聚酰胺

聚酰胺（英語：Polyamide，PA）是由含有羧基和氨基的單體通過醯胺鍵聚合成的高分子。此聚合物可天然生成（如羊毛及蠶絲等各種天然蛋白質），或以人工方式通過逐步聚合或固相聚合（如尼龍）或芳香聚酰胺和鈉聚（如天門冬氨酸）生產。由於其極端的耐用性和強度，人工聚酰胺聚合物常見於紡織品、地毯、運動裝、食物包裝、眼鏡零件、汽車飛機零件輪胎、軍用品及防護裝備等用品生產。 人工合成的聚酰胺根據其主鏈的成份可區分為以下的種類: 根據其重複單位的數目，聚酰胺可以分為以下類型： 均聚物 ：均聚物又可分為： 單獨單體均聚物 聚酰胺6： [ NH − ( CH 2 ) 5 − CO ] N {\displaystyle {\ce {[NH - (CH2)5 - CO]_{N}}}} 由ε- 己內酰胺製成； 聚酰胺11，（聚ω-氨基十一酰）： [ NH − ( CH 2 ) 10 − CO ] N {\displaystyle {\ce {[NH - (CH2)10 - CO]_{N}}}} 由11-氨基十一酸製成； 聚酰胺12，（聚十二内酰胺）： [ NH − ( CH 2 ) 11 − CO ] N {\displaystyle {\ce {[NH - (CH2)11 - CO]_{N}}}} 由12-氨基十二酸製成； 雙單體均聚物 聚酰胺66： [ NH − ( CH 2 ) 6 − NH − CO − ( CH 2 ) 4 − CO ] N {\displaystyle {\ce {[NH - (CH2)6 - NH - CO - (CH2)4 - CO]_{N}}}} 由己二胺和己二酸製成； 聚酰胺610： [ NH − ( CH 2 ) 6 − NH − CO − ( CH 2 ) 8 − CO ] N {\displaystyle {\ce {[NH - (CH2)6 - NH - CO - (CH2)8 - CO]_{N}}}} 由己二胺和癸二酸製成； 聚酰胺6T： [ NH − ( CH 2 ) 6 − NH − CO − ( C 6 H 4 ) − CO ] N {\displaystyle {\ce {[NH - (CH2)6 - NH - CO - (C6H4) - CO]_{N}}}} 由己二胺和對苯二甲酸製成； 聚酰胺6I： [ NH − ( CH 2 ) 6 − NH − CO − ( C 6 H 4 ) − CO ] N {\displaystyle {\ce {[NH - (CH2)6 - NH - CO - (C6H4) - CO]_{N}}}} 由己二胺和間苯二甲酸製成； 聚酰胺9T： [ NH − ( CH 2 ) 9 − NH − CO − ( C 6 H 4 ) − CO ] N {\displaystyle {\ce {[NH - (CH2)9 - NH - CO - (C6H4) - CO]_{N}}}} 由1,9壬二胺和對苯二甲酸製成； 聚酰胺M5T： [ NH − ( C 2 H 3 ) − ( CH 3 ) − ( ( CH 2 ) 3 ) − NH − CO − ( C 6 H 4 ) − CO ] N {\displaystyle {\ce {[NH - (C2H3) - (CH3) - ((CH2)3) - NH - CO - (C6H4) - CO]_{N}}}} 由2－甲基－1,5－戊二胺和對苯二甲酸製成； 共聚物 ： 聚酰胺6/66： [ NH − ( CH 2 ) 6 − NH − CO − ( CH 2 ) 4 − CO ] n {\displaystyle {\ce {[NH - (CH2)6 - NH - CO - (CH2)4 - CO]_{n}}}} − [ NH − ( CH 2 ) 5 − CO ] m {\displaystyle {\ce {- [NH - (CH2)5 - CO]_{m}}}} 由己內酰胺，己二胺和己二酸製成; 聚酰胺66/610 [ NH − ( CH 2 ) 6 − NH − CO − ( CH 2 ) 4 − CO ] n {\displaystyle {\ce {[NH - (CH2)6 - NH - CO - (CH2)4 - CO]_{n}}}} − [ NH − ( CH 2 ) 6 − NH − CO − ( CH 2 ) 8 − CO ] m {\displaystyle {\ce {- [NH - (CH2)6 - NH - CO - (CH2)8 - CO]_{m}}}} 由己二胺，己二酸和癸二酸製成。 