Polyamide

 

Polyamide (PA) sind Polymere, deren sich wiederholende Einheiten charakteristisch aus Amidgruppe bestehen. Eine Amidgruppe betrachtet man als Kondensationsprodukt einer Carbonsäure und eines Amins. Dabei entsteht als Bindungsform die sogenannte Peptidbindung. Sie ist hydrolytisch erneut spaltbar.

Die Polyamid werden normalerweise synthetische, technisch verwendbare thermoplastische Kunststoffe bezeichnet, wodurch diese Stoffklasse damit von den chemisch verwandten Proteinen abgegrenzt wird. Ziemlich alle wichtigen Polyamide leiten sich von primären Aminen ab, was bedeutet, dass in ihren Wiederholeinheiten die funktionelle Gruppe -CO-NH- vorkommt. Außerdem gibt es auch Polyamide von sekundären Aminen (-CO-NR-, R = organischer Rest). Als Monomere für die Polyamide werden insbesondere die Aminocarbonsäuren, Lactame und/oder Diamine und Dicarbonsäuren verwendet.

Polyamide wurden 1937 zum ersten Mal synthetisiert.

PA 6 gegenüber PA 6.6

Die zwei Polyamide, die in der Technick am meisten verwendeten werden, sind PA 6 und PA 6.6. Ihr Herstellprozess ist voneinander sehr verschieden:

* Polyamid 6.6 ist das sog. „Nylon“ und wird aus Hexamethylendiamin und der Adipinsäure hergestellt. Es entsteht bei einer Polykondensation unter Wasserabspaltung. H2N-(CH2)6-NH2 + HOOC-(CH2)4-COOH ? (-NH-(CH2)6-NH-CO-(CH2)4-CO-)n+ 2n H2O
* Polyamid 6 ((-NH-(CH2)5-CO-)n) entsteht durch Ringöffnungspolymerisation aus e-Caprolactam mit Wasser als Starter.
* Bei der Variante Polyamid 6.10 wird das Hexamethylendiamin mit der Sebacinsäure HOOC(CH2)8COOH umgesetzt.

PA 6.6 und PA 6 sind sich trotzdem chemisch und physikalisch sehr ähnlich und unterscheiden sich in der gespiegelten Anordnung der -CH2-NH-CO-Gruppe.

Typische Eigenschaften

Die meisten für die Technik wichtigen Polyamide sind teilkristalline thermoplastische Polymere, die eine hohe Festigkeit, Steifheit und Zähigkeit vorweisen und die über eine hohe Beständigkeit gegenüber Chemikalien und eine gute Verarbeitbarkeit verfügen. Viele Eigenschaften der Polyamide werden überwiegend durch die Amidgruppen dominiert, die per Wasserstoffbrückenbindungen aufeinander wechselwirken.

Die genaue Werte der Eigenschaften von den Polyamiden hängen u. a. von deren kristallinem Gefüge und ganz besonders von deren Wassergehalt ab. Polyamide reagieren auf die Feuchtigkeit ihrer Umwelt mit reversibler Wasseraufnahme oder -abgabe. Dabei lagert sich das Wasser in die amorphen Bereiche vom Polyamid ein. Dabei hängt die Wasseraufnahme von der Konzentration der Amidgruppen ab. An Umgebungsluft nimmt beispielsweise PA 6 ca. 2,5 - 3,5 % Wasser auf, das PA 12 jedoch nur ca. 0,2 - 0,5 %. Ebenfalls wurden Additive auf Polyolefin-Basis entwickelt, um auch im trockenen Zustand hohe Schlagfestigkeit zu gewährleisten.

Wie kann man erkennen, dass es sich um Polyamid handelt?

Ein Polyamid kann man leicht mit einfachen Hilfsmitteln identifizieren. Am naheliegendsten ist die Brennprobe: Ein kleiner Abschnitt des zu Kunststoffs wird angezündet. PA brennt dabei unter gelblicher, etwas flackernder Flamme, wobei das verbrennende Material leicht schäumt und braunschwarze Ränder entstehen. Bläst man die Flamme aus, riecht der entstehende Rauch leicht hornartig. PA kann man mit Ameisensäure anlösen und mit ihr auch kleben.

 

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