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Poliamidas

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Concepto:Una poliamida es un tipo de polímero que contiene enlaces de tipo amida. Las poliamidas se pueden encontrar en la naturaleza, como la lana o la seda, y también ser sintéticas, como el nailon o el Kevlar.

Las poliamidas están consideradas como uno de los polímeros técnicos más versátiles y con mayores posibilidades de aplicación. Se emplean en sectores muy variados, aunque su uso está más extendido entre los textiles, envases y recubrimientos porque la variedad de monómeros, aditivos, cargas, refuerzos y modificantes disponibles permiten adaptarlas a los requisitos específicos de cada aplicación.

Un poco de historia

Las primeras poliamidas fueron sintetizadas por la empresa química DuPont, por el equipo dirigido por el químico Wallace Hume Carothers, que comenzó a trabajar en la firma en 1928.

Las poliamidas como el nailon se comenzaron a emplear como fibras sintéticas, aunque han terminado por emplearse en la fabricación de cualquier material plástico.

Las aramidas son un tipo de poliamidas en las que hay grupos aromáticos formando parte de su estructura. Por ejemplo, se obtienen fibras muy resistentes a la tracción como el Kevlar, o fibras también muy resistentes al fuego, como el Nomex, ambas comercializadas por DuPont.

La poliamida mas conocida es el nylon. Puede presentarse de diferentes formas aunque los dos mas conocidos son la rígida y la fibra. Es duro y resiste tanto al rozamiento y al desgaste como a los agentes químicos. En su presentación rígida se utiliza para fabricar piezas de transmisión de movimientos tales como ruedas de todo tipo (convencionales, etc...), tornillos, piezas de maquinaria, piezas de electrodomésticos, herramientas y utensilios caseros, etc...

El grupo ácido carboxílico amida, que se presenta a intervalos regulares en la molécula lineal básica de todos los homopolímeros de poliamida, determina las características fundamentales de los plásticos de ingeniería de PA. El fuerte carácter polar de estos grupos resulta de una unión del hidrógeno entre las moléculas vecinas que tienen como consecuencia la rigidez y la resistencia mecánica y térmica de estos materiales.

La presencia de segmentos suaves de hidrocarburo alifático entre los grupos OCNH hace que las poliamidas sean altamente cristalizables. Estos últimos grupos determinan la absorción de agua de la PA sólida, que aumenta con el acortamiento de las secuencias de hidrocarburo entre ellos.

Las PA homopoliméricas resisten a casi todos los disolventes orgánicos, carburantes, grasas y aceites minerales, ácidos inorgánicos diluidos y álcalis hasta concentraciones del 20 % de NaOH y KOH, amoniaco líquido y dióxido de azufre. Son disolventes de las PA el ácido sulfúrico concentrado, el ácido fórmico al 90% y el fenol.

La poliamida de colada de alto peso molecular se fabrica desde los años 50 mediante polimerización aniónica de lactamas dentro del mismo molde (método de DuPont, 1939) que desde 1960 ha ganado terreno gracias a la aceleración del proceso mediante "activadores" (implantando grupos acilo), y que se utiliza básicamente para coladas reactivas.

Dynamit Nobel presentó en 1970 la primera PA amorfa (Trogamid), "semiaromática", completamente transparente. Numerosas copoliamidas (PA 6/66 y PA 66/610) han ido sumándose a las nombradas, además de aleaciones con otros plásticos, como el PE, para aplicaciones específicas: tipos autolubricantes para rodamientos y engranajes, poliamidas con nucleantes para lograr una microestructura acelerada y uniforme, PA plastificadas, PA ignifugadas, PA con todos los materiales de refuerzo o carga imaginables: las poliamidas son actualmente los más importantes de los plásticos técnicos.

