Polyamid

Die Synthese der ersten Polyamide aus der Polymerisation von zweibasischen Säuren und Diamin erfolgte in den 30er Jahren in den DuPont-Labors und prägte den heute allgemein geläufigen Begriff „Nylon“. Nachdem es anfänglich wie Garn als Ersatz für Baumwolle verwendet wurde, kam es dank der Möglichkeit, mit Additiven angereichert zu werden, bald in allen Bereichen zum Einsatz, in denen eine hohe mechanische Leistung verlangt wurde. Die Legende besagt, dass „Nylon” von dem Akronym Now You Lose Old Nippon herrührt, als Antwort auf die Handelsblockade von Baumwolle zwischen den Vereinigten Staaten und Japan während des zweiten Weltkrieges für die Produktion von Geweben für Fallschirme. Mit dem Beginn der Polymerisation aus Monomeren der Aminocapronsäure wie Caprolactam (Herstellung von Polyamid 6) wurde in den 40er Jahren in die Nomenklatur die Kohlenstoffzahl der repetierenden Einheiten aufgenommen, wie Nylon 6.6, Nylon 6, usw. Im gleichen Zeitraum führten Versuche zur Entstehung aller anderen Polyamide mit den unterschiedlichsten abwechselnden Kombinationen der Gruppen -CONH- und der Gruppen -CH2-, die die Polyamide 3, 4.6, 11, 6.10, 6.12, usw. ergaben. Eine Ausnahme bildet Polyamid 12, das in den 70er Jahren synthetisiert wurde. Eine weitere Innovation wurde in den 90er Jahren vollbracht, als im Handel das Polyphthalamid PPA auftauchte, ein Polyamid, das im Inneren des Grundmonomers einen aromatischen Ring aufweist, der der Struktur Steifigkeit verleiht.

Alle Polyamide sind matte oder halb-transparente teilkristalline Polymere, mit Ausnahme von Polyamid 12, das auch in der transparenten amorphen Version zu finden ist, die in den 70er Jahren in den Markt eingeführt wurde.

Die Grundstrukturen wiederholen sich auf der gesamten Länge der Kette für alle Polyamide mit sich selbst identisch. Der Grund, warum sie zur Familie der „Polyamide“ gehören, sind die mit aliphatischen Gruppen abwechselnden Aminguppen.

Der Erfolg der Polyamide ist der Vielfalt der Produkte geschuldet, deren Teil sie sind, die charakteristische Eigenschaften aufweisen und sie bei zahlreichen Anwendungen zur idealen Wahl machen. Polyamid kombiniert optimale mechanische Eigenschaften mit hervorragender Chemikalienresistenz. Es ist so vielseitig, dass es als Ersatz für Metallrohre doch auch als Elastomer zum Einsatz kommt, und zwar sowohl in geschützten als auch in aggressiven Umgebungen (UV-Strahlung, Witterungseinflüsse, usw.).

Im Vergleich kann Polyamid 6.6 auf bessere Leistungen in Hinblick auf mechanische Steifigkeit, Temperaturbeständigkeit, Abriebbeständigkeit, Wasseraufnahme und Aufnahmegeschwindigkeit zählen. Dagegen zeigt Polyamid 6 bessere Schlagfestigkeit, auch bei tiefen Temperaturen, sowie bessere Bearbeitbarkeit und Oberflächenbeschaffenheit. In Hinblick auf die Chemikalienresistenz dagegen ähneln sich diese beiden Polyamide sehr.

Polyamid 11 zeigt im Vergleich zu Polyamid 12 (bei gleichen Additiven und Verstärkern) bei tiefen Temperaturen eine doppelt so hohe Schlagfestigkeit. Die Durchbiegungstemperatur unter Last erweist sich als ähnlich, doch die Vicattemperatur (Eindringtiefe einer Nadel unter Last) ist höher und daher sind die Leistungen von Polyamid 11 bei hohen Temperaturen, wenn auch bei minimalen Unterschieden, besser. Als allgemeine Regel kann gesagt werden, dass Polyamid 11 im Vergleich zu Polyamid 12 eine bessere Chemikalienresistenz gegen Kohlenwasserstoffe und generell gegen andere Substanzen, die Polyamide angreifen, bietet. Es garantiert außerdem einen Barriereeffekt gegen Karbide und Kohlenwasserstoffe mit bis zu doppelter Wirksamkeit. Polyamid 12 dagegen erweist sich als das leichteste Polyamid von allen, zum Vorteil all jener Anwendungen, bei denen das Gewicht entscheidend ist, und bietet den absolut niedrigsten Prozentwert der Wasseraufnahme.

Polyamid 11 und 12 sind im Vergleich zu Polyamid 6 und 6.6 hydrolysebeständiger, da sie weniger Wasser aufnehmen. Sie weisen außerdem jeweils einen leicht niedrigeren Reibungskoeffizienten auf. Die mechanischen Eigenschaften bei Umgebungstemperatur von Polyamid 6 und 6.6 sind besser als die von Polyamid 11 und 12, doch ihre Neigung zur Wasseraufnahme macht die Leistungen wegen ihrer Unbeständigkeit schwer vorhersehbar. Die letzten beiden Zeilen sind dem Polyphthalamid (PPA) zu widmen, das in sich die Vorzüge der aliphatischen Polyamide einschließt, wie die hervorragenden mechanischen Eigenschaften von Polyamid 6.6 bzw. 6, die hervorragende Chemikalienresistenz und die geringe Wasseraufnahme von 11 und 12, zu denen noch eine hervorragende Verbesserung der Leistungen, auch langfristig, bei hohen Temperaturen dazukommt.