Aller au contenu

Polyamide

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.

Unpolyamide(PA)[1]est unpolymèrecontenant des fonctionsamidepouvant résulter de lapolycondensationentre les fonctionsacide carboxyliqueetamine.

En 1927, la sociétéaméricaineDu Pont de Nemoursconstitue un service de recherches pour l’étude de lasynthèse des polymèresà longues chaînes. La direction en est confiée àWallace Hume Carothers.Le polyamide 6/6 est découvert en 1936, la production à l'échelle industrielle débute en 1938. Parallèlement, Paul Schlack, unchimisteallemand, obtient parouverturepuis polycondensation d'uncaprolactame(amine cyclique), unerésinepolyamide à six atomes de carbone baptisée Perlon. Certains polyamides sont rapidement utilisés dans l'industrie textileen particulier pour la fabrication des toiles deparachute.Les polyamides seront plus connus par la suite sous l'appellation denylon.

Depuis, la famille des polyamides s’est agrandie ainsi que lesproducteurs.La consommation a augmenté de façon significative ces dernières décennies face à la demande provenant de l'industrie automobile. Ils trouvent une large variété d’applications techniques grâce à leurs excellentes propriétés, eninjectionpar exemple, en substitution des métaux et autres résinesthermodurcissables.Certainsgradespermettent l'extrusion,voire lethermoformage.

Classification[modifier|modifier le code]

Selon la composition de leur chaîne squelettique, les polyamides sontclassésenaliphatiques,semi-aromatiques etaromatiques(polyphtalamides quand la proportion desdiacidesaromatiques est au moins égale à 50 % des diacides totaux). Selon le type desmotifs de répétition,les polyamides peuvent être deshomopolymèresou descopolymères:

  • Polyamides aliphatiques (exemple:nylonde DuPont):
    • Homopolymères:
    • Copolymères:
      • PA 6.6/6: [NH-(CH2)6−NH−CO−(CH2)4−CO]n−[NH−(CH2)5−CO]mfabriqué à partir de caprolactame, d'hexaméthylènediamine et d'acide adipique,
      • PA 6/6.6/6.10: [NH−(CH2)5−CO]n−[NH−(CH2)6−NH−CO−(CH2)4−CO]m−[NH−(CH2)6−NH−CO−(CH2)8−CO]pfabriqué à partir d'hexaméthylènediamine, d'acide adipique et d'acide sébacique;
  • Polyamides semi-aromatiques ou polyphtalamides, exemple: Trogamid d’Evonik Industries:
    • PA 6.I: Polyhexaméthylène isophtalamide fabriqué à partir de l’hexaméthylènediamine et de l’acide isophtalique,
    • PA 6.T fabriqué à partir de l’hexaméthylènediamine et de l’acide téréphtalique,
    • PA mXD.6: Polymétaxylylène adipamide fabriqué à partir de la m-xylylènediamineet de l’acide adipique;
  • Polyamides aromatiques ouaramides(aromatic polyamides), exemples:KevlaretNomexde DuPont, Teijinconex, Twaron et Technora de Teijin:
    • PA MPD.I: Polymétaphénylène isophtalamide fabriqué à partir de la métaphénylènediamine et de l’acide isophtalique,
    • PA PPD.T: Polyparaphénylène téréphtalamide fabriqué à partir de laparaphénylènediamineet de l’acide téréphtalique,
    • PA ND.T/IND.T: fabriqué à partir de la 2,2,4/2,4,4-triméthyl-hexaméthylènediamine et de l’acide téréphtalique.

Selon leurtaux de cristallinité,les polyamides peuvent être:

Selon cette classification, le PA 6.6, par exemple, est un homopolyamide aliphatique semi-cristallin.

Polyamides aliphatiques[modifier|modifier le code]

Conformation théorique possible des chaines d'un PA 4/6 avecliaisons hydrogène

Les polyamides aliphatiques (PA) sont désignés par un ou plusieurs chiffres relatifs au nombre d'atomes de carbone contenus dans lemotif de répétition:

  • les polyamides désignés par un seul chiffre (PA 6 par exemple) sont généralement obtenus parpolymérisation en chaîned'unlactame(le PA 6 est issu du caprolactame; son motif contient6 atomesde carbone); une autre méthode est lapolycondensationd'un acide aminé (ex.:PA 11);
  • les polyamides désignés par deux chiffres (PA 4.6, PA 6.6, PA 6.10, PA 6.9, PA 6.12 par exemple) sont en général obtenus par polycondensation entre un diacide carboxyliqueet unediamine.Les valeurs correspondent au nombre d'atomes de carbone composant un motif de la chaîne dont respectivement, le nombre d'atomes de carbone de la diamine et du diacide.
Synthèse du polyamide 4/6
Synthèse du polyamide 4/6

Dans le cas du poly(tétraméthylène adipamide) ci-dessus, la réaction se fera à partir du 1,4-tétraméthylènediamine en présence d’acide adipique avec dégagement d’unemoléculerésiduelle (H2O).

