無機聚合物固化廢棄印刷電路板粉末製成植草磚

李有豐、許晉源、陳聖翔、何欣融 / 臺北科技大學土木工程學系；李韋皞、陳彥鈞 / 臺北科技大學資源工程研究所

印刷電路板(PCB)含有許多有價金屬，如果能夠有效地回收再利用，其循環經濟價值相當驚人。本文是由鹼液加爐石粉形成的無機聚合物加入PCB廢料與回收玻璃粉，做出一個符合強度規範的植草磚。希望未來能夠廣泛地應用於透水鋪面，同時也可以解決國內電子產業所產生的大量PCB廢棄物問題。

【內文精選】

前言

1. 研究背景

國內電子產業興盛，每年會產生10萬噸以上的印刷電路板(Printed Circuit Board; PCB)廢棄物，金屬回收後，仍有60%以上非金屬廢棄物無法利用和去化，雖有廠商將PCB粉碎作為填充材料，但是去化量不大。台灣每年產生許多PCB廢棄物，處理PCB廢棄物已是國內當務之急該處理的問題。近年來全球的經濟發展迅速，地球的資源快速消耗，如何有效地永續利用資源和發展已經成為國際共識，因此，有效的PCB回收技術是未來循環經濟重要一環，不僅能減低對環境的衝擊，其產生的經濟效益更是不可小覷。

試驗材料及規劃

1. 材料性質

(1) 爐石粉

爐石粉主要化學成分為SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO，其組成比例與水泥相近。根據中聯資源資料顯示：生產每噸爐石粉與生產每噸水泥CO₂排放量相比，前者碳排放量僅約後者的1/17，因此使用爐石粉減碳效益更高。

(2) 回收PCB材料

PCB基材普遍是以基板的絕緣、材料成分或耐燃特性作分類，常見的原料為電木板、玻璃纖維，以及各式的塑膠板。本研究使用佳龍科技股份有限公司將印刷電路板破碎回收有價金屬後之PCB材料，透過無機聚合物將PCB殘渣固化成植草磚，不僅可以將PCB廢棄物做有效之利用，降低對環境的衝擊，更可以產生額外的經濟效益。

(3) 玻璃粉

本研究使用廢棄玻璃粉作為填充材料之一，由於玻璃粉之穩定性高，具有透明度高、硬度高、耐磨損性好之優點，用於植草磚裡可提升材料表面之硬度，也可使材料表面更平整光滑，更具美觀性。

(4) 變高嶺土

變高嶺土是一種高活性礦物摻合料，具有良好之活性，主要用作混凝土外加劑，也可製作高性能的無機聚合物。

(5) 無機聚合物

無機聚合物因其低碳排特性，在近年成為受矚目的新興材料。這與其結構有關，無機聚合物不是由碳原子組成的高分子聚合物，而是由矽、氧和鋁原子間以共價鍵結合所形成的聚合物，並含有鈉、鉀或鈣等鹼金屬陽離子填充平衡其電位。使用爐石粉作為無機聚合物在室溫下硬化時間約為1.5~2.0小時，而4小時後即有80%以上之抗壓強度，抗壓強度極高。

2. 試驗規劃

(2) 工作度試驗（流度試驗）

根據CNS 15992 (A3454)水硬性水泥砂漿流度試驗法及ASTM-C1437 Standard Test Method for Flow of Hydraulic Cement Mortar，將流度模放置於擦拭乾淨之流度台上，將試體分兩層放置於模內，垂直提起流度模，並於15秒內使流度台敲動25下，計算其平均直徑，可得流度值。

(3) 抗壓強度試驗

根據磚材規範CNS 13295 A2255之規定來進行抗壓試驗，此次試驗所使用之儀器為臺北科技大學土木工程系之100噸萬能試驗機，試驗之抗壓試體為直徑5 cm、高度10 cm之圓柱試體，如圖六所示。