废旧线路板热解油制备酚醛树脂的工艺研究

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目前,废旧线路板主要有环氧树脂型废旧线路板及酚醛树脂型废旧线路板。一般是采用机械破碎分离金属,再将残余的残渣进行填埋或焚烧,这些处理方式不仅浪费资源而且对环境造成极大的污染。本论文提出线路板加碳酸钙热解得到的热解油制备酚醛树脂的理论及技术,并开展了相关研究工作。   本文首先借助TG、TG- FTIR以及Py- GC/MS等技术手段,研究了碳酸钙存在下线路板的热解特性、热解动力学以及热解产物的组成特点。运用GC/MS、HPLC等仪器定性、定量分析了热解油的组成。比较了酚醛树脂型废旧线路板和环氧树脂型废旧线路板热解油的成分及组成。实验结果表明:废旧线路板热解过程主要有两个快速失重阶段(270~350℃、350~480℃),其平均活化能分别约67kJ.mol-1、97 kJ.mol-1。其裂解产物主要是苯酚、对苯甲酚、邻异丙烯基苯酚、邻苯甲酚、对异丙基苯酚、糠醛等组成。   根据热解油富含酚类化合物的特点,提出了热解油代替苯酚制备酚醛树脂的资源化利用方案,研究了以热解油为原料制备NH3-H2O催化的醇溶性酚醛树脂、NaOH催化的水溶性酚醛树脂和Ba(OH)2催化的水溶性酚醛树脂,并比较三种催化剂制备的酚醛树脂的胶合强度。实验结果表明:NaOH催化的热解油酚醛树脂胶合强度比较好。对水溶性酚醛树脂工艺影响因素(包括甲醛用量、催化剂用量、分两步合成的温度)进行正交实验进一步优化。最佳工艺条件是:甲醛与热解油的摩尔比为1.2,氢氧化钠与热解油摩尔比为0.4,第一段加热温度为65℃,第二段温度为80℃。对影响胶合强度的各种工艺因素(包括热压温度、热压时间、涂胶量)进行正交实验。实验结果表明:最佳胶合工艺参数是:热压温度为160℃、热压时间为5min、涂胶量为150g.m-2。并运用TG、FTIR等技术手段对所制备的热解油酚醛树脂的性能与结构进行了分析表征。热解油酚醛树脂具有与常规酚醛树脂类似的性能和结构,其性能达到了常规酚醛树脂产品的基本要求。
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