可生物降解的PCB是否足夠環(huán)保

PCB是每個電子產(chǎn)品的組成部分。隨著電子小工具在我們生活的各個方面的使用增加以及由于它們的壽命縮短，一件事是電子廢物的數(shù)量增加。隨著物聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及汽車領(lǐng)域高級駕駛員輔助技術(shù)的蓬勃發(fā)展，這種增長只會加速。

為什么PCB浪費是一個真正的問題

盡管PCB的設(shè)計可以使用很多年，但事實是，這些PCB占據(jù)優(yōu)勢的小工具正以驚人的頻率被更換。因此出現(xiàn)的一個關(guān)鍵問題是分解問題，導(dǎo)致許多環(huán)境問題。尤其是在發(fā)達(dá)國家，由于大量廢棄電子產(chǎn)品被運往垃圾填埋場，它們將有毒物質(zhì)釋放到環(huán)境中，例如：

l汞–可能導(dǎo)致腎臟和大腦損傷。

l鎘–已知會導(dǎo)致癌癥。

l鉛–已知會導(dǎo)致腦損傷

l溴化阻燃劑（BFR）–已知會影響女性的荷爾蒙功能。

l鈹–已知會致癌

即使將板回收再利用，而不是將其扔進垃圾填埋場，回收過程也是危險的，并可能導(dǎo)致健康危害。另一個問題是，隨著我們的設(shè)備越來越小，越來越輕，將它們拆開以回收可回收部件是一項艱巨的任務(wù)。在撤回任何可回收材料之前，需要手動清除所有使用的膠水和粘合劑。因此，該過程非常費力。通常，這意味著將PCB板運送到勞動力成本較低的欠發(fā)達(dá)國家。這些問題的答案（電子設(shè)備堆積在垃圾填埋場中或它們被回收利用）顯然是可生物降解的PCB，可以大大減少電子廢物。

用瞬態(tài)金屬（例如鎢或鋅）代替當(dāng)前的有毒材料是朝這個方向邁出的一大步。伊利諾伊大學(xué)厄本那-香檳分校的Frederick Seitz材料研究實驗室的一組科學(xué)家已著手制造一種功能完備的PCB，該PCB在暴露于水時會分解。PCB由以下材料制成：

l商業(yè)現(xiàn)貨組件

l鎂膏

l鎢膏

l羧甲基纖維素鈉（Na-CMC）底物

l聚環(huán)氧乙烷（PEO）粘結(jié)層

實際上，已經(jīng)使用由從香蕉莖和小麥面筋中提取的天然纖維素纖維制成的生物復(fù)合材料開發(fā)出了完全可生物降解的PCB。生物復(fù)合材料不含化學(xué)物質(zhì)。這些可生物降解的瞬態(tài)PCB具有與常規(guī)PCB相似的性能。還使用雞毛和玻璃纖維開發(fā)了部分可生物降解的PCB。

諸如碳水化合物和蛋白質(zhì)之類的生物聚合物是可生物降解的，但它們需要的自然資源（如土地和水）正在變得稀缺。還可以從農(nóng)業(yè)廢料（如香蕉纖維）中獲得可再生和可持續(xù)的生物聚合物，這些廢料是從植物莖中提取的。這些農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品可用于開發(fā)完全可生物降解的復(fù)合材料。

環(huán)保板是否可靠？

通常，“環(huán)?！币辉~會讓人聯(lián)想到易碎產(chǎn)品的圖像，這不是我們希望將PCB與之關(guān)聯(lián)的屬性。我們關(guān)聯(lián)綠色PCB板的一些擔(dān)心包括：

l機械性能-環(huán)保型木板由香蕉纖維制成的事實使我們認(rèn)為木板可能像樹葉一樣脆弱。但是事實是，研究人員正在組合基板材料，以制造強度可與傳統(tǒng)板媲美的板。

l熱性能-PCB需要在熱性能上表現(xiàn)出色，并且不容易著火。已知生物材料具有較低的溫度閾值，因此從某種意義上說，這種恐懼是有充分根據(jù)的。但是，低溫焊料有助于避免此問題。

l介電常數(shù)-這是可生物降解板的性能與傳統(tǒng)板相同的領(lǐng)域。這些板所達(dá)到的介電常數(shù)完全在要求的范圍內(nèi)。

l在極端條件下的性能-如果將生物復(fù)合材料的PCB暴露在高濕度或高溫下，則不會觀察到輸出偏差。

l散熱-生物復(fù)合材料能夠散發(fā)大量熱量，這是PCB所需的特性。

隨著電子產(chǎn)品的使用越來越廣泛，電子垃圾將繼續(xù)增長到驚人的程度。然而，好消息是，隨著對環(huán)保選項的研究進一步發(fā)展，綠板將成為商業(yè)現(xiàn)實，從而減少電子廢物和電子回收問題。在我們與過去的電子廢物以及當(dāng)前的電子設(shè)備抗衡的同時，現(xiàn)在是我們展望未來并確保可生物降解PCB廣泛使用的時候了。