废电子电器中溴化阻燃剂超声微波协同作用下的转化机理研究

研究利用超声场的空化效应所提供的瞬间局部高温、高压、强冲击力等物理环境和微波场所呈现的热效应及非热效应的协同作用，在相对温和的密闭水相环境下处理废电子电器设备中含溴阻燃剂塑料，使其中的溴化阻燃剂中的溴得以转化的过程及机理。课题将主要研究典型溴化阻燃剂在超声微波协同作用的水相体系中脱溴降解的反应规律和机理，分析超声微波对目标反应的协同作用机制，研究添加剂对目标反应的优化调控途径，为该技术的实际应用提供理论依据。本申报课题的成功实施，可在消除溴化阻燃剂引发的环境问题的同时，最大限度地对其实现资源化，课题研究不仅具有学术价值，而且对于推动废电子电器设备处理相关产业的可持续发展具有重要的现实意义。

随着信息技术的创新和市场需求的扩大，电子产品更新换代加快，大量的废弃电子电器设备随之产生。其中的废印刷线路板作为电子器件中不可缺少的核心部件，因富含高价金属而成为废弃电子电器设备回收处理企业主要的效益来源，而废印刷线路板中的非金属物质因低值且含有难降解的溴化阻燃剂往往采取填埋或者焚烧，甚至随意倾倒的方式处理，引发了新的环境问题。废印刷线路板中含溴阻燃剂非金属物质的环境友好资源化回收技术越来越成为广大研究者关注的焦点。.本研究旨在利用超声波场产生的局部高温高压及强冲击剪切作用的微环境和微波场所呈现出的体加热特性及非热效应，通过两种物理场的叠加作用处理废印刷线路非金属中的溴化环氧树脂，并研究其降解脱溴机理。主要的研究结论包括：废印刷线路板非金属热解的最概然机理函数为：f(a)=[-ln(a)]4 ，其热解过程本质上属于随机成核和随机生长模型；超声微波对废印刷线路板非金属降解作用明显，并在低于其热分解温度条件下实现溴化环氧树脂的降解和脱溴，反应最高温度为280 0C，时间40min，非金属中有机组分的降解率最高可以达到74.11%；液相产物分析表明超声微波协同作用降解溴化环氧树脂产物的主要的成分是苯酚和取代苯酚类物质，溴化阻燃剂物质得到了一定程度降解和脱溴；对比溴化阻燃剂模型化合物四溴双酚A的超声微波协同作用降解产物，初步确定废印刷线路板非金属降解的可能路径是先断链生成四溴双酚A自由基或双酚A自由基，在逐步脱溴生成苯酚类物质。.本研究基本完成了项目申报书中的研究内容，其研究结果可为废印刷线路板非金属资源化回收提供了一种环境友好的路径方法，实验数据可为超声微波协同作用处理废印刷线路板非金属的工业化应用提供依据。