ABS는 재활용이 가능하고 생분해도 가능합니까?

제2차 세계 대전 중 내구성이 뛰어난 보호 장비에 대한 수요는 폴리머 플라스틱 생산에 불을 붙였습니다. 당시 목표는 방탄 공중합체 플라스틱 시트를 개발하는 것이었다.

Borg-Warner 회사는 원래 1948년 ABS 플라스틱 아이디어에 대한 특허를 받았지만 상업적으로 도입되기까지 6년이 더 걸렸습니다. 그들의 ABS 플라스틱 제품은 Cycolac으로 상표가 지정되었습니다. 전화 회사인 Bell은 처음으로 가정용 전화 부품에 ABS 플라스틱을 사용했습니다.

오늘날 단순한 전화기 이상의 용도로 설계된 ABS 플라스틱 등급은 6000가지가 넘습니다. 그리고 일부 플라스틱은 재활용할 수 있습니다. 공기, 물의 오염을 줄이고 에너지 소비를 줄이기 위해 재활용 프로그램이 수립되었습니다. ABS 플라스틱에 대한 모든 정보와 플라스틱이 폐기물 방지를 위한 재생 가능한 소재인지 알아보는 데 동참하세요.

그렇다면 ABS는 재활용 가능한가요?

예, ABS 플라스틱은 열가소성 수지이기 때문에 '재활용' 가능한 것으로 간주됩니다. 즉, 플라스틱을 가열하여 다시 사용할 수 있습니다. 필라멘트로 압출하여

그러나 ABS의 분자 결합은 열 사이클마다 분해되어 내구성이 떨어지므로 이를 방지하려면 내구성을 위해 재활용된 ABS에 일부 순수 ABS를 추가해야 합니다.

ABS 플라스틱이란 무엇입니까?

아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌은 ABS라고도 합니다.

ABS는 다양한 온도에서 개조할 수 있는 석유 기반 폴리머 플라스틱입니다. ABS와 같은 열가소성 폴리머는 가열되면 유연하거나 고무처럼 될 수 있습니다. 냉각되면 다시 굳는 능력이 있습니다.

ABS는 비정질 화합물로 분류되어 다른 질서 있는 물질의 자연상 경향을 따르지 않습니다. 보다 정확하게는 특정 온도에 도달하면 고체에서 액체로 변형되지 않습니다. 따라서 실제 녹는점이 없습니다. 대신 유리전이온도가 105℃입니다.

유리전이온도는 비정질 물질이 단단한 상태에서 고무와 같은 상태로 변하는 온도이다.

ABS는 3가지 다른 폴리머로 만들어지기 때문에 터폴리머라고 합니다. 폴리머는 반복되는 큰 분자 소단위로 구성된 물질 유형입니다.

사슬은 중합이라는 화학 반응을 통해 연결됩니다. 전체 이름에서 알 수 있듯이 ABS를 구성하는 3가지 고분자는 아크릴로니트릴, 스티렌 및 폴리부타디엔입니다. ABS의 분자 구조는 긴 사슬의 폴리부타디엔으로 구성됩니다.

십자형 방식으로 스티렌과 아크릴로니트릴의 더 작은 사슬이 긴 사슬에 부착됩니다.

ABS의 독특한 분자 형성과 각 폴리머의 특성은 전체 특성에 기여합니다.

사슬의 인접한 니트릴 그룹은 서로 끌어당겨 플라스틱의 강도를 높입니다. 아크릴로니트릴은 강성, 경도 및 재료가 왜곡되는 온도를 증가시킵니다. 또한 ABS에 일부 화학 물질 및 기계적 스트레스에 대한 내성을 부여합니다.

스티렌은 ABS의 광택, 불침투성, 경도 및 강성에 기여합니다.

폴리부타디엔은 주로 재료를 더 단단하고 가단하게 만드는 역할을 합니다. 각 성분의 비율은 일반적으로 15-30% 아크릴로나이트, 5-30% 부타디엔 및 40-60% 스티렌입니다.

