（十五）固相力化學方法回收利用廢棄聚丙烯/廢舊電路板（WPCB）

廢舊電路板（WPCB）中的金屬材料回收已較為成熟，但其中的非金屬粉的回收是最大難題。利用WPCB中的非金屬材料制備復合材料是當前研究的熱點和主流，如用WPCB非金屬粉填充環氧樹脂、聚氯乙烯（PVC），代替木粉制備酚醛復合材料或作為增強填料增強聚酯、聚丙烯（PP）等。但常規制備方法制備的復合材料樣品外觀和力學性能極差，難以被市場接受，其實用性面臨巨大挑戰，因此需要開發WPCB料的新工藝、新技術。固相力化學反應器借鑒了中國傳統石磨的構思和結構，其獨特的三維剪切結構具有粉碎、分散、混合、力化學反應等多種功能，在室溫可實現難分離共混填充復合型廢棄高分子材料的超細粉碎，均勻混合分散，解決傳統回收技術需組分相容和黏度匹配，因而需分類分離的難題，為廢棄高分子材料回收利用提供了一種經濟、高效、環境友好的新途徑。本方法通過固相力化學反應器制備WPCB改性粉體，改善WPCB粉體結構和界面相容性，用以填充廢棄PP，制備高性能PP/WPCB復合材料，為高值化回收廢舊電路板提供新技術、新方法。

1.配方

廢棄聚丙烯（PP）主要為T30S，MFI=3.5g/10min；廢舊電路板非金屬粉（WPCB），市場購買，平均粒度40目。

2.加工工藝

將WPCB粉由加料口加入磨盤型固相力化學反應器，由螺桿加壓系統控制碾磨面間的壓力為2～5MPa，控制轉速為30～35r/min，物料在磨盤中滯留時間為每次10～15s。磨盤碾磨過程中產生的熱量由冷卻水通過循環帶出，經過一次碾磨后粉料由出料口出料，然后從進料口進入下一次碾磨循環。將1%KH550分別加入碾磨30次的WPCB粉體中，高速混合機混合10min。加入10%PP-g-MAH后與廢舊PP混合，用平行雙螺桿擠出機擠出、造粒，從進口到出口的擠出溫度為170℃、190℃、200℃、200℃、190℃、180℃，再通過注塑機注塑成型，注塑溫度為190℃、210℃、210℃、195℃。

3.參考性能

本例使用的WPCB粉主要由玻璃纖維（70%，質量分數）和環氧樹脂（30%，質量分數）組成，由于玻璃纖維和環氧樹脂共同存在，致使WPCB非金屬粉的粒度分布比較復雜。圖3-17為WPCB粉體碾磨不同次數的粒度分布圖；表3-6為WPCB粉體碾磨不同次數的粒徑測試結果；圖3-18為碾磨前后WPCB對比。

如圖3-18所示，WPCB粉經磨盤碾磨后，復合粉體粒徑隨碾磨次數增加而減小，粒度分布明顯變窄，粉體比表面積大幅增加，玻璃纖維與粘接的環氧樹脂基本剝離；固相力化學方法制備WPCB粉體填充廢舊PP后，其分散度大幅改善，加工性能明顯優于未碾磨體系，復合材料力學性能優于純PP和未經固相力化學處理的PP/WPCB復合材料，相對于純PP拉伸強度提高14.6%，彎曲模量提高82.5%，缺口沖擊強度提高30.4%，見表3-7。

圖3-19為WPCB碾磨前后制備的PP/WPCB復合材料的外觀對比，從圖中可以看到，制品的外觀有非常明顯的改善。未碾磨的樣品（左側）表面有大量的團聚WPCB粉末淺黃色斑點，嚴重影響制品的美觀。而經過磨盤碾磨后樣品（右側）外觀色澤均一。