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

ABSポリマーのモノマー
ABSにおける一般的な架橋モチーフのサブセット
ABSポリマー粒子
識別子
CAS番号	9003-56-9 はい
ケムスパイダー	なし
ECHA 情報カード	100.127.708
パブケム CID	24756
CompTox ダッシュボード ( EPA )	DTXSID70858757
プロパティ
化学式	（C 8 H 8 ·C 4 H 6 ·C 3 H 3 N）n
密度	1.060–1.080  g/cm3 [ 1]
水への溶解度	水に溶けない
関連化合物
関連化合物	アクリロニトリル、ブタジエン、スチレン（モノマー）
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。 いいえ 確認する （何ですか  ？） はいいいえ インフォボックス参照

アクリロニトリルブタジエンスチレン（ABS）（化学式（C ₈ H ₈）_x ·​（C ₄ H ₆）_y ·​（C ₃ H ₃ N）_z）は一般的な熱可塑性ポリマーです。そのガラス転移温度は約105℃（221℉）です。^[4] ABSは非晶質であるため、真の融点はありません。

ABS は、ポリブタジエンの存在下でスチレンとアクリロニトリルを重合して作られる三元共重合体です。その割合は、アクリロニトリル 15% ～ 35%、ブタジエン5% ～ 30% 、スチレン 40% ～ 60% の範囲で変化します。その結果、ポリブタジエンの長い鎖と、ポリ (スチレン-コ-アクリロニトリル) の短い鎖が交差する構造になります。隣接する鎖のニトリル基は極性があるため、互いに引き合い、鎖を結合するため、ABS は純粋なポリスチレンよりも強度が高くなります。アクリロニトリルは、耐薬品性、耐疲労性、硬度、剛性にも寄与し、熱たわみ温度も上昇させます。スチレンにより、プラスチックの表面は光沢のある不浸透性になり、硬度、剛性が増し、加工しやすくなります。ゴム状の物質であるポリブタジエンは、耐熱性と剛性を犠牲にして、低温での強靭性と延性を実現します。 ^[3] ABSの機械的特性は温度によって変化するため、ほとんどの用途では-20～80℃（-4～176℉）で使用できます。^{[5]この特性は}ゴムの強化によって生み出され、エラストマーの微粒子が剛性マトリックス全体に分散されます。

ABS は、他の一般的なポリマーと比較して、耐衝撃性、靭性、剛性などの優れた機械的特性を備えています。^[3]耐衝撃性、靭性、耐熱性を向上させるために、さまざまな変更を加えることができます。スチレンやアクリロニトリルに対するポリブタジエンの割合を増やすことで耐衝撃性を高めることができますが、これにより他の特性が変化します。耐衝撃性は、低温でも急激に低下しません。限られた荷重では、荷重下での安定性が優れています。したがって、成分の割合を変更することで、ABS をさまざまなグレードで製造できます。2 つの主要なカテゴリは、押し出し用 ABS と射出成形用 ABS で、次に高耐衝撃性と中耐衝撃性があります。一般に、ABS は、-20 ～ 80 °C (-4 ～ 176 °F) の温度範囲内で有用な特性を示します。^[5]

最終的な特性は、材料が最終製品に加工される条件によってある程度左右されます。たとえば、高温で成形すると製品の光沢と耐熱性が向上しますが、低温で成形すると最高の耐衝撃性と強度が得られます。繊維（通常はガラス繊維）と添加剤を樹脂ペレットに混ぜて、最終製品を強くし、最高動作温度を 80 °C（176 °F）まで上げることができます。原料の本来の色は半透明のアイボリーから白なので、顔料を加えることもできます。ポリマーの老化特性はポリブタジエン含有量に大きく影響されるため、通常は組成物に抗酸化剤を含めます。その他の要因には紫外線への曝露が含まれますが、これを防ぐための添加剤も利用できます。

ABSポリマーは水性酸、アルカリ、濃塩酸、濃リン酸、動物油、植物油、鉱油に対して耐性があるが、氷酢酸、四塩化炭素、芳香族炭化水素によって膨潤し、濃硫酸や濃硝酸によって侵される。エステル、ケトン（アセトンなど）、クロロホルム、二塩化エチレンには溶ける。^{[6]また、塩素系溶剤、}アルコール、アルデヒドに対する耐性も低い。 ^[3]

ABS樹脂は主に機械的な目的で使用されていますが、広範囲の周波数にわたってほぼ一定の電気的特性も持っています。これらの特性は、許容される動作温度範囲内での温度や大気湿度の影響をほとんど受けません。^[7]

ABSは、薪の火のような高温にさらされると燃えやすくなります。溶けて沸騰すると、蒸気が激しく熱い炎に燃え上がります。純粋なABSにはハロゲンが含まれていないため、燃焼しても通常は残留有機汚染物質は生成されず、燃焼または熱分解で最も有毒な生成物は一酸化炭素とシアン化水素です。^[8] ABSは日光によっても損傷を受けます。これにより、シートベルトリリースボタンの劣化により、米国史上最も広範囲で高額な自動車リコールが発生しました。^{[9] [10]}

ABSはリサイクル可能ですが、すべてのリサイクル施設で受け入れられるわけではありません。^{[11] [12] [検証に失敗]}

ABSはバイオメディカル用途の多くの熱可塑性プラスチックの1つであり、射出成形部品は使い捨て用に製造しやすい。ガンマ線やエチレンオキシド（EtO）による滅菌も可能である。 ^[13]

