Materiales Compuestos Producido por Resina Poliéster y la Fracción no Metálica de las Tarjetas de Circuitos Impresos

Resumen

Resumen: Las tarjetas de circuitos impresos (PCBs) son la parte fundamental de todos los equipos electrónicos y constituyen una mezcla compleja de componentes. Este estudio tuvo el propósito de incorporar la fracción no metálica (FNM) de las PCBs en una matriz de resina poliéster insaturada (RPI), para obtener materiales compuestos RPI/FNM, y en consecuencia, reutilizar la FNM de las PCBs, disminuir la contaminación ambiental de las mismas y el costo de materia prima mediante la obtención de un material con características similares a la resina pura. Se formularon materiales con 20, 30 y 35% en peso de FNM, con dos tamaños de partícula: 0,15-0,075 mm y <0,075 mm. Se realizaron pruebas mecánicas de tracción, flexión y abrasión para determinar el efecto que produce la incorporación de los residuos (FNM). Además, se realizó una prueba de TCLP y MEB, para caracterizar los materiales compuestos. Los materiales compuestos formados con 30 y 35% de residuos de tamaño <0,075 mm presentaron la mayor deformación al pico. Todos los materiales formulados presentan disminución en el esfuerzo a la ruptura en comparación al material puro. Los materiales que contenían 35% de residuos de tamaño <0,075mm presentan el valor más alto de esfuerzo a la rotura y la mayor resistencia al esfuerzo de flexión. El módulo de flexión y de tracción no varió significativamente con la incorporación de los residuos. En cuanto a la abrasión, la incorporación de los residuos provocó menor desgaste de la superficie expuesta al ensayo, mejorando la resistencia a la abrasión.

Abstract: Printed circuit boards (PCBs) are the fundamental part of all electronic equipment and they are a complex mixture of components like epoxy resin, fiberglass and metals. The aim of this study was to incorporate the non-metallic fraction (NMF) of PCBs in polyester resin composites in order to reuse the NMF, reduce the environmental impact, and decrease production costs by obtaining a composite material with similar properties of polyester resin. Composites with 20, 25 and 35% and two particle sizes 0,15-0,075 mm and <0,075 mm were formulated. Tensile, flexural and abrasion tests were conducted to determine the effect of the NMF incorporation. Moreover, a TCLP test and SEM were conducted in order to characterize the material. The stress at pick of composites with 30 and 35% and particle size <0,075 mm of residues showed the highest value. All materials exhibit a decrease of values of tensile properties compared with pure material. However, composites that contained 35% of NMF and particle size <0,075mm have the highest stress at pick value (17,36 Mpa). Likewise, this composite presented the highest resistance to flexural stress (58,50 MPa), which represents an increase of 0,5% compared with the pure material. The flexural and tension modulus did not vary significantly with incorporation of NMF. Addition of NMF caused less wastage on the surface exposed to abrasion: the lowest value of weight loss was presented by composites with 35% of particle size <0,075 mm which showed a decrease of 42.85% in weight with reference to the pure material.