酚醛樹脂層壓基板真空熱裂解產物分析表征
利用程序升溫的熱解爐反應器對酚醛樹脂層壓基板進行真空熱裂解，通過元素分析、傅里葉紅外(FT-IR)分析和氣相色譜-質譜(GC-MS)分析，對原料及產物油成分進行了表征。研究表明，熱解油上層清液主要是一些較易溶于水的物質，如苯酚、甲酚、二甲酚、糖類、乙內酰脲類、嗎啉類、吡喃酮類和吡啶類化合物等;而下層沉淀則主要為不溶或難溶于水的物質，如大取代基酚類(取代基碳原子數≥2)、磷酸三芳基酯類、脂肪酸酯類和腈類化合物等。其中，三聚氰胺在上層清液和下層沉淀中都有較高的含量。
1引言
隨著電子產品更新換代頻率的加快，廢棄電子電器的數量迅猛增加。電路板是廢棄電器的組成部分之一。目前，處理廢舊電路板的方法有很多，其中，熱解技術具有易分離其中的金屬、玻璃纖維和有機物等成分，并且對環境友好的優點，因此該技術具有非常好的應用前景［1］。目前，利用熱解技術來處理廢棄電路板的研究主要集中于環氧樹脂電路板［2～8］，而酚醛樹脂電路板的熱解處理卻鮮見報道。本研究采用真空熱裂解技術對阻燃的FR-1型酚醛層壓基板進行了深入的研究。由于FR-1層壓基板的制造工藝多以桐油改性的酚醛樹脂為主體樹脂，加入部分環氧樹脂、含氮樹脂(如三聚氰胺甲醛樹脂、苯胺甲醛樹脂、海因樹脂等)，并與阻燃劑、固化劑、增塑劑等助劑配合使用［9］。故該層壓基板的熱裂解反應過程復雜，所得到的油產品成分多，且其沸點和分子量也比較接近，采用常規儀器分析比較困難，而采用GC-MS則可以較為準確、方便地進行定性與定量分析，輔之以傅里葉紅外(FT-IR)分析和元素分析可以更好地確定產物油成分，從而為熱解油的后續處理及應用提供理論依據。
2實驗部分
2.1儀器與材料
NicoletMagnaAVATR-360傅立葉變換紅外光譜儀(美國Nicolet公司);2010氣相色譜-QP2010質譜聯用儀(日本島津公司);VarioELⅢCHNS元素分析儀(德國Elementar公司);DWJ-3L低溫冷阱(北京松源華興科技發展有限公司);WTS型溫控裝置(東南大學自動化儀表研究所);DP-A型數字壓力計(南京桑力電子設備廠);TW-1A型旋片式真空泵(溫嶺市挺威真空設備有限公司);自制加熱電阻爐。甲醇(色譜純，天津市大茂化學試劑廠)。實驗所用材料為阻燃FR-1型紙基酚醛層壓覆銅箔板(長沙維思電子電路有限公司)，本實驗暫不考慮金屬元素的作用，故所用電路板為光板，且板上銅箔已腐蝕去除。
2.2實驗流程和方法
2.2.1實驗流程將電路板切割成約1cm×1cm的碎片，稱取20g，裝入自制熱裂解反應器中。實驗流程如圖1所示。在真空條件下，以設定的升溫速率提高到終熱解溫度，保持一定時間。裂解反應產生的氣體和氣溶膠被真空泵迅速抽離反應器進入低溫冷阱(二級，低溫度可達－40℃)，冷凝得到熱解油;未冷凝的部分則通過吸收塔(堿石灰為吸收劑)除去氣溶膠和酸性氣體，剩下的氣體由真空泵抽出，進入氣體吸收池(30%NaOH溶液)，凈化后的氣體直接排空。對熱解油進行FT-IR及GC-MS分析。
1引言