El amplio campo de valores de módulo elástico incluye desde los valores de materiales plastificados y elastómeros a complejos altamente reforzados. Las designaciones de tipos de acuerdo con ASTM D 789 o de grupos y clases de acuerdo con ASTM D 4066 se suplementan con un número de "grado", indicando primariamente viscosidad creciente. Las clases incluyen; 1 uso general, 2 estabilizada al calor, 3 (excepto grupos del 5 al 7) nucleada, seguido entre las distintas secuencias de grupo con: modificada al impacto, modificada a flexión, plastificada o combinaciones de tales modificaciones.

Tipos especiales

La PA 6 y la PA 66 absorben del 9 al 10% de agua a plena saturación (sólo un 1,5 % para PA 11 y PA 12), pues los moldeados de PA secos son frágiles y propensos a fisuración por tensión. Para mejorar su resistencia al impacto en condiciones de uso, los moldeados deben acondicionarse a más de un 2,5% de contenido de agua. El equilibrio de humedad se alcanza muy despacio en el aire, por lo que las fluctuaciones en la humedad atmosférica tienen muy poca influencia.

Los complejos de moldeo resistentes al impacto de PA seca contienen del 10 al 15 % de PE, que se acopla utilizando ionómeros o injertando químicamente con anhídrido maleico o ácido acrílico.

Los plásticos de ingeniería más empleados son las PA 66, debido a su elevada resistencia térmica y rigidez. La absorción de agua disminuye y la resistencia aumenta con el incremento de longitud de los segmentos de (CH2) hasta la PA 12. Estas características, junto con su buena relación de longitud de flujo/espesor de pared, resultan adecuadas para moldeados resistentes y elásticos que mantienen su estabilidad dimensional incluso sujetos a condiciones adversas.

TECAMID

TECAMID es la marca comercial de ENSINGER para designar las poliamidas termoplásticas semicristalinas con una resistencia excepcionalmente muy elevada, tenacidad y dureza. Los tipos de TECAMID ofrecen buenas propiedades de deslizantes, una resistencia elevada a la abrasión y una buena resistencia química a los disolventes orgánicos, aceites y carburantes. El TECAMID es tenaz y duro y también ofrece unas buenas características de amortiguamiento. ENSINGER distribuye poliamidas en forma de productos semielaborados extruidos y de colada.

Poliamidas amorfas

Al incorporar segmentos voluminosos tales como ácidos carboxílicos aromáticos o diaminas alifáticas o alicíclicas ramificadas en la molécula de PA en lugar del suave (CH2) x/y se obtiene una PA semicristalina o amorfa, dura y resistente, con transparencia de cristal. Un enlace doble predominante de los grupos CONH con anillos aromáticos da lugar a plásticos de resistencia extrema a la temperatura (aramidas).

Las PA amorfas exhiben las buenas características típicas de las PA cristalinas, aunque la absorción de agua es mucho más baja, por lo que no las manchan las bebidas ni la tinta. Con la absorción de agua aumenta su dureza. Son, además, muy estables y sin distorsión ya que apenas tienen postcontracción. Resisten al impacto hasta -40º C y exhiben buenas características de fluencia hasta prácticamente su elevada temperatura de transición vítrea.

Poliamidas flexibles y elastoméricas y PEBA

Los polímeros básicos descritos pueden flexibilizarse de modo limitado usando plastificantes de polaridad similar. Algunos copolímeros de PA exhiben un comportamiento elastomérico extenso, no afectado por las bajas temperaturas, hasta los límites de dureza Shore del caucho blando.

La policondensación de un fundido de polieterdioles y productos intermedios de PA con grupos terminales carboxílicos conduce a copolímeros de bloque en que participan bloques de poliamida y poliéster (PEBA). Según las relaciones de PA: PE, que van desde 80:20 a 20:80, los puntos de fusión varían desde 120º a 210º C. El uso de varios polidioles puede dar productos con una absorción de agua mínima o, inversamente, materiales hidrofílicos, para textiles absorbentes del sudor, que pueden incorporar hasta un 110 % de agua.

Fuentes