可降解高性能电路板实现全组分回收

电子废弃物已成为增长最快的有害固体废物之一，2022年全球产生数千万吨，其中回收率偏低。印刷电路板（PCB）作为电子设备的核心部件，其所用的不可逆交联环氧树脂难以分解，导致回收过程通常只回收金属，约70%的介电基体被丢弃，造成资源浪费和环境负担。生命周期评估表明，铜矿开采和环氧树脂生产在电路板制造中分别对不可再生资源消耗和人类毒性潜力贡献巨大，迫切需要一种既能保持高性能又能实现报废后全组分回收的新材料方案。

浙江大学的研究团队提出并开发了一种基于偕二甲基二硫代缩酮（gTK）结构的动力学惰性共价可适应网络，用于制造可回收的高性能电路板。该策略通过引入位阻较大的偕二甲基基团，大幅提高了动态共价键在热与酸碱环境下的稳定性，从而保证材料在使用期的结构完整性；与此同时，该网络对过氧化氢等氧化剂敏感，可在受控条件下发生选择性氧化断裂，实现树脂的可控降解。

分子层面表征显示，gTK键在高温（180°C）下长时间加热也不发生交换反应，而对照的二硫代缩醛（TA）键在较低温度即可快速达到交换平衡，表明gTK具备更高的反应能垒。酸碱稳定性测试进一步证明，gTK在强碱或过量酸条件下保持高度稳定，酸解活化能明显高于TA，说明偕二甲基的位阻效应有效抑制了不期望的交换或水解反应。尽管如此，gTK仍能被过氧化氢选择性氧化裂解：其降解路径包括硫化物氧化、C–S 键断裂、继而进一步氧化与水解，在温和加热下可实现高转化率。由此实现了“使用期稳定性”与“回收期可降解性”之间的解耦。 龙8头号玩家国际

在材料性能方面，团队合成了两种gTK固化剂并制备了相应的环氧树脂。表征结果显示树脂能够完全固化，凝胶含量超过99%。热性能优异：部分配方的5%热失重温度高达318°C，玻璃化转变温度约为126°C。力学性能同样出色，弯曲强度、弯曲模量和拉伸强度均可与传统不可回收环氧树脂相媲美，说明在提升可回收性的同时未牺牲关键热学与力学指标。

将该可降解树脂用于制造高性能覆铜板后，研究团队通过温和的过氧化氢处理实现了铜箔、玻璃纤维布以及树脂降解产物的无损分离与高纯度回收。与现有的火法或湿法冶金回收路线相比，这一整体回收策略在生命周期评估中显著降低了环境足迹，减少了不可再生资源消耗和潜在人类毒性风险，为电子废弃物的闭环处理提供了一种一体化且更环保的解决思路。

这种基于动力学惰性共价网络的设计理念，将材料在服役期的稳定性与退役期的可回收性有效结合，为实现电路板等高性能电子部件的全组分资源化回收，推动电子产业向低碳循环方向转型提供了新的技术路径。 龙8头号玩家国际