基于 Vitrimer 的塑料有望实现更多可回收 PCB • –

最近的一项研究表明，vitrimer 有可能用于制造比我们今天使用的印刷电路板 (PCB) 更易于修复和回收的印刷电路板 (PCB)。

该研究由华盛顿大学进行，发表于 自然 并得出结论，vitrimer 可以取代热固性塑料，成为 PCB 的关键材料之一。

由于其化学成分，多氯联苯对环境来说并不是很好。 研究报告合著者 Vikram Iyer 表示：“世界每年产生数十亿磅的电子废物，随着我们将电子产品集成到各种智能设备中，这是世界上增长最快的废物流之一。” 登记册。

“除了需要提取更多资源来制造这些设备外，它们还会产生废物，在使用寿命结束时会污染空气、土壤和水。”

热固性材料（目前用于 PCB 的塑料类型）和 vitrimer 之间的主要区别在于后者的延展性。 加热时，vitrimer 分子可以破坏化学键并形成新的化学键，这是聚合物的一个不寻常的特性。 Vitrimer，即玻璃状聚合物，于 2011 年首次合成，但该材料的实际用途直到后来才出现。

“我们意识到他们正在开发的 vitrimer 材料是创建可回收电路板的完美解决方案，并且我们有潜力创建一种具有类似于行业标准的特性的材料来加速采用，”Iyer 解释道。

制造 vitrimer PCB（或研究人员称之为 vPCB）的过程与普通 PCB 基本相同——唯一的实质性区别是 vPCB 是完全固化的，而传统设计只是半固化的。

当浸入有机溶剂中时，研究小组发现该溶液将 vPCB 中的 vitrimer 转化为“果冻状物质”，使其尺寸膨胀并与玻璃和其他组件分离。 该过程甚至不使用化学反应，甚至溶剂也可回收。

研究人员表示，他们可以回收所有玻璃以供再利用，其中包括 98% 的玻璃体和 91% 的溶剂，这对于可回收率来说是非常可观的。

vPCB 还显示出了可修复性的巨大前景，由于基材可以分离，因此可以修复破裂的 PCB 等损坏。 幸运的是，Vitrimer 具有足够的耐热性，可用于热风枪（用于熔化 PCB 上的焊料）等物品，以便在维修时正常工作。

“不过，当然还有让它们变得更强大的空间，”艾耶承认。 “我们可以调整属性，使它们 [vitrimers] 可以承受更高的温度。 该团队的成员目前正在开发人工智能工具来预测新的 vitrimer 的特性，希望能够针对目标应用对其进行定制。”

vPCB 甚至可能不会增加太多成本（如果有的话）

目前使用 vitrimer 的最大障碍（假设它被证明是塑料的有价值的继任者）是成本。 由于 vPCB 的生产方法显然与典型 PCB 基本相同，因此在这方面不会有价格差异 – 但使用 vitrimer 代替塑料仍然可能是一个财务障碍。

“我们的 vitrimer PCB 与用于图案化和制造电路的所有标准处理兼容，因此这些成本应该相似，”Iyer 告诉我们。

研究人员尚未分析热固性材料和玻璃体之间潜在的成本差异，但艾耶对此充满希望。 “不过，我们确实使用了现成的化学品，而且这里的加工步骤与环氧树脂等工业生产的材料基本相同（加热、搅拌等），这表明它在规模化方面具有成本竞争力。”

当然，这些化学品（环氧化物、酸和催化剂）的供应量必须足以满足 PCB 行业的需求，该行业每年生产数千万块电路板。 这就是额外成本的来源。

另一方面，由于 vPCB 的可回收性很高，因此可以节省材料的再利用，从而抵消初始成本。

然而，与研究中的所有突破一样，尚不确定这些发现是否会转化为现实世界的产品。 鉴于微软、谷歌和亚马逊资助了这项研究（微软甚至提供了一名研究人员），它绝对有可能走出实验室并进入实际的电子产品。 ®