그러나 각 폴리머의 비율은 ABS 플라스틱의 등급에 따라 다릅니다. 그것은 실제로 응용 프로그램의 목적에 달려 있습니다.

예를 들어, 고무질의 유연한 플라스틱이 스포츠 장비에 필요한 경우 제조업체는 폴리부타디엔 함량이 더 높은 폴리머 혼합물을 만들 것입니다.

ABS는 어떻게 만들어지나요?

ABS 제조에는 많은 과학이 사용됩니다. 처음에는 3가지 폴리머를 모두 분리해야 합니다.

아크릴로니트릴은 석유와 암모니아를 결합하여 합성할 수 있습니다. 부타디엔은 석유계 탄화수소이기 때문에 석유화학 열분해 공정을 통해 만들 수 있다.

그리고 스티렌은 에틸벤젠이라는 화합물의 탈수소 반응을 통해 합성됩니다. 참고로 탈수소는 화합물에서 수소 분자를 제거하는 화학 반응입니다.

이제 폴리머가 있으므로 ABS 플라스틱은 유화 중합과 연속 대량 중합의 두 가지 방법으로 제조할 수 있습니다.

ABS의 유화 중합은 다단계 공정입니다. 에멀젼은 2개 이상의 비혼화성 액체를 함께 혼합하는 것을 포함합니다.

먼저 부타디엔과 물을 유화시킨다. 반응 속도를 높이기 위해 촉매가 추가되고 결과 제품은 고무 라텍스입니다. 다음으로, 스티렌, 아크릴로니트릴 및 고무 라텍스를 다시 촉매로 유화합니다.

최종 제품은 물에 ABS 입자의 혼합물입니다. 그런 다음 원심 분리기를 사용하여 ABS 펠릿을 분리하고 건조하여 과도한 물을 추출하여 순수한 ABS를 제공합니다.

유화 중합의 문제점은 많은 단계가 있다는 것입니다. 이로 인해 시퀀스의 각 제품 간에 불일치가 발생할 수 있습니다. 또 다른 요인은 촉매 및 유화제와 같은 추가 물질입니다. 물질은 공정이 끝날 때 제품에서 발견되기 때문에 불순물로 간주됩니다.

따라서 이 제품을 사용하면 품질이 낮은 노란색 ABS 수지가 남게 됩니다.

반면에 연속 대량 중합은 하나의 긴 단계이며 많은 추가 물질이 필요하지 않습니다.

중합된 부타디엔 고무 펠릿으로 시작하여 더 작은 조각으로 분해됩니다. 이러한 조각은 스티렌과 아크릴로니트릴의 혼합물에 용해됩니다. 나중에 전체 용액을 스티렌과 아크릴로니트릴이 중합되는 반응기에 넣습니다.

중합이 진행되는 동안 용액이 지속적으로 혼합되어 입자가 더 작은 조각으로 분해됩니다. 남은 단량체는 분리되어 재활용되어 공정을 다시 시작할 수 있습니다.

연속 대량 중합은 일관되고 고품질의 불투명한 ABS 플라스틱을 만들기 때문에 순수한 ABS를 생산하는 더 효과적인 방법입니다.

ABS는 무엇에 사용됩니까?

ABS는 3D 프린팅에서 용융 증착 모델링에 사용되는 재료 외에도 다양한 응용 분야가 있습니다. ABS의 특성과 폴리머 블렌드는 다양한 산업 분야에서 사용되는 이상적이고 다재다능한 플라스틱입니다.

ABS는 자동차 산업 현대화의 필수 요소인 경량 플라스틱입니다. 자동차 제조업체는 재료 및 부품에 중금속을 사용하지 않고 있습니다. 금속 대신 ABS는 패널, 도어 핸들, 안전 벨트, 대시보드 등에 사용됩니다.

집에서는 거의 모든 곳에서 ABS 플라스틱을 찾을 수 있습니다. 제어 패널, 벽면 소켓 및 진공 청소기, 푸드 프로세서, 냉장고, 심지어 가구 및 수하물과 같은 기타 가전 제품에도 사용됩니다.

