Polyamide - Définition

Introduction

Un polyamide est un polymère contenant des fonctions amides − C( = O) − NH − résultant d'une réaction de polycondensation entre les fonctions acide carboxylique et amine.

En 1927, la société américaine DuPont constitue un service de recherches pour l’étude de la synthèse des polymères à longues chaînes. La direction en est confiée à Wallace Hume Carothers. Le polyamide 6-6 est découvert en 1936, la production à l'échelle industrielle débutera en 1938. Parallèlement Paul Schlack un chimiste allemand, obtient par ouverture puis polycondensation d‘un caprolactame (amine cyclique), une résine polyamide à six atomes de carbone baptisée Perlon. Le polyamide (PA) fut rapidement utilisé dans l'industrie textile en particulier pour la fabrication des toiles de parachute, et plus connu par la suite sous l'appellation de nylon.

Depuis la famille des polyamides s’est agrandie ainsi que les producteurs. La consommation a augmenté de façon significative ces dernières années face à la demande provenant de l'industrie automobile. Ils trouveront une large variété d’applications techniques grâce à leurs excellentes propriétés. En injection par exemple, en substitution des métaux et autres résines thermodurcissables. Des grades de plus en plus élevés leurs permettront d’être extrudés voire thermoformés.

Classification

Selon la composition de leur chaîne squelettique, les polyamides sont classés en aliphatiques, semi-aromatiques et aromatiques. Selon le nombre de types d'unités répétitives, les polyamides peuvent être des homopolymères ou des copolymères :

• Polyamides aliphatiques, exemple : Nylon de DuPont :
  • Homopolymères :
    • PA 6 : Polycaprolactame [NH−(CH₂)₅−CO]_n fabriqué par ouverture du cycle caprolactame
    • PA 12 : Polylauroamide fabriqué par ouverture du cycle lauryllactame
    • PA 11 : Polyundécanamide fabriqué à partir de l'acide amino undécanoïque, un acide aminé
    • PA 4-6 : Polytétraméthylène adipamide fabriqué à partir de la tétraméthylènediamine et de l’acide adipique
    • PA 6-6 : Polyhexaméthylène adipamide : [NH−(CH₂)₆−NH−CO−(CH₂)₄−CO]_n fabriqué à partir de l’hexaméthylènediamine et de l’acide adipique
    • PA 6-9 : Polyhexaméthylène nonanediamide fabriqué à partir de l’hexaméthylènediamine et l’acide 1,9-nonanedioïque
    • PA 6-10 : Polyhexaméthylène sebaçamide fabriqué à partir de l’hexaméthylènediamine et l’acide sebacique
    • PA 6-12 : Polyhexaméthylène dodécanediamide fabriqué à partir de l’hexaméthylènediamine et l'acide 1,12-dodécanedioïque
  • Copolymères :
    • PA 6/6-6 : [NH-(CH₂)₆−NH−CO−(CH₂)₄−CO]_n−[NH−(CH₂)₅−CO]_m fabriqué à partir de caprolactame, d'héxaméthylènediamine et d'acide adipique ;
    • PA 6-6/6-10 : [NH−(CH₂)₆−NH−CO−(CH₂)₄−CO]_n−[NH−(CH₂)₆−NH−CO−(CH₂)₈−CO]_m fabriqué à partir d'héxaméthylènediamine, d'acide adipique et d'acide sebacique.

• Polyamides semi-aromatiques ou polyphtalamides, exemple : Trogamid d’Evonik Industries :
  • PA 6-I : Polyhexaméthylène isophtalamide fabriqué à partir de l’héxaméthylènediamine et 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-xylylènediamine et l’acide adipique

• Polyamides aromatiques ou Aramides = aromatic polyamides, exemples : Kevlar et Nomex de DuPont, Teijinconex, Twaron et Technora de Teijin :
  • PA MPD-I : Polymétaphénylène isophtalamide fabriqué à partir de la métaphénylènediamine et l’acide isophtalique
  • PA PPD-T : Polyparaphénylène téréphtalamide fabriqué à partir de la paraphénylènediamine et l’acide acide téréphtalique
  • PA NDT/INDT : fabriqué à partir de la 2,2,4/2,4,4-triméthyl-hexaméthylènediamine et l'acide téréphtalique

Selon leur cristallinité, les polyamides peuvent être :

• semi-cristallins :
  • à faible cristallinité : PA4-6 et PA 6-6 ;
  • à grande cristallinité : PA mXD-6 ;
• amorphes : PA 6-I.

Selon cette classification, le PA6-6, par exemple, est un homopolyamide aliphatique semi-cristallin.