مترجم: حبیب الله علیخانی
منبع:راسخون




 

دورنما

بردهاي چاپي الكتريكي بخش هاي داخلي وسايل الكتريكي والكترونيكي(EEE) هستند. در دنيا بازار فروش بردهاي چاپي الكتريكي سالانه 25 ميليارد دلار فروش دارد محصولات توليدي بوسيله ي صنعت مدارات چاپي الكتريكي از مواد باارزشي توليد مي شوند كه پس از اتمام عمر مفيد آنها دفن مي شوند. حتي اگر اين محصولات را بسوزانيم 30% باقي مانده دارد كه تنها راه خلاص شدن ازآنها، دفن كردن آنهاست.
مديريت مؤثر در زمينه ي زباله هاي EEE یکی از مسائل مهم در هر کشوری است مثلا در انگلستان، مبلغ فروش سالانه ي اين وسايل دراين كشور حدود 150ميليارد يورو مي باشد به اين ميزان 11درصد حجم كلي محصولات توليد شده در انگلستان است.(GDP). بنابراين محصولات الكتريكي فرسوده پتانسيل اقتصادي بالايي در زمينه ي بازيافت دارند وازاين روبدست آوردن روش هاي اقتصادي در اين زمينه
ضروري به نظر مي رسد. حجم بوجود آمدن زباله هاي الكتريكي سالانه 3-5 درصد افزايش مي يابد اين افزايش به خاطر سرعت بالاي تؤسعه ي تكنولوژي، عمرمفيد كوتاه محصولات اين بخش وسرعت بالاي جايگزيني اين محصولات بوسيله ي مصرف كنندگان اتفاق مي افتد. آخرين آمار بدست آمده نشان مي دهد كه زباله هاي الكترونيكي در حد تناژ بوجود مي آيند زيرا اين وسايل كاربردهاي فراواني در منازل دارند ( مانند يخچال برقي وساير محصولات مشابه ). همچنين وسايل ارتباطي مانند كامپيوتر ها وپرينترها نيز استفاده هاي فراواني دارند. همه ي اين وسايل تقريبا 3 ميليون تن پلاستيك دارند كه اين سه ميليون تن سالانه در انگلستان دفن مي شوند. انجمن صنعتي بازيافت وسايل الكتريكي (ICER) تخمين زده است كه 915000 تن زباله هاي الكتريكي (WEEE) در سال 1998 دورانداخته شده اند كه از اين ميزان 448000 تن آن بازيافت شده است. برآوردهايي كه اخيرا در انگلستان انجام شده نشان داده است كه هم اكنون ميزان زباله هاي الكتريكي از 1000000 تن درسال فراتر رفته است.
دستورالعمل اتحاديه ي اروپا در مورد زباله هاي الكتريكي رابه بازيافت اين وسايل دعوت كرده است واين مسئله را متذكر شده استكه دفن كردن اين زباله ها بايد كاهش يابد. به هرحال، درحالي كه از لحاظ قانون زباله هاي الكتريكي بايد بازيافت شوند ولي در حال حاضر هيچ تكنولوژي در زمينه ي بازيافت كامل واقتصادي بردهاي كامپيوتر وجود ندارد.وبدون توجه به مسائل محيط زيستي اين وسايل يا سوزانده شده ويا پس از جداسازي فلزات گران بها وغيرآهني دفن مي شوند.

