Plastik ABS: Dapat Didaur Ulang? Apakah Biodegradabel?

Permintaan akan perlengkapan pelindung yang awet selama Perang Dunia II memicu produksi polimer plastik. Pada saat itu, tujuannya adalah mengembangkan lembar plastik kopolimer tahan peluru.

Perusahaan Borg-Warner secara aslis mematenkan ide plastik ABS pada 1948 tetapi membutuhkan 6 tahun lagi untuk memperkenalkannya secara komersial. Produk plastik ABS mereka dipatenkan sebagai Cycolac. Perusahaan telepon Bell pertama kali menggunakan plastik ABS untuk bagian telepon rumah tangga mereka.

Saat ini, ada lebih dari 6000 grade plastik ABS yang dirancang untuk lebih dari sekadar telepon. Dan beberapa plastik dapat didaur ulang. Program daur ulang telah ditetapkan untuk mengurangi polusi di udara, air dan mengurangi konsumsi energi kita. Bergabunglah dengan saya dalam mempelajari segala sesuatu tentang plastik ABS dan apakah ini adalah materi terbarukan untuk mencegah limbah.

Jadi, apakah ABS dapat didaur ulang?

Ya, plastik ABS dianggap “dapat didaur ulang” karena ini adalah termoplastik, yang berarti Anda dapat memanaskan plastik dan menggunakannya lagi sebagai filament dengan mengekslusinya.

Namun, hubungan molekular ABS akan hancur dengan setiap siklus panas, membuatnya kurang awet, dan untuk mencegah ini Anda perlu menambahkan beberapa ABS murni ke yang didaur ulang untuk ketahanan.

Apa itu Plastik ABS?

Akrilonitril butadien styrene atau dikenal sebagai ABS.

ABS adalah polimer plastik berbasis minyak bumi yang dapat diubah bentuk pada suhu yang berbeda. Polimer termoplastik, seperti ABS, dapat menjadi fleksibel atau karet saat dipanaskan. Setelah dingin, mereka memiliki kemampuan untuk menyegerap kembali.

ABS dikategorikan sebagai senyawa amorfa yang berarti tidak mengikuti tren fase alami dari materi terurut lainnya. Lebih tepatnya, saat mencapai suhu tertentu, ini tidak berubah dari padat menjadi cair. Sebaliknya, ini memiliki suhu transisi kaca sebesar 105℃.

Suhu transisi kaca adalah suhu di mana senyawa amorfa berubah dari keadaan kaku menjadi keadaan seperti karet.

ABS disebut terpolimer karena terbuat dari 3 polimer berbeda. Polimer adalah jenis materi yang terdiri dari sub-unit molekuler besar yang berulang.

Rantai terhubung melalui reaksi kimia yang disebut polimerisasi. Seperti yang Anda tahu dari nama lengkapnya, 3 polimer yang membentuk ABS adalah akrilonitril, styrene dan polybutadiene. Struktur molekular ABS terdiri dari rantai panjang polybutadiene.

Secara bersilang, rantai yang lebih kecil styrene dan akrilonitril dilekatkan pada rantai panjang.

Formasi molekular unik ABS dan sifat setiap polimer berkontribusi pada karakteristik keseluruhan.

Grup nitril berseberangan dalam rantai tertarik satu sama lain dan meningkatkan kekuatan plastik. Akrilonitril meningkatkan ketegalan, kekerasannya dan suhu di mana materi berubah bentuk. Plus, ini memberi ABS resistensi terhadap beberapa kimia dan stres mekanis.

Styrene berkontribusi pada kekilapan ABS, ketidakmembusukannya dan juga kekerasannya dan ketegalan.

Polybutadiene terutama bertindak untuk membuat materi lebih tahan dan lentur. Persentase setiap komponen biasanya 15-30% akrilonitril, 5-30% butadien dan 40-60% styrene.

Tetapi, persentase setiap polimer bervariasi dengan grade plastik ABS. Ini tergantung pada tujuan aplikasi.

Misalnya, jika diperlukan plastik seperti karet dan lentur untuk alat olahraga, produsen akan membuat campuran polimer dengan konten polybutadiene yang lebih tinggi.

Bagaimana ABS dibuat?