Caractéristiques[modifier|modifier le code]

Il s'agit de polymères généralement à structures semi-cristallines, qui présentent un bon compromis entre caractéristiques mécaniques[2]et chimiques[3].La concentration en fonction amide et la régularité de leurs espacements conditionnent les propriétés du matériau. Lepoint de fusion(Tf) augmente avec la concentration en fonction amide, et de surcroît lorsque le nombre de carbone composant les deux segments de chaine est pair dans le cas d’un système —(AA—BB)n—.

Les polyamides sont en général des matériaux sensibles à l'humiditépar la présence de groupes polaires. Les propriétés mécaniques et dimensionnelles peuvent donc être affectées selon les conditions de stockage et demise en œuvre.Ils sont également assujettis à l’oxydation à haute température ainsi qu’une résistance limitée au feu. Pour pallier cette dernière, l'utilisation d'ignifugeantsest possible à partir de composés halogénés (bromés[4]ou chlorés) ou bien de composés inorganiques[5].

Utilisation spécifique[modifier|modifier le code]

BASF,DuPont, Lanxess, Rhodia, A Schulman, ont développé des polyamides 6 et certains 6,6 spécialement adaptés au procédé d’injection assistée par eau (IAE). Ce procédé, couplé à des polyamides de grades spécifiques, devient courant pour des applications sous capot ou destinés au transport de fluides. Par leurs propriétés mécaniques à haute température et leur résistance aux fluides industriels (huile,glycol,etc.), les polyamides transformés par IAE viennent ainsi directement concurrencer lepolypropylène.

Polyphtalamides[modifier|modifier le code]

À mi-chemin entre les polyamides aliphatiques et les polyarylamides (PAA), les polyphtalamides (PPA) se classent au rang des polymères hautes performances. La différence fondamentale par rapport aux polyamides aliphatiques réside dans la présence d’un cycle aromatique sur les segments diacides d’où leur appellation triviale de polyamide semi-aromatique.

Cette « rigidité » apportée par les cycles aromatiques se traduit par une meilleure conservation des propriétés à hautes températures avec de plus, une bonne stabilité dimensionnelle. Pour les PPA en général, les températures detransition vitreuseet de fusion sont plus élevées par rapport à un polyamide aliphatique. Leur aptitude à cristalliser est fonction de la nature du motif, certains y parviendront, d’autres seront amorphes, on parle aussi dans certains cas demicrocristallinité.

Motif du polyamide 6/3-T
Motif du polyamide 6/3-T

L'exemple d'un PA ND.T/IND.T[6]ci-dessus est un polymère amorphe et transparent, issu d’une copolycondensation entre un 2,2,4/2,4,4-triméthyl-hexaméthylènediamine et unacide téréphtalique,commercialisé par Evonik Industries[7]sous l'appellation Trogamid T.

Rilsanisation[modifier|modifier le code]

La rilsanisation consiste en la dépose depolyamide 11(commercialisé parArkemasous la marque Rilsan PA11), un polymèrethermoplastiquede la famille des polyamides, sur une pièce généralement métallique. Le PA 11 est unbioplastiquebiosourcé non-biodégradable.Il est issu d'une matière d'origine végétale, l'huile de ricin.

Cerevêtementest particulièrement intéressant lorsque l'on recherche une protection anticorrosion(bonne tenue autest du brouillard salin), une isolation électrique, une résistance à l'abrasion et à lacavitationet aux attaques chimiques. En plus de ces caractéristiques « industrielles », on peut l'employer à des fins esthétiques.

Notes et références[modifier|modifier le code]

  1. ↑Nom et abréviation selon la norme EN ISO 1043-1,Plastiques - Symboles et termes abrégés -Partie 1:polymères de base et leurs caractéristiques spéciales
  2. ↑Bonnes propriétés mécaniques sur un large domaine de température, de−50à170°Cselon les conditions de sollicitation.
  3. ↑Bonne résistance aux solvants et aux huiles.
  4. ↑Tels que le bromophényléther (BPE) ou le bistétrabromophtalamide d'éthylène (TBPIE) couramment utilisés pour les polyamides 6 ou 6/6.
  5. ↑Tels que l'hydroxyde de magnésiumMg(OH)2.
  6. ↑Sous la désignation PA 6/3-T en DIN 16773.
  7. ↑Anciennement Degussa.

Liens externes[modifier|modifier le code]

Ce document provient de «https://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Polyamide&oldid=196871101».