废印刷线路板非金属粉―木塑复合材料性能

摘要：目前，在很多家用电器报废之后，人们只是回收其中的金属材料，却将大量的非金属材料丢弃，既造成资源的浪费，同时也造成了环境的污染，所以把这些非金属材料进行回收就显得十分重要。那么，如果能够对这些非金属材料进行回收，再做成木塑复合材料，其更方面的性能是怎样的呢？对于不同的非金属粉粒径，更方面的性能是否也会不一样呢？本文就此对相关材料进行测试。

关键词：报废电器非金属木塑性能

中图分类号：X76 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）8（b）-0000-00

1木塑材料介绍

木塑复合材料也就是将木材和塑料合成的一种新型材料，所以它一方面具有塑料的特性，即耐水性与韧性，另一方面也具有木材的特性，即不污染环境且没有毒性。因此木塑复合材料在很多领域中都使用得到，包括建材领域、包装领域以及装饰领域等。在通常情况下，WPC生产工艺所用的黏结剂都是热塑性塑料，然后再把植物纤维黏结在一起。木塑人造板中一般都会含有50%甚至更多的纤维，所以就需要很多木材资源，但如果大量砍伐又会对环境产生不良影响。在平时的家用电器中，都会含有很多纸基印刷线路板，其中大概含有30%的金属，那么非金属材料的含量可达70%左右，如果在这些家用电器报废之后，只回收里面的金属材料，那么将会造成严重的环境污染。因此为了减少环境污染，也为了减少森林砍伐量，应该在进行WPC生产时加入一定量的回收纸基NM-PCBs，这对于生产成本的降低、家用电器报废处理等各方面都有好处。

2 材料及方法

2.1 试验材料

木粉：根据相关的原理和要求，所使用的材料为通过40目筛子的干燥木粉。

非金属粉：为了找出成本较低的材料，则使用的废纸基NM-PCBs有两种，一种是通过40目筛子，另一种是通过20目筛子。

聚氯乙烯（PVC）粉：R200P，主要来源于韩国。

加工助剂：相关的热稳定剂以及增塑剂等。

2.2 试验内容及方法

2.2.1 复合材料的制备

在PVC中添加相关的加工助剂，也就是要将其混为PVC树脂，然后将各种材料放到高速混合机中，设定其转速为1500转/分钟，其温度设定在80～100摄氏度之间，其设定时间是10分钟。当高速混合机停止运行之后，则将里面的物料转移到自制模具中，规格是30mm*30mm*415mm，然后再把模具放到热压机上，将热压机的温度设定为190-195摄氏度，其压力设定为1-2MPa，时间设定为6分钟，然后进行压板。

2.2.2 性能测试

主要针对试验材料进行的性能测试有：1）对材料进行静曲强度测试；2）对材料进行静曲模量测试；3）对材料进行内结合强度测试；4）对材料进行24h吸水率测试；5）对材料进行无缺口简支梁冲击强度测试。

3 结果与讨论

3.1 静曲强度

图1是进行静曲强度测试的结果，其中20-NM-WPC表示通过20目筛子的非金属粉，40-NM-WPC则表示通过40目筛子的非金属粉（以下同）。从图中可以看出，在m（非金属粉）：m（木粉）的比例小于30：20时，随着比例的增大其静曲强度下降不明显；当m（非金属粉）：m（木粉）的比例大于30：20时，静曲强度下降则非常明显，尤其是添加20-NM-WPC的分组，其静曲强度下降了42%。从图中也很容易看出，当两种材料配比相同的情况下，40-NM-WPC的静曲强度明显比20-NM-WPC的静曲强度高。

