廢印刷線路板非金屬粉—木塑復合材料性能

王和欣

摘要：目前，在很多家用電器報廢之后，人們只是回收其中的金屬材料，卻將大量的非金屬材料丟棄，既造成資源的浪費，同時也造成了環境的污染，所以把這些非金屬材料進行回收就顯得十分重要。那么，如果能夠對這些非金屬材料進行回收，再做成木塑復合材料，其更方面的性能是怎樣的呢？對于不同的非金屬粉粒徑，更方面的性能是否也會不一樣呢？本文就此對相關材料進行測試。

關鍵詞：報廢電器非金屬木塑性能

中圖分類號：X76 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）8（b）-0000-00

1木塑材料介紹

木塑復合材料也就是將木材和塑料合成的一種新型材料，所以它一方面具有塑料的特性，即耐水性與韌性，另一方面也具有木材的特性，即不污染環境且沒有毒性。因此木塑復合材料在很多領域中都使用得到，包括建材領域、包裝領域以及裝飾領域等。在通常情況下，WPC生產工藝所用的黏結劑都是熱塑性塑料，然后再把植物纖維黏結在一起。木塑人造板中一般都會含有50%甚至更多的纖維，所以就需要很多木材資源，但如果大量砍伐又會對環境產生不良影響。在平時的家用電器中，都會含有很多紙基印刷線路板，其中大概含有30%的金屬，那么非金屬材料的含量可達70%左右，如果在這些家用電器報廢之后，只回收里面的金屬材料，那么將會造成嚴重的環境污染。因此為了減少環境污染，也為了減少森林砍伐量，應該在進行WPC生產時加入一定量的回收紙基NM-PCBs，這對于生產成本的降低、家用電器報廢處理等各方面都有好處。

2 材料及方法

2.1 試驗材料

木粉：根據相關的原理和要求，所使用的材料為通過40目篩子的干燥木粉。

非金屬粉：為了找出成本較低的材料，則使用的廢紙基NM-PCBs有兩種，一種是通過40目篩子，另一種是通過20目篩子。

聚氯乙烯（PVC）粉：R200P，主要來源于韓國。

加工助劑：相關的熱穩定劑以及增塑劑等。

2.2 試驗內容及方法

2.2.1 復合材料的制備

在PVC中添加相關的加工助劑，也就是要將其混為PVC樹脂，然后將各種材料放到高速混合機中，設定其轉速為1500轉/分鐘，其溫度設定在80～100攝氏度之間，其設定時間是10分鐘。當高速混合機停止運行之后，則將里面的物料轉移到自制模具中，規格是30mm*30mm*415mm，然后再把模具放到熱壓機上，將熱壓機的溫度設定為190-195攝氏度，其壓力設定為1-2MPa，時間設定為6分鐘，然后進行壓板。

2.2.2 性能測試

主要針對試驗材料進行的性能測試有：1）對材料進行靜曲強度測試；2）對材料進行靜曲模量測試；3）對材料進行內結合強度測試；4）對材料進行24h吸水率測試；5）對材料進行無缺口簡支梁沖擊強度測試。

3 結果與討論

3.1 靜曲強度

圖1是進行靜曲強度測試的結果，其中20-NM-WPC表示通過20目篩子的非金屬粉，40-NM-WPC則表示通過40目篩子的非金屬粉（以下同）。從圖中可以看出，在m（非金屬粉）：m（木粉）的比例小于30：20時，隨著比例的增大其靜曲強度下降不明顯；當m（非金屬粉）：m（木粉）的比例大于30：20時，靜曲強度下降則非常明顯，尤其是添加20-NM-WPC的分組，其靜曲強度下降了42%。從圖中也很容易看出，當兩種材料配比相同的情況下，40-NM-WPC的靜曲強度明顯比20-NM-WPC的靜曲強度高。

