Poliammidi (PA), Nylon: caratteristiche, tipologie, impieghi, mercato

Le poliammidi (PA), dette comunemente anche nylon, sono una famiglia di materiali polimerici. Con questo termine ci si riferisce in particolare alle poliammidi alifatiche; lo stesso termine viene però talvolta usato impropriamente anche per le poliaramidi (Nomex e Kevlar), che però sono poliammidi aromatiche.

L’invenzione delle poliammidi

La poliammide 6.6 venne realizzato per la prima volta da W.H. Carothers nel 1935 in un laboratorio DuPont in USA, e il processo, basato a partire da acido adipico ed esametilendiammina, fu brevettato nel 1937 e commercializzato l’anno successivo con il nome nylon.

L’altro tipo importante di poliammide, la poliammide 6, fu realizzato da IG Farben nel 1938; il processo, brevettato nel 1941, si basa sulla polimerizzazione a stadi a partire da caprolattame.

Il primo utilizzo del nylon fu come fibra: a partire dai primissimi anni ’40 del secolo scorso, l’uso di tale polimero si diffuse rapidamente, con commercializzazione vera e propria su larga scala in Europa e USA, e, successivamente anche negli altri continenti.

Le caratteristiche delle poliammidi

La diffusione delle poliammidi in svariate applicazioni è da porre in relazione essenzialmente alle sue eccellenti caratteristiche:

• resistenza a trazione relativamente elevata;
• elevata resistenza alla fatica;
• elevata resistenza all’urto;
• buona resistenza all’usura e alle flessioni ripetute;
• buone caratteristiche antifrizione;
• buona tenacità;
• elevata stabilità alla temperatura, da collegarsi al punto di fusione piuttosto elevato: la temperatura di fusione può arrivare, in alcuni tipi di poliammide, fino a circa 260°C;
• buone caratteristiche elettriche, buona auto-estinguenza, buon livello di “glow wire” (resistenza al filo incandescente), resistenza alle correnti striscianti;
• buona resistenza chimica;
• basso peso specifico;
• deformabilità con ottimo ritorno elastico;
• facilità ad essere sottoposto a processi di tintura anche a temperature relativamente basse;
• resistenza alle macchie e al sudore.

Classificazione delle poliammidi

I tipi di poliammidi più comunemente utilizzati sono i seguenti:

• poliammide 6.6 (poliesametilenadipammide): è il tipo che fin dall’inizio è stato più sviluppato, grazie al suo elevato punto di fusione (255 – 265°C), nonché alle sue proprietà di durezza superiore, di facilità di stampaggio su particolari sottili, di elevata resistenza all’abrasione. Viene largamente utilizzata in filatura;
• poliammide 6 (policaproammide): facilmente lavorabile, ha un punto di fusione intorno ai 220°C e un’elevata resistenza all’urto. È più morbido della poliammide 66; anch’esso trova largo impiego in filatura. La poliammide 6, rispetto alla poliammide 6.6, ha una minor resistenza al calore, ma presenta alcuni vantaggi: miglior estetica, specialmente in composti rinforzati, più facile colorabilità, e, tradizionalmente, costi più bassi. In realtà, dato che le differenze tra poliammide 6 e poliammide 6.6 non sono poi così rilevanti, o per lo meno possono essere preferiti l’uno all’altro in base al tipo di impiego, la preferenza per l’uno o per l’altro tipo di poliammide varia da regione a regione.

Altri tipi di poliammide utilizzati meno frequentemente sono:

• poliammide 11 (poliundecanoammide): è caratterizzato da elevata stabilità dimensionale, più basso assorbimento di umidità rispetto ad altri tipi di poliammide, ottima resistenza all’invecchiamento, buona resistenza meccanica, all’impatto e all’abrasione, elevata flessibilità, alta resistenza all’idrolisi. Ha un peso specifico leggermente inferiore rispetto a quello della poliammide 66 e della poliammide 6 (1,04 gr/cm3 contro 1,12 – 1,14 gr/cm³ della poliammide 66 e poliammide 6); è chimicamente molto resistente a basi e acidi deboli e ai solventi organici (in particolare a idrocarburi e cloruro di zinco); è utilizzabile in un ampio intervallo di temperature (da – 60°C fino a + 130°C)
• poliammide 12 (polilaurammide): simile alla poliammide 11 come caratteristiche chimico-fisiche, ha un punto di fusione leggermente inferiore (175 – 180°C);
• poliammide 610 e poliammide 612: con punti di fusione intorno ai 210°C, e caratteristiche intermedie tra quelle dei tipi di poliammide sopra citati. La poliammide 610 viene ottenuta a partire da esametilendiammina e acido sebacico; la poliammide 6.12 viene ottenuta a partire da lauril-lattame, oppure dall’acido amminododecanoico.

Gli impieghi delle poliammidi

Numerosi sono i settori di impiego delle poliammidi:

• industria elettrica / elettronica / elettrotecnica;
• industria automobilistica e dei trasporti;
• articoli di consumo e arredamento;
• industria meccanica e meccanica fine;
• industria dell’imballaggio;
• altri vari: articoli sportivi, fili da pesca, setole, corde, rubinetti per acqua, mobili e arredamento, articoli per calzature, bossoli per posta pneumatica, strumenti chirurgici e materiali da sutura, ecc.

Il mercato delle poliammidi

La dimensione del mercato globale delle poliammidi è valutata in 33,30 miliardi di dollari nel 2020. Si prevede un’espansione a un tasso di crescita annuale composto (CAGR) del 6,2% dal 2021 al 2028.