PA 6 vs PA 66: Polyamide im direkten Vergleich
Chemische Grundlagen — woher der Unterschied kommt
Beide Polyamide entstehen durch Polymerisation, unterscheiden sich aber im Monomer:
- PA 6 entsteht aus Caprolactam (ε-Caprolactam, ein 7-Ring) durch hydrolytische Ringöffnungspolymerisation. Die Polymerkette enthält wiederkehrende −[NH−(CH₂)₅−CO]− Einheiten.
- PA 66 entsteht durch Polykondensation von Hexamethylendiamin (6 C-Atome) und Adipinsäure (6 C-Atome). Die Polymerkette zeigt wiederkehrende −[NH−(CH₂)₆−NH−CO−(CH₂)₄−CO]− Einheiten.
Die symmetrischere Struktur von PA 66 erlaubt eine dichtere Kristallpackung mit stärkeren Wasserstoffbrücken zwischen den Amidgruppen. Daraus resultieren der höhere Schmelzpunkt und die höhere Steifigkeit. PA 6 hat eine asymmetrische Wiederholeinheit, die weniger ideal kristallisiert.
Beide Materialien sind hygroskopisch: die polaren Amidgruppen (−NH−CO−) lagern Wassermoleküle als Weichmacher ein, was Festigkeit und Steifigkeit reduziert, aber Schlagzähigkeit und Bruchdehnung erhöht. PA 6 nimmt geringfügig mehr Wasser auf (2,7–3,2 % bei Sättigung) als PA 66 (2,5–3,0 %).
Kennwerte im direkten Vergleich
Die folgenden Werte gelten für ungefüllte Standard-Typen, konditioniert bei 23 °C / 50 % rel. Luftfeuchte gemäß ISO 1110, sofern nicht anders angegeben.
| Eigenschaft | PA 6 | PA 66 | Norm |
|---|---|---|---|
| Dichte | 1,12–1,15 g/cm³ | 1,13–1,15 g/cm³ | ISO 1183 |
| Schmelzpunkt Tm | 215–225 °C | 255–265 °C | DSC ISO 11357 |
| Glasübergang Tg | 40–60 °C | 50–70 °C | DMA |
| Zugfestigkeit (trocken) | 70–85 MPa | 75–90 MPa | ISO 527 |
| Zugfestigkeit (konditioniert) | 40–60 MPa | 55–65 MPa | ISO 527 |
| E-Modul (trocken) | 2.700–3.200 MPa | 2.800–3.200 MPa | ISO 527 |
| E-Modul (konditioniert) | 900–1.300 MPa | 1.200–1.600 MPa | ISO 527 |
| Bruchdehnung | 50–300 % | 40–250 % | ISO 527 |
| HDT/A (1,8 MPa) | 50–60 °C | 55–70 °C | ISO 75-A |
| HDT/B (0,45 MPa) | 160–200 °C | 180–220 °C | ISO 75-B |
| Charpy ungekerbt | NB (kein Bruch) | 40–80 kJ/m² | ISO 179 |
| Charpy gekerbt (trocken) | 3–8 kJ/m² | 3–6 kJ/m² | ISO 179 |
| Wasseraufnahme (Sättigung) | 2,7–3,2 % | 2,5–3,0 % | ISO 62 |
| Schwindung linear | 0,8–1,5 % | 1,0–2,0 % | ISO 294-4 |
| MFR (275 °C/5 kg) | 13–25 g/10 min | 13–25 g/10 min | ISO 1133 |
| Materialpreis (€/kg, 2026) | 2,2–2,8 | 2,8–3,5 | Marktindikation |
Verarbeitung im Spritzguss
Beide PAs sind im Spritzguss verarbeitbar, unterscheiden sich aber deutlich in den Parametern:
- PA 6: Massetemperatur 230–280 °C, Werkzeug 60–100 °C, niedriger Schmelzeviskositätsbereich, Trocknung 80 °C / 6–8 h auf <0,1 % Restfeuchte.
- PA 66: Massetemperatur 270–305 °C, Werkzeug 80–110 °C, etwas höhere Schmelzeviskosität, gleiche Trocknungsanforderung.
