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A poliamidas son materiales termoplásticos, con cadenas lineales, con alta interacción intermolecular, clasificados como Plásticos de Ingeniería. Son polímeros compuestos por cadenas de carbono que contienen carbono, hidrógeno y nitrógeno en su composición, caracterizados por tener radicales de grupo funcional amida polar (CONH) en sus cadenas. Las poliamidas se diferencian básicamente por la cantidad de átomos de carbono presentes en las moléculas, que aportan características específicas para cada tipo de poliamida formada, por ejemplo, PA 6, PA 6.6, PA 12, etc.
Tipos de poliamidas
Las poliamidas se pueden polimerizar a partir de diferentes tipos de monómeros, siempre que tengan el grupo funcional amida (CONH). Básicamente existen dos grupos de poliamidas, las cuales pueden caracterizarse por el monómero que las origina, algunas provienen de un solo monómero, sin embargo, muchas se obtienen mediante la polimerización de dos monómeros diferentes. Cabe destacar que cuanto menor es la distancia entre los grupos funcionales amida, mejores son las características mecánicas y térmicas del material final, sin embargo, mayor es la característica higroscópica del material, debido a la mayor presencia de enlaces de hidrógeno y grupos polares.
Pueden originarse a partir de diaminas o diácidos (generalmente aminoácidos), que se polimerizan formando poliamidas. En la siguiente tabla, podemos ver algunos ejemplos de poliamidas formadas a partir de diaminas y diácidos:
| Poliamida | grupo fuente | Monómero de origen |
| PA 6 | diamina | caprolactama |
| PA 12 | aminoácidos | laurilactama |
| PA 11 | aminoácidos | ANTES DE CRISTO. Amino undecanoico |
| PA 6.6 | diamina | ANTES DE CRISTO. Adípico + Hexametilendiamina |
Breve historia
Las poliamidas se desarrollaron inicialmente gracias al trabajo de WH Carothers en Estados Unidos, con el desarrollo del Nylon (Poliamida 6.6) en 1935. Hay historias que hacen referencia al origen del nombre comercial de PA 6.6, que ocurrió en la época de Segunda Guerra Mundial, donde uno de ellos dice que el nombre significa: N – Ahora / Y – Tú / L – Suelto / O – Viejo / N – Nipon, en portugués, ahora estás perdido, viejo japonés.
El nailon® fue patentado por DuPont, ya finales de la década de 1930 fue ampliamente utilizado en aplicaciones textiles, en la fabricación de calcetines finos, reemplazando principalmente a la seda.
Aplicaciones de poliamidas
Siempre que hablamos de Nylon, para aquellos que no están familiarizados con los materiales plásticos, vienen a la mente los “calcetines finos” de mujer, hilo de pescar, cañas para instrumentos de cuerda, o algún tipo de tela y / o ropa, pero Nylon o Poliamida es además, es un material ampliamente aplicado en numerosos segmentos del mercado, siendo considerado uno de los principales plásticos de ingeniería disponibles, con alto consumo anual, solo en Brasil, el consumo de Poliamidas se estima en más de 2 toneladas / año, que, sin incluir las Poliamidas utilizadas para el industria textil.
Como se mencionó anteriormente, el uso de Poliamidas va más allá de las aplicaciones textiles, siendo ampliamente aplicada en varios segmentos, tales como automoción, ingeniería civil y mecánica, aeronáutica y aeroespacial, electrónica, utensilios domésticos, muebles y electrodomésticos.
El material tiene amplia aplicación en reposición de piezas de metal ya que posee alta resistencia mecánica y al desgaste, es más liviano y no se oxida, además de no requerir lubricación con grasa y aceite, en el caso de engranajes, por ejemplo.
Propiedades de las poliamidas de interés comercial
Las poliamidas tienen diferentes estructuras que les permiten tener diferentes características y propiedades, según el número de carbonos entre los grupos amida presentes en las moléculas. Las principales propiedades que podemos mencionar como diferencias son: temperatura de fusión, densidad, resistencia a la tracción, módulo de flexión e higroscopicidad (absorción de humedad).
