Ist ABS recycelbar und auch biologisch abbaubar?

Die Nachfrage nach langlebiger Schutzausrüstung während des Zweiten Weltkriegs entzündete die Produktion von Polymerkunststoffen. Ziel war es damals, kugelsichere Copolymer-Kunststoffplatten zu entwickeln.

Die Borg-Warner Corporation patentierte ursprünglich die Idee des ABS-Kunststoffs im Jahr 1948, aber es dauerte weitere 6 Jahre bis zur kommerziellen Einführung. Ihr ABS-Kunststoffprodukt wurde als Cycolac geschützt. Die Telefongesellschaft Bell verwendete erstmals ABS-Kunststoff für ihre Haushaltstelefonteile.

Heutzutage gibt es über 6000 Arten von ABS-Kunststoff, die nicht nur für Telefone entwickelt wurden. Und einige Kunststoffe können recycelt werden. Es wurden Recyclingprogramme eingerichtet, um die Verschmutzung unserer Luft und unseres Wassers zu verringern und unseren Energieverbrauch zu senken. Erfahren Sie mit mir alles über ABS-Kunststoff und ob es sich um ein erneuerbares Material zur Abfallvermeidung handelt.

Ist ABS also recycelbar?

Ja, ABS-Kunststoff gilt als „recycelbar“, da es sich um ein Thermoplast handelt, was bedeutet, dass Sie den Kunststoff erhitzen und wiederverwenden können als Filament durch Extrudieren.

Die molekularen Bindungen von ABS brechen jedoch mit jedem Wärmezyklus zusammen, wodurch es weniger haltbar wird, und um dies zu verhindern, müssen Sie dem recycelten ABS etwas reines ABS hinzufügen, um die Haltbarkeit zu gewährleisten.

Was ist ABS-Kunststoff?

Acrylnitril-Butadien-Styrol ist auch als ABS bekannt.

ABS ist ein erdölbasierter Polymerkunststoff, der bei unterschiedlichen Temperaturen umgeformt werden kann. Thermoplastische Polymere wie ABS können bei Erwärmung flexibel oder gummiartig werden. Sobald sie abgekühlt sind, haben sie die Fähigkeit, sich wieder zu verfestigen.

ABS wird als amorphe Verbindung kategorisiert, was bedeutet, dass es nicht dem natürlichen Phasentrend anderer geordneter Materialien folgt. Genauer gesagt, wenn es eine bestimmte Temperatur erreicht, wandelt es sich nicht von einem Feststoff in eine Flüssigkeit um. Dementsprechend hat es keinen echten Schmelzpunkt. Stattdessen hat es eine Glasübergangstemperatur von 105℃.

Die Glasübergangstemperatur ist die Temperatur, bei der eine amorphe Substanz von einem starren Zustand in einen gummiartigen Zustand übergeht.

ABS wird Terpolymer genannt, weil es aus 3 verschiedenen Polymeren besteht. Ein Polymer ist eine Art Material, das aus sich wiederholenden großen Untereinheiten von Molekülen besteht.

Die Ketten werden durch chemische Reaktionen verbunden, die als Polymerisation bezeichnet werden. Wie der vollständige Name schon sagt, handelt es sich bei den 3 Polymeren, aus denen ABS besteht, um Acrylnitril, Styrol und Polybutadien. Die Molekülstruktur von ABS besteht aus einer langen Polybutadienkette.

Kreuz und quer sind die kleineren Styrol- und Acrylnitrilketten an die lange Kette gebunden.

Die einzigartige molekulare Bildung von ABS und die Eigenschaften jedes Polymers tragen zu seinen Gesamteigenschaften bei.

Die benachbarten Nitrilgruppen in der Kette ziehen sich an und erhöhen die Festigkeit des Kunststoffs. Acrylnitril erhöht seine Steifigkeit, Härte und die Temperatur, bei der sich das Material verformt. Außerdem verleiht es ABS seine Beständigkeit gegen einige Chemikalien und mechanische Belastungen.

Styrol trägt zum Glanz, zur Undurchlässigkeit und auch zur Härte und Steifigkeit von ABS bei.

Polybutadien dient hauptsächlich dazu, das Material zäher und formbarer zu machen. Der Prozentsatz jeder Komponente beträgt üblicherweise 15–30 % Acrylonit, 5–30 % Butadien und 40–60 % Styrol.

Die Prozentsätze jedes Polymers variieren jedoch mit der Qualität des ABS-Kunststoffs. Es hängt wirklich vom Zweck der Anwendung ab.

