ABS はリサイクル可能で生分解性もありますか?

第二次世界大戦中の耐久性のある保護具の需要は、ポリマープラスチックの生産に火をつけました。当時の目標は、防弾共重合体プラスチックシートの開発でした。

ボルグワーナー社は、1948 年に ABS プラスチックのアイデアの特許を最初に取得しましたが、商業的に導入されるまでにさらに 6 年かかりました。同社の ABS プラスチック製品は Cycolac として商標登録されました。電話会社の Bell は、家庭用電話部品に最初に ABS プラスチックを使用しました。

今日では、電話機以外にも使用できるように設計された 6000 を超えるグレードの ABS プラスチックがあります。また、一部のプラスチックはリサイクルできます。リサイクルプログラムは、大気や水の汚染を減らし、エネルギー消費を削減するために確立されています。私と一緒に、ABS プラスチックについて学び、それが廃棄物を防ぐための再生可能な素材であるかどうかを学びましょう。

では、ABS はリサイクル可能ですか?

はい。ABS プラスチックは熱可塑性プラスチックであるため、「リサイクル可能」と見なされます。つまり、プラスチックを加熱して再利用できます 押し出してフィラメントとして。

ただし、ABS の分子結合は熱サイクルごとに壊れ、耐久性が低下します。これを防ぐには、リサイクルされた ABS に純粋な ABS を追加して耐久性を高める必要があります。

ABS プラスチックとは?

アクリロニトリルブタジエンスチレンは、ABS としても知られています。

ABS は、さまざまな温度で改造できる石油ベースのポリマープラスチックです。 ABS などの熱可塑性ポリマーは、加熱すると柔軟またはゴム状になります。それらが冷えると、再び凝固する能力があります。

ABS は非晶質化合物に分類されます。つまり、他の秩序化された材料の自然相の傾向に従わないことを意味します。より正確には、特定の温度に達すると、固体から液体に変化しません。したがって、それは真の融点を持っていません。その代わり、ガラス転移温度は 105℃ です。

ガラス転移温度は、アモルファス物質が硬い状態からゴムのような状態に変化する温度です。

ABS は、3 つの異なるポリマーから作られているため、ターポリマーと呼ばれます。ポリマーは、分子の大きなサブユニットが繰り返されて構成される一種の材料です。

鎖は、重合と呼ばれる化学反応によって結合されます。そのフルネームからわかるように、ABS を構成する 3 つのポリマーは、アクリロニトリル、スチレン、ポリブタジエンです。 ABS の分子構造は、ポリブタジエンの長鎖で構成されています。

交差するように、スチレンとアクリロニトリルの小さな鎖が長い鎖に結合しています。

ABS の独特な分子形成と各ポリマーの特性が、その全体的な特性に寄与しています。

鎖内の隣接するニトリル基は互いに引き付け合い、プラスチックの強度を高めます。アクリロニトリルは、剛性、硬度、および材料が変形する温度を増加させます。さらに、ABS に化学薬品や機械的ストレスに対する耐性を与えます。

スチレンは、ABS の光沢、不透過性、および硬度と剛性に貢献しています。

ポリブタジエンは、主に材料をより丈夫で可鍛性にする働きをします。各成分の割合は、通常、アクリロナイト 15 ～ 30%、ブタジエン 5 ～ 30%、スチレン 40 ～ 60% です。

ただし、各ポリマーの割合は、ABS プラスチックのグレードによって異なります。それは本当にアプリケーションの目的に依存します。

たとえば、スポーツ用品にゴム状で柔軟なプラスチックが必要な場合、メーカーはポリブタジエンの含有量が多いポリマーブレンドを作成します.

ABS はどのように作られるのですか?

ABS の製造には多くの科学が使用されています。最初に、3 つのポリマーすべてを分離する必要があります。

アクリロニトリルは、石油とアンモニアを組み合わせて合成することができます。ブタジエンは石油炭化水素であるため、熱分解の石油化学プロセスによって製造できます。

そしてスチレンは、エチルベンゼンという化合物を脱水素することで合成されます。参考までに、脱水素は、化合物から水素分子を除去する化学反応です。

ポリマーができたので、ABS プラスチックは、乳化重合と連続塊状重合の 2 つの方法で製造できます。

ABS の乳化重合は多段階プロセスです。エマルジョンは、2 つ以上の混和しない液体を一緒に混合することを伴います。

まず、ブタジエンと水を乳化させます。反応を促進するために触媒を加え、得られる生成物がゴムラテックスです。次に、スチレン、アクリロニトリル、ゴムラテックスを再び触媒で乳化させます。

