Nome del materiale: Poliammide, Nylon (PA)
Origine e caratteristiche
Le poliammidi, comunemente note come nylon, con il nome inglese di poliammide (PA) e una densità di 1,15 g/cm³, sono resine termoplastiche con gruppi ammidici ripetuti -- [NHCO] -- sulla catena principale molecolare, tra cui PA alifatiche, PA alifatiche e PA aromatiche.
Le varietà alifatiche di PA sono numerose, con elevata resa e ampia applicazione. Il suo nome è determinato dal numero specifico di atomi di carbonio presenti nel monomero sintetico. Fu inventato dal famoso chimico americano Carothers e dal suo team di ricerca scientifica.
Nylon è un termine che indica la fibra di poliammide (poliammide), che può essere prodotta in fibre lunghe o corte. Nylon è il nome commerciale della fibra di poliammide, nota anche come Nylon. La poliammide (PA) è una poliammide alifatica i cui legami sono costituiti da un legame amidico [NHCO].
La struttura molecolare
Le fibre di nylon comuni possono essere suddivise in due categorie.
Una classe di polihexilendiammina adipato si ottiene per condensazione di diammina e diacido. La formula della struttura chimica della sua molecola a catena lunga è la seguente: H-[HN(CH2)XNHCO(CH2)YCO]-OH
Il peso molecolare relativo di questo tipo di poliammide è generalmente compreso tra 17000 e 23000.
A seconda del numero di atomi di carbonio delle ammine binarie e degli acidi dicarbossilici utilizzati, si possono ottenere diversi prodotti in poliammide, che si distinguono per il numero aggiunto alla sigla poliammide, dove il primo numero indica il numero di atomi di carbonio delle ammine binarie e il secondo il numero di atomi di carbonio degli acidi dicarbossilici. Ad esempio, la poliammide 66 indica che è prodotta mediante policondensazione di esilendiammina e acido adipico. Il nylon 610 indica che è prodotto a partire da esilendiammina e acido sebacico.
L'altro si ottiene per policondensazione del caprolattame o polimerizzazione ad apertura d'anello. La formula della struttura chimica delle sue molecole a catena lunga è la seguente: H-[NH(CH2)XCO]-OH
A seconda del numero di atomi di carbonio presenti nella struttura unitaria, si possono ottenere nomi diversi per le varie varietà. Ad esempio, la poliammide 6 indica che si ottiene mediante ciclopolimerizzazione del caprolattame contenente 6 atomi di carbonio.
La poliammide 6, la poliammide 66 e altre fibre di poliammide alifatiche sono tutte composte da macromolecole lineari con legami ammidici (-NHCO-). Le molecole delle fibre di poliammide possiedono gruppi -CO- e -NH-, possono formare legami idrogeno tra loro o con altre molecole, e possono anche combinarsi con altre molecole; per questo motivo, la fibra di poliammide ha una migliore capacità igroscopica e può formare una struttura cristallina più stabile.
Poiché il gruppo -CH2- (metilene) nella molecola di poliammide può generare solo una debole forza di van der Waals, l'arricciamento della catena molecolare del segmento -CH2- è maggiore. A causa del diverso numero di gruppi CH2- presenti, le forme di legame dei legami idrogeno intermolecolari non sono completamente identiche e anche la probabilità di arricciamento molecolare è diversa. Inoltre, alcune molecole di poliammide presentano direzionalità. L'orientamento delle molecole è diverso e le proprietà strutturali delle fibre non sono esattamente le stesse.
Struttura morfologica e applicazione
La fibra di poliammide ottenuta mediante il metodo di filatura a fusione ha una sezione trasversale circolare e non presenta una particolare struttura longitudinale. Il tessuto fibrillare filamentoso può essere osservato al microscopio elettronico e la larghezza delle fibrille di poliammide 66 è di circa 10-15 nm. Ad esempio, la fibra di poliammide con una filiera di forma particolare può essere trasformata in varie sezioni di forma particolare, come poligonale, a foglia, cava e così via. La sua struttura allo stato focalizzato è strettamente correlata allo stiramento e al trattamento termico durante la filatura.
Lo scheletro macromolecolare delle diverse fibre di poliammide è composto da atomi di carbonio e azoto.
Le fibre profilate possono modificare l'elasticità della fibra, conferendole una lucentezza e una capacità di gonfiaggio particolari, migliorandone la tenuta e la capacità di copertura, la resistenza al pilling, la riduzione dell'elettricità statica e così via. Ad esempio, la fibra triangolare ha un effetto brillante; la fibra a cinque foglie ha una lucentezza leggera e corposa, una buona sensazione al tatto e proprietà anti-pilling; la fibra cava, grazie alla cavità interna, ha una bassa densità e un buon isolamento termico.
La poliammide possiede buone proprietà complessive, tra cui proprietà meccaniche, resistenza al calore, resistenza all'abrasione, resistenza chimica e autolubrificazione, basso coefficiente di attrito, una certa resistenza alla fiamma, facilità di lavorazione e idoneità alla modifica rinforzata con fibra di vetro e altri riempitivi, in modo da migliorarne le prestazioni ed espandere il campo di applicazione.
Esistono diverse tipologie di poliammide, tra cui PA6, PA66, PA11, PA12, PA46, PA610, PA612, PA1010, ecc., nonché il PA6T semi-aromatico e i nylon speciali sviluppati negli ultimi anni.
Data di pubblicazione: 14 febbraio 2022
