PCB ist ein integraler Bestandteil jedes elektronischen Produkts. Mit der zunehmenden Verwendung von elektronischen Geräten in allen Aspekten unseres Lebens und aufgrund ihrer verkürzten Lebensdauer steigt die Menge an Elektroschrott. Mit der Entwicklung aufstrebender Industrien wie dem Internet der Dinge und der starken Entwicklung fortschrittlicher Fahrerassistenztechnologien im Automobilsektor wird sich dieses Wachstum nur beschleunigen.

Warum PCB-Abfall ein echtes Problem ist？

Obwohl PCB-Designs viele Jahre lang verwendet werden können, werden diese kleinen Werkzeuge, die PCB dominieren, in alarmierender Häufigkeit ersetzt. Daher ist ein Schlüsselproblem, das auftaucht, das Zersetzungsproblem, das zu vielen Umweltproblemen führt. Vor allem in Industrieländern setzen sie giftige Stoffe in die Umwelt frei, da eine große Anzahl ausrangierter elektronischer Produkte auf Deponien transportiert werden, wie zum Beispiel:

Quecksilber – kann Nieren- und Hirnschäden verursachen.

Cadmium ist bekannt dafür, Krebs zu verursachen.

Blei ist dafür bekannt, Hirnschäden zu verursachen

Bromierte Flammschutzmittel (BFR) – bekannt dafür, die hormonelle Funktion von Frauen zu beeinträchtigen.

Beryllium ist bekannt dafür, Krebs zu verursachen

Selbst wenn die Platte recycelt und wiederverwendet wird, anstatt sie auf einer Deponie zu werfen, ist der Recyclingprozess gefährlich und kann Gesundheitsgefahren verursachen. Ein weiteres Problem besteht darin, dass unsere Geräte kleiner und leichter werden und es schwierig ist, sie auseinander zu nehmen, um die recycelbaren Teile zu recyceln. Vor der Entnahme von Wertstoffen müssen alle verwendeten Leime und Klebstoffe manuell entfernt werden. Daher ist das Verfahren sehr mühsam. Dies bedeutet in der Regel den Versand von Leiterplatten in weniger entwickelte Länder mit geringeren Arbeitskosten. Die Antwort auf diese Fragen (elektronische Geräte werden auf Deponien aufgestapelt oder recycelt) ist offensichtlich biologisch abbaubares PCB, das den Elektroschrott erheblich reduzieren kann.

Der Ersatz aktueller toxischer Materialien durch transiente Metalle (wie Wolfram oder Zink) ist ein großer Schritt in diese Richtung. Ein Team von Wissenschaftlern des Frederick Seitz Materials Research Laboratory an der University of Illinois in Urbana-Champaign hat sich zum Ziel gesetzt, ein voll funktionsfähiges PCB zu entwickeln, das sich zersetzt, wenn es Wasser ausgesetzt wird. Die Leiterplatte besteht aus folgenden Materialien:

Kommerzielle Standardkomponenten

Magnesiumpaste

Wolframpaste

Natriumcarboxymethylcellulose (Na-CMC) Substrat

Haftschicht aus Polyethylenoxid (PEO)

Tatsächlich wurden vollständig biologisch abbaubare PCBs unter Verwendung von Biokompositen aus natürlichen Zellulosefasern entwickelt, die aus Bananenstängeln und Weizengluten gewonnen werden. Das Biokompositmaterial enthält keine chemischen Stoffe. Diese biologisch abbaubaren transienten PCBs haben ähnliche Eigenschaften wie konventionelle PCBs. Einige biologisch abbaubare PCBs wurden auch unter Verwendung von Hühnerfedern und Glasfasern entwickelt.

Biopolymere wie Kohlenhydrate und Proteine ​​sind biologisch abbaubar, aber die dafür benötigten natürlichen Ressourcen (wie Land und Wasser) werden knapp. Erneuerbare und nachhaltige Biopolymere können auch aus landwirtschaftlichen Abfällen (wie Bananenfasern) gewonnen werden, die aus Pflanzenstängeln gewonnen werden. Diese landwirtschaftlichen Nebenprodukte können verwendet werden, um vollständig biologisch abbaubare Verbundmaterialien zu entwickeln.

Ist die Umweltschutzbehörde zuverlässig?

Normalerweise erinnert der Begriff „Umweltschutz“ an das Image zerbrechlicher Produkte, was nicht das Attribut ist, das wir mit PCBs verbinden wollen. Einige unserer Bedenken bezüglich grüner Leiterplatten sind:

Mechanische Eigenschaften – Die Tatsache, dass umweltfreundliche Bretter aus Bananenfasern bestehen, lässt uns vermuten, dass Bretter so zerbrechlich wie Blätter sein können. Tatsache ist jedoch, dass die Forscher Substratmaterialien kombinieren, um Platten herzustellen, die in ihrer Festigkeit mit herkömmlichen Platten vergleichbar sind.

Thermische Leistung-PCB muss eine ausgezeichnete thermische Leistung aufweisen und darf nicht leicht Feuer fangen. Es ist bekannt, dass biologische Materialien eine niedrigere Temperaturschwelle haben, daher ist diese Befürchtung gewissermaßen begründet. Dieses Problem kann jedoch durch Niedertemperaturlot vermieden werden.

Dielektrizitätskonstante – Dies ist der Bereich, in dem die Leistung des biologisch abbaubaren Kartons der des herkömmlichen Kartons entspricht. Die von diesen Platten erreichten Dielektrizitätskonstanten liegen gut im erforderlichen Bereich.

Leistung unter extremen Bedingungen – Wenn die Leiterplatte des Biokompositmaterials hoher Luftfeuchtigkeit oder hoher Temperatur ausgesetzt ist, wird die Leistungsabweichung nicht beobachtet.

Wärmeableitungs-Biokompositmaterialien können viel Wärme abstrahlen, was eine erforderliche Eigenschaft von PCBs ist.

Mit der zunehmenden Verbreitung elektronischer Produkte wird der Elektroschrott in besorgniserregendem Ausmaß weiter zunehmen. Die gute Nachricht ist jedoch, dass mit der Weiterentwicklung der Forschung zu Umweltschutzoptionen Green Boards zu einer kommerziellen Realität werden und dadurch die Probleme von Elektroschrott und Elektrorecycling reduziert werden. Während wir uns mit Elektroschrott der Vergangenheit und aktuellen elektronischen Geräten auseinandersetzen, ist es an der Zeit, in die Zukunft zu blicken und die weit verbreitete Verwendung von biologisch abbaubaren PCBs sicherzustellen.