Poliftalamida

La poliftalamida ( también conocida como PPA , ^{[ 1 ]} poliamida de alto rendimiento ) es un subconjunto de resinas sintéticas termoplásticas de la familia de las poliamidas ( nylon ) definidas como aquellas en las que el 55% o más de los moles de la porción de ácido carboxílico de la unidad repetitiva en la cadena polimérica están compuestos por una combinación de ácidos tereftálico (TPA) e isoftálico (IPA). ^{[ 2 ]} La sustitución de diácidos alifáticos por diácidos aromáticos en la cadena principal del polímero aumenta el punto de fusión, la temperatura de transición vítrea , la resistencia química y la rigidez. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

Las resinas a base de PPA se moldean para fabricar piezas que sustituyen a los metales en aplicaciones que requieren alta resistencia a la temperatura, como componentes del sistema de propulsión de automóviles, carcasas para conectores eléctricos de alta temperatura y muchos otros usos.

Las diaminas en los PPA son alifáticas . El homopolímero PA6T se funde a 371  °C, ^{[ 5 ]} lo que lo hace difícil de procesar. Para obtener polímeros utilizables, es necesario reducir el punto de fusión, lo cual se puede lograr prácticamente utilizando una diamina más larga (con 9-12 átomos de carbono) o mediante la copolimerización de 6I.

Tres copolímeros han tenido éxito comercial: PA 6T/66, PA 6T/"DT" y PA6T/6I (con ácido isoftálico ). ^{[ 6 ] [ 7 ]}

Unidad repetitiva de poliftalamida TPA/hexametilendiamina (6T)

Unidad repetitiva de poliftalamida TPA/metilpentanodiamina (DT)

Si más del 55 % de la parte ácida de un PPA está compuesta de IPA, entonces el copolímero es amorfo. ^{[ 3 ]} Las masas molares de los PPA elaborados con técnicas de policondensación directa oscilan entre 12 000 y 16 000 g/mol.

En comparación con las poliamidas alifáticas, las PPA ofrecen una mejor ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]}

• resistencia química
• mayor resistencia y rigidez a temperaturas elevadas
• resistencia a la fluencia y a la fatiga
• deformación
• estabilidad dimensional
• sensibilidad a la absorción de humedad

La temperatura de transición vítrea del PPA aumenta a medida que aumenta la cantidad de TPA. ^{[ 3 ]} Si más del 55% de la parte ácida de un PPA está hecha de IPA, entonces el copolímero es amorfo. ^{[ 3 ]} Las propiedades de los polímeros semicristalinos frente a los polímeros amorfos se describen en detalle en otra parte. En resumen, la cristalinidad ayuda con la resistencia química y las propiedades mecánicas por encima de la temperatura de transición vítrea (pero por debajo del punto de fusión). Los polímeros amorfos son buenos en deformación y transparencia.

Al igual que los nylons alifáticos, los PPA pueden modificarse (de hecho, casi siempre se modifican) con agentes de refuerzo como fibras de vidrio, endurecedores y/o estabilizadores.

Se han desarrollado formulaciones con propiedades específicas. Por ejemplo, resinas con capacidad de unirse directamente a elastómeros para formar compuestos plástico-caucho, y con aprobación para el contacto directo con agua potable y alimentos. ^{[ 12 ]}

Las resinas a base de poliftalamida se moldean por inyección para fabricar piezas que se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones. En el sector automotriz, se emplean en líneas de combustible y refrigerante, anillos de desgaste de bombas, piezas de bobinas de motor, conectores de líneas de combustible, colectores de calentadores de agua, módulos de combustible, válvulas de corte de combustible, carcasas de termostatos, enfriadores de aire, bombas de refrigerante y faros LED . En electrónica, el alto punto de fusión de la PPA permite ensamblar dispositivos de montaje superficial moldeados con PPA mediante un proceso de soldadura sin plomo . ^{[ 12 ]} Las PPA también se utilizan para conectores USB-C , ^{[ 14 ]} soportes LED y protección de cables. ^{[ 10 ]} Otras aplicaciones de las resinas a base de PPA incluyen tuberías de gas y líneas de suministro para la industria petrolera (debido a su capacidad para soportar altas presiones), aplicaciones médicas como tubos para catéteres , cuidado personal, cerdas de cepillos de dientes y cepillos para el cabello. Las PPA también se utilizan en equipos deportivos, cuerpos de válvulas para duchas, bujes y almohadillas de cojinetes en motores de aeronaves.

Los PPA, como cualquier termoplástico, son teóricamente totalmente reciclables mediante refundición, y como polímero de condensación, mediante despolimerización . El reciclaje comercial requiere que el costo de la logística, la limpieza y el procesamiento sea menor que el del polímero virgen, lo cual no siempre es así. Los residuos de PPA que generan energía pueden recuperarse en plantas de incineración . Las mejores opciones de recuperación dependen de muchos factores, como la legislación local, el diseño de las piezas de plástico, el acceso a instalaciones de clasificación y los costos de reciclaje.

• Arkema, bajo la marca Rilsan HT, produce polímeros basados ​​en decanediamina, presumiblemente 10T/X. ^{[ 15 ]}
• BASF bajo la marca Ultramid Advanced N (PA9T), Ultramid Advanced T1000 (PA6T/6I), Ultramid Advanced T2000 (PA6T/66), Ultramid T KR (PA6T/6). ^{[ 16 ]}
• DuPont bajo la marca Zytel HTN con 6T/66 y 6T/MPDMT. ^{[ 10 ] [ 17 ]}
• DSM bajo la marca ForTii ^{[ 18 ]} con copolímeros de PA 4T.
• EMS bajo la marca Grivory. Los grados GV se basan en PA66/6I/6T. Los grados HT1 en 6T/6I, los grados HT2 en 6T/66 y HT3/HT3-CO en copolímeros de 10T ^{[ 7 ].}
• Evonik bajo la marca Vestamid HT 'plus' con polímeros 6T/X y 10T/X. ^{[ 19 ]}
• Kuraray bajo la marca Genestar con copolímero 9T (utilizando dos isómeros de diamina C9). ^{[ 17 ]}
• Mitsui bajo la marca Arlen con 6T/66 ^{[ 20 ]}
• Solvay bajo la marca Amodel. Inicialmente comercializada por Amoco, hoy esta marca es propiedad de Solvay. Según Nevicolor, todos los grados actuales de Amodel se basan en un solo polímero, A1000 ^{[ 21 ]} , pero existen grados basados ​​en el copolímero 66/6T ^{[ 22 ]} y otros en el copolímero 66/6T/6I. ^{[ 23 ]}