新型粘合劑:有助於更好回收利用電子產品!
導讀
近日,德國卡爾斯魯厄理工學院(KIT)的研究人員開發出一種新型粘合劑。這種粘合劑在受熱後會分解,而且是可逆的。這項發明可減少資源的浪費,有利於電子產品的回收處理,並可應用於一系列領域。
背景
如今,電子產品更新換代非常頻繁。各類廢棄的電子產品,例如筆記本電腦、智能手機、家用電器等「電子垃圾」的數量非常驚人。這些電子垃圾對生態環境以及人類健康的危害愈演愈烈。
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對於處理電子垃圾來說,常用方法有填埋、焚燒、化學處理。然而,這些方法有著一個共同的缺陷:污染環境。為此,筆者曾介紹過一種環保的垃圾處理創新方案:在低溫條件下,將電子垃圾粉碎成納米粉塵。
(圖片來源:參考資料【2】)
為了減少電子垃圾,今天讓我們來重點關注電子產品的回收利用。首先從粘合劑說起,在電子產品中,粘合劑的作用是將不同元器件連結在一起。相比於鉚接和螺栓的連接方案,粘合劑有利於減輕電子產品的重量,有時候還會用於絕緣和阻尼。
然而,粘合劑也有缺點:在拆裝電子產品的時候,粘合劑的存在大大地增加了拆裝的難度。分開這些元器件會耗費大量的時間與能量,有時候還需要使用刺激性的化學物質。此外,這些元器件在分離時,還可能遭到損傷。
創新
為此,德國卡爾斯魯厄理工學院(KIT)的研究人員開發出一種新型粘合劑。這種粘合劑在受熱後會分解,而且是可逆的。這項發明可減少資源的浪費,有利於電子產品的回收處理,並可應用於一系列領域。
(圖片來源:Amadeus Bramsiepe, KIT)
技術
電子產品、材料、資源的循環利用有利於減少電子垃圾,製造出可修復、可重用、可回收的產品。目前,電子產品的使用周期正不斷縮短,以智能手機為例,使用周期通常為一到兩年。完好的回收利用仍然是一個挑戰。
KIT 化學技術與高分子化學(ITCP)研究所大分子結構工作小組的領頭人 Christopher Barner-Kowollik 教授表示:「手機、平板電腦等日常使用的許多電子產品的元器件,通常都會在某些點上粘合在一起。」
為了解決粘合劑所帶來的分離元器件的難題,Barner-Kowollik 及其團隊採用了受熱後會分解的新型粘合劑。它在室溫條件下是穩定的,但卻可在相對較低的溫度下精準、迅速地分解。在完成這一處理過程之後,相應的位置會著色。
為了實現這種「按需脫膠」(DoD)工藝,專家們採用了具有預定斷裂點的長鏈聚合物分子。在低於100攝氏度的溫和溫度下,在這些斷裂點上,化合物會打開,粘合劑會分解掉。其成分以及分離時所需的溫度,可以根據應用需求來定製。Barner-Kowollik 表示:「這些參數可以通過修改分子來改變。」
價值
這種智能粘合劑,一開始是開發用於牙科技術的,換句話說用它可用於輕鬆地移除粘合的牙冠或托槽。現在,它將開闢一系列的新應用。除了電子行業,它還可用於將材料臨時固定在工作台或建築工地上,取代傳統的暗銷接合的方法。這種受熱後會分解的粘合劑已經申請了專利。科研人員們正計劃與不同行業的夥伴展開進一步的合作。
關鍵字
粘合劑、電子垃圾、聚合物
參考資料
【1】https://www.kit.edu/kit/english/pi_2018_131_proper-sorting-new-adhesive-for-better-recycling.php
【2】http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1369702116303972
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