ABSプラスチックの黄変は、紫外線や過度の熱にさらされると発生し、ポリマーの光酸化を引き起こしてポリマー鎖を破壊し、プラスチックが黄色くなり脆くなります。^[14]

ABSのほとんどは、成分の屈折率が異なるため不透明です。アクリロニトリルとスチレンはABSを硬くします。ブタジエン粒子は弾力性があり、ABSに耐衝撃性を与えます。メチルメタクリレート（MMA）を追加すると屈折率が近づき、透明になりますが、製品の耐衝撃性は低下します。^[15]

ABS は、アクリロニトリル、ブタジエン、スチレンから作られています。アクリロニトリルは、プロピレンとアンモニアから生成される合成モノマーです。ブタジエンは、蒸気分解の C4 留分から得られる石油炭化水素です。スチレンモノマーは、エチレンとベンゼンの反応で得られる炭化水素であるエチルベンゼンの脱水素化によって作られます。

欧州プラスチック貿易協会PlasticsEuropeによれば、欧州におけるABS樹脂1kg（2.2ポンド）の工業生産には平均95.34MJ（26.48kW⋅h）のエネルギーが使用され 、天然 ガスと石油に由来している。^{[16] [17]}

ABS はさまざまなグレードで製造されていますが、ABS 構造部品の精密加工には、機械グレード ABS の使用が推奨されます。機械グレード ABS は、旋削、穴あけ、フライス加工、鋸引きなどの標準的な技術で簡単に加工できます。ABS 部品は、接合面を加熱して溶け始めるまで溶接することができます。また、細い ABS ロッドを溶かして接合部を強化することもできます。ABS 部品は、溶剤を使用して化学的に互いに固定したり、十分に類似した他のプラスチックに固定したりすることもできます。^[18]

ABSは1948年に特許を取得し、1954年にボルグワーナー社によって商業市場に導入されました。 ^[19]

ABSは軽量で射出成形や押し出し成形が可能なため、排水・廃棄物・通気管（DWV）システムなどの製品の製造に有用である。プラスチック製のリコーダー、オーボエ、クラリネットなどの楽器や、ピアノのアクションの一部の部品は、コンピューターのキーボードのキーキャップと同様に、一般的にABSで作られている。^[20]

その他の用途としては、ゴルフクラブのヘッド（衝撃吸収性に優れているため）、自動車のトリム部品、自動車のバンパーバー、双眼鏡と単眼鏡、吸入器、ネブライザー、^[21]非吸収性縫合糸、腱プロテーゼ、薬物送達システム、気管チューブ、^{[13]電気・電子アセンブリの筐体（}コンピュータケースなど）、保護用ヘッドギア、急流カヌー、家具や建具パネルの緩衝縁取り、荷物や保護用キャリングケース、ペンケース、小型キッチン家電などがある。レゴ（レゴブロックは1963年以来主にABSで作られている^[22]）やKre-Oブロックなどの玩具は一般的な用途である。^{[23] [24]}

平均直径1マイクロメートル未満に粉砕されたABSプラスチックは 、一部のタトゥーインクの着色剤として使用されます。^[25]

ABS樹脂は、フィラメント状に押し出された状態で、安価で強度があり、安定性が高く、さまざまな方法（研磨、塗装、接着、充填、化学的平滑化^）で後処理できるため、3Dプリンターでよく使用される材料です。[26] ABS樹脂は、3Dプリンターで使用する場合、印刷プロセス中の冷却中に収縮するため、反ることが知られています。収縮は、加熱された印刷面の筐体内で印刷するか、印刷物の最初の層が印刷面にしっかりと接着されるようにスティックのりやヘアスプレーなどの接着剤を使用するか、印刷面への接着性を高めるために印刷物の底部につば/ラフトを付けて印刷することで軽減できます。^[27] ABSは、樹脂3Dプリンターがプラスチックを溶かすことができないため、 FFF / FDM 3Dプリンターでのみ使用されます。

ABS フィラメントの特殊な形態としては、ABS-ESD (静電放電) と ABS-FR (耐火性) があり、特に静電気に敏感な部品や耐火性プレハブ部品の製造に使用されます。

ABSは通常の使用およびポリマー加工条件下では分解に対して安定している。通常の使用および加工による発がん性物質への曝露は、職場の曝露限度をはるかに下回る。^[28]しかし、温度が400℃（750℉）に達すると、ABSはブタジエン（ヒトに対して発がん性がある）、 アクリロニトリル（ヒトに対して発がん性がある可能性がある）、スチレン（ヒトに対して発がん性があると合理的に予測される）などの成分に分解される可能性がある。^[28]

超微粒子（UFP）は、より低い温度で生成される可能性がある（3Dプリントなど）。^[29] ABSを使用した3Dプリント中に生成される空気中のUFP濃度については懸念が高まっている。UFPは健康への悪影響と関連付けられており、その一部はUFPの蓄積によって引き起こされる腎臓、肺、腸の組織閉塞に起因する可能性がある。^{[30] [31]}

• ポリ乳酸（PLA） – 3Dプリントに使用されるもう一つのプラスチック
• Retrobright – 白色ABSプラスチックケースの黄ばみを回復させるプロセス

ウィキメディア・コモンズには、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレンに関連するメディアがあります。

• 他のプラスチックとの多くの物理的特性の比較
• 3D プリントにおける ABS と PLA の比較