アクリロニトリル・ブタジエン・スチレンはどのように作られるのか | ABS樹脂ガイド

ABS の 2 つの主な製造方法

ABS を製造するには 2 つの主要な産業ルートがあります。 乳化重合 そして 連続塊状（バルク）重合 。 3 番目のあまり一般的ではない方法は懸濁重合です。各方法は、多少異なる形態学的特徴を持つ ABS を生成し、どちらも現在でも商業的に使用されています。

乳化重合 (最も一般的)

乳化重合は ABS 製造に最も広く使用されている工業プロセスであり、世界の生産量の大部分を占めています。それは 2 つの段階で行われます。

1. ステージ 1 — ポリブタジエン ラテックスの合成: ブタジエンモノマーは、界面活性剤を使用して水中で乳化され、フリーラジカル開始剤（一般に過硫酸塩またはレドックス系）を使用して 50 ～ 80 °C で重合されて、ポリブタジエンゴムラテックス粒子が形成されます。粒子サイズは慎重に制御され、通常は次の範囲になります。 100～400ナノメートル これは最終的な ABS の衝撃特性に直接影響するためです。粒子が小さいほど光沢は高くなりますが、衝撃強度は低くなります。粒子が大きいほど靭性が高くなります。
2. ステージ 2 — グラフト共重合: ポリブタジエンラテックスは、追加の開始剤および乳化剤とともに、アクリロニトリルおよびスチレンモノマーと混合されます。スチレンおよびアクリロニトリルモノマーは、フリーラジカルグラフト化によってゴム粒子の表面に重合し、溶液中で遊離の SAN (スチレン-アクリロニトリル) コポリマー鎖を形成します。その結果、複雑な 2 相構造が形成されます。グラフトされた SAN でコーティングされたゴム粒子が、連続的な SAN マトリックス中に分散されています。
3. ステージ 3 — 凝固と乾燥: ラテックスは、凝固剤（酸または塩）を添加して粒子を凝集させることによって不安定化されます。次に、ウェットケーキを洗浄、脱水、乾燥させて ABS パウダーまたはクラムを生成し、その後配合してペレット化します。

乳化重合の主な利点は、ゴムの粒子サイズとグラフト密度を正確に制御できることであり、これにより製造業者は衝撃強度と表面外観を微調整できるようになります。ただし、このプロセスでは大量の水を使用し、処理する必要がある廃液が生成されます。

連続塊状（バルク）重合

連続塊状重合 - とも呼ばれます。 一括処理 または溶液プロセス – 水なしでポリブタジエンゴムをスチレンとアクリロニトリルモノマーの混合物に直接溶解します。溶解したゴムは重合が進むにつれて転相を起こします。モノマー溶液中でゴムとして始まったものは、転化率が増加するにつれて固体 SAN マトリックス中に分散した個別のゴム粒子に変化します。このプロセスは、INEOS スチロール溶液 や トリンセオ を含むいくつかの大手メーカーで使用されており、ABS を製造しています。 残留モノマーレベルの低下 そして better color consistency than emulsion-produced grades, making it well suited for medical and food-contact applications.

乳化重合と比較して、バルクプロセスでは廃水は発生しませんが、ゴム粒子の形態を制御するのが難しく、通常、衝撃強度がわずかに低い ABS が製造されます。多くのメーカーは、耐衝撃性能と視覚的な透明性の組み合わせを実現するために、エマルジョン ABS とバルク SAN をブレンドしています。