合材料断面形貌进行分析，探讨复合材料增韧改性及增容改性 机理。结果表明，POE的加入能够显著提高PP/NWPCB/POE复合材料的冲击强度， 而 PP-g-MAH 的加入增强了 NWPCB 与 WPP 之 间 的 界 面 相 容 性 。 在 m(WPP):m(NWPCB)质量比为100：40的条件下，加入15 phr POE，9 phr MAPP时， 复合材料的各项力学性能均达到最佳，弯曲、拉伸、冲击强度分别达到29.76 MPa、 23.36 MPa、15.4kJ?m-2，较改性前分别提高5.51%、7.15%和207.2%。 实验考察了升温速率对WPP/NWPCB复合材料热解特性的影响，表明较高的 升温速率能够促进整个反应的快速进行。通过多升温速率的等转化率法计算求得 WPP/NWPCB复合材料热解活化能为268.39 kJ·mol-1，热寿命方程为lgτWPP/NWPCB= 10247.8 /T-13.905；而WPP基体的热解活化能仅为139.2 kJ·mol-1，热寿命方程为 lgτWPP= 6459.2 /T-8.326。 通过热重红外联用分别考察氮气氛围、空气氛围下 NWPCB的 添加 量 对 WPP/NWPCB复合材料热稳定性能和阻燃性能的影响，并进一步调整氧气浓度， 测试WPP/NWPCB的燃烧特性。通过红外对各条件下热解或者燃烧的气体产物跟 踪分析表明：随着氧气含量的提高，产物中烷烃和烯烃含量逐渐降低，CO2和CO 含量不断提高。而各条件下复合材料分解的气体均包含烷烃、烯烃、CO2、CO、 H2O、芳香族化合物 以及微量的 HBr 气体 。其中有害气体 的释 放温度区间为 300~600 °C，远远高于WPP/NWPCB复合材料制备温度220 °C，故不会产生这些 有害气体。 关键词: 废弃印刷线路板非金属材料 废旧聚丙烯 复合材料 热解 燃烧 I 废弃印刷线路板非金属粉填充废旧聚丙烯制备复合材料的性能研究 II 青岛科技大学研究生学位论文 PREPARATION AND PERFORMANCE OF COMPOSITES BY FILLING WPP WITH WASTE NON-METALLIC MATERIALS RECYCLED FROM PRINTED CIRCUIT BOARDS ABSTRACT The non-metallic materials recycled from waste printed circuit boards (NWPCB) are mainly composed of thermosetting resins and glass fibers, which were hard to realize resource utilization effectively. In this thesis, taken scrap car bumper (WPP) as matrix, NWPCB as reinforcing filler, POE as toughening elastomer filler, PP-g-MAH as compatibilizer. A series of WPP/NWPCB/POE composites were prepared by extrusion and injection molding. Elastomer POE and PP-g-MAH were added to WPP/NWPCB composites to optimize the properties of the composites. The effect of surface treatment on the mechanical properties of the composites was investigated. Furthermore, the fracture surfaces and fracture mech