最終製品は、水中の ABS 粒子の混合物です。次に、遠心分離機を使用して ABS ペレットを分離し、乾燥させて余分な水分を抽出し、純粋な ABS を生成します。

乳化重合の問題点は、工程が多いことです。これにより、シーケンス内の各製品間に矛盾が生じる可能性があります。もう1つの要因は、触媒や乳化剤などの添加物質です。これらの物質は工程の最終段階で製品に含まれるため、不純物と見なされます。

そのため、この製品では、品質の低い黄色がかった ABS 樹脂が残ります。

一方、連続塊状重合は長い工程であり、多くの余分な物質が追加されることはありません。

重合したブタジエンゴムペレットから始め、それをさらに細かく砕きます。これらの断片は、スチレンとアクリロニトリルの混合物に溶解されます。その後、溶液全体を反応器に入れ、スチレンとアクリロニトリルを重合させます。

重合が発生している間、溶液は連続的に混合され、粒子がさらに小さな断片に分解されます。残ったモノマーは分離され、リサイクルしてプロセスを再開できます。

連続塊状重合は、一貫した高品質の不透明な ABS プラスチックを製造するため、純粋な ABS を製造するためのより効果的な方法です。

ABS は何に使用されますか?

3D プリントで溶融堆積モデリングに使用される材料であることに加えて、ABS には多くの用途があります。 ABS の特性とポリマーのブレンドにより、さまざまな業界で使用される理想的で用途の広いプラスチックになります。

ABS は、自動車産業の近代化に不可欠な軽量プラスチックです。自動車メーカーは、材料や部品に重金属を使用しなくなりつつあります。金属の代わりに、パネル、ドアハンドル、シートベルト、ダッシュボードなどに ABS が使用されています。

あなたの家では、ABS プラスチックがいたるところにあると思います。コントロールパネル、壁のコンセント、掃除機、フードプロセッサー、冷蔵庫、さらには家具や旅行かばんなど、多くの電化製品で使用されています。

ABS は現在、パイプや継手の金属の代替品として配管に使用されています。腐食しないからです。

電子機器の場合、ABS プラスチックはキーボードやコンピューターケースのキャップに使用されます。私たちは皆、ABSであるレゴのおもちゃに精通しています。また、リコーダー、オーボエ、クラリネット、ピアノなどのプラスチック製の楽器にも含まれています。

ABS プラスチックの最も魅力的な用途の 1 つは、医療産業です。これは、非吸収性縫合糸、人工腱、気管チューブを介した薬物送達用の付属品、吸入器、ネブライザーの製造に使用されます。

ABS のリサイクル方法

ABS樹脂は、「その他のプラスチック」のカテゴリーである樹脂コード#7が割り当てられています。ほとんどの場合、ABS はリサイクル工場では受け入れられませんが、念のため自治体に確認することをお勧めします。一部の企業は、#7 プラスチックの路上ピックアッププログラムを開発しました。

それらが地元の材料回収工場で受け入れられた場合、それらは他の通常のプラスチックと同じように分解されます.収集段階は泡浮選によって達成されます。

ABS は、水と油の混合物で他の形態のプラスチック粒子から分離されます。次に、それをより小さな顆粒に粉砕します。顆粒は、樹脂をさまざまな形状に成形できる押出機に供給されます。形状は、ABS プラスチックシート、フィラメント、または樹脂を射出成形ユニットに直接挿入することができます。

さらに、ABS 印刷物は、フィラストルーダーのような機械を使用してリサイクルし、再びフィラメントに変換することができます。

Filastruder は、3D プリントプロジェクト用に希望の色とサイズのフィラメントを作成できます。ただし、Filastruder または任意の押出機の公差はさまざまであるため、公差を確認することをお勧めします。

Filastruder で再生 ABS プラスチックを使用する場合、考慮しなければならない考慮事項がいくつかあります。ペレットのサイズは、寸法が 5mm 以下でなければなりません。そうしないと、マシンをブロックまたは損傷したり、不均一なフィラメントを作成したりする可能性があります。

それに加えて、リサイクルされたペレットに不純物がある場合、最終製品にそれらが含まれます.ペレットを慎重に粉砕し、作業に適した機器を使用していることを確認してください.

