论文部分内容阅读
废旧线路板(WPCB)是目前废弃量大、可资源化利用率高的城市固体废弃物。废旧线路板的全组分(金属,无机玻璃纤维,有机高分子化合物)回收是国内外研究的一种趋势,而有机高分子化合物的纯化和利用更是WPCB全组分回收的技术难题。本文研发了一种“真空热解+常压分馏+催化合成”的组合新工艺,回收利用WPCB有机高分子化合物的真空热解产物,简称热解油,重点研究了热解油合成酚醛树脂的最佳工艺,并对热固性酚醛树脂组成和结构、固化性质和力学性能进行了分析测定。首先,通过自制的WPCB真空热解装置制备热解油。试验结果表明,一般WPCB经真空热解处理后能够产生13%以上的热解油。其次,根据热解油中各组分沸点的差异,采用常压分馏的方法对生成的热解油进行分馏,并采用GC/MS对各馏分的成分进行分析测试。分馏试验获得了5种液态馏分和1种固体沥青质,液态馏分分别是馏分1(<120℃)、馏分2(120C-180C)、馏分3(180℃-240℃)、馏分4(240-300℃)和馏分5(300-360℃);这5种液态馏分的GC/MS测试结果表明:各种馏分中的主要成分均为苯酚、p-异丙基苯酚、甲基苯酚,含溴热解产物包括溴苯酚、二溴苯酚,但相对含量不同。选用馏分2、馏分3、馏分4和馏分5的混合物(120-360℃,简称为中馏分)作为合成酚醛树脂的原料。这些产物可用作化工原料来资源再利用。然后,采用正交试验确定了用热解油中馏分代替纯苯酚合成热固性酚醛树脂的最佳的工艺条件:每38.5g热解油加入40g甲醛溶液和10g催化剂NaOH,第一阶段温度为60℃、反应时间为3h,第二阶段温度为95℃、反应时间为3h。最后,采用红外光谱分析、热重分析和拉伸强度试验对合成的热固性酚醛树脂的组分和结构,固化性能和力学性能进行了分析测试。结果表明,红外曲线出现了CH2、CHOH等特征峰,与苯酚为原料合成的酚醛树脂的红外曲线的特征峰吻合;热重曲线在464.2℃时产物开始固化分解,最终剩余质量为64.71%,合成的产物具有很好的耐热性能;拉伸强度为39.6Mpa,拉伸模量为8.8Gpa,常规酚醛树脂的拉伸强度为42Mpa,拉伸模量为9Gpa。由此可见,由废旧线路板真空热解油中馏分合成的热固性酚醛树脂,在组成和结构、耐热性和力学性能上,与苯酚合成的酚醛树脂基本一致。本试验研究结果为利用WPCB真空热解油中馏分作为原料合成热固性酚醛树脂,实现热解油的资源化提供了试验依据。