可生物降解的PCB是否足够环保

PCB是每个电子产品的组成部分。随着电子小工具在我们生活的各个方面的使用增加以及由于它们的寿命缩短，一件事是电子废物的数量增加。随着物联网等新兴产业的发展以及汽车领域高级驾驶员辅助技术的蓬勃发展，这种增长只会加速。

为什么PCB浪费是一个真正的问题

尽管PCB的设计可以使用很多年，但事实是，这些PCB占据优势的小工具正以惊人的频率被更换。因此出现的一个关键问题是分解问题，导致许多环境问题。尤其是在发达国家，由于大量废弃电子产品被运往垃圾填埋场，它们将有毒物质释放到环境中，例如：

l 汞–可能导致肾脏和大脑损伤。

l 镉–已知会导致癌症。

l 铅–已知会导致脑损伤

l 溴化阻燃剂（BFR）–已知会影响女性的荷尔蒙功能。

l 铍–已知会致癌

即使将板回收再利用，而不是将其扔进垃圾填埋场，回收过程也是危险的，并可能导致健康危害。另一个问题是，随着我们的设备越来越小，越来越轻，将它们拆开以回收可回收部件是一项艰巨的任务。在撤回任何可回收材料之前，需要手动清除所有使用的胶水和粘合剂。因此，该过程非常费力。通常，这意味着将PCB板运送到劳动力成本较低的欠发达国家。这些问题的答案（电子设备堆积在垃圾填埋场中或它们被回收利用）显然是可生物降解的PCB，可以大大减少电子废物。

用瞬态金属（例如钨或锌）代替当前的有毒材料是朝这个方向迈出的一大步。伊利诺伊大学厄本那-香槟分校的Frederick Seitz材料研究实验室的一组科学家已着手制造一种功能完备的PCB，该PCB在暴露于水时会分解。PCB由以下材料制成：

l 商业现货组件

l 镁膏

l 钨膏

l 羧甲基纤维素钠（Na-CMC）底物

l 聚环氧乙烷（PEO）粘结层

实际上，已经使用由从香蕉茎和小麦面筋中提取的天然纤维素纤维制成的生物复合材料开发出了完全可生物降解的PCB。生物复合材料不含化学物质。这些可生物降解的瞬态PCB具有与常规PCB相似的性能。还使用鸡毛和玻璃纤维开发了部分可生物降解的PCB。

诸如碳水化合物和蛋白质之类的生物聚合物是可生物降解的，但它们需要的自然资源（如土地和水）正在变得稀缺。还可以从农业废料（如香蕉纤维）中获得可再生和可持续的生物聚合物，这些废料是从植物茎中提取的。这些农业副产品可用于开发完全可生物降解的复合材料。

环保板是否可靠？

通常，“环保”一词会让人联想到易碎产品的图像，这不是我们希望将PCB与之关联的属性。我们关联绿色PCB板的一些担心包括：

l 机械性能-环保型木板由香蕉纤维制成的事实使我们认为木板可能像树叶一样脆弱。但是事实是，研究人员正在组合基板材料，以制造强度可与传统板媲美的板。

l 热性能-PCB需要在热性能上表现出色，并且不容易着火。已知生物材料具有较低的温度阈值，因此从某种意义上说，这种恐惧是有充分根据的。但是，低温焊料有助于避免此问题。

l 介电常数-这是可生物降解板的性能与传统板相同的领域。这些板所达到的介电常数完全在要求的范围内。

l 在极端条件下的性能-如果将生物复合材料的PCB暴露在高湿度或高温下，则不会观察到输出偏差。

l 散热-生物复合材料能够散发大量热量，这是PCB所需的特性。

随着电子产品的使用越来越广泛，电子垃圾将继续增长到惊人的程度。然而，好消息是，随着对环保选项的研究进一步发展，绿板将成为商业现实，从而减少电子废物和电子回收问题。在我们与过去的电子废物以及当前的电子设备抗衡的同时，现在是我们展望未来并确保可生物降解PCB广泛使用的时候了。