فرآيندهاي انجام شده برروي بردهاي چاپي الكتريكي

جنس بردهاي چاپي الكتريكي ازنوع كامپوزيت هاي شيشه- پليمر است. پليمر اين نوع بردها ازنوع ترموست مي باشد كه به خاطر ترموست بودن نمي توان آنها را ذوب كرد.سوزاندن اين بردها به منظور بدست آوردن انرژي نيز راه حل كاملي براي آنها نيست زيرا اين بردها داراي درصد بالايي شيشه ي بروسيليكاتي واجزاي سراميكي هستند. كه پس از سوزاندن آنها نيز باقي مي مانند. بسياري ازاين مواد همچنين داراي عوامل ضد شعله (تركيبات بروماتي) هستند و ازاين رو فرآيند شعله ور شدن آنها بامشكل مواجه مي شود. در حالي كه هم اكنون اين مسئله يكي از موانع سوزاندن محسوب مي شودولي اقبال كلي براين
مسئله است كه بايد با استفاده از روش هاي سوزاندن وساير روش ها اين مواد بازيافت گردند.
اين گزارش به تؤسعه وارزيابي روشي ديگر مديريت اين نوع زباله ها مربوط مي شود. در اين روش زباله ها ابتدا به صورت مكانيكي خردايش يافته وسپس فلزات گران بهاي آن بازيافت مي شوند. ذرات مواد خردايش يافته در اين فرآيند به صورت ريزودرشت مي باشد ازاين رو اين مواد را به آساني وبه كمك فيليته هايي مي توان جداسازي كرد. بنابراين تمام عناصر موجود در PcBsها را مي توان بااين روش جداسازي كرد. اين فرآيند ازتشكيل مواد در داخل يك محيط زمينه ي بارزين اكتيو استفاده مي كند كه با زباله هاي PCB همخواني دارد. اين سيستم براي كاربردهاي متنوعي مناسب مي باشد. اين فرآيند همچنين روشي است ميزان مصرف انرژي آن نيز كم بوده وروشي سريع مي باشد. ضمنا مواد بازيافت شده به اين روش نيز خواص فيزيكي خوبي دارند.
شرکت صنایع Precious Metal دونوع فرآيند بازيافت برد الكتريكي ارائه كرده است. يكي ازاين فرآيندها بدين صورت است كه جرياني از ذرات ريز زباله از يك فيلتر كيسه اي عبوركرده وبدين شكل ذرات موردنظر جداسازي مي گردد. فرآيند ديگر بدين صورت است. ذرات درشت تر بوسيله ي فرآيند خاصي جداسازي مي گردد. اين ذرات درشت تر معمولا درصد فلز كمتري دارند.اين مسئله نشان داده شده است كه اين ذرات بدست آمده بوسيله ي رزين اپوكسي پوشانده شده اند.همچنين اين مسئله نشان داده شده است كه هردوجريان بدست آمده بدين شيوه داراي تركيب شيميايي مشابهي هستند. اين مواد از ذرات بسيار ريزفلز به همراه برم( به عنوان ضدشعله ) ومقداري ماده ي فلزي باغلظت بالاتر هستند.
Vantico(Hantsmann) سيستم هاي متشكل از رزين اپوكسي عمل آوري شده بوسيله ي آمين ارائه داده اند كه اين نوع رزين ها به عنوان رزين هاي زمينه در نظر گرفته مي شوند.اين سيستم هاي رزين براي توليد كامپوزيت هاي اپوكسي-شيشه به صورت تجاري درآمده اند در واقع اين نوع كامپوزيت ها براي جاهايي مناسب است كه رزين با ويسكوزيته ي پايين نيازاست. تعدادي از قالب هاي شفاف ميكروويو ساخته شده اند كه قادرند به تنهايي فرآيند ميكروويو رابا مقاومت گرمايي ارائه دهند. اين مخلوط ها و وسايل قالب گيري براي توليد ويسكوزيته هاي بالا وهمچنين مواد قابل بازيافت PCB ساخته شده اند دراين فرآيند ها نياز است تا از اكستدوژن هاي RAM جهت توليد نمونه هاي اوليه استفاده شود.
ويژگي هاي عمل آوري اين مواد كامپوزيتي تحت تابش ميكروويو و توان هاي متنوع مورد ارزيابي قرار گرفته است واين مسئله فهميده شده است كه قطعات اپوكسي ريخته گري شده مي توانند بوسيله ي تابش ميكروويو عمل آوري شوند. اين فرآيند تنها نيازمند صرف چند دقيقه مي باشد. اگرچه اين روش يك روش تحقيقاتي است ولي اين مسئله مشخص شده است كه مكانيزم عمل آوري تحت تابش ميكروويو( به تنهايي) بامكانيزم گرمايي متفاوت است.واين مسئله ممكن است كه مواد حاصل شده ازاين روش ازلحاظ مكانيكي ضعيف وتيره باشند. بنابراين تركيبي از روش تابش ميكروويو وتابش حرارتي پيشنهاد مي شود. اين نشان داده شده است كه با روش تركيبي موادي توليد مي شود كه از لحاظ خواص گرمايي ومكانيكي مطلوب مي باشد وكاربردهاي فراواني دارد.
اين مسئله نيز كشف شده است كه باوجود آنكه درصد فلزات موجود در زباله ها بالا مي باشد، فرآيند استفاده شده داراي وضعيت نامشخصي است. حقيقتا در فرآيند ميكروويو، اين وضعيت ممكن است باعث سهولت انتقال انرژي حرارتي ازمنبع ميكروويو به رزين مي شودو باعث مي شود تانرخ واكنش عمل آوري بالا رود.
پالايش ديگراين فرآيند امكان پذير است وممكن است شبيه به روش هاي عمل آوري استفاده شده در توليد PCBهاي كنوني است. دراين روش توليد شامل مرحله ي عمل آوري ابتدايي است. در اين مرحله سيستمي به نام B-state بوجود آمده كه در آن اپوكسي به صورت جزئي عمل آوري شده تا ويسكوزيته ي اپوكسي بالا رود و شبكه اي از پيوندهاي عرضي پديد آيد تا فرآيندهاي ديگر تسهيل گردد. از آزمايشات ما مشخص شده است كه اگر نياز باشد مرحله ي پديد آمدن چارچوب ممكن است تنها بوسيله ي حرارت دهي تشعشعي انجام شود و استفاده از عمل آوري ميكروويو ممكن است براي كامل كردن فرآيند عمل آوري در حداقل زمان ممكنه انجام شود.
اين كار نشان داد كه يك روش فرآيند انعطاف پذير براي زباله هاي PCB بااستفاده ازيك روش فرآيند مؤثر انرژي امكان پذير باشد كه اين فرآيند در برابر ناخالصي هاي فلزي مقاوم است در حالي كه محدوديت هاي زماني تعداد سيستم هاي رزيني متحمل را محدود مي كند. اين مسئله واضح است كه بسياري ازسيستم هاي رزين رآكتيو گرمايي مي توانند رفتاري مشابه با آن دسته اي را داشته باشند كه در تحقيقات بازيافت مواد بردها موردبررسي قرارگرفته اند.

