Какой материал лучше — капролон или фторопласт: свойства материалов и их особенности
Какой материал лучше — капролон или фторопласт: свойства материалов и их особенности
Капролон маслонаполненный OILON или OFN выпускается по технологии и на оборудовании Nylacast (Великобритания) как модификация капролона (полиамида 6 блочного).
Использование модификаций капролона позволяет значительно расширить границы применения материала и повысить ресурс работы изделий.
Капролон маслонаполненный — OILON (цвет зелёный)
Капролон маслонаполненный OILON — по сравнению с чистым капролоном (полиамидом 6 блочным) имеет ряд преимуществ. Для него характерны:
- Улучшенные характеристики износостойкости
- Улучшенные коэффициент трения и характеристики скольжения/прилипания
- Постоянство характеристик в период службы изделия
- Уменьшенное водопоглощение
- Превосходные механические свойства
- Высокие термо- и химическая стойкости
- Хорошая размерная стабильность
- Разрешение FDA на прямой контакт с продовольственными товарами
Маслонаполненный капролон был разработан в начале 70-х годов ХХ столетия фирмой Nylacast, (Великобритания). На рынке он появился в 1974 г.
Маслонаполненный капролон OILON был первым действительно маслонаполненным полиамидом. Он имел в составе смешанную жидкую систему смазок, встраиваемую в материал в процессе его полимеризации.
Присутствие смазки в полиамиде привело к существенному увеличению жизни подшипников скольжения: в 5 раз по сравнению с обычным полиамидом 6 блочным (капролоном), и в 25 (!) раз по сравнению с бронзой.
Равномерно распределённая смазка внутри материала обеспечивает свою постоянную работу в период всего срока службы изделия. Она уменьшает износ, улучшает фрикционные свойства при абразивном износе и свойства прилипания-скольжения. Система смазок не высыхает, не удаляется при механической обработке или трении, и никогда не нуждается в пополнении.
Маслонаполненный капролон значительно расширяет границы использования полиамидов во многих сферах производства. Особенно при изготовлении различных движущихся частей оборудования, работающих без смазки. Кроме того, эта модификация капролона является превосходной для использования в продовольственных и в фармацевтических отраслях промышленности. Цвет маслонаполненного капролона OILON — зелёный.
За многие годы, с тех пор как маслонаполненый капролон заявил о себе на рынке, было разработано и создано много похожих материалов. Однако сравниться со свойствами маслонаполненного капролона OILON не может ни один из материалов-конкурентов. Данный материал остаётся основным на рынке наполненных маслами полиамидов.
Свойства
Метод измерения
Единицы измерения
Значения
Механические
Термические
Электрические
Физические
* Результат зависит от химической формулы
** Результаты при использовании ‘LVDT’ датчика
*** Результаты консультации в Санкт-Петербургском Университете (Россия)
**** Результаты, зависящие от окружающей температуры
Области применения
Капролон — многофункциональный пластик конструкционного класса, обладающий антифрикционными свойствами. Благодаря уникальному соотношению дешевизны изготовления, набору физико-механических свойств и экологической безопасности, этот материал нашел применение во многих производственных отраслях. Следует отметить наиболее важные из них:
- Судостроение.
- Золото-, угледобывающая и горнорудная промышленность.
- Нефтеперерабатывающая отрасль.
- Металлургия.
- Пищевая отрасль.
Слово «блочный» в названии «ПА-6 блочный»
— это термин 60-х годов прошлого века, когда получали капролон
только в виде прямоугольных блоков
. Блоки распускали на мелкие заготовки, а затем точили детали.
Для получения мелких деталей (например, втулок) до 90 % блока выбрасывалось в стружку
. И сегодня некоторые предприятия хранят блоки прошлых десятилетий выпуска, опасаясь направить их в производство, т.к. в результате примитивной технологии получения капролона эти блоки
имеют внутренние напряжения
и рвутся при попытке их разделать на заготовки.
Капролон маслонаполненный — OFN (цвет чёрный)
Капролон маслонаполненный OFN — самосмазывающийся материал для изготовления элементов узлов механизмов, работающих без смазки. Материал по сравнению с чистым капролоном (полиамидом 6 блочным) имеет ряд преимуществ. Для него характерны:
- Повышенные износостойкость и сопротивление абразивному трению
- Улучшенные коэффициент трения и характеристики прилипания/скольжения
- Постоянство характеристик трения в процессе службы изделия
- Превосходные механические свойства
- Термо- и химическая устойчивость
- Хорошая стабильность размеров
Капролон OFN содержит добавки, которые обеспечивают непрерывное самосмазывание рабочих поверхностей деталей из этого материала. При использовании этой модификации капролона уменьшаются затраты на обслуживание механизмов, улучшается их эффективность, бесшумность работы и увеличивается ресурс эксплуатации.
