Polyamid
Polyamide (PA) sind eine Gruppe teilkristalliner Polymere, die für ihre vielfältigen Anwendungen in der Kunststoffindustrie bekannt sind. Jeder PA-Typ hat eine einzigartige chemische Struktur aufgrund der Variationen in der Anordnung der Monomere.
Kurzzeichen
PA 6 / 6.6
Summenformel
(C6 H11 NO)n / (C12 H22 N2 O2)n
CAS-Nr.
25038-54-4 / 32131-17-2
Allgemeine Beschreibung
Polyamide sind vielseitige synthetische Polymere mit hervorragenden Eigenschaften. Sie zeichnen sich durch hohe Festigkeit, Zähigkeit und Beständigkeit gegen Chemikalien und hohe Temperaturen aus. PA ist in verschiedenen Typen erhältlich, darunter PA 6, PA 66, PA 6.10 und PA 6.12, die jeweils einzigartige Eigenschaften und Anwendungen haben. Sie werden unter anderem in der Automobil-, Elektro- und Elektronik-, Luft- und Raumfahrt-, Medizin-, Verpackungs- und Lebensmittelindustrie eingesetzt. Polyamide (PA) haben sich in einer Vielzahl von Industrien und Anwendungen weltweit unter den unterschiedlichsten Bedingungen als unverzichtbare Werkstoffe bewährt.
Definition
Polyamide (PA) sind eine faszinierende Gruppe synthetischer Polymere mit einer einzigartigen chemischen Struktur. Diese Struktur besteht aus sich abwechselnden Amidgruppen (-CONH-) und Alkylketten. Die Länge der Alkylketten variiert von PA-Typ zu PA-Typ. Diese Variation in der Länge der Alkylketten hat erhebliche Auswirkungen auf die physikalischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften der Polyamide. Je nach Länge der Alkylketten weisen Polyamide unterschiedliche Schmelzpunkte, Festigkeiten, Feuchtigkeitsaufnahme und Elastizitäten auf.
Die Variation der Alkylkettenlänge ist ein Schlüsselfaktor für das breite Spektrum an Eigenschaften und Anwendungen, das diese Werkstoffe bieten: von Textilien über technische Kunststoffteile bis hin zu Hochleistungsanwendungen in der Luft- und Raumfahrt. Die Vielfalt der Polyamide spiegelt sich in ihrer chemischen Struktur wider.
Herstellung
Herstellung von PA 6:
Monomer: Das Ausgangsmaterial für die Herstellung von Polyamid 6 ist Caprolactam, ein ringförmiges Monomer mit sechs Kohlenstoffatomen.
Polymerisation: Caprolactam wird zunächst zu einer flüssigen Vorstufe erhitzt und dann bei erhöhter Temperatur unter Druck polymerisiert. Dabei öffnet sich der Ring des Caprolactams und die Moleküle verbinden sich zu langen Ketten, die die Polymerstruktur von Nylon 6 bilden.
Verarbeitung: Das so gewonnene Nylon 6 kann in verschiedenen Formen wie Fasern oder Kunststoffgranulat für unterschiedliche Anwendungen weiterverarbeitet werden.
Herstellung von PA 6.6:
Monomere: Nylon 66 wird aus zwei Monomeren hergestellt, Hexamethylendiamin und Adipinsäure. Diese beiden Monomere reagieren miteinander und bilden die Nylon 66-Polymerkette.
Polymerisation: Hexamethylendiamin und Adipinsäure werden gemischt und unter Hitzeeinwirkung polymerisiert. Während dieses Prozesses bilden sich Amidbindungen zwischen den Monomeren, wodurch die Nylon-66-Polymerkette entsteht.
Verarbeitung: Das so entstandene Nylon 66 wird zu Granulat verarbeitet, das in verschiedenen industriellen Prozessen zu Endprodukten wie Fasern, Folien, Spritzgussteilen usw. weiterverarbeitet wird.
Eigenschaften
Festigkeit: Beide PA-Typen haben eine hohe Zugfestigkeit, was sie robust und belastbar macht.
Zähigkeit: Sie sind sehr zäh und können Stöße und mechanische Belastungen gut absorbieren.
Verarbeitbarkeit: Sie sind relativ leicht zu verarbeiten, wodurch sie sich für verschiedene Herstellungsverfahren wie Spritzguss und Extrusion eignen.
Chemische Beständigkeit: Beide Typen sind gegen viele Chemikalien beständig, weshalb sie sich für Anwendungen in Umgebungen mit den meisten Chemikalien eignen.
Isoliereigenschaften: Sie haben gute Isoliereigenschaften und werden in elektrischen Anwendungen eingesetzt.
Temperaturbeständigkeit: Beide Typen können hohen Temperaturen standhalten, ohne ihre Festigkeit oder Form zu verlieren.
Flammhemmung: Unter bestimmten Bedingungen können sowohl PA 6 als auch PA 6.6 flammhemmende Eigenschaften aufweisen und dazu beitragen, die Ausbreitung von Bränden zu verlangsamen oder zu verhindern.
Recyclingfähigkeit: PA 6 und PA 6.6 können recycelt und wiederverwendet werden.
Chemische Beständigkeit
PA 6 und PA 6.6 weisen eine gute bis moderate chemische Beständigkeit gegenüber vielen gängigen Chemikalien auf. Das bedeutet, dass sie mit verschiedenen Substanzen in Kontakt kommen können, ohne dass sich ihre Eigenschaften sofort wesentlich ändern oder sie sich auflösen. Dies macht sie nützlich für eine Vielzahl von Anwendungen, bei denen sie in Kontakt mit Flüssigkeiten oder Gasen kommen können.
Aliphatische Kohlenwasserstoffe: beständig
Alkohole, Ketone: beständig
Benzin, Öle, Schmierstoffe: beständig
Kohlenwasserstoffe (aromatisch): beständig
Kohlenwasserstoffe (zyklisch): beständig
Tetrachlorethen: beständig
Trichlorethen: beständig
Amine, Ammoniak: bedingt beständig
Organische Säuren (schwach): bedingt beständig
UV-Strahlung: bedingt beständig
Wasser (heiß): bedingt beständig
Alkalische Lösungen: nicht beständig
Mineralsäuren: nicht beständig
Organische Säuren (stark): nicht beständig
Verarbeitungstechniken
Die Verarbeitung von PA 6 und PA 6.6 erfolgt in der Regel durch Spritzgießen und Extrusion. Diese Techniken ermöglichen die Herstellung einer breiten Palette von Produkten, von Kunststoffteilen bis hin zu Fasern und Filamenten.
Spritzgießen: Dies ist das gebräuchlichste Verfahren zur Herstellung von Kunststoffteilen aus PA 6 und PA 6.6. Dabei wird das Material geschmolzen und in eine Form gespritzt, wo es abkühlt und aushärtet.
Extrusion: Mit diesem Verfahren werden endlose Profile, Folien, Rohre und Fasern hergestellt. Dabei wird das geschmolzene Material durch eine Düse gepresst und geformt.