منابع وبازار مواد بازيافت شده ازبردهاي كامپيوتر

يك بررسي برروي منابع وبازارهاي بالقوه ي مواد بازيافت شده از PCBها انجام شده است. حجم انواع محصولات الكتريكي والكترونيكي فرسوده كه تامين كننده ي منابع PCB هستند ازمنابع مختلفي در انگلستان واروپا گزارش شده است. به هرحال در حالي كه ما توانستيم حجم توليداين محصولات را بدست آوريم ولي قادر به بدست آوردن وتخمين حجم ونوع موادPCB كه مي توان آنها را بازيافت كرد، نيستيم. اين مسئله به اين دليل است كه اطلاعاتي در زمينه ي اين صنعت وجود ندارد وما نتوانستيم اطلاعاتي در مورد ميزان PCBها در محصولات الكتريكي والكترونيكي پيدا كنيم. بهترين تخمين دراين زمينه اين است كه هم اكنون حجم توليد زباله هاي PCB انگلستان درسال به ميزان 50000 تن مي رسد. درحالي كه اين واضح است كه برخي ازاجزاوفلزات گران بهاي بازيافت مي شوند ولي اكنون نمي توانيم ميزان بازيافت را تخمين بزنيم وهمچنين هيچ شاهدي مبني براين مسئله وجود ندارد كه همه ي برد الكتريكي بازيافت مي شوند.
در وسايل ارتباطي (IT equipment)، درصد پلاستيك بين 23-75 درصد وزني محصولات مي باشد. البته بيشتر اين مواد پلاستيكي در بخش روكش وسيله قرار دارند. تخمين زده شده است كه در انگلستان سالانه 56000تن پلاستيك از اين وسايل بازيافت مي شود. باتوجه به اين تخمين مي توان گفت كه در انگلستان سالانه 40000تن پلاستيك از صنايع الكترونيكي حاصل از بردهاي كامپيوتر وتقريبا 10000تن از بردهاي غيرمتداول بازيافت مي شود. البته اين تخمين ها به صورت خام هستند. به نظر مي رسد كه در انگلستان سالانه 50000 تن زباله ي مربوط به بردهاي كامپيوتر براي بازيافت بوجود آيند.
ماشين آلات مورداستفاده براي بازيافت واستفاده ي مجدد از PCBها تقريبا شبيه به دستگاه هايي است كه براي محصولات الكترونيكي والكتريكي ازرده خارج استفاده مي شود.واين مسئله پيش بيني مي شود كه در اصل بهترين منبع اين مواد براي بازيافت فلزات غيرآهني وفلزات گران بها هستند (اين كارهم اكنون در حال انجام است.).

