Caratteristiche
La sigla PA seguita da un numero PAn, indica il numero di atomi di carbonio dell’amminoacido, se i numeri sono due il primo rappresenta il numero di atomi di carbonio dell’ammine , mentre il secondo numero rappresenta gli atomi di carbonio dell’acido bicarbossilico. Le poliammidi sono composti ad alto peso molecolare a struttura lineare.La presenza di gruppi ammidici in grado di formare legami idrogeno, definisce le proprietà fisiche e chimiche che sono comuni a tutte le poliammidi. In generale hanno eccellenti proprietà meccaniche e proprietà fisiche, buona resistenza chimica, buone proprietà elettriche ed eccellenti proprietà termiche. Vari tipi di poliammidi differiscono tra loro per caratteristiche di duttilità, rigidità, forza e resistenza, ma in generale consentono la lavorazione con quasi tutti i sistemi in uso per le materie termoplastiche. Le loro applicazioni comprendono il settore automobilistico, elettronico, elettrotecnico e quello dell’abbigliamento. Inoltre, vengono utilizzati per la produzione di ingranaggi di precisione, film per imballaggio alimentare, strumenti chirurgici e protesi. Di seguito, vengono riportate alcune informazioni specifiche sui poliammidi alifatiche più diffuse. Sono polimeri lineari che contengono gruppi –CO-NH-.
Da un punto di vista strutturale si distinguono in due tipi principali:
Derivati da amminoacidi o lattami (-NH-R-CO-)n AB
Derivati da diammine e acidi bicarbossilici (-NH-R-NH-CO-R’-CO-)n AABB
Le poliammidi derivate dalla polimerizzazione di lattami, via apertura di anello, o dalla policondensazione di w-ammino acidi, dove per A s’intende il primo gruppo funzionale (amminico) e per B il secondo funzionale (carbossilico). Esempi pratici: poliammide 4 o polipirrolidone (lattame dell’acido 4 amminobutanoico), poliammide 6 o policaprolattame, poliammide 11 o acido poli-w-amminoundecanoico, poliammide 12 o polilaurolattame o acido poli-w-amminododecanoico. Per AABB s’intendono le poliammidi ottenute per policondensazione di una diammina (AA) con un acido bicarbossilico (BB). Esempi pratici: poliammide 66 o poliesametilenadipammide, poliammide 610 o poliesametilensebacammide, poliammide 46 o politetrametilenadipammide, poliammide MXD6 o m-xililenadipammide. In caso di monomeri lineari semplici il primo numero si riferisce al numero di atomi di carbonio della diammina e il secondo al numero di atomi di carbonio dell’acido bicarbossilico; per i casi non lineari, con molecole più complesse o comunque non lineari semplici si usano, al posto dei numeri, sigle letterali che indicano il monomero o il comonomero strutturale (es. MXD per m-xililendiammina, I per acido isoftalico, T per acido tereftalico, Pip per piperazina, TMD per trimetilesametilendiammina).
Le proprietà delle PA sono legate alla presenza del gruppo ammidico in catena che permette la formazione di forti legami idrogeno intercatena. Le temperature di fusione delle PA variano a seconda della loro struttura molecolare, all’ interno di un intervallo di temperature molto elevate (da 178 °C per PA12 a circa 295 °C per PA parzialmente aromatiche, fino a valori maggiori di 500 °C per PA completamente aromatiche). Le poliammidi aromatiche, spesso chiamate aramidi, hanno una maggiore resistenza ai solventi, alla fiamma, al calore e una maggiore stabilità dimensionale rispetto alle tutte le poliammidi alifatiche ma sono molto più costosi , più difficili da produrre e lavorare. Le poliammidi hanno diversi vantaggi rispetto ad altri tecnopolimeri. Ad esempio, sono più resistenti all’idrolisi alcalina dei poliesteri ma non resistono all’idrolisi acida. Hanno anche migliore resistenza ai solventi liquidi organici rispetto a PET e PC.
Poliammidi e umidità
La limitazione principale è la forte sensibilità all’umidità (l’acqua agisce come un plastificante) e le conseguenti modifiche delle proprietà meccaniche. Le poliammidi a seconda del tipo assorbono più o meno umidità , la quale può far cambiare le caratteristiche finale della stessa. Influenza sulle caratteristiche in funzione della percentuale d’acqua assorbita:
Modulo a flessione – diminuisce
Impatto (Izod) – aumenta
Allungamento – aumenta
Isolamento elettrico – diminuisce
Coefficiente dielettrico – aumenta
Resistenza chimica – non cambia