（一）废旧聚丙烯/废弃印刷线路板非金属粉复合材料
废弃印刷线路板作为一种典型的电子废弃物，几乎出现在所有的电子产品中，数量巨大、种类繁多。近几年，世界印刷电路板行业年平均增长率已达8.7%，东南亚地区年增长率为10.8%，而我国的增长率高达14.4%，其产量已居世界首位。中国大陆每年需要处理掉的废旧印刷线路板在50万吨以上。如何处理数量巨大的废旧印刷线路板已成为包括中国在内的电子信息行业大国所面临的共同问题。印刷线路板中通常含有约30%的高分子材料、30%的惰性氧化物和40%的金属。其中金属成分的回收利用技术已经相当成熟，但是占60%以上的非金属材料常常被作为垃圾丢弃、焚烧或填埋。这不仅给环境带来巨大压力，而且也造成了巨大的资源浪费。
目前对废弃线路板非金属材料（WPCBN）资源化利用的研究主要集中于将其用于热固性树脂（如环氧树脂和酚醛树脂）或热塑性树脂（如聚丙烯）的填料，因此以WPP和WPCBN为原料，制备性能优良、价格低廉的WPP/WPCBN复合材料具有重要的经济效益、社会效益和环保效益。本方法选用来自废弃汽车保险杠的废旧聚丙烯为复合材料基体，以废弃线路板非金属粉（WPCBN）为填料制备了复合材料。
1.配方
2.加工工艺
WPCBN的表面改性在高速混合机中进行，硅烷偶联剂（KH550）首先进行水解，然后缓慢滴加到高速搅拌的WPCBN中，混合温度设定为80℃，混合时间为30min。WPP取自废弃的汽车保险杠，清洗后将其粉碎，处理后的WPCBN与WPP分别在100℃干燥箱中干燥4h；将WPP、抗氧剂、润滑剂等助剂与不同用量的WPCBN、MAPP混合，经双螺杆挤出机（SHJ系列，南京杰恩特机电有限公司）挤出造粒。图3-1为WPP/WPCBN复合材料的制备工艺流程。
图3-1 WPP/WPCBN复合材料的制备工艺流程
3.参考性能
以WPP为基体，WPCBN为填料，制备WPP/WPCBN复合材料。由图3-2（a）～图3-2（c）可见，材料的拉伸、冲击强度随WPCBN用量的增加而减小，弯曲强度则随之增大。WPCBN中所含的玻璃纤维是一种刚性填料，导致复合材料的刚性增强，弯曲强度增大。复合材料的韧性取决于填料与基体的界面黏结强度和填料在基体中的分散程度。填料的持续加入破坏了聚丙烯基体的连续性，在相容性较差的填料与基体间形成大量界面，受到外力时，界面产生银纹甚至裂缝，不能被及时终止，容易发展成宏观应力开裂，从而导致拉伸、冲击强度下降。为了实现充分回收利用WPCBN，又得到较好的复合材料，选择m（WPP）∶m（WPCBN）为100∶30进行研究，此时拉伸、弯曲、冲击强度分别为18.06MPa、25.58MPa、7.89kJ/m2。
复合材料氧指数（OI）的测定结果显示［图3-2（d）］，纯WPP的OI值为20，属易燃材料。WPP/WPCBN复合材料的OI值随WPCBN填充量的增加而升高，m（WPP）∶m（WPCBN）为100∶10时，OI值（氧指数）为22，材料在空气中具有自熄性。WPCBN中含不燃的玻璃纤维，并且线路板制作过程中添加有溴系阻燃剂，使WPCBN作为填料具有一定阻燃性能。
图3-2 WPCBN用量对WPP/WPCBN复合材料力学性能及氧指数的影响
由图3-3（a）可见，添加未改性的 WPCBN 时，复合材料冲击断面空洞较多，镶嵌在基体树脂中的填料粒子与基体树脂间的空隙较大，颗粒分布不均匀，断面粗糙，清晰可见较多填料粒子裸露在树脂外面，并且粒子表面光滑；表明填料与 PP 树脂基体界面黏结较差，树脂产生不连续现象。添加1.5phr KH550改性后的WPCBN，如图3-3（b）所示，复合材料断面空洞减少，粒子分布比较均匀。填料粒子拔出时，引发了周围基体屈服，较少粒子裸露在树脂外面，粒子表面有少量聚丙烯基体黏附，表明填料与树脂界面黏结作用加强。添加相容剂 MAPP 后，图3-3（c）中复合材料断面平整，填料粒子在树脂中分布较均匀，填料粒子表面完全被聚丙烯基体包裹，填料与树脂之间界面紧密，脱落界面间存在丝状连接，界面黏结明显优于前两者。界面结合强度的提高使受到外力形成微裂纹时需要的能量增大，宏观表现为复合材料力学性能的提高。说明马来酸酐接枝聚丙烯作为相容剂起到很好的作用。
图3-3 不同改性体系的复合材料冲击断面形貌
如图3-4所示，按配方m（WPP）∶m（WPCBN）∶m（MAPP）=100∶30∶9所制备的复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度分别达到 26.78MPa、32.35MPa、6.8kJ/m2，WPP/WPCBN；与采用纯PP为基体的NPP/WPCBN 相比，拉伸、弯曲强度分别下降16.8%、20.4%，降幅较低；冲击强度提高 10.6%。当WPCBN 填充量达到 10 phr以上时，具有阻燃性能，复合材料具有自熄性，见图3-2。由于 WPP 取自废弃的汽车保险杠，加工过程中添加的弹性体使其韧性较好，因此所制的复合材料冲击强度较优。
图3-4 基体类型对复合材料力学性能的影响