Forskjellen mellom PLA og ABS

Hovedforskjell - PLA vs ABS

PLA og ABS er to typer polymermateriale. Derfor er de makromolekyler som består av mange gjentatte enheter. PLA er polymælkesyre. Monomeren som brukes til å danne PLA er melkesyre. ABS er akrylonitrilbutadienstyren. Den er laget av tre monomerer: akrylnitril, butadien og styren. Disse polymermaterialene brukes i forskjellige applikasjoner avhengig av deres kjemiske og fysiske egenskaper. En av de vanligste bruksområdene for begge disse forbindelsene er som filamenter i 3D-utskrift. Hovedforskjellen mellom PLA og ABS er det PLA er en biologisk nedbrytbar termoplastisk polymer, mens ABS er en ikke-biologisk nedbrytbar termoplastisk polymer.

Nøkkelområder dekket

1. Hva er PLA
      - Definisjon, Produksjon og Egenskaper
2. Hva er ABS
      - Definisjon, generelle egenskaper og bruksområder
3. Hva er forskjellen mellom PLA og ABS
      - Sammenligning av nøkkelforskjeller

Nøkkelbetingelser: ABS, akrylonitril, akrylonitrilbutadienstyren, butadien, melkesyre, PLA, polymelkesyre, styren, termoplastisk

Hva er PLA

PLA er polymælkesyre. Det er en biologisk nedbrytbar termoplastisk polyester. Det er en alifatisk polymer. PLA er avledet fra fornybare kilder som maisstivelse, cassava røtter, sukkerrør, etc. PLA er den vanligste bioplast som er i bruk på grunn av dens biologiske nedbrytbarhet og biokompatibilitet.

Den tidligste metoden for å produsere PLA var ved kondensasjonspolymerisering, som gir produkter med lav molekylvekt. Men i dag brukes ringåpningspolymerisasjon til fremstilling av PLA med høy molekylvekt.

Monomeren som brukes til produksjon av PLA er melkesyre. Denne monomeren er produsert fra gjæringen eller ved kjemiske midler. Gjødsel er imidlertid den gunstigste metoden på grunn av færre begrensninger. Produksjonen av PLA kan gjøres hovedsakelig på tre hovedveier.

Kondensasjonspolymerisering
Polykondensasjon i en azeotrop løsning
Polymerisering gjennom laktiddannelse

Kondensasjonspolymerisasjon omfatter dannelsen av en ester som deretter gjennomgår kondensasjonsreaksjoner. Denne metoden fjerner vannmolekyler under polymerisasjonsprosessen. Denne metoden er imidlertid ikke særlig gunstig fordi vi ikke kan oppnå høymolekylært polymermateriale fra denne metoden. Den andre metoden polykondenserer i en azeotrop løsning som er mer praktisk. Denne metoden bruker forskjellige katalysatorer. Men polymerisering gjennom laktiddannelse er den mest effektive metoden for produksjon av PLA. Det gir høy molekylvekt PLA. Laktid er en syklisk dimer dannet fra en kondensasjonsreaksjon. Denne produksjonsmetoden for PLA er også kjent som ringåpnings-polymerisering fordi laktid er et syklisk molekyl.

Figur 1: Oppnå PLA fra melkesyre og laktid

PLA kan behandles til fiberformer og filmer. Den vanligste bruken av PLA er som filamenter brukt i 3D-utskrift. Disse filamentene er mindre tilbøyelige til å vri og har lavere fleksibilitet. Vanligvis er disse filamenterne mindre holdbare. Smeltepunktet er lavere. PLA er imidlertid generelt termisk ustabil og utviser hurtig tap av molekylvekt når det behandles termisk. Dette skyldes at esterbindingene har en tendens til å nedbrytes når varme tilføres. Denne termiske nedbrytningen skjer ved lavere temperaturer enn smeltepunktet til PLA. PLA har et godt utseende, høy mekanisk styrke og lav toksisitet. Glassovergangstemperaturen på PLA er lav. Det begrenser bruken av PLA i termisk behandlede pakker.

Hva er ABS

ABS er akrylonitrilbutadienstyren. Det er en amorf termoplastisk polymer. Denne polymeren er produsert av tre typer monomerer: styren, akrylnitril og butadien. Her blir styren og akrylonitril utsatt for polymerisering i nærvær av polybutadien.