3.2 静曲模量

图2是进行静曲模量测试的结果，从图中可以看出，当m（非金属粉）：m（木粉）的比值变大时，40-NM-WPC的静曲模量逐渐增大，当比例到达一定值后，其静曲模量又逐渐减小；当m（非金属粉）：m（木粉）的比值变大时，20-NM-WPC的静曲模量逐渐减小，当比例到达一定值后，其静曲模量又逐渐增大。当m（非金属粉）：m（木粉）的比值小于30：20时，20-NM-WPC的静曲模量要比40-NM-WPC的静曲模量小。这是因为非金属粉的刚性要大于木粉的刚性。当m（非金属粉）：m（木粉）的比值逐渐增加到15：35时，40-NM-WPC的静曲模量上升到最大值，较相同比例的20-NM-WPC的静曲模量增加了59.6%，较不添加非金属粉时的静曲模量增加了54.5%。

3.3 内结合强度

图3是进行内结合强度测试的结果，由图中可以看出，当m（非金属粉）：m（木粉）的比值逐渐增大时，40-NM-WPC的内结合强度逐渐增大；当m（非金属粉）：m（木粉）的比值逐渐增大时，20-NM-WPC的内结合强度也逐渐增大，当比值大于30：20之后，20-NM-WPC的内结合强度则逐渐减小。同时，在m（非金属粉）：m（木粉）的比值大于30：20之后，40-NM-WPC的内结合强度就逐渐大于20-NM-WPC的内结合强度。

3.4 冲击强度

图4是进行冲击强度测试的结果，从图中可以看出，当m（非金属粉）：m（木粉）的比值逐渐增大时，40-NM-WPC和20-NM-WPC的冲击强度都逐渐降低；但是在m（非金属粉）：m（木粉）比值相同的情况下，40-NM-WPC和20-NM-WPC的冲击强度相差不大；当m（非金属粉）：m（木粉）的比值比较小时，20-NM-WPC的冲击强度相对于40-NM-WPC是比较大的，但是超过一定比值后，20-NM-WPC的冲击强度却小于40-NM-WPC的2冲击强度。

3.5 24h吸水厚度膨胀率

图5是进行24h吸水厚度膨胀率的测试结果，从图中可以看出，当m（非金属粉）：m（木粉）的比值逐渐增大时，40-NM-WPC和20-NM-WPC的24h吸水厚度膨胀率都逐渐降低；在m（非金属粉）：m（木粉）比值相同的情况下，40-NM-WPC的24h吸水厚度膨胀率相对于20-NM-WPC是比较大的，但是超过一定比值后，40-NM-WPC的24h吸水厚度膨胀率却小于20-NM-WPC的24h吸水厚度膨胀率。

3.6 24h吸水率

图6是进行24h吸水率的测试结果，从图中可以看出，当m（非金属粉）：m（木粉）的比值逐渐增大时，40-NM-WPC和20-NM-WPC的24h吸水率都逐渐降低，当m（非金属粉）：m（木粉）的比值达到30：20之后，20-NM-WPC的吸水率又有上升的趋势；在m（非金属粉）：m（木粉）比值相同的情况下，40-NM-WPC的吸水率明显比20-NM-WPC的吸水率高。

4结语

根据以上的测试结果可知，在m（非金属粉）：m（木粉）的比值相同的情况下，两种不同粒径材料在各方面的性能表现都有所差异；同一种粒径的材料，使用不同的m（非金属粉）：m（木粉）的比值，那么其各种性能也存在比较明显的差异。并且具相关资料显示，这些性能都达到了相应的标准。所以一定要根据木塑材料的实际用途来进行混合配比，这样就能够最大化的节约成本，并达到环保的目的。

参考文献

[1]田德旺，应保胜.木塑复合材料型材配方工艺探讨[D].武汉：武汉科技大学，2014（3）.

[2]向云贵，廖丕博.木塑复合材料与制品[J].南方金属，2014（2）：28-30.

[3]王新杰，郭玉文，刘景洋，张建强，乔琦，梁继军.废印刷线路板非金属粉-木塑复合材料性能[J].环境科学研究，2010（02）：227-231.