Poliammide (PA)

Le poliammidi sono polimeri prodotti artificialmente, costituiti da unità ripetute di gruppi amminici (-NH-) e carbonilici (-CO-) e sono classificati come termoplastici. Questa struttura conferisce loro proprietà uniche.

Le poliammidi vengono prodotte principalmente mediante processi di polimerizzazione, in particolare la polimerizzazione a stadi. Due delle poliammidi più comuni sono PA6 e PA66:

- PA6è prodotta dalla polimerizzazione del caprolattame, un monomero formato per polimerizzazione diretta.

- PA66 è formata dalla reazione dell'esametilendiammina con l'acido adipico.

Questi processi consentono la produzione di poliammidi con proprietà specifiche, adatte ai requisiti di diverse applicazioni.

Tutte le poliammidi, in particolare la poliammide 6 (PA6), sono adatte allo stampaggio a iniezione. Questo è talvolta il processo di produzione più comune per componenti industriali in poliammide. La poliammide PA66 ha una resistenza alla temperatura leggermente superiore durante lo stampaggio a iniezione, quindi può essere utilizzata anche a temperature di stampaggio di 250-290 °C, mentre per la PA6 è adatta una temperatura massima del cilindro di 220-250 °C. La temperatura dello stampo per entrambe le poliammidi è di circa 50-90 °C. Più caldo è lo stampo, migliore sarà generalmente la finitura superficiale dei componenti. Si raccomanda inoltre una pressione di iniezione fino a 1500 bar. Dopo lo stampaggio a iniezione, i componenti devono essere raffreddati accuratamente per ridurre al minimo la deformazione. Facoltativamente, i componenti possono anche essere rinforzati con fibra di vetro o microsfere di vetro durante il processo di produzione, mescolando il materiale aggiuntivo al granulato di PA per stampaggio a iniezione. Ciò può ridurre la deformazione e aumentare la stabilità dimensionale dei componenti.

I componenti in poliammide vengono prodotti principalmente per estrusione, ad esempio tubi, lastre, profili o monofilamenti. Il PA66 è il materiale più adatto all'estrusione. L'essiccazione e il raffreddamento sono simili ai processi di stampaggio a iniezione. I prodotti in poliammide estrusa sono caratterizzati da elevata resistenza, durezza e tenacità. Presentano inoltre un'elevata resistenza alle temperature, con un intervallo compreso tra -40 e +100 °C. È inoltre importante sottolineare che i componenti presentano una buona resistenza agli alimenti e ai carburanti organici, motivo per cui vengono spesso utilizzati nell'industria automobilistica o del packaging.

Lo stampaggio per estrusione e soffiaggio con poliammidi viene spesso utilizzato per la produzione di contenitori cisterna e altri pezzi stampati cavi. Negli ultimi anni, questo metodo di lavorazione ha acquisito sempre maggiore importanza ed è particolarmente utile nel settore automobilistico. Le poliammidi PA6 e PA66 sono particolarmente adatte a questo processo, poiché presentano una migliore tenacità e un minore assorbimento di umidità. I ​​pezzi stampati sono spesso rinforzati con fibra di vetro per ottenere una maggiore stabilità. La pre-essiccazione è particolarmente importante in questo processo, poiché sia ​​la stabilità del tubo che la qualità superficiale dipendono dal contenuto di umidità del materiale. Anche il Durethane può essere utilizzato, in particolare nella produzione di serbatoi e recipienti a pressione, ma ciò richiede istruzioni di lavorazione aggiuntive.

La produzione di film in poliammide è particolarmente rilevante per l'industria del packaging. Vengono prodotti principalmente mediante fusione (processo cast) o estrusione. In questo caso si utilizza il metodo "chill roll". Il granulato di poliammide viene prima fuso e poi versato come massa fusa su un chill roll oppure estruso da una matrice e quindi posizionato sul rullo raffreddato. La massa di poliammide si raffredda quindi su questo rullo e il film viene formato. Le proprietà del rullo influiscono significativamente sulle proprietà del film. A seconda della velocità di raffreddamento, del rullo e del numero di rulli e strati, è possibile produrre diversi spessori e lunghezze. Il processo di produzione altamente flessibile consente la produzione di un'ampia varietà di film, che possono essere utilizzati, ad esempio, per l'imballaggio alimentare o industriale.

La poliammide è un materiale chiave nell'industria automobilistica. Viene utilizzata per cofani motore, collettori di aspirazione, tubazioni del serbatoio, alloggiamenti dei connettori e clip di fissaggio. Grazie alla sua elevata resistenza alle alte temperature, alla robustezza e alla resistenza chimica, la poliammide è ideale per i componenti del vano motore, nonché per i sistemi di alimentazione e raffreddamento. In particolare, la PA66, come mostrato in figura come raccordo per tubo di sfiato, e la PA12 sono ampiamente utilizzate in questo settore.

La poliammide è utilizzata in molti prodotti di uso quotidiano, dagli spazzolini da denti ai tasselli, fino alle fibre tessili per abbigliamento e tappeti. Grazie alla sua elevata resistenza, all'abrasione e al calore, la poliammide è particolarmente adatta per beni di consumo durevoli e sottoposti a sollecitazioni meccaniche. Viene inoltre frequentemente utilizzata in elettrodomestici da cucina, attrezzature sportive e manici per utensili.

Nel settore dell'imballaggio, la poliammide è richiesta principalmente come materiale per film. I film in PA sono caratterizzati da elevata resistenza allo strappo, buona barriera all'ossigeno e resistenza termica. Sono spesso utilizzati in combinazione con altri materiali (ad esempio PE, EVOH) per il confezionamento sottovuoto, sacchetti per la cottura o imballaggi alimentari. In particolare, PA6 e PA66 vengono utilizzati per strutture di film multistrato.

Poliammidi come PA6, PA66, PA12, PA11, PA46 e PA610 presentano talvolta proprietà meccaniche e chimiche significativamente diverse. PA66 e PA46 sono caratterizzate da elevata resistenza alla trazione e rigidità, mentre PA12 e PA11 sono più flessibili e leggere. Anche i punti di fusione variano notevolmente: PA46 è in cima alla lista a poco meno di 300 °C, mentre PA12 e PA11 fondono a circa 175-185 °C. PA6 e PA66 assorbono una quantità relativamente elevata di umidità, il che può limitare la stabilità dimensionale in ambienti umidi.

PA12 e PA11 sono particolarmente resistenti agli agenti chimici, ideali per applicazioni con contatto prolungato con i fluidi, come nel settore automobilistico o del packaging. PA610 offre un buon equilibrio tra resistenza chimica e lavorabilità. PA46 offre un'elevata resistenza termica, ma è più difficile da lavorare. PA11, di origine biologica e resistente all'umidità, è particolarmente sostenibile.

Ciò si traduce in chiari campi di applicazione, almeno in base alle proprietà: PA6 e PA66 sono adatti in teoria per componenti meccanici sottoposti a sollecitazioni meccaniche, ma sono di gran lunga i più comunemente utilizzati in tutto il settore grazie alla loro economicità e facilità di produzione. PA12 e PA11 sono ideali per tubi flessibili e imballaggi. PA46 viene utilizzato in componenti di precisione resistenti al calore, mentre PA610 è convincente in applicazioni strutturali come elettrodomestici o tecnologia agricola. In definitiva, naturalmente, la scelta della poliammide rimane molto individuale ed è legata in particolare a requisiti, prezzo e disponibilità.