Poliammidi

Le ammidi sono composti organici rappresentabili dalla seguente struttura:

ammide

che è un esempio di ammide primaria, se solo uno tra i due atomi di idrogeno è costituito da un gruppo R, l’ammide si dice secondaria, se entrambi gli idrogeni sono sostituiti da gruppi R  l’ammide si dice terziaria.

Le poliammidi furono sintetizzate per la prima volta da Wallace Hume Carothers nel 1935 negli Stati Uniti d’America dove, presso i laboratori della Du Pont, uno dei giganti della chimica nel mondo, svolse il suo lavoro da pioniere nel campo delle resine sintetiche scoprendo anche il neoprene.

Poliammidi alifatiche. Sono polimeri lineari che contengono gruppi –CO-NH-. Da un punto di vista strutturale si distinguono in due tipi principali:

Nelle poliammidi i numerosi legami a idrogeno intra e intermolecolari dovuti alla presenza dei gruppi –CO-NH- danno origine ad intense forze di coesione che, unitamente alla regolarità delle catene, conferiscono al polimero notevoli percentuali di cristallinità. Ciò conferisce al materiale ottime caratteristiche meccaniche: elevato modulo elastico, durezza e resistenza all’abrasione.

Tecniche di polimerizzazione impiegabili

1)      policondensazione diretta a 220-270 °C di amminoacidi o diammine e acidi dicarbossilici

2)      Policondensazione  di cloruri acidi con ammine a bassa temperatura, in soluzione, in presenza di una base organica come accettore di acido

3)      Polimerizzazione per apertura idrolitica dell’anello di lattami, a 220-280 °C in presenza di acqua, di amminoacidi o di sali ammonici

4)      Polimerizzazione anionica di lattami in presenza di metalli o idruri alcalini

La più famosa poliammide è il naylon 6,6 ovvero la poliesametilenadipanammide.

E’ un polimero di policondensazione e, come tale, deriva da una reazione di sintesi tra due unità monomeriche: l’acido adipico HOOC-(CH2)4-COOH il cui nome IUPAC è  acido esandioico e l’esametilendiammina NH2-(CH2)6-NH2 il cui nome IUPAC è 1,6-diamminoesano con eliminazione di H2O

polimerizzazione nailon 66

Si prepara in due stadi: nel primo stadio si prepara una soluzione acquosa al 50-60% di esametilendiamminoadipato ( sale 6,6) :

H2N-(CH2)6NH2 + HOOC-(CH2)4-COOH → H2N-(CH2)6NH—CO-(CH2)4-COOH

Nel secondo stadio si realizza la polimerizzazione in presenza di uno stabilizzante. Il processo può essere condotto in discontinuo o in continuo. Nel processo in discontinuo si riscalda a 220°C alla pressione di 15-20 atm e, successivamente, in circa due ore, si aumenta la temperatura fino a 275°C a pressione costante. Si diminuisce poi gradualmente la pressione e l’acqua viene lentamente eliminata. Il polimero viene estruso in forma di nastro o di filamenti che vengono raffreddati con acqua e tagliati in granuli che vengono essiccati.

Nel processo in continuo la soluzione equimolecolare di acido adipico e esametilendiammina, ad una concentrazione del 60% viene fatta passare in un reattore a 230°C tenuto alla pressione di 17-18 atm.

Dopo due ore il prepolimero ottenuto, dopo scaricata la pressione, viene introdotto in un evaporatore dove rimane a 260-290°C per 5-10 minuti fino al raggiungimento della viscosità richiesta.

Quando fu sintetizzato per la prima volta l’importanza del  nailon 6,6 non fu capita subito da Carothers, ma i manager della Du Pont compresero la rilevanza della scoperta al punto che incaricarono un gruppo di esperti per decidere il nome che potesse avere un impatto sul pubblico e nel 1938 fu commercializzato con il nome di nailon 6,6 dal momento che ogni unità ripetitiva della catena polimerica contiene due sequenze di atomi di carbonio lunghe sei atomi di carbonio. Nel 1939 le prime calze di nailon fecero il loro ingresso sul mercato in un test di prova e, in sole tre ore ne vennero vendute 4000 paia.

Nel 1940 ebbe inizio la vendita in tutti gli Stati Uniti e presso i negozi si creò una ressa: la nuova fibra fu presentata con lo slogan “ robusta come l’acciaio, sottile come una ragnatela, eppure più elastica di tutte le comuni fibre naturali”. Ben presto, tuttavia, a causa dell’ingresso degli Stati Uniti nella Seconda Guerra mondiale la produzione di nailon fu assorbita totalmente per scopi bellici nel rinforzo di pneumatici e paracadute. Il ritorno delle calze di nailon nei negozi americani fu la prova più tangibile che la guerra era finita

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Author: Chimicamo

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