Was Polyamid ist und wo es verwendet wird, erfährst du hier oder im Video !
Inhaltsübersicht
Polyamid einfach erklärt
Polyamid (auch: PA) ist ein wasserabweisender und widerstandsfähiger Kunststoff. Wegen ihrer Eigenschaften werden Polyamide zu Kunstfasern verarbeitet. Das können unter anderem die Kunstfasern Nylon, Perlon und Enkalon sein. Die Fasern können sowohl fein als auch grob, matt oder glänzend sein. Du findest sie zum Beispiel in Damenstrümpfen und Sportbekleidung.
Daneben sind die Polyamide auch für den Bau von Maschinen geeignet. Die hohe Festigkeit der Fasern macht die Herstellung von großen Tanks und belastbaren Dichtungen möglich.
Polyamide gehören zu den künstlich hergestellten Polymeren , die aus sich wiederholenden Einheiten aufgebaut sind. Die Einheiten heißen Monomere. Durch die Verkettung und Vernetzung der Monomere entsteht ein Molekülaufbau aus linearen, verzweigten oder vernetzten Strukturen. Solche Moleküle bezeichnest du auch als Makromoleküle.
Die Grundbausteine des Polyamids sind Kohlenstoffatome. Sie werden aus dem Rohstoff Erdöl gewonnen.
Herkunft
Die Herstellung von Polyamid gelingt der amerikanischen Firma DuPont zum ersten Mal im Jahr 1935 erfolgreich. Dabei handelt es sich um die Kunstfaser Nylon. Der Modeindustrie kommt der Fortschritt zugute, denn mit den glatten Fasern können Textilien wie Damenstrümpfe zuverlässiger und reißfester hergestellt werden.
Kurze Zeit später, im Jahr 1938, entwickelt die I.G. – Farbenindustrie AG die Kunstfaser Perlon. Im Unterschied zu Nylon kann Perlon Farbstoffe besser aufnehmen. Perlon kommt während des zweiten Weltkriegs bei dem Bau von Fallschirmen zum ersten Mal zum Einsatz.
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Vorkommen
Heute wird Polyamid in vielen verschiedenen Bereichen eingesetzt:
- Verpackungen: Polyamid wird oft bei Vakuumverpackungen von Nahrungsmitteln eingesetzt. Das können zum Beispiel Käse, Wurst und Tiefkühlwaren sein.
- Bekleidung: Neben Strümpfen und Sportkleidung findest du Polyamide auch in Funktions- und Regenkleidung sowie Dessous.
- Fahrzeug- und Maschinenbau: Die Gas- und Kupplungspedale sowie einige Getriebeteile eines Autos sind unter anderem aus Polyamid. Außerdem wird der Kunststoff beim Bau von Kraftstoffleitungen und Filter– und Pumpengehäusen eingesetzt.
- Wind: Die Stoffbahnen großer Segel, Ballons, Flugdrachen und Fallschirme bestehen aus Polyamid.
Eigenschaften
Den vielseitigen Einsatz machen die Eigenschaften von Polyamid möglich. Die wichtigsten Eigenschaften von Polyamid sind:
- Festigkeit: Robustheit und Formbeständigkeit
- Beweglichkeit: Dehnbarkeit und Elastizität
- Wasserbeständigkeit: wasserdicht und wasserabweisend
- Aussehen: Das Polymer ist hochglänzend, je nach Aufbereitung manchmal auch matt.
- Opazität: Im Regelfall ist der Kunststoff durchsichtig, je nach Aufbereitung auch undurchsichtig (opak).
- Beständigkeit: Polyamid ist gegen verdünnte Laugen , bestimmte Kohlenwasserstoffe, Kraftstoffe, Alkohole, Ester, Ketone, Fette und Öle beständig. Nicht beständig ist es gegenüber starken Säuren und Basen sowie chlorierten Wasserstoffen.
Chemischer Aufbau
Polyamid ist ein künstlich hergestelltes (synthetisches) Polymer, wobei synthetisches Polymer die chemische Bezeichnung für Kunststoff ist. Ein Polymer bezeichnet eine chemische Kettenverbindung, die aus gleichartigen Einheiten besteht. Die Einheiten der Polyamide bestehen aus Amidgruppen (-CO-NH-) oder aus sekundären Aminen (CO-NR-).
Die Verkettung sieht in der schematischen Darstellung zum Beispiel so aus:
Wie an der Verkettung zu erkennen ist, ist Polyamid ein lineares Polymer mit sich regelmäßig wiederholenden Amidgruppen. Weil es aus linearen Verkettungen besteht, zählt Polyamid zu der Polymergruppe der Thermoplaste .