最後に、ABS プラスチックを繰り返し加熱したため、最終的には耐熱性が失われます。これは、熱サイクルごとに分子結合が壊れるためです。これを防ぐには、耐久性のためにリサイクルペレットに純粋な ABS ペレットを追加する必要があります。

ABS は有毒物質ですか?

ありがたいことに、家電製品やおもちゃのように、ABS プラスチックが最終的な形になると、無毒であると見なされます。

安定しており、浸出せず、これまでのところ発がん性は知られていません。ただし、食品産業や体内の医療機器での使用は規制されていません。

問題は、さまざまな処理方法を経た後、ABS が有毒になることです。極端な温度にさらされると、ABS プラスチックは可燃性になります。明らかにこれは火災の危険を引き起こしますが、一酸化炭素やシアン化水素などの有毒ガスも発生します。

実際、ターポリマーはスチレンやアクリロニトリルなどの各ポリマーに分解されるため、ABS プラスチックが受ける「溶融プロセス」は危険です。これは、3D プリントされた作品のデザインを滑らかにするための溶剤の使用に当てはまります。

第三に、これらの問題は生態学的脅威をもたらします。

もう1つのポイントは、3DプリントによってABSの粉塵や微粒子が空気中に飛散することです。これは、健康への悪影響を引き起こすことがすでに知られています。ほこりの粒子は、目、皮膚、肺に刺激を与えます。

最後に、ABS は紫外線にさらされると劣化し、時間の経過とともに化学物質の一部が浸出する可能性があります。

ABS は生分解性ですか?

生分解性素材とは、バクテリアや菌類などの微生物によって分解される素材のことですが、残念ながらABS樹脂は生分解性ではありません。

一部のリサイクル工場では回収されないため、そのほとんどは最終的に埋立地に送られます。「生分解性プラスチック」は施設がまだ受け入れていないのにリサイクルできるというのはよくある誤解です。

彼らは、最終的な堆肥製品は品質が劣る、または低品質になると主張しています。そして、生分解性プラスチックとラベル付けされた材料が環境中で自然に分解されるには、実際には非常に長い時間がかかります.

最終的な考え

つまり、ABS プラスチックは、プラスチックを加熱して再利用できるという意味で「リサイクル可能」と見なされます。その有利な特性に加えて、いくつかの欠点があります。 ABS プラスチックは劣化しやすく、傷がつきやすいです。

ABS のデザインを滑らかにするために溶剤がどのように使用されるかについて説明しましたが、使用しすぎると、作品の重要な部分を溶かしてしまう可能性があります。

また、特定のオイルやグリースを潤滑剤として使用している場合、ABS プラスチックは割れやすい可能性があります。改善のために、製造業者はポリカーボネートとの ABS プラスチック合金を開発しました。ポリカーボネートは、ABS の強度、剛性、耐熱性をさらに高めます。

ただし、ABS プラスチックを 3D プリントに使用する代わりに、より適した方法が他にもあります。

PLA またはポリ乳酸プラスチックは、別の熱可塑性オプションです。

PLA はポリエステルポリマーであり、鎖を結合するためのエステル結合を含んでいることを意味します。発酵植物などの再生可能な資源から作られているため、好ましい素材です。 ABS よりも強くて硬い素材で、低温では反ることなく柔軟になります。

欠点は、中程度の温度ではプラスチックの耐久性が失われ、簡単に割れてしまうことです。

ナイロンポリマーは、実際に人工的に作られた最初の熱可塑性ポリマーです。アミド結合結合で構成されるポリアミドポリマーです。

印刷材料としては、PLA や ABS よりも強度が低く、剛性が低くなります。 ABSよりも力や衝撃に強く、耐薬品性に優れています。

これにより、より多くの産業用途に使用できます。ただし、押出には高温が必要です。最近、メーカーは強度を高めるためにナイロンとの繊維合金を開発しました.

私の意見では、健康に関して言えば、プラスチックと高熱は決して良い組み合わせではありません.印刷用に選択したプラスチック素材を徹底的に調査することをお勧めします。

そこには常に環境に優しいオプションがあります。印刷に ABS プラスチックを使用する場合は、これらの蒸気や微粒子を吸い込まないようにしてください。プリンターの周りにエンクロージャーを構築することをお勧めします。また、常に換気の良い場所で作業してください。