تكنولوژي هاي متنوعي براي فرآيند هاي PCB وجود دارد كه اين

فرآيندها همچنين مرور شده اند. اين مسئله پيشنهاد مي شود كه تمام روشها بازيافت كه در آنها از روش خردايش مكانيكي به جاي فرآيند حرارت دهي استفاده شود،براي جدايش مواد موجود رزين مناسب مي باشد. مقدار دقيق ماده ي بدست آمده از هرروش به مسائل اقتصادي فرآيند بازيافت بستگي دارد. به خاطر آنكه تعداد كمي ازتكنولوژي هاي غالب مي شوند. ازاين رو اطمينان از دوام يك فرآيند مشكل است. اين مسئله نيز زود است كه بگوییم كدام تكنولوژي ها پيروزند اما مي توانيم پتانسيل بالقوه ي هرروش را بفهميم اين مسئله در ادامه بررسي خواهد شد.
اگر مقادير مناسبي از مواد ثانويه بتواند با هزينه ي كمي بوجود آيد، جهش بزرگي درزمينه ي سيستم هاي رزين رآكتيو ايجاد مي شود.كه اين موادكه احتمالا در اتصالات زباله هاي PCB استفاده مي شوند را مي توان در كاربردهاي متنوعي استفاده كرد. اين مسئله به طور خلاصه در ادامه آمده است. اين مسئله مورد انتظار است كه اين مواد بهترين كاربرد را در مهندسي عمران وساختمان سازي پيدا كنند. يكي از كارهايي كه ضروري به نظر مي رسد ارزيابي وقابليت قبول اين مواد در اين كابردهاست.

استراتژي ديگر

استراتژي براي تؤسعه ي آينده ي راه هاي بازيافت PCB هاي فرسوده عبارتست از:
تصحيح تعريفات وارزيابي هاي انجام شده برروي زمينه هاي كاربرد وبازارفروش-با مشاركت WRAPو Intellect واعضا
ادامه دادن به تحقيقات در زمينه ي روش هاي بازيافت وتكنولوژي هاي جدايش جديد.
انجام آزمايشات در زمينه ي پتانسيل كاربرد مواد بازيافتي در مهندسي عمران وساختمان سازي
تؤسعه ي روش هايي برپايه ي پودر وبرپايه ي مايع براي كاربردهاي شبيه پوشش هاي كانفرمال مقاوم در برابر خوردگي، ايروژن وموانع محافظت كننده
تؤسعه وبهينه سازي فرآيند هاي مداوم براي كاربردهاي پوششي كانفرمال شامل عمل آوري UV،ميكروويو وحرارتي
تؤسعه وبهينه سازي فرآيند مداوم براي لوله ها ومقاطع –باعمل آوري ميكروويو/ گرمايي براي مقاطع نازك
بدست آوردن كاربردهاي ساختاري وساختماني ديگر مانند كف پوش ها، پانل ها، چسب هاي ساختماني، ملات ها ودوغاب سيمان
توجه به مسائل محيط زيستي وپتانسيل سميت مواد مورد مصرف
تعريف روش هاي تامين سرمايه براي مطالعات بازار،تكنولوژي هاي تؤسعه اي ديگر، نمونه سازي وسرمايه گذاري فرآيند
تؤسعه ي يك روش براي بدست آوردن حالت بهينه در انتخاب نوع رزين براي كاربرد هاي مختلف – يك نيم رخ كاربردي – اقتصادي ارائه گردد.
امتحان كردن بيشتر در زمينه ي سيستم هاي رزين كاربردي و كار بر روي سيستم هايي كه داراي بيشترين هماهنگي رابابازار دارند.
انجام تحقيقات درسطح بازار برروي پتانسيل كاربرد اين مواد وتخمين ميزان كاربرد اين زباله ها
توصيف توليدكنندگان بالقوه وبازيافت كنندگاني كه ممكن است درزمينه ي فرآيندهاي انجام شده در زمينه ي بازيافت PCBها سرمايه گذاري كنند.
تعيين همكاري خوب ومناسب ميان بازيافت كنندگان فلزات موجود در PCBها و دارندگان تكنولوژي وايجاد ارتباط ميان توليد كنندگان وبازيافت كنندگان بردهاي كامپيوتري