Das höhere Temperaturniveau bei PA 66 hat zwei Konsequenzen: Werkzeugbau-Anforderungen (heiße Heißkanäle, höhere Düsen-Temperaturen) und Energiebedarf. Bei dünnen Wandstärken (<1,5 mm) wird PA 66 wegen der schnelleren Erstarrung schwieriger zu füllen — das gleichen niedrigviskose Typen oder Hochviskosität-Heißkanäle aus.
Zykluszeiten sind bei PA 66 typischerweise 10–20 % länger als bei PA 6 — wegen der höheren Werkzeugtemperatur und vollständigeren Kristallisation. In großvolumigen Serien (Kabelbinder, Stecker) ist diese Differenz wirtschaftlich relevant.
Anwendungen und Marktverteilung
Die Anwendungsbereiche überlappen, haben aber klare Schwerpunkte:
PA 6 dominiert in:
- Maschinenelementen und Verschleißteilen (Lager, Räder, Führungen)
- Kabelschutz und Wellrohren (Automobil-Innenraum)
- Sportartikeln und Konsumgütern
- Folien und Folienverbunden (BOPA für Verpackungen)
- Textilien und Fasern (Teppichgarne, technische Gewebe)
PA 66 dominiert in:
- Motorraum-Komponenten (Lufteinlassmodule, Kühlwassergehäuse, Steckverbinder)
- Elektrischen Steckverbindern mit Lötanforderung (höhere RTI/Lötbeständigkeit)
- Kabelbindern (höhere Reißfestigkeit)
- Hochbelasteten Zahnrädern und Kettenrädern
- Sicherheitsgurten und Airbag-Modulen (PA 66-Gewebe)
Mengenmäßig ist PA 6 weltweit größer (~60 % des PA-Marktes), wegen breiterer Anwendung in Folien und Textilien. PA 66 hat den kleineren, aber technisch wertigeren Marktanteil mit höheren Margen.
Glasfaser-verstärkte Typen — der häufige Real-Case
In über 60 % aller technischen Anwendungen werden PA-Typen glasfaserverstärkt eingesetzt (PA 6-GF30 oder PA 66-GF30/GF35). GF-Verstärkung verschiebt die Kennwerte deutlich:
| Eigenschaft | PA 6-GF30 | PA 66-GF30 | Bewertung |
|---|---|---|---|
| Zugfestigkeit (trocken) | 160–180 MPa | 180–210 MPa | PA 66 +15 % |
| E-Modul (trocken) | 7.500–9.000 MPa | 9.000–10.500 MPa | PA 66 +15 % |
| HDT/A | 195–215 °C | 230–250 °C | PA 66 deutlich besser |
| Charpy gekerbt | 8–12 kJ/m² | 8–10 kJ/m² | fast gleich |
| Materialpreis | 3,2–4,0 €/kg | 3,8–4,8 €/kg | PA 66 teurer |
Auswahlmatrix — wann welches Polyamid?
Diese Entscheidungshilfe basiert auf Werkstoff-Kennwerten und Standard-Konstruktionspraxis:
- PA 6 wählen, wenn: Kosten kritisch sind, Einsatztemperatur dauerhaft <80 °C, Bauteil dünnwandig (<1,5 mm), Zähigkeit (auch konditioniert) wichtiger als Steifigkeit.
- PA 66 wählen, wenn: Einsatztemperatur dauerhaft >100 °C, höhere Steifigkeit im trockenen Zustand benötigt, Automotive-OEM PA 66 explizit fordert (z.B. VW TL, BMW PD), Lötbarkeit/SMD-Belastbarkeit gefragt.
- PA 6.10 oder PA 12 in Erwägung ziehen, wenn: Wasseraufnahme problematisch (Maßhaltigkeit, Dimensionsstabilität), chemische Beständigkeit gegen Salze/Säuren wichtig, oder höchste Tieftemperatur-Schlagzähigkeit gefordert.
Die Materialwahl sollte immer mit einem Werkstoff-Datenblatt des Lieferanten validiert werden — Compoundeure bieten unterschiedliche Modifikationen (impact-modified, halogenfrei flammgeschützt FR, hydrolyseresistent HR), die das Eigenschaftsprofil weiter ausdifferenzieren.
Häufige Fragen
Weiterführend: Siehe verlinkte Material- und Verfahrensseiten unten.