Wenn beispielsweise für Sportgeräte ein gummiartiger und flexibler Kunststoff benötigt wird, würden die Hersteller eine Polymermischung mit einem höheren Anteil an Polybutadien herstellen.

Wie wird ABS hergestellt?

Bei der Herstellung von ABS wird viel Wissenschaft verwendet. Zunächst müssen Sie alle 3 Polymere isolieren.

Acrylnitril kann synthetisch durch die Kombination von Erdöl und Ammoniak hergestellt werden. Da Butadien ein Erdölkohlenwasserstoff ist, kann es durch das petrochemische Verfahren des thermischen Crackens hergestellt werden.

Und Styrol wird durch die Dehydrierung einer Verbindung namens Ethylbenzol synthetisiert. Zu Ihrer Information:Dehydrierung ist eine chemische Reaktion, bei der ein Wasserstoffmolekül aus einer Verbindung entfernt wird.

Jetzt, da Sie die Polymere haben, kann ABS-Kunststoff auf zwei Arten hergestellt werden:Emulsionspolymerisation und kontinuierliche Massepolymerisation.

Die Emulsionspolymerisation von ABS ist ein mehrstufiger Prozess. Bei einer Emulsion werden zwei oder mehr nicht mischbare Flüssigkeiten miteinander vermischt.

Zunächst werden Butadien und Wasser emulgiert. Ein Katalysator wird hinzugefügt, um die Reaktion zu beschleunigen, und das resultierende Produkt ist Kautschuklatex. Als nächstes werden Styrol, Acrylnitril und der Kautschuklatex erneut mit einem Katalysator emulgiert.

Das Endprodukt ist eine Mischung aus ABS-Partikeln in Wasser. Eine Zentrifuge wird dann verwendet, um die ABS-Pellets zu isolieren, und sie werden getrocknet, um überschüssiges Wasser zu extrahieren, wodurch Sie reines ABS erhalten.

Das Problem bei der Emulsionspolymerisation besteht darin, dass es viele Schritte gibt. Dies kann zu Inkonsistenzen zwischen den einzelnen Produkten in der Sequenz führen. Ein weiterer Faktor sind die zugesetzten Stoffe wie Katalysatoren und Emulgatoren. Da sich die Stoffe am Ende des Prozesses im Produkt wiederfinden, gelten sie als Verunreinigungen.

Bei diesem Produkt bleibt Ihnen also ein minderwertiges, gelbliches ABS-Harz.

Andererseits ist die kontinuierliche Massenpolymerisation ein langer Schritt und es werden nicht viele zusätzliche Substanzen hinzugefügt.

Sie beginnen mit polymerisierten Butadienkautschukpellets, die dann in kleinere Stücke zerlegt werden. Diese Stücke werden in einer Mischung aus Styrol und Acrylnitril gelöst. Später wird die gesamte Lösung in einen Reaktor gegeben, wo Styrol und Acrylnitril polymerisiert werden.

Während der Polymerisation wird die Lösung kontinuierlich gemischt, wodurch die Partikel in noch kleinere Stücke zerlegt werden. Die übrig gebliebenen Monomere werden isoliert und können wiederverwendet werden, um den Prozess erneut zu starten.

Kontinuierliche Massenpolymerisation ist eine effektivere Methode zur Herstellung von reinem ABS, da sie konsistente, hochwertige und undurchsichtige ABS-Kunststoffe herstellt.

Wofür wird ABS verwendet?

Abgesehen davon, dass es sich um ein Material handelt, das für die Fused-Deposition-Modellierung im 3D-Druck verwendet wird, hat ABS zahlreiche Anwendungen. Die Eigenschaften und die Polymermischung von ABS machen es zu einem idealen und vielseitigen Kunststoff, der in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt wird.

ABS ist ein leichter Kunststoff, der aus der Modernisierung der Automobilindustrie nicht mehr wegzudenken ist. Autohersteller entfernen sich von der Verwendung von Schwermetallen für Materialien und Teile. Anstelle von Metall wird ABS für Verkleidungen, Türgriffe, Sicherheitsgurte, Armaturenbretter und vieles mehr verwendet.

Ich wette, Sie finden ABS-Kunststoff in Ihrem Zuhause fast überall. Es wird in vielen Geräten für Bedienfelder, Wandsteckdosen und in anderen Geräten wie Staubsaugern, Küchenmaschinen, Kühlschränken und sogar Möbeln und Gepäck verwendet.