مقدمه

در دنيا صنعت بردهاي الكتريكي چاپي (PCB) ارزشي برابر با 25 ميليارد دلار در سال داردو در پايان عمرمفيد اين مواد ووسايل، آنها دفن مي شوند. حتي اگراين مواد سوزانده شوند بيش از 30% وزني آنها باقي مي مانند تنها راه براي رهايي ازاين خاكسترهاي باقي مانده دفن كردن آنهاست. در انگلستان اين تخمين زده شده است كه سالانه 3 ميليون تن ماده ي پلاستيكي دفن مي شود. با ورود مدارات الكتريكي فرسوده، اين مواد جهت بازيافت واستفاده ي مجدد مناسب شده اند اما امروزه تكنولوژي هايي وجود ندارد كه اين بازيافت رابه صورت اقتصادي انجام دهد.و همچنين اثرات محيط زيستي آن نيز كم باشد. مركز تحقيقات پليمر EPSRC ( هيأت تحقيقات علمي فيزيك ومهندسي) درزمينه ي مطالعات امكان پذيري دراين زمينه سرمايه گذاري كرده است اين مطالعات نشان مي دهد كه بازيافت اين مواد بااستفاده ازخردايش مكانيكي به همراه افزودن رزين هاي رآكتيو وفرآيند MW براي توليد مواد باارزش جديد، امكان پذير است.
لايه هاي رزين اپكسي كه بافويل مسي پوشانده شده اند بنياد بسياري ازبردهاي كامپيوتري هستند كه امروزه در بازار وجود دارد. فرآيند توليد به صورت كلي در زيرآورده شده است كه اين فرآيند عمومي امروزه كاربرد دارد. فرمولاسيون اپوكسي ونوع تقويت كننده ي موجود درآن براساس نوع لايه ها توليد شده ومعمولا اين فرمولاسيون ازيك توليدكننده به توليد كننده ي ديگر متفاوت است.

رزين هاي اپوكسي متداولترين رزين مورد استفاده در بردهاي

مداري چاپي چندلايه هستند. اين نوع رزين بردهايي توليد مي كند كه بيشترين تقاضا را در كاربردهاي نظامي وتجاري دارد. اين مواد به آساني ماشين كاري شده وبه آساني ورقه ورقه مي شوند وفرآيندهاي شيميايي رابه آساني تحمل مي كنند. اين نوع رزين ها داراي ثبات ابعادي خوبي هستند وپايداري گرمايي آنها نيز در بيشتر كاربردها حفظ مي گردد. كامپوزيت هاي شيشه – اپوكسي داراي دماي عملياتي پيوسته (Ca)℃ 130 هستند. رزين هاي اپوكسي برروي بافته هاي شيشه اعمال مي شودواين بافته ها رابه صورت لايه درآورده. در بردهاي چندلايه پريپرگ ها براي ساخت چندلايه استفاده مي شود.
رزين هنگامي آماده ي مصرف است كه با سخت كننده و كاتاليست مخلوط گردد يا اينكه برطبق دستورالعمل خاص مندرج برروي آن آماده مي شود.
بافته ي شيشه اي (ازجنس شيشه ي بروسيليكاتي) به عنوان بخش اصلي ساختار تقويت كننده دربيشتر لايه ها عمل مي كند. الياف فايبرگلاس به صورت بافته يا نمد دركنار هم قرار گرفته اند. درتوليد PCBها ازبافته ها از قرارگيري متفاوت الياف(مانند پارچه) دركنارهم توليد شده اند. ضخامت ووزن انواع مختلف اين بافته هامتنوع است. اتصال الكتريكي در PCBها بوسيله ي سطوح مسي واتصالات قرارگرفته درسطح لايه ها انجام مي شود. سه ماده ي اوليه اصلي ( شيشه، رزين ومس) تحت عمليات خاص قرارگزفته وبه صورت لايه در مي آيند. درادامه اين لايه به صورت كامل عمل آوري شده ودرنهايت با مس پوشانده مي شوند. اين لايه ها دربرابر رطوبت مقاوم اند وپايداري ابعادي دارند. اين لايه ها همچنين نسبت به تحولات شيميايي وگرمايي درحين توليد PCBنيز مقاوم اند. مراحل كلي ساخت PCBها درادامه بخش نوشته شده است.( شماتیک 1).