ABS는 이제 파이프 및 피팅의 금속 대용으로 배관에 사용됩니다. 부식되지 않기 때문입니다.

전자 제품의 경우 ABS 플라스틱은 키보드 및 컴퓨터 케이스용 캡으로 만들어집니다. 우리는 모두 ABS인 LEGO 장난감에 익숙합니다. 그리고 리코더, 오보에, 클라리넷, 피아노와 같은 플라스틱 악기에서 발견됩니다.

ABS 플라스틱의 가장 매력적인 용도 중 하나는 의료 산업입니다. 비흡수성 봉합사, 인공 힘줄, 기관 튜브를 통한 약물 전달용 부착물, 흡입기 및 분무기를 만드는 데 사용됩니다.

ABS 재활용 방법

ABS 플라스틱에는 "기타 플라스틱" 범주인 수지 코드 #7이 지정되었습니다. 대부분의 경우 ABS는 재활용 공장에서 허용되지 않지만 만일을 대비하여 시정촌에 확인하는 것이 좋습니다. 일부 회사는 #7 플라스틱에 대한 도로변 수거 프로그램을 개발했습니다.

지역 자재 회수 공장에서 받아 들여지면 다른 일반 플라스틱처럼 분해됩니다. 포집 단계는 거품 부유를 통해 수행됩니다.

ABS는 물-기름 혼합물에서 다른 형태의 플라스틱 입자와 분리됩니다. 그런 다음 더 작은 과립으로 분쇄됩니다. 그런 다음 과립은 수지를 다양한 모양으로 성형할 수 있는 압출기를 통해 공급됩니다. 모양은 ABS 플라스틱 시트, 필라멘트 또는 수지가 사출 성형 장치에 직접 삽입될 수 있습니다.

또한 필라스트루더(Filastruder)와 같은 기계를 사용하여 ABS 인쇄 재료를 재활용하고 다시 필라멘트로 변형할 수 있습니다.

Filastruder는 3D 프린팅 프로젝트에 필요한 색상과 크기의 필라멘트를 생성할 수 있습니다. 그러나 필라스트루더 또는 압출기 기계의 허용 오차는 다양하므로 확인하는 것이 좋습니다.

필라스트루더와 함께 재활용 ABS 플라스틱을 사용할 때 고려해야 할 몇 가지 고려 사항이 있습니다. 펠릿의 크기는 치수가 5mm 이하여야 합니다. 그렇지 않으면 기계가 막히거나 손상되거나 필라멘트가 균일하지 않을 수 있습니다.

게다가 재활용된 펠릿에 불순물이 있으면 완제품에도 불순물이 포함됩니다. 펠릿을 조심스럽게 분쇄하고 작업에 적합한 장비를 사용하고 있는지 확인하십시오.

마지막으로 ABS 플라스틱을 반복적으로 가열했기 때문에 결국 열에 대한 저항력을 잃게 됩니다. 이것은 분자 연결이 모든 열 사이클과 함께 분해되기 때문입니다. 이를 방지하려면 내구성을 위해 재활용된 펠릿에 순수 ABS 펠릿을 추가해야 합니다.

ABS는 독성 물질입니까?

고맙게도 ABS 플라스틱은 가전제품이나 장난감과 같이 최종 형태일 때 무독성으로 간주됩니다.

안정적이고 침출되지 않으며 현재까지 알려진 발암 물질이 아닙니다. 그러나 식품 산업이나 신체 내 의료 기기에 사용하도록 규제되지는 않았습니다.

문제는 ABS가 다른 처리 방법을 거친 후에 독성이 된다는 것입니다. 극한의 온도에 노출되면 ABS 플라스틱은 가연성입니다. 이것은 분명히 화재 위험을 야기하지만 일산화탄소 및 시안화수소와 같이 생성되는 유독 가스도 있습니다.

사실, ABS 플라스틱이 겪는 모든 "용융 과정"은 삼원 공중합체가 스티렌 및 아크릴로니트릴과 같은 각 중합체로 분해되기 때문에 위험합니다. 이것은 3d 인쇄된 조각의 디자인을 매끄럽게 하기 위한 솔벤트 사용에 적용됩니다.