Herstellung
Es gibt zwei Herstellungsarten, nach denen Polyamide aus Monomeren hergestellt werden:
1. Polykondensation von Diaminen und Dicarbonsäuren sowie Aminosäuren .
Sehr wichtig ist für die Herstellung aus Diaminen und Dicarbonsäuren, dass sie im gleichen Verhältnis eingesetzt werden. Dadurch ist der Polymerisierungsgrad besser.
2. Ringöffnende Polymerisation bei Lactamen.
Hierbei handelt es sich um eine einfache Kondensationsreaktion. Die Aminogruppe und die Carbonsäuregruppe verbinden sich unter der Abgabe von Wasser und der Entstehung von der Amidgruppe. Das Amin und die OH-Gruppe der Carbonsäuregruppe und ein H-Atom spalten sich voneinander ab. Dadurch entstehen die Wiederholungseinheiten des Polyamids.
Doch Polyamid wurde nicht immer so hergestellt. Die Firma DuPont stellte damals die Kunstfaser Nylon aus Hexamethylendiamin und Hexandisäure her.
Das Makromolekül Nylon enthält die Amidgruppen (-CO-NH-) und setzt sich aus einzelnen Bestandteilen zusammen. Die feinen Fasern von Nylon werden aus der Schmelze hergestellt.
Hexamethylendiamin H2N−(CH2)6−NH2
Hexandisäure (Adipinsäure) HOOC−(CH2)4−COOH
Polyamid (Nylon) (−−CO−(CH2)4−CO−NH−(CH2)6−NH−−)n
Vor- und Nachteile
Der Einsatz von Polyamid bringt sowohl Vorteile als auch Nachteile mit sich. Hier sind einige aufgelistet:
| Vorteile | Nachteile |
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Thermoplaste
Neben dem Polyamid gibt es noch andere Thermoplaste! Was die Kunststoffe dieser Gruppe gemeinsam haben, erfährst du hier .
Polyamid — häufigste Fragen
(ausklappen)
Polyamid — häufigste Fragen
(ausklappen)-
Was ist der Unterschied zwischen Polyester und Polyamid?Der Unterschied zwischen Polyester und Polyamid liegt vor allem im chemischen Aufbau und damit in typischen Eigenschaften. Polyamid (z. B. Nylon) ist oft sehr fest und gleichzeitig elastisch und wird deshalb häufig für Kunstfasern und belastbare Bauteile genutzt. Polyester ist ein anderer Kunststoff und wird ebenfalls oft als Textilfaser eingesetzt.
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Ist Polyamid ein guter Stoff?Polyamid ist als Stoff dann „gut“, wenn man etwas Robustes, Dehnbares und Wasserabweisendes braucht, zum Beispiel bei Sport- oder Regenkleidung. Nachteile sind, dass Polyamid aus Erdöl hergestellt wird und beim Waschen Mikroplastik freisetzen kann. Bei empfindlicher Haut kann ein hoher Polyamidanteil außerdem reizen.
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Ist Polyamid gut für die Haut?Polyamid ist für die Haut nicht grundsätzlich schlecht, kann aber bei manchen Menschen Reizungen auslösen, besonders bei Kleidung mit hohem Polyamidanteil. Betroffen sind vor allem Personen mit Neurodermitis, Akne oder anderen Hautkrankheiten. Wie stark das auffällt, hängt auch davon ab, wie das Kleidungsstück verarbeitet ist und wie eng es anliegt.
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Wie wird Nylon hergestellt?Nylon stellt man her, indem man passende Ausgangsstoffe zu langen Polymerketten verknüpft (Polykondensation). Dabei reagieren zum Beispiel ein Diamin und eine Dicarbonsäure miteinander, wobei Wasser abgespalten wird und sich immer wieder dieselbe Baueinheit zu einer Kette verbindet. Aus der Schmelze kann man das Polymer anschließend zu Fasern ausziehen.
Kunststoffe verstehen
Polyamid ist ein Kunststoff und gehört zur großen Gruppe der Polymere. Wer sich mit Kunststoffen beschäftigt, ordnet Stoffe nach ihrem Aufbau, ihren Eigenschaften und ihrer Verwendung im Alltag. So wird klar, warum sich Thermoplaste je nach Struktur und Einsatzbereich unterscheiden. Im Chemiebereich findest du passende Videos zu diesem und verwandten Themen.