废弃液晶显示屏中液晶的回收与可再利用性研究

摘要

LCD作为液晶显示技术应用的终端载体，近年来其市场占有率呈快速增长态势。每年数量巨大的LCD产生报废，如果能够有效地对其进行绿色回收，不但能够减少环境和人体所受到的危害，而且也会变废为宝。本文以TFT-LCD显示器内的液晶材料为研究对象，针对现有回收技术人工费用大、材料成本高、效率低下、不适合批量生产的缺点，研究了其再资源化技术。论文的主要研究工作如下:
　　(1)研制了一种废弃液晶面板专用剪切破碎机，详细阐述了该破碎机的结构组成和工作原理，深入分析了关键零部件参数的选取原则，对其力能参数进行了设计计算。同时重点研究了面板破碎时温度场的分布情况与破碎工艺参数之间的关系，提出了一种结构简单、效率高、成本低、性能可靠的LCD面板低温破碎技术，确定了低温冷却的方式，选择了廉价易得的冷却介质，设定了合理的冷却温度和冷却时间。
　　(2)先对超声波辅助混合有机溶剂协同溶解液晶的实验进行了研究，通过单因素实验法寻找影响液晶溶解效果的各参数的最佳范围，再应用响应曲面法对其溶解条件进行优化;然后对低温析出有机杂质的实验进行了研究，确定了最大限度析出有机杂质的温度和时间;最后给出了混合有机溶剂溶解、玻璃颗粒和溶液分离、预过滤初步除杂、吸附剂吸附和低温析出再次纯化、减压蒸馏析出液晶的回收流程和工艺条件。
　　(3)对回收所得液晶材料的主要物理性能进行了测试，以判断其可再利用的价值。检测结果显示，回收液晶的各项物理参数可以满足标准AM-LCD显示屏的要求，能够用在游戏机、监视器、工业触摸屏等低端显示场合。
　　本文对废弃液晶显示屏中的液晶回收技术进行了创新和改进，提出了一套切实可行的回收工艺，为废弃液晶面板内液晶材料的大规模、产业化、高效、绿色回收奠定了基础。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 论文研究背景和意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 课题在国内外研究现状

1．2．1 国内现状

1．2．2 国外现状

1．2．3 已有回收方法总结

1．3 论文的研究内容和结构

1．3．1 论文的选题

1．3．2 论文的研究内容

1．3．3 论文的结构安排

第二章 液晶资源化总体方案

2．1 液晶显示器发展概述

2．2 液晶显示的类型

2．3 液晶显示屏的基本结构

2．4 液晶显示屏的组成部件简介

2．4．1 液晶

2．4．2 配向膜

2．4．3 ITO玻璃基板

2．4．4 封框胶

2．4．5 偏光片

2．5 液晶资源化总体方案

2．6 本章小结

第三章 液晶面板低温破碎技术研究

3．1 研究低温破碎技术的必要性

3．2 液晶面板剪切破碎机总体设计

3．2．1 结构设计及工作原理

3．2．2 结构特点

3．3 关键零部件设计

3．3．1 剪切刀盘直径和厚度

3．3．2 剪切刀盘侧向间隙和重叠量

3．3．3 旋转刀片前角、后角和刃口宽

3．3．4 切割间隙

3．3．5 各轴转速确定

3．3．6 刀具材质选择

3．4．1 剪切力的数值计算

3．4．2 破碎机功率确定和电机选型

3．5 实验结果分析

3．6．1 剪切刀盘的温升实验

3．6．2 LCD面板温度场模拟分析

3．7．1 低温冷却方式选择

3．7．2 冷却温度的确定

3．7．3 冷却时间的确定

3．8 LCD面板低温破碎实验

3．9 本章小结

第四章 液晶的提取技术研究

4．1 响应面法优化协同溶解液晶的实验条件

4．1．1 实验原理

4．1．2 实验材料与仪器

4．1．3 单因素实验设计及结果

4．1．4 响应曲面法优化实验设计和结果

4．1．5 对比实验设计及结果

4．2 有机杂质低温析出实验设计

4．2．1 实验原理

4．2．2 实验材料与仪器

4．2．3 实验内容与结果

4．3 液晶的提取实验

4．3．1 主要材料与设备

4．3．2 实验内容

4．3．3 实验结果

4．4 本章小结

第五章 回收液晶的可利用性研究

5．1．1 液晶的相变温度测定

5．1．2 阈值电压和饱和电压测定

5．1．3 响应时间测定

5．1．4 折射率和介电常数各向异性测定

5．1．5 黏度测定

5．1．6 电阻率测定

5．2 回收液晶可重用性评价

5．3 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况