1)عمل آوري:

رزين مايع برروي بافته ي ازجنس الياف شيشه اعمال مي شود. معمولا اين كار بوسيله ي تركيبي از عمليات هاي غوطه وري وعبوراز غلطك انجام مي شود. بافته ي پوشش داده شده يا عمل آوري شده سپس در معرض يك منبع حرارت دهي كنترل شده قرار مي گيرد تا رزين به صورت نيمه عمل آوري شده درآيد.
صفحه ي شيشه اي تلقيح شده بارزين اكنون به حدي خشك شده كه مي توان آن رابا دست لمس كرد. اين مرحله مرحله ي B يا پريپرگ ناميده مي شود.
مراحل غوطه وري وغلطك زني مراحل حساسي هستند كنترل دقيق ميزان رزين آغشته شده ومرحله ي عمل آوري برروي كيفيت وثبات لايه ها اثر بسياري دارند.

2) لايه گذاري

دراين فرآيند پريپرگ ها تحت عمليات قرار مي گيرند وفويل هاي مسي بوسيله ي پرس كردن برروي آنها قرار مي گيرند. تعداد معيني لايه ي پريپرگ به صورت يك لايه در مي آيند.دريك كتيبه تعدادزيادي دسته قرارمي گيرد. دركتيبه ي كامل كه تجمعي از پريپرگ هاست، صفحات جداكننده وفيلم هاي آزادشده هستند هم اكنون درمحصول پاياني (قبل ازپرس كردن) وجوددارند.

3) پرس كردن

در اين مرحله حرارت وفشار به صورت همزمان برروي تجمعي
از كتيبه ها اعمال مي شود.تا لايه ها به طور كامل عمل آوري شوند. دراين حالت رزين اپوكسي نيمه عمل آوري شده دوباره مايع مي شود وجريان مي يابد وتمام تخلخل ها وگاز موجود دربين لايه ها را خارج مي كند. اين جريان باعث عمل آوري شدن يك سمت فويل شده، چسبيدن فويل به لايه ها را تسهيل مي كند ورزين هرلايه راهمگن مي كند. باتوجه به تركيب شيميايي رزين انتخاب شده، فرآيند عمل آوري از اين مرحله شروع مي شود. فرآيند عمل آوري مي تواند در اين مرحله وبااعمال دماوفشار بالا كامل شود. پس از آن عمليات سردكردن شروع مي شود ولوحه ها جمع آوري شده وبراي مرحله ي بعد آماده مي شوند.

4) ساخت

صفحات لايه اي فشرده شده دراين مرحله بوسيله ي برش به ابعاد موردنظر در مي آيد. انواع متنوعي ازصفحات برد براي PCBها وجود دارد. انواع متداول اين بردها عبارتند از: FR-2 ،CEM-1 ،CEM-3، FR-4 ،FR-5 وgi است. نوع FR-2 و FR-3 از لايه هاي چندلايه تشكيل شده اند. نوع FR-3 داراي خواص فيزيكي والكتريكي بهتري نسبت به انواع FR-2، CEM-1 وCEM-3 هستند ومواد كامپوزيتي آن از صفحات آغشته به رزين اپوكسي تشكيل شده اند. بافته هاي شيشه اي آغشته به رزين مشابه اين دو سطح را پوشانده است. لايه هاي FR-4 از صفحات چندتايي تشكيل شده از بافته هاي شيشه اي آغشته به رزين اپوكسي ساخته مي شوند. اين نوع مواد متداولترين مواد مورد استفاده در صنعت PCBاست زيرا خواص مكانيكي والكتريكي آنها براي توليد PCB مناسب
مي باشد. دماي شيشه اي شدن يا نرم شدگي( Tg) اين نوع مواد درگستره ي 125-135درجه سانتيگراد است. انواع FR-5 شبيه به FR-4 است اما عدد Tg آن ازc° 160 بالاتر است. واين نوع از بردها درجاهايي استفاده مي شود كه مقاومت حرارتي بالايي نياز است. نوع GI داراي دماي Tg بالاتري است. دماي Tg اين نوع از بردها بالاتر از c°200 است. ودر كاربردهاي خاص نظامي كاربرد دارد. همه ي لايه ها به مواد مقاوم دربرابر شعله آغشته اند كه اغلب اين افزودني ها تركيبات بروميدي هستند وبه صورت شيميايي به استخوان بندي اپوكسي پيوند مي دهد وازاين رو باعث ضدشعله شدن آن مي شود.
درعمل مواد PCBفرسوده ممكن است شامل مواد به هم آميخته ي ذره اي باشند كه عمدتا (ونه هميشه) عناصر شامل جزءهاي الكتروني رسوب كرده است اين اجزا به PCB چسبيده است وازاين رو قبل از خردايش قابل جداسازي نيستند. بسياري ازاين عناصر را مي توان بواسطه ي فرآيندهاي ديگر جداسازي كرد. روش هاي جداسازي عبارتند از: جداسازي براساس دانسيته بازيابي الكتروشيميايي فلزات گران بها.