Ada banyak ilmu yang digunakan dalam pembuatan ABS. Awalnya, Anda perlu memisahkan semua 3 polimer.

Akrilonitril dapat dibuat secara sintesis dengan menggabungkan minyak bumi dan amonia. Karena butadien adalah hidrokarbon minyak bumi, dapat dibuat melalui proses petrokimia pecahan termal.

Dan styrene disintesis melalui dehidrogenasi senyawa yang disebut etilbenzen. Untuk informasi Anda, dehidrogenasi adalah reaksi kimia yang melibatkan penghilangan molekul hidrogen dari senyawa.

Sekarang setelah Anda memiliki polimer, plastik ABS dapat diproduksi dengan 2 cara: polimerisasi emulsi dan polimerisasi massa berkelanjutan.

Polimerisasi emulsi ABS adalah proses multi-tahap. Emulsi melibatkan mencampur 2 atau lebih cairan yang tidak bercampur.

Pertama, butadien dan air diemulsikan. Katalis ditambahkan untuk mempercepat reaksi dan produk yang dihasilkan adalah getah karet. Selanjutnya, styrene, akrilonitril dan getah karet diemulsikan, lagi dengan katalis.

Produk akhir adalah campuran partikel ABS dalam air. Sentrifug kemudian digunakan untuk memisahkan pelet ABS dan mereka dikeringkan untuk mengekstrak air berlebih yang memberi Anda ABS murni.

Masalah dengan polimerisasi emulsi adalah ada banyak tahap. Ini dapat mengakibatkan ketidakkonsistenan antara setiap produk dalam urutan. Faktor lain adalah zat tambahan seperti katalis dan emulsifier. Karena zat tersebut ditemukan dalam produk di akhir proses, mereka dianggap sebagai kotoran.

Jadi, dengan produk ini, Anda akan tinggal dengan resin ABS berkualitas rendah, berwarna kuning.

Di sisi lain, polimerisasi massa berkelanjutan adalah satu langkah panjang dan tidak memiliki banyak zat tambahan.

Anda memulai dengan pelet karet butadien yang telah polimer yang kemudian dipecah menjadi potongan-potongan yang lebih kecil. Potongan-potongan itu dilarutkan dalam campuran styrene dan akrilonitril. Selanjutnya seluruh larutan ditempatkan dalam reaktor tempat styrene dan akrilonitril dipolimerisasi.

Saat polimerisasi terjadi, larutan terus dicampur yang memecah partikel menjadi potongan yang lebih kecil. Monomer sisa terpisah dan dapat didaur ulang untuk memulai proses lagi.

Polimerisasi massa berkelanjutan adalah metode yang lebih efektif untuk menghasilkan ABS murni karena menghasilkan plastik ABS yang konsisten, berkualitas tinggi dan tidak transparan.

Untuk apa ABS digunakan?

Selain sebagai bahan yang digunakan untuk fused-deposition modeling dalam pencetakan 3D, ABS memiliki banyak aplikasi. Sifat dan campuran polimer ABS menjadikannya plastik yang ideal dan serbaguna yang digunakan dalam berbagai industri.

ABS adalah plastik ringan yang merupakan bagian integral dari modernisasi industri otomotif. Produsen mobil beralih dari penggunaan logam berat untuk bahan dan bagian. Alih-alih logam, ABS digunakan untuk panel, genggam pintu, sabuk pengaman, dashboard dan banyak lagi.

Di rumah Anda, saya yakin Anda dapat menemukan plastik ABS hampir di mana saja. Ini digunakan di banyak perangkat untuk panel kontrol, soket dinding dan di perangkat lain seperti vacuum, food processor, kulkas dan bahkan mebel dan bagasi.

ABS sekarang digunakan dalam plambing sebagai pengganti logam di pipa dan fitting. Ini karena tidak terekskor.

Untuk elektronik, plastik ABS dibuat menjadi tutup keyboard dan casing komputer. Kita semua familiar dengan mainan LEGO, yang merupakan ABS. Dan ditemukan di beberapa instrumen plastik seperti recorder, oboe, klarinet dan piano.

