Содержание
Развитие химической промышленности тесно сопряжено с органическим синтезом конструкционных материалов. Одним из сравнительно новых полимеров является капролон. Он синтезирован впервые в 80-х годах прошлого столетия и широко применяется в промышленности. Это обусловлено свойствами капролона, изделия из которого во многом превосходят изделия из стали.
Виды капролона
Различные добавки изменяют свойства материала и определяют возможности его использования в разных отраслях. Существуют следующие виды:
- ПА 6-А применяется в самолётостроении.
- ПА 6-Б используется в машиностроении.
- ПА 6-МГ, модифицированный графитом, обладает хорошими антифрикционными свойствами, используется в подшипниках скольжения и при формировании трущихся поверхностей.
- ПА 6-МДМ — модифицирован молибденом. Обладает повышенными диэлектрическими свойствами. Применяется для изоляции кабелей и в электроустановках.
ПА 6-МГ и ПА 6-МДМ имеют серый или чёрный цвет. Все модификации материала имеют присущие именно им свойства и используются в разных областях.
Технические характеристики
Капролон — это многофункциональный полимерный материал, который используется во многих производственных процессах. Его получают из капролактама по технологии плавления. Название капролон применяется только в России. Другое наименование этого полимера — полиамид-6. Цвет без добавок белый или кремовый. Различные добавки меняют его цвет и свойства. Выпускается листовой материал и полученный методом экструзии.
Метод производства тоже влияет на различия в характеристиках и свойствах. Производится полиамид-6 из капролактама. Это бесцветный порошок или жидкость. При производстве используются активаторы и щелочные катализаторы. Техническими характеристиками капролона являются:
- Плотность 1,135—1,16 г/см³. Значения меняются в зависимости от способа производства и модификаций.
- Напряжение при разрыве 70—100 МПа. Рабочая температура от -40 до 80 °C. Кратковременно может повышаться до 150 °C. Температура плавления 225 °C.
- Коэффициент трения по металлу: без смазки — 0,2−0,3; с водяной смазкой — 0,005−0,02; для марки ПА 6-МГ — 0,002−0,01.
Капролон можно расплавить. Он становится мягким уже при 145−147°C, но важно обеспечить полное расплавление, иначе, при дальнейшем повышении температуры, материал будет разлагаться.
Это общие характеристики полимера. Добавки, которые вводятся, и метод изготовления определяют эксплуатационные качества и сферу применения материала:
Литьевой капролон. Широко распространён. Безвреден и поэтому может применяться в пищевой промышленности и медицине. Легко обрабатывается и имеет высокие антифрикционные свойства.- Экструзивный полиамид. Характеризуется меньшей жёсткостью и хрупкостью и в отличие от литьевого обладает большей вязкостью. Полимер имеет хорошие электроизоляционные характеристики.
- Полиамид-6 с дисульфидом молибдена. Имеет увеличенную твёрдость, износостойкость, антифрикционные и механические свойства. Диапазон рабочих температур расширен.
- Графитокапролон. Содержит графитовый порошок. Цвет материала чёрный. Имеет лучшие характеристики по износостойкости среди всех ПА-6. Обладает хорошими антистатическими и антифрикционными свойствами.
- Экструзионный ПА-6 с добавлением стекловолокна. Увеличивается стойкость при применении в условиях низких температур и при нагревании. Уменьшается осадка за счёт снижения коэффициента линейного расширения.
Благодаря своим характеристикам детали из полиамида успешно заменяют соответствующие детали из стали, бронзы, латуни.
Область применения
Хорошие прочностные и диэлектрические характеристики, износостойкость и дешевизна делают материал востребованным во многих производствах. Наибольшее распространение получил он в следующих отраслях:
Электротехника. Тут наиболее востребованы его диэлектрические свойства. Из полиамида изготавливают изоляционные оболочки кабелей и защитные кожухи электроприборов, работающих вне помещений. Устойчивость к воздействию химических веществ и разбавленных щелочей позволяет применять материал в контакте с электролитами.- Судостроение и машиностроение. Благодаря низкой удельной плотности полиамид способен значительно облегчать конструкции и делать их более ремонтопригодными.
- Пищевое оборудование. Изготавливаются сепараторы, шнеки, втулки, ролики, разделочные доски и другие детали производственного цикла, непосредственно контактирующие с продуктами питания.
Детали из капролона в семь раз легче деталей из стали и бронзы и способны увеличивать сроки службы оборудования.
Сравнение с фторопластом
Капролон — один из многих полимеров, применяемых для замены металлов. Из всех аналогов наиболее часто его сравнивают со фторопластом и полиуретаном. Технические характеристики фторопласта и полиамида в сравнении:
Термостойкость лучше у фторопласта. Он выдерживает температуры до 200 °C.- Оба материала мало подвержены химической коррозии. Разница в том, что фторопластовые детали чаще применяются в разведённых кислотах, а капролоновые — в щелочах.
- Удельная плотность капролона значительно меньше, чем у фторопласта. Отличить их можно по весу. Фторопласт почти в два раза тяжелее. В местах, где масса изделия играет важную роль, чаще применяется полиамид-6.
- По прочности на сжатие и деформациях при ударе фторопласт превосходит капролон.
Фторопласт — мягкий и текучий полимер, не подходит для использования при высоких нагрузках. Срок службы у фторопласта выше, чем у полиамида-6, и по прочностным характеристикам фторопласт имеет лучшие показатели. Однако капролон отличается большей доступностью по цене, и это часто определяет выбор производителей в его пользу. Подробнее о фторопласте Ф4 можно узнать здесь.
Полиуретан применяют взамен резины, традиционных пластмасс, а иногда и металлов. Он незаменим при изготовлении различных прокладок и уплотнений.
Благодаря применению новых полимерных материалов у производителей различного рода механизмов появилась возможность значительного облегчения и удешевления конструкций. Это приносит значительную экономическую выгоду и часто увеличивает срок службы изделий.