Akrylonitril er en syntetisk monomer. Den er laget av propylen og ammoniakk. Butadien er oppnådd fra petroleum raffinering som et biprodukt. Styren er også en syntetisk monomer. Derfor er ABS ikke en biopolymer. Det er en ugjennomsiktig termoplast. Fremgangsmåten for produksjon av ABS er kjent som emulsjonsprosess. Blandingen av reaktanter er i form av en emulsjon. De kontinuerlig massepolymerisasjon er en annen prosess som til slutt vil danne ABS.

Figur 2: Monomerer brukt i produksjonen av ABS

Siden ABS er et termoplastisk materiale, kan det enkelt gjenvinnes. Dette skyldes at de kan oppvarmes til smeltepunktet, avkjøles og oppvarmes igjen uten betydelig nedbrytning. Dette betyr at den vanligste metoden for å produsere ABS er ved å resirkulere det eksisterende ABS-materialet.

En av de vanligste bruken av ABS inkluderer bruksfilamenter i 3D-utskrift. Bruk av ABS til dette formålet resulterer i en brennende plast duft under utskriftsprosessen. Disse filamentene er mer tilbøyelige til å vri. De er noe fleksible sammenlignet med andre typer filamenter som brukes i 3D-utskrift. Siden de er kjemisk resistente, er ABS mer holdbar.

ABS har et høyere smeltepunkt. Siden det er en amorf polymer, kan det sanne smeltepunkt ikke beregnes. Glassovergangstemperaturen er ca. 105^oC. På grunn av egenskapene til ABS, brukes den til bilindustrien som hjuldeksler, speil og lyskasthus.

Forskjellen mellom PLA og ABS

Definisjon

PLA: PLA er polymælkesyre.

ABS: ABS er akrylonitrilbutadienstyren.

Natur

PLA: PLA er en alifatisk, termoplastisk polymer.

ABS: ABS er en amorf termoplastisk polymer.

monomerer

PLA: PLA er laget av melkesyre monomerer.

ABS: ABS er laget av akrylonitril-, butadien- og styrenmonomerer.

Forekomst i naturen

PLA: PLA er en biologisk nedbrytbar polymer.

ABS: ABS er en ikke-biologisk nedbrytbar polymer. Men det kan resirkuleres.

Råmateriale

PLA: PLA er et plantebasert materiale.

ABS: ABS er et petroleumsbasert materiale.

Varighet

PLA: PLA er relativt mindre holdbar.

ABS: ABS er mer holdbart.

fleksibilitet

PLA: PLA er mindre fleksibel.

ABS: ABS er mer fleksibel enn PLA.

Smeltepunkt

PLA: PLA har et lavere smeltepunkt.

ABS: ABS har ingen definert smeltepunkt på grunn av dets amorfe struktur.

Konklusjon

PLA og ABS er viktige polymermaterialer. PLA er polymælkesyre. ABS er akrylonitrilbutadienstyren. Begge disse materialene blir ofte brukt som filamenter for 3D-utskrift. Det er mange forskjeller mellom PLA og ABS når kjemisk sammensetning og egenskaper vurderes. Hovedforskjellen mellom PLA og ABS er at PLA er en biologisk nedbrytbar termoplastisk polymer, mens ABS er en ikke-biologisk nedbrytbar termoplastisk polymer.

referanser:

1. Jamshidian, Majid, et al. "Poly-Lactic Acid: Production, Applications, Nanocomposites, og Release Studies." Omfattende omtaler innen matvitenskap og mattrygghet, Blackwell Publishing Inc, 26. august 2010, tilgjengelig her.
2. Rogers, Tony. "Creative Mechanisms Blog." Alt du trenger å vite om ABS plast, tilgjengelig her.
3. "Acrylonitril butadienstyren." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 13. oktober 2017, Tilgjengelig her.

Bilde Courtesy:

1. "PLA fra melkesyre og laktid" Av Rifleman 82 - Eget arbeid (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "ABS resin formel" Av H Padleckas på English Wikipedia - Eget arbeid (Public Domain) via Commons Wikimedia

Vitenskap