Nom du matériau : Polyamide, Nylon (PA)
Origine et caractéristiques
Les polyamides, communément appelés nylon, avec un nom anglais de polyamide (PA) et une densité de 1,15 g/cm3, sont des résines thermoplastiques avec un groupe amide répété -- [NHCO] -- sur la chaîne moléculaire principale, y compris le PA aliphatique, le PA aliphatique et le PA aromatique.
Les poly(acides phosphoriques) aliphatiques sont nombreux, à haut rendement et aux applications variées. Leur nom est déterminé par le nombre précis d'atomes de carbone du monomère de synthèse. Ils ont été inventés par le célèbre chimiste américain Carothers et son équipe de recherche.
Le nylon est le nom commercial de la fibre de polyamide (polyamide), qui peut être fabriquée sous forme de fibres longues ou courtes. Le polyamide (PA) est un polyamide aliphatique dont les molécules sont liées par une liaison amide [NHCO].
La structure moléculaire
Les fibres de nylon courantes peuvent être divisées en deux catégories.
Une classe d'adipates de polyhexylènediamine est obtenue par condensation d'une diamine et d'un diacide. La formule structurale de sa molécule à longue chaîne est la suivante : H-[HN(CH2)XNHCO(CH2)YCO]-OH
Le poids moléculaire relatif de ce type de polyamide est généralement de 17 000 à 23 000.
On peut obtenir différents polyamides selon le nombre d'atomes de carbone des amines binaires et des diacides utilisés. Ils se distinguent par un nombre ajouté à leur nom : le premier chiffre correspond au nombre d'atomes de carbone des amines binaires, et le second à celui des diacides. Par exemple, le polyamide 66 est obtenu par polycondensation de l'hexylènediamine et de l'acide adipique. Le nylon 610, quant à lui, est obtenu par polycondensation de l'hexylènediamine et de l'acide sébacique.
L'autre est obtenu par polycondensation du caprolactame ou polymérisation par ouverture de cycle. La formule structurale chimique de ses molécules à longue chaîne est la suivante : H-[NH(CH2)XCO]-OH
Le nombre d'atomes de carbone dans la structure de base permet de nommer différentes variétés. Par exemple, le polyamide 6 est obtenu par cyclopolymérisation du caprolactame, qui contient 6 atomes de carbone.
Le polyamide 6, le polyamide 66 et les autres fibres de polyamide aliphatique sont tous composés de macromolécules linéaires comportant des liaisons amide (-NHCO-). Les molécules de polyamide possèdent des groupes -CO- et -NH-, capables de former des liaisons hydrogène intramoléculaires ou intermoléculaires, et peuvent également se combiner à d'autres molécules. De ce fait, les fibres de polyamide présentent une meilleure hygroscopicité et peuvent adopter une structure cristalline plus homogène.
Le groupe méthylène (-CH2-) de la molécule de polyamide ne pouvant générer que de faibles forces de van der Waals, la courbure de la chaîne moléculaire au niveau du segment -CH2- est plus importante. Du fait du nombre variable de groupes CH2-, les liaisons hydrogène intermoléculaires ne sont pas parfaitement identiques, et la probabilité de plissement moléculaire varie également. De plus, certaines molécules de polyamide présentent une directivité. L'orientation moléculaire étant différente, les propriétés structurales des fibres ne sont pas exactement les mêmes.
Structure morphologique et application
La fibre de polyamide obtenue par filage à l'état fondu présente une section circulaire et aucune structure longitudinale particulière. Son tissu fibrillaire filamenteux est observable au microscope électronique, et la largeur des fibrilles du polyamide 66 est d'environ 10 à 15 nm. Par exemple, la fibre de polyamide obtenue par une filière de forme spéciale peut prendre diverses formes, telles que polygonales, en forme de feuille, creuses, etc. Sa structure à l'état focalisé est étroitement liée à l'étirage et au traitement thermique subis lors du filage.
La structure macromoléculaire des différentes fibres de polyamide est composée d'atomes de carbone et d'azote.
Les fibres profilées peuvent modifier l'élasticité des fibres, leur conférer un lustre et un gonflant particuliers, améliorer leur tenue et leur pouvoir couvrant, les rendre résistantes au boulochage et réduire l'électricité statique. Par exemple, les fibres triangulaires présentent un effet scintillant ; les fibres à cinq feuilles offrent un éclat lumineux et une douceur au toucher, tout en étant anti-boulochage ; enfin, les fibres creuses, grâce à leur cavité interne et leur faible densité, assurent une bonne isolation thermique.
Le polyamide possède de bonnes propriétés globales, notamment des propriétés mécaniques, une résistance à la chaleur, à l'abrasion et aux produits chimiques, ainsi qu'une autolubrification, un faible coefficient de frottement, une certaine résistance à la flamme, une facilité de traitement et convient à une modification renforcée avec des fibres de verre et d'autres charges, afin d'améliorer ses performances et d'élargir son champ d'application.
Il existe différents types de polyamide, notamment le PA6, le PA66, le PA12, le PA46, le PA610, le PA612, le PA1010, etc., ainsi que le PA6T semi-aromatique et le nylon spécial développés ces dernières années.
Date de publication : 14 février 2022
