Polyamide

La synthèse des premiers polyamides issus de la polymérisation d'acides dibasiques et de diamines a eu lieu dans les années 1930 dans les laboratoires DuPont, d'où l'appellation couramment utilisée dans le langage courant de "Nylon". Initialement utilisé comme filament en remplacement du coton, il a ensuite été introduit dans tous les domaines où de hautes performances mécaniques sont requises grâce à la possibilité d'être valorisé par l'ajout de charges. La légende veut que "Nylon" dérive de l'acronyme Now You Lose Old Nippon en réponse au blocus du commerce du coton entre les États-Unis et le Japon pendant la Seconde Guerre mondiale, pour la production de toiles de parachute. Avec l'avènement de la polymérisation à partir de monomères aminocarboxyliques comme le caprolactame (production de polyamide 6), dans les années 1940, le nombre de carbone des unités répétitives a été introduit dans la nomenclature, par exemple Nylon 6.6 Nylon 6 etc. Dans cette même période l'expérimentation aboutit à la naissance de tous les autres polyamides avec les combinaisons les plus variées d'alternance entre les groupements -CONH- et les groupements -CH2- donnant naissance aux polyamides 3, 4.6, 11, 6.10, 6.12 etc. L'exception est le polyamide 12 qui a été synthétisé dans les années 70. Une autre innovation a été réalisée dans les années 90 lorsque le polyphtalamide PPA a été introduit sur le marché, un polyamide qui possède un cycle aromatique à l'intérieur du monomère de base qui donne de la rigidité à la structure.

Tous les polyamides sont des polymères semi-cristallins opaques ou semi-transparents à l'exception du polyamide 12 que l'on retrouve également dans la version transparente amorphe introduite sur le marché dans les années 70.

Les structures fondamentales se répètent égales entre elles sur toute la longueur de la chaîne pour tous les polyamides. Ce qui les fait appartenir à la famille "Polyamide", c'est la présence de groupements amino alternant avec des groupements aliphatiques.

Le succès des polyamides est dû à la variété des produits auxquels ils appartiennent, qui ont des caractéristiques particulières et qui en font le choix idéal pour une utilisation dans de nombreuses applications. Le polyamide combine d'excellentes propriétés mécaniques avec une excellente résistance chimique. Il est si polyvalent qu'il peut être utilisé en remplacement de canalisations métalliques, mais aussi en élastomère, aussi bien en milieu protégé qu'en milieu agressif (rayons UV, intempéries…).

En comparaison, le polyamide 6.6 présente de meilleures performances en termes de rigidité mécanique, de résistance à la température, de résistance à l'abrasion, d'absorption d'eau et de taux d'absorption. D'autre part, le polyamide 6 a une meilleure résistance aux chocs, même à basse température, une meilleure maniabilité et finition de surface. En termes de résistance chimique, cependant, ces deux polyamides sont très similaires.

Le polyamide 11 comparé au polyamide 12, (additifs et renforts étant égaux) montre une double résistance aux chocs à basse température ; les températures de fléchissement sous charge sont similaires, mais la température Vicat (pénétration d'une pointe sous charge) est plus élevée et donc, bien qu'avec des différences minimes, les performances du polyamide 11 à haute température sont meilleures. A titre indicatif, on peut affirmer que le polyamide 11 offre une résistance chimique aux hydrocarbures et, en général, aux autres substances attaquant les polyamides, meilleure que le polyamide 12. Il garantit également un effet barrière aux carbures et hydrocarbures jusqu'à deux fois plus efficace. D'autre part, le polyamide 12 est le polyamide le plus léger de tous, à l'avantage de toutes les applications pour lesquelles la masse est un facteur discriminant et offre le pourcentage d'absorption d'eau le plus faible absolu.

Les polyamides 11 et 12 sont plus résistants à l'hydrolyse que les polyamides 6 et 6.6 car ils absorbent moins d'eau. Ils ont également des coefficients de frottement légèrement inférieurs. Les propriétés mécaniques à température ambiante et élevée des polyamides 6 et 6.6 sont supérieures à celles des polyamides 11 et 12 mais leur propension à absorber l'eau rend les performances difficiles à prévoir car incohérentes. Les deux dernières lignes devraient être dédiées au polyphtalamide (PPA) qui reprend les avantages des polyamides aliphatiques, tels que les excellentes propriétés mécaniques du polyamide 6.6, 6, la résistance chimique exceptionnelle et l'absorption d'eau réduite des polyamides 11 et 12, auxquelles s'ajoute une amélioration exceptionnelle des performances, même à long terme, à haute température.