En la siguiente tabla podemos ver estas diferencias más fácilmente:
| Tipo de PA | Temperatura de fusión (° C) | Densidad (g / cm)3) | Resistencia a la tracción (MPa) | Módulo de flexión (MPa) | Higroscopicidad (%) – 24 h de inmersión |
| 6 | 215 | 1,14 | 83 | 2758 | 1,7 |
| 11 | 185 | 1.04 | 55 | 1241 | 0,3 |
| 12 | 177 | 1.02 | 52 | 1172 | 0,25 |
| 6.6 | 252 | 1,15 | 83 | 2826 | 1,5 |
| 6,10 | 215 | 1.08 | 62 | 2413 | 0,5 |
| 6.12 | 210 | 1.07 | 59 | 1999 | 0.4 |
En la siguiente tabla podemos ver las temperaturas límite a las que pueden estar sometidas las poliamidas durante su uso en uso continuo y esporádico, con referencia a la temperatura de fusión del material:
| Tipo de poliamida | PA 6.6 | PA 6 | PA 6.6 / 6 | PA 6 / 6.6 |
| Uso continuo (° C) | 80 hasta 100 | 80 hasta 100 | 80 hasta 100 | 50 hasta 70 |
| Uso esporádico (° C) | 150 hasta 170 | 140 hasta 160 | 140 hasta 160 | 80 hasta 100 |
| Temperatura de fusión (° C) | 255 hasta 260 | 217 hasta 223 | 240 hasta 250 | 180 hasta 190 |
Las poliamidas tienen buena resistencia química en general con respecto a aceites, grasas, sales neutras o alcalinas, cetonas, ésteres, alcoholes, algunos ácidos orgánicos y detergentes. Tienen una resistencia química baja o nula con respecto al contacto con ácido fórmico, ácido acético glacial, ácidos inorgánicos, fenoles, cresoles, hidrocarburos clorados.
Las poliamidas pueden formar compuestos y compuestos como otros materiales termoplásticos. Mediante la adición de agentes modificadores que pueden proporcionar cambios a las poliamidas como cambio de color, refuerzo mecánico, lubricación interna o externa, modificación de la resistencia al impacto y a la tracción, resistencia a los rayos UV, o simplemente reducir el costo de las piezas, con la adición de cargas en su formulaciones.
Características de procesamiento
Debido a la presencia de grupos funcionales amida en su cadena, las poliamidas requieren un proceso de secado del material antes de su procesamiento o moldeo por inyección, al ser un material polar y altamente higroscópico, se pueden formar piezas con diversos defectos provocados por la presencia de agua en el material. El tiempo de embutido del material antes de ser procesado es en promedio de 5 a 8 horas a una temperatura de 70 a 90 ° C.
Se trata de materiales que tienen baja viscosidad, alto grado de contracción, altas temperaturas de procesamiento, y requieren hidratación en baño de agua caliente después de ser inyectados, ya que se vuelven quebradizos si no se rehidratan, en cuyo caso el agua caliente actúa como plastificante del material. , separando las cadenas y disminuyó el grado de cristalinidad del material. El contenido de humedad en las piezas inyectadas en Poliamida debe estar entre 1 y 2%.
Las poliamidas se pueden reforzar con fibras como fibra de vidrio, carbono o con cargas minerales, aditivos, estabilizadores, lubricantes internos o externos, modificadores de impacto o pigmentos.
Referencias:
Canevarolo Jr., Sebastião V. – La ciencia de los polímeros: un texto básico para tecnólogos e ingenieros. São Paulo, Editora Artiiber, 2002.
Wierbeck, H., Harada J. – Plásticos de ingeniería. São Paulo, Editorial Artiiber, 2005.
http://feiplar.com.br/mateiais/pdf/engenharia.pdf
https://www.plastico.com.br/plasticos-de-engenharia-aplicacoes-especiais-orientam-criacao-de-novos-mateiais/2/
http://www.tudosobreplasticos.com/materials/poliamidas.asp
