PA6
เหล็กลวด PA6 เป็นโพลิเมอร์เทอร์โมพลาสติกกึ่งผลึก ซึ่งเป็นหนึ่งในไนลอนที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในโลก จุดหลอมเหลวของ PA6 คือ 220 องศา ซึ่งสามารถแปรรูปได้ด้วยกระบวนการแบบดั้งเดิมที่หลากหลาย และเนื่องจากประสิทธิภาพที่ดีและอัตราส่วนต้นทุน จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านต่างๆ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เครื่องพิมพ์ 3 มิติได้รับความนิยมอย่างค่อยเป็นค่อยไป เมื่อเทียบกับพลาสติกมาตรฐาน เช่น PLA หรือ ABS แล้ว PA6 เป็นวัสดุที่ยากกว่าสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ ช่วงอุณหภูมิในการทำงานคือ 250-270 องศา C ดังนั้นจึงจำเป็นต้องตรวจสอบสภาพแวดล้อมการทำงานที่เหมาะสมเพื่อไม่ให้หดตัว
PA6 เกิดขึ้นจากพอลิเมอไรเซชันแบบเปิดวงแหวน ซึ่งเป็นหนึ่งในเส้นทางสังเคราะห์ของโพลีเมอร์หลายชนิด สิ่งนี้ทำให้เป็นกรณีพิเศษของการเปรียบเทียบระหว่างการควบแน่น (โมเลกุลโมโนเมอร์ทั้งหมดกลายเป็นส่วนหนึ่งของโพลีเมอร์) และการเติม (โมเลกุลโมโนเมอร์จะสูญเสียส่วนหนึ่งเมื่อกลายเป็นส่วนหนึ่งของโพลีเมอร์) เมื่อวิเคราะห์ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของโพลิเอไมด์ 6 และการพัฒนาไปสู่วัสดุที่มีความยั่งยืนมากขึ้น จะต้องพิจารณาประเด็นสำคัญสองประการ ขั้นแรก กระบวนการผลิตที่ใช้ในการรับวัสดุ ตามด้วยวัตถุดิบที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการแปลงสภาพ ทั้งสองจะเป็นตัวกำหนดรอยเท้าคาร์บอนของใยสังเคราะห์นี้
PA11 และ PA12
ในทางเคมี PA11 และ PA12 มีความคล้ายคลึงกันมาก ต่างกันเพียงอะตอมของคาร์บอนในสายโซ่หลักเท่านั้น อย่างไรก็ตาม อะตอมนี้สร้างความแตกต่างอย่างมากในการจัดเรียงพอลิเมอร์ PA11 เป็นโพลิเมอร์ชีวภาพกึ่งผลึก กล่าวคือผลิตจากวัตถุดิบหมุนเวียนจากอนุพันธ์ของพืช ซึ่งส่วนใหญ่เป็นน้ำมันละหุ่ง ส่วนใหญ่จะใช้ในกรณีที่ต้องการความทนทานต่อสารเคมี ความยืดหยุ่น การซึมผ่านต่ำ และความคงตัวของมิติ
PA12 เป็นผงสังเคราะห์ละเอียด ซึ่งโดยทั่วไปสกัดจากปิโตรเลียม คุณสมบัติพื้นฐานของโพลีเอไมด์กำหนดโดยโครงสร้างทางเคมีของโพลีเอไมด์เองและสารเติมแต่งหรือเส้นใยที่เติมลงในส่วนผสม คุณลักษณะที่สำคัญที่สุดคือทนทานต่อสารเคมี สภาวะแวดล้อมและแรงกระแทกสูง การดูดซึมน้ำต่ำ แปรรูปได้สูง และสุดท้ายทนต่อการสึกหรอและต้านทานการเลื่อนได้ดี ในการใช้งานหลัก พลาสติกนี้ใช้ในอุตสาหกรรมขั้นสูง เช่น รถยนต์หรือการบิน
เพื่อให้ตระหนักถึงการปกป้องสิ่งแวดล้อม บริษัท fisap S3 ได้พัฒนาไนลอนชีวภาพ PA11 HP โดยอิงจากวัสดุชีวภาพ "PA11 HP ของเราผลิตขึ้นจากทรัพยากรชีวมวลหมุนเวียน 100 เปอร์เซ็นต์ เราสกัดเมล็ดละหุ่งจากต้นละหุ่งแล้วเปลี่ยนเป็นน้ำมัน จากนั้น น้ำมันจะถูกแปลงเป็นโมโนเมอร์ (กรด 11 อะมิโนนเดคาโนอิก) และสุดท้ายถูกโพลีเมอร์เป็น PA11 HP มันสามารถ มาใช้แทน PA11 และ PA12" นูโน เนเวส ผู้อำนวยการฝ่ายออกแบบกล่าวว่า
เมื่อมองแวบแรก ไนลอนชีวภาพนั้นเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าไนลอนที่ทำจากปิโตรเลียม แต่เนวิสกล่าวว่า: "เพื่อที่จะตัดสินว่าไนลอนชีวภาพมีประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าไนลอนแบบดั้งเดิมหรือไม่ เราต้องพิจารณาปัจจัยหลายประการในวงจรชีวิตทั้งหมดของทั้งสอง ประเภทของไนลอน รวมถึงการผลิต การปล่อยก๊าซเรือนกระจก และโอกาสในการรีไซเคิล หลังจากการทดสอบอย่างเข้มงวด เราสามารถสรุปผลได้ แทนที่จะถือป้ายการปกป้องสิ่งแวดล้อมอย่างลวกๆ"
เช่นเดียวกับพลาสติกสังเคราะห์อื่นๆ ไนลอนไม่ใช่วัสดุที่สามารถย่อยสลายได้โดยสภาพแวดล้อม ดังนั้นวิธีจัดการกับพลาสติกที่ดีที่สุดคือการรีไซเคิลและแปลงพลาสติก อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบัน หลายเมืองยังไม่มีอุปกรณ์ในการจัดการกับพลาสติกชีวภาพ เช่น PA11 ซึ่งทำให้ยากต่อการรีไซเคิลพลาสติกชีวภาพในปัจจุบัน เมื่อพิจารณาว่าพลาสติกชีวภาพสามารถย่อยสลายได้ พลาสติกชีวภาพส่วนใหญ่จึงถูกฝังกลบและผลิตก๊าซมีเทนในที่สุด ก๊าซเรือนกระจกนี้รุนแรงกว่าคาร์บอนไดออกไซด์ถึง 23 เท่า ซึ่งจะทำให้ชั้นโอโซนลดลงมากกว่าพลาสติกแบบดั้งเดิม
ในด้านการพิมพ์ 3 มิติ การพิมพ์ SLS 3D มีข้อได้เปรียบที่สำคัญ ไม่จำเป็นต้องมีการสนับสนุนเพิ่มเติมเมื่อพิมพ์ แป้งรอบชิ้นส่วนสามารถมีบทบาทสนับสนุน และมากถึง 70 เปอร์เซ็นต์ของผงที่ไม่ผ่านการเผาสามารถนำกลับมาใช้ใหม่สำหรับการพิมพ์ในอนาคต ช่วยประหยัดวัสดุได้มากกว่ากระบวนการ FDM
เห็นได้ชัดว่าวัสดุทั้งหมดที่ใช้ในการผลิตจะมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ไม่ว่าจะผ่านการปล่อยก๊าซหรือความสามารถในการรีไซเคิลของส่วนประกอบต่างๆ ในระยะยาว ไนลอนจากชีวภาพจะเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าไนลอนจากปิโตรเลียม