셋째, 이러한 문제는 생태학적 위협을 제기합니다.

또 다른 포인트는 3D 프린팅으로 인해 ABS 먼지와 미세 입자가 공기 중에 분산된다는 것입니다. 이것은 이미 건강에 악영향을 미치는 것으로 알려져 있습니다. 먼지 입자는 눈, 피부 및 폐를 자극합니다.

마지막으로, ABS는 UV 노출로 분해되어 시간이 지남에 따라 일부 화학 물질이 누출될 수 있습니다.

ABS는 생분해됩니까?

생분해성 물질은 박테리아, 곰팡이와 같은 미생물에 의해 분해되는 물질로, 안타깝게도 ABS 플라스틱은 생분해되지 않습니다.

일부 재활용 공장에서 처리하지 않기 때문에 대부분은 매립지로 처리됩니다. “생분해성 플라스틱”은 시설에서 아직 허용되지 않을 때 재활용될 수 있다는 일반적인 오해입니다.

그들은 최종 퇴비 제품이 열등하거나 품질이 낮을 것이라고 주장합니다. 그리고 실제로 생분해성 플라스틱으로 분류된 물질이 환경에서 자연적으로 분해되는 데는 매우 오랜 시간이 걸립니다.

최종 생각

따라서 ABS 플라스틱은 플라스틱을 가열하고 다시 사용할 수 있다는 의미에서 "재활용 가능한" 것으로 간주됩니다. 유리한 특성과 함께 몇 가지 단점이 있습니다. ABS 플라스틱은 열화되고 쉽게 긁힙니다.

나는 ABS 디자인을 매끄럽게 하기 위해 솔벤트를 사용하는 방법에 대해 논의했지만 너무 많이 사용하면 조각의 필수 부분이 녹을 수 있습니다.

또한 특정 오일이나 그리스를 윤활제로 사용하는 경우 ABS 플라스틱에 균열이 생기기 쉽습니다. 개선을 위해 제조업체는 폴리카보네이트와 ABS 플라스틱 합금을 개발했습니다. 폴리카보네이트는 ABS의 강도, 강성 및 내열성을 더욱 향상시킵니다.

그러나 3d 인쇄에 ABS 플라스틱을 사용하는 것보다 더 적합한 다른 대안이 있습니다.

PLA 또는 폴리락트산 플라스틱은 또 다른 열가소성 옵션입니다.

PLA는 사슬을 함께 연결하는 에스테르 결합을 포함하는 폴리에스터 중합체입니다. 발효 식물과 같은 재생 가능한 자원으로 만들어지기 때문에 유리한 소재입니다. ABS보다 강하고 뻣뻣한 소재로 낮은 온도에서도 휘어지지 않고 유연합니다.

단점은 적당한 온도에서 플라스틱이 내구성을 잃어 쉽게 부서진다는 것입니다.

나일론 폴리머는 실제로 인공적으로 만들어진 최초의 열가소성 폴리머였습니다. 아미드 결합 결합으로 구성된 폴리아미드 중합체입니다.

인쇄재로서 PLA, ABS에 비해 덜 강하고 덜 뻣뻣합니다. ABS보다 힘이나 충격에 강하고 화학약품에 강합니다.

이를 통해 더 많은 산업 응용 분야에 사용할 수 있습니다. 그러나 압출을 위해서는 높은 온도가 필요합니다. 최근 제조업체들은 강도를 높이기 위해 나일론과 섬유 합금을 개발했습니다.

제 생각에는 건강과 관련하여 플라스틱과 고열은 결코 좋은 조합이 아닙니다. 인쇄용으로 선택한 플라스틱 재료를 철저히 조사하는 것이 좋습니다.

항상 더 친환경적인 옵션이 있습니다. 인쇄에 ABS 플라스틱을 사용하기로 결정한 경우 이러한 증기와 미세 입자를 흡입하지 않도록 하십시오. 프린터 주변에 인클로저를 구축하는 것이 좋습니다. 그리고 항상 환기가 잘 되는 곳에서 작업하십시오.