电子废弃物回收PCB增强聚乳酸复合材料的摩擦学性能与表面特性研究

来自某研究团队针对FDM(熔融沉积建模)工艺需求，创新性地将电子废弃物衍生的印刷电路板(EW-PCB)作为填料(1-3 wt.%)，结合柔性PLA F2110增塑剂开发新型聚乳酸(PLA)复合材料。研究发现：3 wt.% EW-PCB填料使表面硬度提升5%-10%，接触角改善10%，但表面粗糙度增加20%。通过ASTM G99标准摩擦学测试和响应面法(RSM)证实该材料在温和工况下具有优化性能，为电子废弃物高值化利用提供新思路。

　　

这项研究深入探索了掺入废弃印刷电路板(Printed Circuit Board, PCB)的聚乳酸(Polylactic Acid, PLA)复合材料在熔融沉积建模(Fused Deposition Modeling, FDM)中的表现。科研人员巧妙地将电子废弃物(Electronic Waste, EW)中回收的PCB粉末以1%和3%的重量比例(wt.%)作为增强填料，并引入F2110型柔性PLA作为增塑剂，显著改善了材料的延展性。

通过先进的表面表征技术发现：当添加3 wt.% PCB填料时，复合材料展现出约5%-10%的表面硬度(Surface Hardness, SH)提升，但表面粗糙度(Surface Roughness, SR)也随之增加20%。有趣的是，水接触角测试显示材料表面润湿性获得10%的改善，这为生物医学领域的潜在应用提供了新可能。

研究团队严格遵循ASTM G99标准开展摩擦学测试，系统评估了比磨损率、摩擦力和摩擦系数(Coefficient of Friction, COF)在不同载荷与滑动速度下的变化规律。采用响应面分析法(Response Surface Methodology, RSM)建立的数学模型清晰揭示了增塑剂含量与填料浓度对磨损行为的协同影响。

电子显微镜下的形态学分析则生动展现了磨损表面的微观形貌特征。尽管在温和工况下材料表现出优异的耐磨性能，但研究也客观指出：在高载荷、高速度的极端条件下，现有配方仍需进一步优化。这项研究不仅为电子废弃物的资源化利用开辟了新途径，更为开发环境友好型3D打印材料提供了重要理论依据。