Salah satu penggunaan paling menarik plastik ABS adalah di industri medis. Digunakan untuk membuat benang jahit non-absorptif, tendin buatan, pelengkap untuk pengiriman obat melalui trakeal tube, inhaler dan nebulizer.

Cara daur ulang ABS

Plastik ABS telah ditetapkan kode resin #7, yang merupakan kategori untuk “plastik lainnya”. Sebagian besar waktu, ABS tidak diterima di pabrik daur ulang tetapi saya menyarankan untuk memeriksa dengan pemerintah setempat Anda untuk jaga-jaga. Beberapa perusahaan telah mengembangkan program penjemputan tepi jalan untuk plastik #7.

Jika diterima di pabrik pemulihan materi lokal Anda, mereka dipecah seperti plastik normal lainnya. Tahap pengumpulan dilakukan melalui froth flotation.

ABS dipisahkan dari bentuk partikel plastik lainnya dalam campuran air-minyak. Kemudian, digiling menjadi granulat yang lebih kecil. Granulat kemudian diumpankan melalui mesin ekstruder yang dapat membentuk resin menjadi berbagai bentuk. Bentuk dapat berupa lembar plastik ABS, filament atau resin dapat langsung dimasukkan ke unit injection molding.

Selanjutnya, materi cetakan ABS dapat didaur ulang dan diubah menjadi filament lagi menggunakan mesin seperti Filastruder.

Filastruder dapat membuat filament dengan warna dan ukuran yang Anda inginkan untuk proyek pencetakan 3D Anda. Namun, saya menyarankan memeriksa toleransi untuk Filastruder atau mesin ekstruder mana pun karena bervariasi.

Ada beberapa pertimbangan yang harus Anda perhatikan saat menggunakan plastik ABS didaur ulang dengan Filastruder: Ukuran pelet harus 5mm atau lebih kecil. Jika tidak, mereka dapat menyumbat atau merusak mesin atau membuat filament yang tidak seragam.

Selain itu, jika Anda memiliki kotoran dalam pelet didaur ulang, Anda akan memiliki mereka dalam produk jadi Anda. Pastikan Anda menggiling pelet dengan hati-hati dan menggunakan peralatan yang tepat untuk pekerjaan tersebut.

Terakhir, karena Anda telah memanaskan plastik ABS berulang kali, akhirnya akan kehilangan kemampuan untuk menahan panas. Ini karena hubungan molekular akan hancur dengan setiap siklus panas. Untuk mencegah ini, Anda perlu menambahkan beberapa pelet ABS murni ke pelet didaur ulang untuk ketahanan.

Apakah ABS adalah bahan beracun?

Untungnya, saat plastik ABS dalam bentuk akhirnya, seperti alat elektronik atau mainan, dianggap non-beracun.

Ini stabil, tidak meresap dan sejauh ini tidak dikenal karsinogenik. Meskipun, ini tidak diatur untuk penggunaan dalam industri makanan atau untuk alat medis di dalam tubuh.

Masalahnya adalah ABS menjadi beracun setelah melalui berbagai metode pemrosesan. Jika terpapar suhu ekstrem, plastik ABS mudah terbakar. Tentu ini menyebabkan bahaya kebakaran tetapi ada juga gas beracun yang dihasilkan seperti karbon monoksida dan sianida hidrogen.

Faktanya, setiap “proses pelarutan” yang dialami plastik ABS berbahaya karena terpolimer terpecah menjadi setiap polimer, seperti styrene dan akrilonitril. Ini berlaku untuk penggunaan pelarut untuk melumatkan desain pada bagian yang dicetak 3D.

Ketiga, masalah ini menimbulkan ancaman ekologis.

Poin lain adalah pencetakan 3D menyebabkan debu dan partikel halus ABS menyebar di udara. Ini sudah diketahui menyebabkan efek kesehatan yang berdampak. Partikel debu adalah iritasi mata, kulit dan paru-paru.

Terakhir, ABS mengalami degradasi dengan paparan UV yang dapat menyebabkan beberapa kimia meresap seiring waktu.

Apakah ABS Biodegradabel?

Materi biodegradabel adalah yang terurai melalui mikroorganisme seperti bakteri dan jamur, dan sayangnya, plastik ABS tidak biodegradabel.

