Polyamide

'''Polyamide''' (Kurzzeichen '''PA''') sind Polymere, deren Wiederholungseinheiten als charakteristisches Merkmal die Amidgruppe besitzen. Die Amidgruppe kann als Kondensationsprodukt einer Carbonsäure und eines Amins aufgefasst werden. Die dabei entstehende Bindung nennt man Amidbindung. Sie ist hydrolytisch wieder spaltbar.

Die Bezeichnung Polyamide wird üblicherweise als Bezeichnung für synthetische, technisch verwendbare thermoplastische Kunststoffe verwendet und grenzt diese Stoffklasse damit von den chemisch verwandten Proteinen ab. Fast alle bedeutsamen Polyamide leiten sich von primären Aminen ab, das heißt, in ihren Wiederholeinheiten kommt die funktionelle Gruppe –CO–NH– vor. Daneben existieren auch Polyamide von sekundären Aminen (–CO–NR–, R = organischer Rest).

Als Monomere für die Polyamide finden besonders Aminocarbonsäuren, Lactame und/oder Diamine und Dicarbonsäuren Verwendung.

[[Datei:polyamide1.png|miniatur|Struktur innerhalb von Polyamiden]]

#* ''aliphatische Polyamide:'' die Monomere leiten sich von aliphatischen Grundkörpern ab, z. B. PA aus ε-Caprolactam (Polycaprolactam, kurz PA 6) oder aus Hexamethylendiamin und Adipinsäure (PA 66).

#* teilaromatische Polyamide: die Monomere leiten sich zum Teil von aromatischen Grundkörpern ab, z. B. PA aus Hexamethylendiamin und Terephthalsäure (PA 6T).

#* aromatische Polyamide (Polyaramide): die Monomere leiten sich von rein aromatischen Grundkörpern ab, z. B. para-Phenylendiamin und Terephthalsäure (Aramid)

#* ''Copolyamide:'' das Polyamid leitet sich von mehreren unterschiedlichen Monomeren ab. Solche Polyamide lassen sich nur durch Angabe mehrerer Wiederholeinheiten beschreiben. Beispiele hierfür sind das PA aus Caprolactam, Hexamethylendiamin und Adipinsäure [NH-(CH₂)₆–NH–CO–(CH₂)₄–CO]_n–[NH–(CH₂)₅–CO]_m (PA 6/66), oder PA aus Hexamethylendiamin, Adipinsäure und Sebacinsäure [NH–(CH₂)₆–NH–CO–(CH₂)₄–CO]_n–[NH–(CH₂)₆–NH–CO–(CH₂)₈–CO]_m (PA 66/610). Zu beachten ist, dass die angegebenen Formeln lediglich die Polymerzusammensetzung beschreiben, nicht aber die Abfolge der Monomereinheiten; diese sind üblicherweise statistisch über die Polymerketten verteilt.

#* ''teilkristalline Polyamide:'' bilden beim Abkühlen aus der Schmelze kristalline Domänen (Phasenübergang 1. Ordnung). In der Regel erstarrt nicht die gesamte Schmelze kristallin, sondern es bilden sich auch [[Amorphes Material|amorphe]] Domänen (siehe unten). Das Verhältnis zwischen kristallinen und amorphen Domänen wird von der chemischen Natur des Polyamids und den Abkühlbedingungen bestimmt. Zusätzlich kann die Kristallisation durch nukleierende oder antinukleierende Additive gefördert oder behindert werden. Leicht kristallisierende Polyamide sind z. B. das PA 46 oder das PA 66, schwer kristallisierende Polyamide sind z. B. das PA mXD6 aus m-Xylylendiamin und Adipinsäure oder bestimmte Copolyamide.

Polyamide, die sich von Aminocarbonsäuren des Typs H₂N–(CH₂)_x–COOH oder den entsprechenden Lactamen ableiten lassen, werden als PA Z gekennzeichnet, wobei <math>Z</math> die Anzahl der [[Kohlenstoff]]atome im Monomer bezeichnet (Z = x + 1). So steht z.&nbsp;B. PA 6 für das Polymere aus ε-Caprolactam bzw. ω-Aminocapronsäure, [NH–(CH₂)₅–CO]_n.

Polyamide, die sich von Diaminen und Dicarbonsäuren der Typen H₂N–(CH₂)_x–NH₂ und HOOC–(CH₂)_y–COOH ableiten lassen, werden als PA Z1Z2 gekennzeichnet, wobei Z1 die Anzahl der Kohlenstoffatome im Diamin und Z2 die Anzahl der Kohlenstoffatome in der Dicarbonsäure bezeichnet (Z1 = x, Z2 = y + 2). So steht z.&nbsp;B. PA 66 für das Polymer aus Hexamethylendiamin und Adipinsäure, [NH–(CH₂)₆–NH–CO–(CH₂)₄–CO]_n.

Analog lassen sich auch Copolyamide bezeichnen. Aus den im Copolyamid vorhandenen Monomeren werden die möglichen Homopolyamidkombinationen gebildet und dann aneinander gehängt. Ein schon genanntes Beispiel ist das PA 66/610, welches aus drei Monomeren (Hexamethylendiamin, Adipinsäure, Sebacinsäure) gebildet wird. Aus diesen drei Monomeren sind die Homopolymerkombinationen PA 66 (Hexamethylendiamin und Adipinsäure) und PA610 (Hexamethylendiamin und Sebacinsäure) möglich, woraus sich PA 66/610 als Bezeichnung für das Copolyamid ergibt.

Für einige andere wichtige Monomere, insbesondere solche mit aromatischem Grundkörper, sind auch Buchstabenkürzel gebräuchlich. So steht z.&nbsp;B. T für Terephthalsäure und I für Isophthalsäure. PA 6I ist demzufolge das Polyamid aus Hexamethylendiamin und Isophthalsäure.

[[Datei:polydamide2.png|miniatur|Polymerisation von ε-Caprolactam zu Polyamid 6]]