隨著電子產品更新換代頻率的加快，廢棄電子電器的數量迅猛增加。電路板是廢棄電器的組成部分之一。目前，處理廢舊電路板的方法有很多，其中，熱解技術具有易分離其中的金屬、玻璃纖維和有機物等成分，并且對環境友好的優點，因此該技術具有非常好的應用前景［1］。目前，利用熱解技術來處理廢棄電路板的研究主要集中于環氧樹脂電路板［2～8］，而酚醛樹脂電路板的熱解處理卻鮮見報道。本研究采用真空熱裂解技術對阻燃的FR-1型酚醛層壓基板進行了深入的研究。由于FR-1層壓基板的制造工藝多以桐油改性的酚醛樹脂為主體樹脂，加入部分環氧樹脂、含氮樹脂(如三聚氰胺甲醛樹脂、苯胺甲醛樹脂、海因樹脂等)，并與阻燃劑、固化劑、增塑劑等助劑配合使用［9］。故該層壓基板的熱裂解反應過程復雜，所得到的油產品成分多，且其沸點和分子量也比較接近，采用常規儀器分析比較困難，而采用GC-MS則可以較為準確、方便地進行定性與定量分析，輔之以傅里葉紅外(FT-IR)分析和元素分析可以更好地確定產物油成分，從而為熱解油的后續處理及應用提供理論依據。
2實驗部分
2.1儀器與材料
NicoletMagnaAVATR-360傅立葉變換紅外光譜儀(美國Nicolet公司);2010氣相色譜-QP2010質譜聯用儀(日本島津公司);VarioELⅢCHNS元素分析儀(德國Elementar公司);DWJ-3L低溫冷阱(北京松源華興科技發展有限公司);WTS型溫控裝置(東南大學自動化儀表研究所);DP-A型數字壓力計(南京桑力電子設備廠);TW-1A型旋片式真空泵(溫嶺市挺威真空設備有限公司);自制加熱電阻爐。甲醇(色譜純，天津市大茂化學試劑廠)。實驗所用材料為阻燃FR-1型紙基酚醛層壓覆銅箔板(長沙維思電子電路有限公司)，本實驗暫不考慮金屬元素的作用，故所用電路板為光板，且板上銅箔已腐蝕去除。
2.2實驗流程和方法
2.2.1實驗流程將電路板切割成約1cm×1cm的碎片，稱取20g，裝入自制熱裂解反應器中。實驗流程如圖1所示。在真空條件下，以設定的升溫速率提高到終熱解溫度，保持一定時間。裂解反應產生的氣體和氣溶膠被真空泵迅速抽離反應器進入低溫冷阱(二級，低溫度可達－40℃)，冷凝得到熱解油;未冷凝的部分則通過吸收塔(堿石灰為吸收劑)除去氣溶膠和酸性氣體，剩下的氣體由真空泵抽出，進入氣體吸收池(30%NaOH溶液)，凈化后的氣體直接排空。對熱解油進行FT-IR及GC-MS分析。
實驗流程[-page-]
2.2.2儀器工作參數FT-IR條件:分辨率4cm－1，掃描時間32s，掃描范圍400～4000cm－1;GC條件:DB-1色譜柱(30m×0.25mm，0.25μm)。升溫程序為100℃(3min)，以10℃/min升到280℃，保持5min。進樣口溫度260℃;分流比10∶1;柱流量1.2mL/min;載氣(He)流量3.0mL/min;柱壓89.7kPa。MS條件:標準EI源，電子能量70eV，離子源溫度200℃;接口溫度250℃;m/z40～600;掃描間隔0.2s;電子倍增器電壓0.8kV。
3結果與討論
3.1元素分析和FT-IR分析
利用元素分析儀對電路板進行了分析，其中C，H和N含量分別為55.3%，6.55%和5.56%，不含S。圖2為在熱解終溫650℃、體系壓力10kPa、升溫速率90℃/min、保溫時間30min、冷凝溫度－30℃條件下所得熱解油的紅外光譜圖。3700～3000cm－1為O