ABS wird heute in der Sanitärtechnik als Ersatz für Metall in Rohren und Armaturen verwendet. Das liegt daran, dass es nicht korrodiert.

Für die Elektronik werden ABS-Kunststoffe zu Kappen für Tastaturen und Computergehäuse verarbeitet. Wir alle kennen LEGO-Spielzeug, das ABS ist. Und es findet sich in einigen Kunststoffinstrumenten wie Blockflöten, Oboen, Klarinetten und Klavieren.

Eine der faszinierendsten Anwendungen für ABS-Kunststoff ist die medizinische Industrie. Es wird zur Herstellung von nicht resorbierbarem Nahtmaterial, künstlichen Sehnen, Aufsätzen für die Arzneimittelabgabe durch Trachealtuben, Inhalatoren und Vernebler verwendet.

So recyceln Sie ABS

ABS-Kunststoff wurde der Harzcode Nr. 7 zugewiesen, was der Kategorie für „andere Kunststoffe“ entspricht. In den meisten Fällen wird ABS in Recyclinganlagen nicht akzeptiert, aber ich empfehle, sich für alle Fälle bei Ihrer Gemeinde zu erkundigen. Einige Unternehmen haben Programme zur Abholung am Straßenrand für #7-Kunststoffe entwickelt.

Wenn sie von Ihrer örtlichen Wertstoffverwertungsanlage angenommen werden, werden sie wie andere normale Kunststoffe abgebaut. Die Sammelstufe erfolgt über Schaumflotation.

ABS wird in einem Wasser-Öl-Gemisch von anderen Kunststoffpartikeln getrennt. Dann wird es zu kleineren Körnern gemahlen. Das Granulat wird dann durch Extrudermaschinen geführt, die das Harz in verschiedene Formen formen können. Die Formen können ABS-Kunststoffplatten, Filamente sein oder das Harz kann direkt in Spritzgusseinheiten eingesetzt werden.

Darüber hinaus kann ABS-Druckmaterial recycelt und mit einer Maschine wie dem Filastruder wieder in Filament umgewandelt werden.

Der Filastruder kann Filamente in Ihrer gewünschten Farbe und Größe für Ihr 3D-Druckprojekt erstellen. Ich empfehle jedoch, die Toleranzen für den Filastruder oder jede Extrudermaschine zu überprüfen, da sie variieren.

Es gibt ein paar Überlegungen, die Sie berücksichtigen müssen, wenn Sie recycelten ABS-Kunststoff mit dem Filastruder verwenden:Die Größe der Pellets muss 5 mm oder kleiner sein. Andernfalls könnten sie die Maschine blockieren oder beschädigen oder ungleichmäßige Filamente erzeugen.

Wenn Sie außerdem Verunreinigungen in den recycelten Pellets haben, werden Sie diese in Ihrem fertigen Produkt haben. Stellen Sie sicher, dass Sie die Pellets sorgfältig mahlen und die richtige Ausrüstung für die Arbeit verwenden.

Da Sie den ABS-Kunststoff wiederholt erhitzt haben, verliert er schließlich seine Fähigkeit, Hitze zu widerstehen. Dies liegt daran, dass die molekularen Bindungen mit jedem Wärmezyklus zusammenbrechen. Um dies zu verhindern, müssen Sie den recycelten Pellets aus Gründen der Haltbarkeit einige reine ABS-Pellets hinzufügen.

Ist ABS ein giftiges Material?

Glücklicherweise gilt ABS-Kunststoff in seiner endgültigen Form, wie Geräte oder Spielzeug, als ungiftig.

Es ist stabil, nicht auslaugend und bisher nicht als krebserregend bekannt. Es wurde jedoch nicht für die Verwendung in der Lebensmittelindustrie oder für medizinische Geräte im Körper reguliert.

Das Problem ist, dass ABS nach verschiedenen Verarbeitungsmethoden giftig wird. Bei extremen Temperaturen ist ABS-Kunststoff brennbar. Dies verursacht natürlich eine Brandgefahr, aber es entstehen auch giftige Dämpfe wie Kohlenmonoxid und Blausäure.

Tatsächlich ist jeder „Schmelzprozess“, dem ABS-Kunststoff unterzogen wird, gefährlich, da das Terpolymer in jedes Polymer wie Styrol und Acrylnitril zerlegt wird. Dies gilt für die Verwendung von Lösungsmitteln zum Glätten der Designs auf 3D-gedruckten Teilen.