3.2 靜曲模量

圖2是進行靜曲模量測試的結果，從圖中可以看出，當m（非金屬粉）：m（木粉）的比值變大時，40-NM-WPC的靜曲模量逐漸增大，當比例到達一定值后，其靜曲模量又逐漸減小；當m（非金屬粉）：m（木粉）的比值變大時，20-NM-WPC的靜曲模量逐漸減小，當比例到達一定值后，其靜曲模量又逐漸增大。當m（非金屬粉）：m（木粉）的比值小于30：20時，20-NM-WPC的靜曲模量要比40-NM-WPC的靜曲模量小。這是因為非金屬粉的剛性要大于木粉的剛性。當m（非金屬粉）：m（木粉）的比值逐漸增加到15：35時，40-NM-WPC的靜曲模量上升到最大值，較相同比例的20-NM-WPC的靜曲模量增加了59.6%，較不添加非金屬粉時的靜曲模量增加了54.5%。

3.3 內結合強度

圖3是進行內結合強度測試的結果，由圖中可以看出，當m（非金屬粉）：m（木粉）的比值逐漸增大時，40-NM-WPC的內結合強度逐漸增大；當m（非金屬粉）：m（木粉）的比值逐漸增大時，20-NM-WPC的內結合強度也逐漸增大，當比值大于30：20之后，20-NM-WPC的內結合強度則逐漸減小。同時，在m（非金屬粉）：m（木粉）的比值大于30：20之后，40-NM-WPC的內結合強度就逐漸大于20-NM-WPC的內結合強度。

3.4 沖擊強度

圖4是進行沖擊強度測試的結果，從圖中可以看出，當m（非金屬粉）：m（木粉）的比值逐漸增大時，40-NM-WPC和20-NM-WPC的沖擊強度都逐漸降低；但是在m（非金屬粉）：m（木粉）比值相同的情況下，40-NM-WPC和20-NM-WPC的沖擊強度相差不大；當m（非金屬粉）：m（木粉）的比值比較小時，20-NM-WPC的沖擊強度相對于40-NM-WPC是比較大的，但是超過一定比值后，20-NM-WPC的沖擊強度卻小于40-NM-WPC的2沖擊強度。

3.5 24h吸水厚度膨脹率

圖5是進行24h吸水厚度膨脹率的測試結果，從圖中可以看出，當m（非金屬粉）：m（木粉）的比值逐漸增大時，40-NM-WPC和20-NM-WPC的24h吸水厚度膨脹率都逐漸降低；在m（非金屬粉）：m（木粉）比值相同的情況下，40-NM-WPC的24h吸水厚度膨脹率相對于20-NM-WPC是比較大的，但是超過一定比值后，40-NM-WPC的24h吸水厚度膨脹率卻小于20-NM-WPC的24h吸水厚度膨脹率。

3.6 24h吸水率

圖6是進行24h吸水率的測試結果，從圖中可以看出，當m（非金屬粉）：m（木粉）的比值逐漸增大時，40-NM-WPC和20-NM-WPC的24h吸水率都逐漸降低，當m（非金屬粉）：m（木粉）的比值達到30：20之后，20-NM-WPC的吸水率又有上升的趨勢；在m（非金屬粉）：m（木粉）比值相同的情況下，40-NM-WPC的吸水率明顯比20-NM-WPC的吸水率高。

4結語

根據以上的測試結果可知，在m（非金屬粉）：m（木粉）的比值相同的情況下，兩種不同粒徑材料在各方面的性能表現都有所差異；同一種粒徑的材料，使用不同的m（非金屬粉）：m（木粉）的比值，那么其各種性能也存在比較明顯的差異。并且具相關資料顯示，這些性能都達到了相應的標準。所以一定要根據木塑材料的實際用途來進行混合配比，這樣就能夠最大化的節約成本，并達到環保的目的。

參考文獻

[1]田德旺，應保勝.木塑復合材料型材配方工藝探討[D].武漢：武漢科技大學，2014（3）.

[2]向云貴，廖丕博.木塑復合材料與制品[J].南方金屬，2014（2）：28-30.

[3]王新杰，郭玉文，劉景洋，張建強，喬琦，梁繼軍.廢印刷線路板非金屬粉-木塑復合材料性能[J].環境科學研究，2010（02）：227-231.