- IVĐiều chỉnh
3.1.2 Thành phần của photoresist phế thả
• Thành phần nguyên tố
Phân tích kiểm tra thành phần nguyên tố C-H-O-N-S và clor tại Trung tâm ASE và Trung tâm 3 của mẫu nguyên PR cho thấy hàm lượng clor và lưu huỳnh trong mẫu nhỏ (Phụ lục 2). PR được hình thành từ các nguyên tố C-H-O-N. Kết quả này phù hợp với kết quả của công bố trong “Nghiên cứu thu hồi dung môi từ chất thải photoresist” trên tạp chí KHCN QS [4]. Tóm tắt kết quả phân tích trình bày trong bảng 3.2:
Bảng 3.2 Kết quả phân tích thành phần các nguyên tố qua các tài liệu (%)
Nguồn kết quả C H O N S Nhiệt lượng (kcal/kg)
Theo tài liệu [4] 64,6 11,1 22,3 2,0 0,13 6520
Phân tích kiểm tra (Phụ lục 2)
51,9 10,6 22,1 0,72 < 0,1 6850 (theo Dulong)
• Dung môi
Các tài liệu tham chiếu chỉ ra sự đa dạng của dung môi sử dụng trên dây chuyền sản xuất mạch in có thể có trong DFR [75], [48]:
Dung môi cho polyacrylic - Polyacrylic là một polyme rất phân cực nên tan
trong các dung môi phân cực như: nước, rượu, dioxan, dimetyl-formamid, vv.... Muối của polyacrylic với kim loại hóa trị 1, amonni thì tan trong nước. Tăng mức độ đồng đều lập thể làm giảm độ tan của polyacrylic.
Tăng khối lượng phân tử làm tăng nhiệt độ kết tủa trên và giảm nhiệt độ kết tủa dưới.
Dung môi cho polyacrylat – phân tử của polyacrylat chứa nhóm chức R và nhóm
này ảnh hưởng đến độ phân cực và độ tan của polyacrylat.
Polyacrylat tan tốt trong dung môi hydrocarbon thơm, hoặc clor hóa, trong keton, acetate và hỗn hợp của chúng [124], [125].
Tuy nhiên kiểm tra bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ của 3 mẫu nguyên nhóm 1 đã không phát hiện thấy thành phần hữu cơ dễ bay hơi. Rõ ràng việc sử dụng DFR đã hạn chế dung môi trong photoresist so với phương pháp ướt. Các thông tin từ tài liệu kỹ thuật cũng cho thấy không có dung môi được sử dụng trên dây chuyền sản xuất bo mạch in dùng DFR [33], [9], [37].
• Thành phần
PR sau khi được gia công, đã khâu mạng, nên hầu như không tan trong dung môi hữu cơ, việc nhận dạng nguyên mẫu có thể xác định bằng phương pháp quang phổ hồng ngoại. Hình 3.1 giới thiệu phổ hồng ngoại (IR) của nguyên mẫu PR.
Mũi 1510 cmP
-1
Pthể hiện dao động hóa trị C=C. Dao động đặc trưng nhất là CO ở 1730 cmP
-1
P (dao động của nhóm C=O trong acrylat). Axít acrylic khi bị kiềm hóa
CH2 CH
chuyển sang dạng muối –COOK(Na) sẽ có dao động đặc trưng cho nhóm –COOP
-
Pở hai băng :
- Băng dao động bất đối xứng –COO- ở vùng 1560 – 1570 cmP
-1
P
. - Băng dao động đối xứng ở vùng 1400 – 1410 cmP
-1
P
. Các mũi hấp thu mạnh ở 1108, 941 và 835 cmP
-1
P xác nhận có sự hiện diện của nhóm polyethylene oxide. Mũi mạnh ở 3446 và 1251 cmP
-1
P của nhóm –OH của polyacrylic có liên kết hydro yếu [51].
Hình 3.1 Phổ IR của nhựa cảm quang
phế thải
Hình 3.2 Phổ IR của phần tan trong
CHClR3R, qua cột silicagel phân đoạn CHR2RClR2
Mũi 1732 cmP
-1
Pđặc trưng cho nhóm este (C=O) của acrylate thường được sử dụng trong nhựa cảm quang. Ngoài ra, phổ còn cho thấy sự có mặt của mạch –CHR3R, -CHR2R-. Mũi 2971 và 2930 cmP
-1
Pphù hợp với tần số dao động hóa trị đặc trưng của liên kết đơn với hydro của nhóm –CHR3R và –CHR2R- trong mạch alkyl là:
CH2 CH COOH n hoặc hỗn hợp với CH2 C COOH CH3 n
o Phần trích ly được bằng dung môi CHClR3R (hình 3.2 và hình 3.3):
Phổ IR của phân đoạn CHR2RClR2R hoàn toàn không chứa nhóm polyethylene oxide (1108 cmP -1 P , 3446 cmP -1 P ) và nhóm ester (1732 cmP -1 P ). Phổ có hình dạng rất giống với phổ IR của poly(phenylvinylene) [57].
Phổ IR của phân đoạn etanol cho thấy các mũi hấp thu rất đặc trưng cho cấu trúc - CHR3R, -CHR2R- (mũi 2926, 2871 cmP
-1
P gán cho mạch alkyl; mũi 1609, 1511 cmP
-1
P
và 830 C CH
cmP
-1
Pchỉ ra sự hiện diện của muối acrylic) [51]. Sự hiện diện mũi este ở 1733 cmP
-1
P
và nhóm –OH 3446 cmP
-1
Pdự đoán cho sự tồn tại của các cấu trúc acrylic hoặc metacrylic.
Hình 3.3 Phổ IR của phần tan trong
CHClR3R, qua cột silicagel phân đoạn etanol
Hình 3.4 Phổ IR của phần tan trong nước
o Phần tan trong nước:
Mẫu được khuấy đều trong nước, lọc qua giấy lọc để tách phần tan trong nước. Phần tan được sấy khô và ghi phổ IR. Hình 3.4 giới thiệu phổ IR của phần tan trong nước.
Sự hiện diện các mũi 1727 cmP
-1P P và 1241, 1197, 1151 cmP -1 P chỉ ra sự tồn tại của polymetacrylate [51]. Mũi 1561 cmP -1
P là của nhóm muối carboxylate, mà qua nó làm tăng khả năng tan của polymetacrylate (mũi này phù hợp với kết quả trong phổ hình 3.1). Ngoài ra, mũi 1450 và 881 cmP
-1
Pđặc trưng cho muối CaCOR3R, có lẫn trong mẫu. Vậy nhựa cảm quang phế thải là sản phẩm được khâu mạng của một họ nhựa acrylat ưa nước. Điều này hoàn toàn phù hợp với kết quả phân tích bằng các phương pháp hóa học khác và các số liệu công bố về sản phẩm của hãng sản xuất [5], [9], [37].