رویه ی این مقاله

راهنمايي

اين مقاله تلاش دارد تا فرآيندهاي گرمايي و ميكروويو در زمينه ي مواد PCB بازيافت شده با سيستم هاي رزين رآكتيو را شرح دهد. به وسيله ي اين روش ها مي توان مواد مهندسي با كيفيت توليد نمود كه مي توانند در جاهاي مختلف استفاده شود ومشكلات حاصل از بازيافت پلاستيك ها وكامپوزيت ها را كاهش دهد. اين مسئله بوسيله ي استفاده از اين مواد در رزين هاي زمينه ي گوناگون انجام مي شود كه از لحاظ شيميايي با مواد بازيافت شده همخواني دارند ومي توانند خواص بالك خوبي را براي كاربردهاي مدنظر فراهم كنند. اين پروپزال در زمينه ي فرآيندهاي غيرمداوم است ولي روشي ارائه شده كه مي تواند براي فرآيندهاي مداوم نيز تؤسعه داده شده مي تواند از روش هاي اكستروژن رآكتيو جهت توليد محصولات مناسب استفاده كرد.

اهداف

اهداف ويژه ي اين پروژه عبارتند از :
انتخاب رزين هاي رآكتيو گوناگون كه بامواد بازيافتي همخواني دارند. واستفاده از فرآيند رآكتيو ميكروويو جهت توليد مواد جديد كه داراي خواص مهندسي مناسبي هستند.
ارزيابي خواص فيزيكي وكاربرد مواد توليد شده وتوصيف زمينه هاي كاربرد.
ارزيابي ميزان بازار براي كاربرد هاي باحجم بالا وتعيين مقدار حجم مورد نياز اين بازارها.
تؤسعه ي يك استراتژي براي تؤسعه ي فرآيند مداوم برحسب نياز بازار.
اين اهداف به طور كامل با استراتژي دولت در زمينه ي مديريت زباله ها همخواني دارد.

ميدان ديد

اين پروژه بوسيله ي Hantsman( كه قبلا به نام Vantico شناخته مي شد)، توليد كنندگان رزين رآكتيوو Precious Metals Industries Group,Ltd ساپورت شده است.
اين گروه ها به صورت مكانيكي موادPCB را بازيافت كرده وادوات خردايش را به صورت صنعتي مي فروشند.
عمده ترين نوعPCB موجود در انگلستان وجهان از الياف شيشه به همراه رزين هاي ترموست (FR-4 ) ساخته مي شوند.
اين پروژه برروي اين نوع از موادوكاربردهايشان متمركز شده اند. اين نوع از مواد را مي توان به دفعات زياد بازيافت كرد.
ساير زباله هاي كامپوزيت ترموست كه مي تواند با روش هاي مشابه آنها را عمل آوري كرد شامل كامپوزيت هاي ساختاري در صنايع هوافضا واتومبيل وعايق هاي الكتريكي در صنعت برق است. بازيافت اين مواد انبارشدن آنها ضروري به نظر مي رسد. بنابراين پيداكردن تكنولوژي هاي پاك بامصرف انرژي كم براي بازيافت اين مواد وتبديل آنها به مواد مفيد ( هم ازلحاظ اقتصادي وهم محيط زيستي ) داراي اولويت است.فرآيند ميكروويويك چنين روشي است.
قلمرو اين كار شامل ارزيابي كارايي فهرستي از روشهاي عمل آوري ميكروويو اعمال شده برروي مخلوط هاي اپوكسي/سخت كننده است. پايه ي اين كار يك روش عمل آوري كه آماده شده است. اين فرآيند غير مداوم است. بدين وسيله ما خواص مكانيكي مواد ريختگي اپوكسي با مقدار فيلرمورد استفاده را بررسي مي كنيم. ميزان حداكثري فيلر 60% وزني است كه اين مقدار باتوجه به نوشته هاي دراين زمينه بدست آمده است.