根據他們的結晶度，聚酰胺可以是： 半結晶 （由於高分子分子量太大，雖然有些高分子化學結構容許完美的結晶，通常結晶度並不完全）： 高結晶度：聚酰胺46、聚酰胺66等; 低結晶度：聚酰胺MXD6 由間苯二甲胺和己二酸製成; 非晶體：聚酰胺6I 由六亞甲基二胺和間苯二甲酸製成。 根據這三項分類，舉例說明：聚酰胺66（尼龍66）是一種脂肪族半結晶的均聚酰胺。 酰胺鏈一般是從氨基和羧酸或酰氯的縮合反應生產。通常脫去一個小分子，可能是水或氯化氢。 高分子可由同時具有氨基和羧基的單體構成，或者可由兩種不同的雙功能單體構成，一個具有2個氨基酸組，另一個具有兩個羧基或酸氯組。 氨基酸可以被視為單一單體（如果忽略各氨基酸不同的 R組），與其他氨基酸反應，形成聚酰胺： 克維拉（如圖所示）是由兩個不同的單體的不斷交替反應，形成聚合物，是一種芳香聚酰胺： 一個比較特别的例子是聚酰胺6由ε- 己內酰胺的開環反應製成，不是縮合反應。 聚酰胺由於分子間的氫鍵對其物理性質有重大影嚮，使得其有極端的耐用性和強度。尼龍66纖維堅韌，具有彈性和光澤，以及較高的拉伸強度。它的熔點是攝氏265度，比一般熱塑性塑料要高出許多。它也具有高耐磨損和抗酸和鹼等化學品。這些纖維會吸收高達 2.4％的水，而這會降低抗拉強度。尼龍11，12，610及612等，由於氫鍵密度較低，拉伸強度比尼龍66或尼龍6要低很多，但是吸水性較低、耐磨損和抗酸和鹼性能比較好。 芳綸纖維，如克維拉®或Twaron®，是最流行的防彈纖維，由於兩個氫鍵中是僵硬的苯環，分子自然形成同一方向的長直晶體，使其拉伸強度非常巨大，約為同重量的鋼的5倍。克維拉沒有熔點，適合用作防熱材料。 這些材料的一部分通常是完全絕緣體，並會產生靜電，這可能會導致危險的火花，可能會損壞製造工廠的電子儀器和消費產品。這就需摻入導電添加物，如炭黑，金屬和導電聚合物。最常見的導電添加物是銀和炭黑。兩種材料各有加工處理的缺點，而以白銀作抗靜電添加物很明顯太昂貴。許多尼龍零件均添加炭黑而呈現黑色。 熔點、結晶度等可以由熱分析及X射線晶體學等分析方法決定。 人工合成的聚酰胺有以下用途： 尼龍：牙刷、紡織品、地毯、齒輪、軸承 尼龍-MXD6：食物包裝，有卓越的氣體阻隔性能，耐熱性和高透明度。 Trogamid：眼鏡架、鏡片、汽車工業、機械工業、醫療器械、體育運動器材。 克維拉：船體、飛機、自行車輪胎、防彈衣、防彈頭盔、防護手套 諾梅克斯與Kermel：防火衣、防熱衣、防火頭盔、防熱頭盔 Morrison and Boyd,《Organic Chemistry》, Chapter 32 Macromolecules, Polymers and Polymerization Fred W. Billmeyer, 《Textbook of Polymer Science》， Polyamide Bullet Proof ME Body Armor. [2011-08-21]. （原始内容存档于2011-08-18）.  Nylon-MXD6 (PDF). [2011-08-21]. （原始内容 (PDF)存档于2011-01-09）.  镜架 TROGAMID CX. [2011-08-21]. （原始内容存档于2016-03-05）.  镜片 TROGAMID CX. [2011-08-21]. （原始内容存档于2016-03-05）.  Kevlar®. [2011-08-21]. （原始内容存档于2011-08-16）.