Drittens stellen diese Probleme ökologische Bedrohungen dar.

Ein weiterer Punkt ist, dass beim 3D-Druck ABS-Staub und feine Partikel in der Luft verteilt werden. Es ist bereits bekannt, dass dies gesundheitsschädliche Auswirkungen hat. Die Staubpartikel sind Augen-, Haut- und Lungenreizstoffe.

Schließlich wird ABS durch UV-Einwirkung zersetzt, was dazu führen kann, dass einige der Chemikalien im Laufe der Zeit ausgelaugt werden.

Ist ABS biologisch abbaubar?

Biologisch abbaubare Materialien sind solche, die durch Mikroorganismen wie Bakterien und Pilze zersetzt werden, und leider ist ABS-Kunststoff nicht biologisch abbaubar.

Das meiste davon landet auf Deponien, weil einige Recyclinganlagen es nicht annehmen. Es ist ein weit verbreiteter Irrglaube, dass „biologisch abbaubares Plastik“ recycelt werden kann, wenn Einrichtungen es immer noch nicht akzeptieren.

Sie behaupten, dass das endgültige Kompostprodukt minderwertig oder von geringer Qualität sein wird. Und es dauert tatsächlich sehr lange, bis Materialien, die als biologisch abbaubarer Kunststoff gekennzeichnet sind, sich in der Umwelt auf natürliche Weise zersetzen.

Abschließende Gedanken

Ja, ABS-Kunststoff gilt also als „recycelbar“, in dem Sinne, dass Sie den Kunststoff erhitzen und wiederverwenden können. Neben seinen vorteilhaften Eigenschaften hat es mehrere Nachteile. ABS-Kunststoff zersetzt und verkratzt leicht.

Ich habe besprochen, wie Lösungsmittel verwendet werden, um ABS-Designs zu glätten, aber wenn Sie zu viel verwenden, könnten Sie die wesentlichen Teile Ihres Stücks auflösen.

Und ABS-Kunststoff kann anfällig für Risse sein, wenn Sie bestimmte Öle oder Fette als Schmiermittel verwenden. Zur Verbesserung haben Hersteller ABS-Kunststofflegierungen mit Polycarbonat entwickelt. Polycarbonat erhöht die Festigkeit, Steifigkeit und Hitzebeständigkeit von ABS weiter.

Es gibt jedoch andere Alternativen zur Verwendung von ABS-Kunststoff für den 3D-Druck, die für Sie möglicherweise besser geeignet sind.

PLA oder Polymilchsäure-Kunststoff ist eine weitere thermoplastische Option.

PLA ist ein Polyesterpolymer, was bedeutet, dass es Esterbindungen enthält, um die Ketten miteinander zu verbinden. Es ist ein günstiges Material, da es aus nachwachsenden Rohstoffen wie fermentierten Pflanzen hergestellt wird. Es ist ein stärkeres und steiferes Material als ABS und wird bei einer niedrigeren Temperatur flexibel, ohne sich zu verziehen.

Der Nachteil ist, dass bei moderaten Temperaturen der Kunststoff seine Haltbarkeit verliert und leicht reißt.

Nylonpolymer war eigentlich das erste künstlich hergestellte thermoplastische Polymer. Es ist ein Polyamidpolymer, das aus Amidbindungen besteht.

Als Druckmaterial ist es weniger stark und weniger steif als PLA und ABS. Es hat eine stärkere Kraft- oder Stoßfestigkeit als ABS und ist chemikalienbeständig.

Dadurch kann es für mehr industrielle Anwendungen verwendet werden. Es erfordert jedoch eine hohe Temperatur für die Extrusion. Kürzlich haben Hersteller Faserlegierungen mit Nylon entwickelt, um dessen Festigkeit zu erhöhen.

Wenn es um die Gesundheit geht, sind Plastik und Hitze meiner Meinung nach nie eine gute Kombination. Ich rate Ihnen, das Kunststoffmaterial, das Sie zum Bedrucken ausgewählt haben, gründlich zu recherchieren.

Es gibt immer grünere Optionen da draußen. Wenn Sie sich entscheiden, ABS-Kunststoff zum Drucken zu verwenden, versuchen Sie, diese Dämpfe und feinen Partikel nicht einzuatmen. Ich schlage vor, ein Gehäuse um Ihren Drucker herum zu bauen. Und stellen Sie immer sicher, dass Sie in einem gut belüfteten Bereich arbeiten.

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