Polyamide - Définition

Les polyphtalamides

A mi-chemin entre les polyamides aliphatiques et les polyaramides (PAA), les polyphtalamides (PPA) se classent au rang des polymères hautes performances. La différence fondamentale par rapport aux polyamides aliphatiques, réside dans la présence d’un cycle aromatique sur les segments diacides d’où leur appellation triviale de polyamide semi-aromatique.

Cette "rigidité" apportée par un cycle aromatique se traduit par une meilleure conservation des propriétés à hautes températures avec de plus, une bonne stabilité dimensionnelle. Pour les PPA en général, les températures de transition vitreuse et de fusion sont plus élevées. Leur aptitude à cristalliser est fonction de la nature du motif, certains y parviendront d’autres seront amorphes, on parle aussi dans certains cas de microcristallinité.

L'exemple d'un PA NDT/INDT ci-dessous, un polymère amorphe et transparent, issue d’une copolycondensation entre un 2,2,4/2,4,4-triméthyl-hexaméthylènediamine et un acide téréphtalique commercialisé par Evonik Industries sous l'appellation TROGAMID T.

Les polyamides aliphatiques

Conformation théorique possible des chaines d'un PA 4-6 avec liaisons hydrogènes

Les polyamides aliphatiques sont désignés par un ou plusieurs chiffres relatifs au nombre d'atomes de carbone contenu dans le motif de répétition :

• Les polyamides dont le nom comporte un seul nombre (PA 6, PA 11, PA 12 par exemples) sont obtenus par polycondensation d'un acide aminé ou par polymérisation par ouverture du cycle d'un lactame avec respectivement 6, 11 ou 12 atomes de carbone dans le motif.
• Les polyamides dont le nom comporte deux nombres (PA 4-6, PA 6-6, PA 6-10, PA 6-9, PA 6-12 par exemple) sont obtenus par polycondensation d’un diacide carboxylique et d’une diamine. Les valeurs correspondent au nombre d'atome de carbone composant un motif de la chaîne dont respectivement, le nombre d'atomes de carbone de la diamine et du diacide.

Dans le cas d'un poly(tétraméthylène adipamide) la réaction se fera à partir du 1,4-tétraméthylènediamine en présence d’acide adipique avec dégagement d’une molécule résiduelle (H₂0).

Caractéristiques

Il s'agit de polymères généralement à structure semi-cristalline, qui présentent un bon compromis entre caractéristiques mécaniques et chimiques. La concentration en fonction amide et la régularité de leurs espacements conditionnent les propriétés du matériau. La température de fusion (T_f) augmente avec la concentration en fonction amide, et de surcroit lorsque le nombre de carbone composant les deux segments de chaine est pair dans le cas d’un système − (AA − BB)_n − .

Les polyamides sont en général des matériaux sensibles à l'humidité par la présence de groupements polaires. Les propriétés mécaniques et dimensionnelles peuvent donc être affectées selon les conditions de stockage et de mise en œuvre. Ils sont également assujetti à l’oxydation à haute température ainsi qu’une résistance limitée au feu. Pour pallier ce dernier, l'utilisation d'ignifugeant est possible à partir de composés halogénés (bromés ou chlorés) ou bien de composés inorganiques.

Utilisation spécifique

BASF, DuPont, Lanxess, Rhodia, A Schulman ont développés des polyamides 6 et certains 6,6 spécialement adaptés au procédé d’injection assistée par eau. Ce procédé couplé à des polyamides de grades spécifiques devient courant pour des applications sous capot ou destinés au transport de fluides. Par leurs propriétés mécaniques à haute température et leur résistance aux fluides industriels (huile, glycol, etc), les polyamides transformés par injection assistée eau viennent ainsi directement concurrencer le polypropylène.