Sebagian besar akhirnya di TPA karena beberapa pabrik daur ulang tidak menerima mereka. Ini adalah kesalahpahaman umum bahwa “plastik biodegradabel” dapat didaur ulang ketika fasilitas masih tidak menerima mereka.

Mereka klaim bahwa produk kompost akhir akan berkualitas rendah. Dan, sebenarnya membutuhkan waktu yang sangat lama untuk materi yang dilabeli sebagai plastik biodegradabel untuk terurai secara alami di lingkungan.

Pikiran Akhir

Jadi, ya plastik ABS dianggap “dapat didaur ulang”, dalam arti Anda dapat memanaskan plastik dan menggunakannya lagi. Seiring dengan kelebihan yang menguntungkan, ada beberapa kekurangan. Plastik ABS mudah degradasi dan gores.

Saya telah membahas bagaimana pelarut digunakan untuk melumatkan desain ABS tetapi jika Anda menggunakan terlalu banyak, Anda dapat melarutkan bagian penting dari cetakan Anda.

Dan, plastik ABS dapat rentan terhadap retakan jika Anda menggunakan minyak atau lem sebagai pelumas. Untuk perbaikan, produsen telah mengembangkan legurang plastik ABS dengan policarbonat. Policarbonat lebih meningkatkan kekuatan, kekakuan dan resistensi panas ABS.

Tetapi, ada alternatif lain untuk menggunakan plastik ABS untuk pencetakan 3D yang mungkin lebih cocok untuk Anda.

PLA atau Polylactic acid plastik adalah opsi termoplastik lainnya.

PLA adalah polimer polyester yang berarti mengandung ikatan ester untuk menghubungkan rantai bersama. Ini adalah materi yang menguntungkan karena terbuat dari sumber terbarukan seperti tumbuhan yang dikombuskan. Ini adalah materi yang lebih kuat dan lebih kaku daripada ABS dan menjadi lentur pada suhu yang lebih rendah tanpa warping.

Kekurangannya adalah pada suhu sedang, plastik kehilangan ketahanannya, membuatnya mudah retak.

Polimer nylon sebenarnya adalah polimer termoplastik buatan pertama. Ini adalah polimer poliamida yang terdiri dari ikatan amide.

Sebagai bahan cetak, kurang kuat dan kurang kaku daripada PLA dan ABS. Memiliki kemampuan yang lebih kuat untuk menahan gaya atau kejutan daripada ABS dan tahan terhadap kimia.

Ini memungkinkan untuk digunakan untuk aplikasi industri yang lebih luas. Namun, memerlukan suhu tinggi untuk ekstrusi. Baru-baru ini, produsen telah mengembangkan legurang serat dengan nylon untuk meningkatkan kekuatannya.

Menurut pendapat saya, ketika halnya kesehatan Anda, plastik dan panas tinggi tidak pernah kombinasi yang baik. Saya menasihati Anda untuk meneliti secara menyeluruh materi plastik yang Anda pilih untuk pencetakan.

Selalu ada opsi yang lebih hijau di luar sana. Jika Anda memutuskan untuk menggunakan plastik ABS untuk pencetakan, cobalah untuk tidak menghirap uap dan partikel halus tersebut. Saya menyarankan membuat enclosure di sekitar printer Anda. Dan, selalu pastikan Anda bekerja di area yang beredar udara baik.

Lihat bagian produk kami yang direkomendasikan

Kami membuat bagian produk yang direkomendasikan yang akan memungkinkan Anda untuk menghilangkan teka-teki dan mengurangi waktu yang dihabiskan untuk meneliti printer, filament, atau upgrade mana yang harus dibeli, karena kami tahu bahwa ini bisa menjadi tugas yang sangat menakutkan dan yang umumnya menyebabkan banyak kebingungan.

Kami telah memilih sejumlah printer 3D yang kami pertimbangkan baik untuk pemula, menengah, bahkan pakar, sehingga membuat keputusan lebih mudah, dan filament, serta upgrade yang tercantum, semuanya telah diuji oleh kami dan dipilih dengan hati-hati, jadi Anda tahu bahwa mana pun yang Anda pilih akan bekerja sesuai harapan.