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Auteur(s)
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Bernard GUÉRIN : Ingénieur CNAM – Matières plastiques - Projets et Produits nouveaux, Division Polymères TechniquesElf Atochem
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Lire l’articleINTRODUCTION
Par le volume annuel de production, le nombre de polymères différents et la variété des applications, la famille des polyamides est la plus importante des cinq grandes familles de polymères techniques (les quatre autres étant les polycarbonates, les polyacétals, les polyesters thermoplastiques et les polyoxyphénylènes ). Historiquement la plus ancienne, elle a bénéficié de l’effet de taille sur le coût des monomères en raison de l’importance des tonnages de polyamides 6 et 6-6 produits pour l’industrie textile.
Les polyamides, préparés par polycondensation de monomères difonctionnels, sont des composés macromoléculaires linéaires comprenant des motifs amides (—CO—NH— ) récurrents.
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Désignation normalisée (NF ISO 1874-1 d’octobre 1988 )
Les polyamides aliphatiques sont identifiés par des nombres indiquant le nombre respectif d’atomes de carbone présents dans leurs monomères. Deux nombres séparés par un tiret sont utilisés quand les polymères résultent de la condensation d’une diamine avec un diacide, le premier chiffre caractérisant le nombre d’atomes de carbone séparant les atomes d’azote de la diamine, le second correspondant au nombre total d’atomes de carbone présents dans le diacide.
Quand les monomères sont des aminoacides ou des lactames, le chiffre unique utilisé est le nombre total d’atomes de carbone présents dans la molécule de monomère.
Les monomères comprenant des cycles aromatiques et /ou cyclo-aliphatiques sont habituellement codés par une seule lettre ou par une courte combinaison de lettres correspondant au nom chimique de la structure cyclique.
Dans la nomenclature utilisée pour les copolymères, les chiffres relatifs aux différents comonomères sont séparés par des barres obliques, le principal composant étant cité le premier, suivi des composants mineurs dans l’ordre décroissant de leurs teneurs.
Les principaux producteurs et leurs marques commerciales sont données en .
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- Version archivée 1 de août 1978 par Philippe LUTON, Roger KÉRAUDY
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1. Préparation
La réaction de polycondensation est une réaction équilibrée entre les groupes terminaux —NH2 (amine) et —COOH (acide) conduisant à la formation de groupes —CONH— (amide) et d’eau.
Le polymère obtenu en fin de réaction, éventuellement en présence d’un limitateur de chaîne, contient donc toujours une certaine quantité d’eau, de monomère(s) résiduaire(s) et d’oligomères.
Il est nécessaire de procéder à un séchage soigné avant mise en œuvre ultérieure, sinon il y aurait risque d’un déplacement d’équilibre avec diminution de la masse moléculaire.
1.1 Procédés de préparation des polymères de base
Les polyadditions / polycondensations à l’état fondu et la polycondensation en solution à basse température, sont toujours les méthodes les plus couramment utilisées sur le plan industriel.
Les procédés peuvent être de type discontinu ou continu, en une seule ou en plusieurs étapes, avec dans certains cas une opération de finition à l’état fondu ou à l’état solide sous vide.
HAUT DE PAGE1.1.1 Polyaddition d’un lactame
De l’eau, un aminoacide, par exemple l’acide ε-aminocaproïque, ou bien un carboxylate d’amine, par exemple le sel de l’hexaméthylènediamine et de l’acide adipique, est utilisé comme initiateur de polymérisation à une température supérieure au « point de fusion » du polymère. Le mécanisme de la réaction est vraisemblablement l’addition d’un motif amine sur un cycle lactame par catalyse d’un motif carboxylique (COOH). Deux lactames, par exemple le caprolactame et le laurolactame, peuvent être polymérisés ensemble pour conduire à un copolyamide (PA 6 /12 dans ce cas).
Il est possible aussi d’effectuer une polyaddition anionique du lactame directement dans un moule, ce qui autorise la fabrication de pièces de très grandes dimensions. Une autre possibilité est de faire réagir dans un moule un mélange de lactame et de polyétherdiol afin d’obtenir des pièces très résistantes au choc.
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Les noms des sociétés productrices, leur localisation, les types de polyamides fabriqués et leurs marques sont donnés dans les tableaux ci-contre et ci-contre.
HAUT DE PAGE
Polyamides dans : Encyclopedia of Polymer Science and Engineering - . 2e éd. 1990, vol. 11, p. 315 à 409, Wiley.
Nylons Resins - . CEH Marketing Research Report. 1990.
Polyamides. General, Plastics and Fibers dans : Encyclopedia of chemical Technology - . Vol. 18, p. 328 à 436.
ENPLAS : Booklet on engineering plastics - . The Japan Engineering Plastics Association.
Polyamides dans : Modern Plastics Encyclopedia, 1992 McGraw-Hill. -
Polyamides dans : Kunststoff-Handbuch - . Vol. VI, Carl Hanser Verlag München 1966.
KORSHAK (V.V.), FRUNZE (T.M.) - Synthetic hetero-chain polyamides - . Academy of Sciences of the USSR. Israel Program for Scientific Translations. Jerusalem 1964.
ULLMANN’s Encyclopedia of industrial chemistry - . Vol. A 21 1992 VCH Publishers, p. 179-205.
High Performance Polymers : Their origin and development - . Elsevier, New York 1986 :
SEYMOUR (R.B.), KIRSHENBAUM (G.S.) - The history and development of Nylon 6-6 - , p. 19-37.
MATTHIES (P.), SEYDL (W.F.) - The history and development of Nylon 6 - , p. 39-53.
APGAR (G.B.), KOSKOSKI (M.J.) - The history and development of Nylons 11 and 12 - p. 55-65.
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