Polyamide(PA)
Polyamide werden in sehr großen Mengen zu Fasern verarbeitet, zählen aber auch zu den wichtigsten technischen Thermoplasten. Es sind zähe Materialien mit hoher Festigkeit und Steifigkeit, ausgezeichneter Schlagzähigkeit sowie guter Abrieb- und Verschleißfestigkeit.
Polyamide haben eine relativ niedrige Glastemperatur und werden daher oft mit Glasfasern verstärkt. Neben der Erhöhung von Festigkeit und E-Modul steigt hierdurch die Dauergebrauchstemperatur deutlich an.
Die Einsatzgrenzen reichen je nach Aufbau der Polyamide von etwa –30 °C (PA 11 und PA 12: –70 °C) bis über +100 °C, kurzfristig sind Temperaturen von etwa 140 bis 180 °C und darüber möglich (PA 46: bis zu 280 °C).
Polyamide haben aufgrund ihrer hohen mechanischen Festigkeit viele Metallteile im Fahrzeugbau verdrängt, was ihr Haupteinsatzgebiet ist. Anwendungsbeispiele sind Lampengehäuse, starre Kraftstoffleitungen und -Tanks, Gas- und Kupplungspedale. Glasfaserverstärkte Polyamide weisen eine deutlich höhere Wärmeformbeständigkeit als unverstärkte Typen auf und werden aufgrund ihrer guten Ölbeständigkeit für viele Anwendungen im Kfz-Motorraum eingesetzt. Aufgrund der Gewichtsersparnis und der Möglichkeit zur rationellen Fertigung hochbelastbarer Teile mit komplizierten Geometrien werden glasfaserverstärkte Polyamide auch in Hybridbauweise (Kombination unterschiedlicher Werkstoffe) mit Stahl und neuerdings Aluminium für Strukturbauteile wie etwa Stossfänger eingesetzt. Strukturbauteile haben eine für die Struktur des Fertigteils tragende Funktion, beispielsweise Karosserieteile bei Fahrzeugen.
Eine weitere typische Anwendung sind Gehäuse von Elektrowerkzeugen. Polyamide werden auch als Gehäusematerial für elektronische Bauelemente verwendet, da sie sich mit halogenfreien Flammschutzmitteln ausrüsten lassen und kurzfristig Temperaturen bis über 260 °C, wie sie beim Löten der Bauelemente auftreten, ohne wesentliche Formänderung erlauben. Andere Einsatzgebiete sind Filter- und Pumpengehäuse, spezielle Dichtungen und Treibriemen sowie Gleitlager.
In der Feinmechanik werden Polyamide zur Herstellung von Zahnrädern, Rollen, Schrauben und Muttern verwendet. Polyamide dienen auch als Werkstoff für Filtergewebe.
Im Vergleich zu anderen Thermoplasten nehmen Polyamide relativ viel Wasser auf (je nach Typ bis etwa 3,7 %, andere Thermoplaste liegen deutlich unter 1 %). Hiermit ist eine Volumenzunahme von bis zu 0,3 % pro 1 % Wasseraufnahme verbunden, die bei der Werkzeugauslegung berücksichtigt werden muss. Polyamide sind polar und gegen verdünnte Laugen, aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe, Kraftstoffe sowie gegen Alkohole, Ester, Ketone, Fette und Öle beständig. Sie sind unbeständig gegenüber starken Säuren – sie werden bereits von konzentrierter Ameisensäure bei Raumtemperatur angegriffen – und Basen sowie gegenüber chlorierten Kohlenwasserstoffen. Bei höheren Temperaturen kann Hydrolyse auftreten. Polyamide sind jedoch diesbezüglich weniger anfällig als Polyester.
Die elektrischen Isoliereigenschaften von Polyamiden sind nur mäßig. Polyamide, insbesondere PA 12, sind wenig anfällig für Spannungsrisse. Bei Einsatz im Freien sollten Polyamide gegen den Einfluss der UV-Strahlung stabilisiert werden. PA 12 besitzt bei entsprechender Stabilisierung bereits eine gute Witterungsbeständigkeit. Polyamide sind in Abhängigkeit von ihrem Aufbau opak (undurchsichtig) bis durchsichtig. Es ist möglich, glasklar transparente Folien herzustellen. Der von den Einsatzbedingungen abhängige Feuchtegehalt beeinflusst wie der herstellbedingte Kristallisationsgrad sowie Art und Menge der eingesetzten Additive die mechanischen Eigenschaften und die chemische Beständigkeit.
Die Bezeichnung Polyamid leitet sich von der typischen Struktur eines Carbonsäureamids ab. In der Biochemie findet man die gleiche Struktur in Peptiden und Proteinen. Peptide sind organische Verbindungen aus mehreren Aminosäuren. Bei mehr als 100 miteinander verknüpften Aminosäuren spricht man von Proteinen. Der überwiegende Anteil der Polyamide wird auf Basis aliphatischer Kohlenwasserstoffe hergestellt. Ihre Bezeichnung richtet sich nach der Anzahl an Kohlenstoffatomen in den verwendeten Ausgangsstoffen.