Les fibres polyamides sont des polymères apparentés aux matières plastiques. Ces fibres synthétiques sont généralement issues de la transformation chimique de la houille ou du pétrole et elles sont recyclables. Les plus célèbres sont le Nylon ou polyamide 6.6 (PA 6.6), le Perlon (PA 6), le Rilsan (PA 11, issu de la transformation chimique de l’huile de ricin) et le Kevlar.
Histoire
L’histoire des fibres polyamides débute aux USA, un peu avant la Deuxième Guerre Mondiale, avec l’invention d’un matériau polymère original par un chimiste travaillant pour le groupe Du Pont de Nemours. La fibre nommée “Nylon” est brevetée en 1938, puis commercialisée en 1940. En cette période difficile, la soie est une denrée rare. Cette “pénurie” fait rapidement exploser les ventes de bas Nylon : 64 millions de paires sont vendues cette année-là, dont 4 000 en une seule journée à New York, le 15 mai 1940.
En parallèle, dans l’Allemagne des années 1930, un scientifique nommé Paul Schlack travaillant pour la société IG Farben invente le Perlon ou polyamide 6, une fibre polyamide très similaire au Nylon.
En 1941, les premières toiles de parachute en Nylon sont fabriquées.
Au milieu des années 1940, trois chimistes français (société Organico) inventent le Rilsan (PA 11), l’un des premiers polyamides biosourcés, produit à partir d’huile de ricin. Au départ, le Rilsan est exploité en tant que plastique technique et comme fibre textile, mais la filière textile est abandonnée dans les années 1970 en raison de coûts de production supérieurs à ceux du Nylon.
Dans les années 1960, deux chercheurs de chez DuPont découvrent le Kevlar (PPD-T), un polyamide thermoplastique très léger. Ses propriétés mécaniques sont supérieures à celles de l’acier et il peut être filé.
Depuis, la famille des polyamides s’est bien agrandie. Elle trouve une multitude de champs d’application, notamment dans l’industrie automobile.
En 2001, le groupe EADS a également conçu le premier vélo en Nylon, réalisé couche par couche sur une imprimante 3D.
Procédés de fabrication
Les polyamides sont faits d’unités répétitives liées entre elles par des liaisons amides. Le polyamide sous forme de résine peut être obtenu :
- par une réaction chimique de polycondensation d’un acide aminé (polymère obtenu par condensation)
- ou par ouverture, puis condensation d’un lactame (amine cyclique).
Polycondensation :
Le polyamide 6.6 (Nylon) est obtenu à partir d’hexaméthylène diamine de synthèse (une molécule qui contient 6 groupes méthylène et deux fonctions amines) et d’acide adipique.
Le polyamide 11 (Rilsan) est synthétisé à partir d’huile de ricin par polycondensation. L’acide ricinoléique est transformé en acide undécylénique par transesterification et hydrolyse, puis condensé en polyamide 11.
Polyaddition (ouverture et condensation d’un lactame) :
Le polyamide 6 (Perlon) est obtenu par polymérisation de molécules de caprolactame de synthèse.
Après réaction, les filaments sont refroidis, puis étirés dans un courant d’air froid. Les filaments de polyamide peuvent se présenter sous la forme de filaments plats, de filaments texturés ou de fibres courtes à filer et tisser.
Propriétés
- Légèreté
- Faible pouvoir absorbant
- Très grande résistance à l’humidité
- Résistance à la traction et à l’abrasion
- Irrétrécissable
- Douceur
- Thermoplastique (résistance à la pliure)
- Production d’électricité statique
- Insensible aux moisissures, insectes et champignons
- Non biodégradable
- Sensible aux UV
Production
La production mondiale était de 6,8 millions de tonnes en 2011. Les sociétés françaises Rhodia et Arkema se positionnent parmi les leaders mondiaux du marché des fibres polyamides.
Marques commerciales
- Nylon-Perlon (Bayer)
- Tactel (DuPont de Nemours)
- Supplex-Cordura
Applications
Les filaments de Nylon texturés sont utilisés en lingerie, pour confectionner des doublures, vêtements imperméables, parapluies, parachutes, sacs de couchage, en fils de renforcement dans des tricots et tapis, comme fil de pêche…
Les fibres courtes peuvent être mélangées avec d’autres types de fibres (laine, coton…)
Le Kevlar est employé en tant que renforcement de pneumatiques, garnitures de freins, en tissage dans du matériel sportif (snowboard, combinaisons de pilotes de F1…) mais aussi pour fabriquer des gilets pare-balles.
Le Rilsan n’est plus employé en tant que fibre textile, mais comme résine destinée à être extrudée ou injectée (collier de serrage, pièces pour transferts de fluides…)
Avenir et environnement
La production de polyamide n’est pas sans conséquences sur l’environnement. Elle nécessite de grandes quantités d’eau et d’énergie, génère une grande quantité de gaz à effet de serre… Le polyamide fait aussi partie des matières qui libèrent de nombreuses micro-particules de “plastique” à chaque lavage, particules qui finissent dans les océans.
Le polyamide étant un matériau recyclable à l’infini, des solutions de transformation ont vu le jour. Elles permettent d’obtenir des textiles Nylon jusqu’à 100 % recyclés et recyclables. Ces nylons écoresponsables se nomment EcoNyl, Q-Nova ou Nilit Ecocare... Leur fabrication est bien moins gourmande en eau et en énergie. Le processus consiste seulement à broyer et faire fondre des chutes de nylon inutilisées et/ou des déchets post-consommation afin de les filer à nouveau.
A lire :
