主な違い – PLAとABSの違い
PLAとABSは、2種類のポリマー材料です。
したがって、これらは多くの繰り返し単位からなる高分子です。
PLAとはポリ乳酸のことです。
PLAを形成するために使用されるモノマーは乳酸です。
ABSは、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン。
アクリロニトリル、ブタジエン、スチレンの3つのモノマーから作られる。
これらのポリマー材料は、その化学的・物理的特性により、さまざまな用途に使用される。
この2つの化合物の最も一般的な用途の1つは、3Dプリントにおけるフィラメントとしての利用です。
PLAとABSの主な違いは、PLAが生分解性の熱可塑性ポリマーであるのに対し、ABSは非生分解性の熱可塑性ポリマーである点です。
PLAとは
PLAとは、ポリ乳酸のことです。
生分解性の熱可塑性ポリエステルです。
脂肪族ポリマーの一種です。
PLAは、トウモロコシのデンプン、キャッサバの根、サトウキビなど、再生可能な資源から作られます。
PLAは、その生分解性と生体適合性により、今日使用されている最も一般的なバイオプラスチックです。
PLAを製造する初期の方法は、低分子量の製品が得られる縮合重合であった。
しかし現在では、高分子量のPLAを製造するために開環重合が使用されている。
PLAの製造に使われるモノマーは乳酸です。
このモノマーは発酵から、あるいは化学的手段で生産される。
しかし、発酵は制約が少ないため、最も好ましい方法です。
PLAの製造方法は大きく分けて3つあります。
- 縮合重合
- 共沸水溶液中での重縮合
- ラクチド生成による重合
縮合重合は、エステルを生成し、そのエステルが縮合反応を起こすものです。
この方法は、重合中に水分子を除去することができる。
しかし、この方法では高分子量のポリマー材料を得ることができないため、あまり好ましい方法とは言えません。
第二の方法は、共沸水溶液中での重縮合で、より実用的な方法です。
この方法では、さまざまな触媒を使用する。
しかし、ラクチド形成による重合は、PLAを製造する上で最も効率的な方法です。
高分子量のPLAを得ることができる。
ラクチドは、縮合反応から形成される環状二量体です。
ラクチドが環状分子であることから、この製造方法は開環重合とも呼ばれる。
図1：乳酸とラクチドからPLAを得る様子
PLAは、繊維状やフィルム状に加工することができる。
PLAの最も一般的な用途は、3Dプリンティングで使用されるフィラメントです。
このフィラメントは、ねじれにくく、柔軟性が低い。
一般的に、これらのフィラメントは耐久性に劣ります。
融点は低めです。
しかし、一般的にPLAは熱的に不安定で、熱処理をすると急速に分子量が低下する。
これは、熱が与えられるとエステル結合が分解される傾向があるためです。
この熱分解は、PLAの融点よりも低い温度で起こる。
PLAは、外観がよく、機械的強度が高く、毒性が低い。
PLAのガラス転移温度は低い。
そのため、熱加工されたパッケージにおけるPLAの使用は制限される。
ABSとは
ABSとは、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレンのことです。
非晶質で熱可塑性のポリマーです。
このポリマーは、スチレン、アクリロニトリル、ブタジエンの3種類のモノマーから製造される。
ここでは、スチレンとアクリロニトリルをポリブタジエンの存在下で重合させる。
アクリロニトリルは、合成モノマーです。
プロピレンとアンモニアから作られる。
ブタジエンは石油の精製時に副産物として得られる。
スチレンも合成モノマーです。
したがって、ABSはバイオポリマーではありません。
不透明な熱可塑性プラスチックなのです。
ABSの製造方法はエマルションプロセスとして知られています。
反応物の混合物はエマルジョンの形をしています。
連続塊状重合は、最終的にABSを形成するもう一つのプロセスです。
図2：ABSの製造に使用される単量体
ABSは熱可塑性材料であるため、簡単にリサイクルすることができる。
なぜなら、融点まで加熱して冷却し、再び加熱しても大きな劣化がないからです。
つまり、ABSを製造する最も一般的な方法は、あらかじめ存在するABS材料をリサイクルすることである。
ABSの最も一般的な用途の1つに、3Dプリントでのフィラメント利用があります。
この目的でABSを使用すると、印刷の過程でプラスチックの焦げたような香りがします。
このフィラメントはねじれやすくなっています。
3Dプリントに使用される他の種類のフィラメントと比較すると、やや柔軟性があります。
化学的耐性があるので、ABSはより耐久性があります。
ABSは融点が高いです。
非晶質ポリマーであるため、本当の融点は計算できません。
ガラス転移温度は約105oCです。
ABSの特性により、ホイールカバー、ミラー、ヘッドライトハウジングなどの自動車用途に使用されています。
PLAとABSの違い
定義
PLA：ポリ乳酸のこと。
ABS。
ABSはアクリロニトリル・ブタジエン・スチレンのこと。
自然
PLA: 脂肪族熱可塑性ポリマー。
ABS ABSは、非晶質の熱可塑性ポリマーです。
モノマー
PLA：乳酸系モノマーを原料とする。
ABS。
ABSは、アクリロニトリル、ブタジエン、スチレンのモノマーから作られています。
自然界における発生状況
PLA：生分解性ポリマー。
ABS。
ABSは生分解性でないポリマーです。
しかし、リサイクルすることができる。
原材料
PLA：PLAは植物由来の素材です。
ABS。
ABSは石油を原料とする材料です。
耐久性
PLA：PLAは比較的耐久性に劣る。
ABS。
ABSの方が耐久性があります。
フレキシビリティ
PLA：PLAは柔軟性に欠ける。
ABS。
ABSはPLAよりも柔軟性があります。
融点
PLA：PLAの方が融点が低い。
ABS。
ABSは非晶質構造のため、融点は定義されていません。
結論
PLAとABSは重要な高分子材料です。
PLAとはポリ乳酸のことである。
ABSはアクリロニトリル・ブタジエン・スチレンのことです。
この2つの材料は、3Dプリント用のフィラメントとして一般的に使用されています。
PLAとABSの間には、化学組成や特性を考慮すると、多くの違いがあります。
PLAとABSの主な違いは、PLAが生分解性の熱可塑性ポリマーであるのに対し、ABSは非生分解性の熱可塑性ポリマーであることです。