يك هدف كليدي ساخت دو نوع ساخت دوقالب شفاف ازجنسPTFE

است. نوع I در هنگام توليدكامپوزيت هاي باميزان كم پركننده است و بوسيله ي نيروي وزن مواد پر مي شود. نوع II كه قالب بلوك ناميده مي شود،به كمك فشار پرمي شود. دردومورد بالا ويسكوزيته محدوديت هرروش به ميزان پركننده بستگي دارد. درعمل ميزان مؤثر فيلر بيش از 30% وزني است ( براي نوع I) وميزان مؤثر فيلر كه بوسيله ي قالب نوع II توليد مي شود 55% مي باشد.
در هنگام ارزيابي روش هاي عمل آوري ميكروويو اين مسئله مشخص شد كه استفاده ازاين روش عمل آوري به تنهايي نمي تواند باعث توليد مواد با خواص بالك مناسب شود. زيرا شرايط واكنش غير هموژن بود. اين مسئله نياز است تاماازتركيبي حرارت دهي تشعشعي وميكروويو استفاده كنيم واين مشخص شده است كه اين مسئله منجربه تشكيل شرايط واكنش هموژن مي شود كه اين مسئله مي تواند به طور موفقيت آميزي جهت توليد مواد كامپوزيتي اپوكسي استفاده كرد ومي توان در اين روش انواع اندازه ي ذرات زباله هاي PCB رااستفاده كرد. اين فرآيند براي بچ هاي كم استفاده مي شود اما ازاين روش در فرآيند مداوم نيز استفاده كرد واين به نظر مي رسد كه فرآيند مداوم مرحله ي آينده ي اين روش مي باشد.
نكته ي كليدي براي اين فاز از كار تحقيق درمورد يك طرز كار قابل انجام براي عمل آوري ميكروويو در فرآيندهاي غيرمداوم قالب هاي PTFE است. براي انجام اين كار كلاف هاي ميكروويو برقي در نظر گرفته شده است وميزان عمل آوري بوسيله ي (DSC)

Differential Scanning Calorimetry اندازه گيري شد.

يك روش ديگر نيز مورد آزمايش قرار داده شده است كه در آن تركيبي از حرارت دهي تابشي و ميكروويو استفاده شده است. براساس يافته ها يك روش عمل آوري مواد براي مواد اپوكسي با ميزان مختلف فيلر
پيشنهاد شده است.خواص مكانيكي مواد نتيجه شده ودرصد ميزان عمل آوري اندازه گيري شده است و مقداروغيريكنواختي مخلوط ها بوسيله ي SEM اندازه گيري شد.
يك هدف اصلي ارزيابي ميزان بازار ممكنه وكاربردهاي مواد بازيافت شده از وسايل الكتريكي والكترونيكي فرسوده است. امكان انجام اين كار اثبات شده است اما دراين كارمشكلات جزئي وجوددارد.
آخرين آمار موجود نشان مي دهد عمده ميزان WEEE مربوط به زباله هاي خانگي مانند يخچال ها (وساير وسايل مشابه ) ووسايل ارتباط جمعي مانند كامپيوترها وپرينترها هستند. تخمين زده شده است كه همه ي اين وسايل حدود 3 ميليون تن پلاستيك دارند كه هر ساله در انگليس در زيرزمين دفن مي شوند. حجم توليد WEEE تقريبا هرساله 5-3% افزايش مي يابد. اين مسئله تاحدي به سرعت بالاي تغيير تكنولوژي هاي ساخت وسرعت بالاي جايگزيني محصولات الكتريكي والكترونيكي بستگي دارد.


قابليت تحويل برنامه ريزي شده ي اين پروژه عبارتست از:
1. ايجاد يك فرآيند بازيابي وبازيافت مواد PCB به محصولات باارزش وجديد كه انرژي كمي مصرف كند.
2. رزين هاي بهينه سازي شده براي فرآيند رآكتيو ميكروويو براي مواد بازيافت شده ي PCB براي توليد مواد باكارايي بالا كه براي كاربردهاي مختلف بازار مناسب باشند.
3. ارزيابي پتانسيل كاربردبازار واحتياجات موردنياز براي اين بازار
4. تؤسعه ي يك استراتژي براي فرآيند مداوم براي رفع نيازهاي بازار
5. ارائه ي گزارش تحقيقي وانتشار يافته ها


/ج