Маслонаполненный полиамид — это альтернативный выбор в тех случаях, когда обычный литой полиамид 6 (капролон) не может работать из-за повышенных температур в результате трения или когда существует необходимость постоянного наличия смазки.
Капролон OFN также обеспечивает изделиям:
- более низкое водопоглащение
- лучшую размерную стабильность
- снижение допусков при проектировании
Постоянство свойств за всё время службы изделия достигается за счёт однородного распределения смазки внутри материала. Износостойкость, коэффициент трения и эффект скольжения/прилипания маслонаполненного капролона OFN значительно выше по сравнению с сортами литого полиамида 6, не содержащими масла, при одновременном сохранении превосходных механических, тепловых и электрических свойств.
Свойства
Метод измерения
Единицы измерения
Значения
Механические
Термические
Электрические
Физические
* Результат зависит от химической формулы
** Результаты при использовании ‘LVDT’ датчика
*** Результаты консультации в Санкт-Петербургском Университете (Россия)
**** Результаты, зависящие от окружающей температуры
Применение в промышленности модифицированного капролона
Капролон маслонаполненный с успехом применяется в различных отраслях промышленности, а именно:
- в нефтехимических комплексах
- на железнодорожном транспорте
- для пищевого оборудования
- в аэрокосмической промышленности
- при производстве упаковки
- в фармацевтике
- на сталелитейных заводах
- в горнодобывающей промышленности
- для производства кранов
- при изготовлении конвейеров
Типичные примеры деталей из модификаций капролона
Обычно из капролона маслонаполненного изготовляют такие широко применимые детали как ролики, втулки, шкивы, детали зубчатых и червячных передач, звёздочки, подшипники, различные направляющие, прокладки и зажимы. Это могут быть также разделочные доски и механизмы, использующие принцип действия плуга, оправки и изоляторы.
ООО «Полипласт» предлагает капролон маслонаполненный OILON, цвет зелёный, и OFN, цвет чёрный, (полиамид блочный (капролон) модифицированный), изготовленный по технологии и на оборудовании Nylacast (Великобритания). В перечень продукции входят стандартные полуфабрикаты:
- стержни диаметром от 50 до 505 мм, длиной 500, 1000, 3000 мм
- пластины толщиной от 6 до 100 мм, габариты 1000х1000 мм, 1000х2000 мм
- втулки с внешним диаметром от 50 до 900 мм и заказным внутренним диаметром
Различия между капролоном и полиуретаном
Свойство | Капролон | Полиуретан |
Агрегатное состояние | Твердое вещество | Вязкая жидкость, кристаллическое или пластичное твердое вещество |
Форма выпуска | Листы, втулки, стержни, нестандартные изделия под заказ | Лаки, краски, герметики, листы, стержни, товары из вспененного полиуретана и нестандартной формы |
Сфера применения | Ответственные рабочие детали автомобилестроения, машиностроения, добыча полезных ископаемых, лесопереработка, нефтегазовая промышленность, прочее (электродвигатели, подшипники, конвейеры, втулки, шестеренки, электрические катушки, переключатели, изолирующие детали) | Широкая область применения. Промышленность (покрытие для деталей, колес, роликов, уплотнители, электрические изоляторы). Строительство (лаки, краски, тепло- и гидроизоляция, поролон). Автомобилестроение (покрышки, валы, втулки, подшипники). Производство мебели (матрасы, прокладки, литые стулья, детали декора). Текстильная промышленность (чехлы, молнии, заклепки, кожзаменитель, подошвы обуви). Медицина (презервативы, импланты, протезы, детали оборудования). Спортивный инвентарь, покрытия стадионов. |
Рабочие среды | Воздух, вода, морская вода, щелочи, слабые кислоты, масла, бензин, керосин | Азот, озон, воздух и вода с температурой не выше 80 0С, масла, органические растворители, нефть. |
Рабочая температура, оС | — 40 … +70 | -60…+80 Может применяться даже в районах Крайнего Севера |
Температура плавления, оС | 220 | 160 |
Плотность, кг/см3 | 1150 | 1180 |
Предел прочности на сжатие, МПа | 90-110 | 516 |
Коэффициент трения по стали | 0,2-0,3 | 0,59 |
Электрическая прочность, кВ/мм | 30-35 | 20-25 |
Относительное удлинение, % | 15-30 | 450-650 Хорошо тянется без разрыва и восстанавливает первоначальную форму |
Примечания
- ТУ 6-05-988-87 // СССР.
- Найти и оформить в виде сносок ссылки на независимые авторитетные источники, подтверждающие написанное.К:Википедия:Статьи без источников (тип: не указан)
- Дополнить статью (статья слишком короткая либо содержит лишь словарное определение).К:Википедия:Страницы на КУЛ (тип: не указан)
- Добавить иллюстрации.К:Википедия:Статьи без изображений (тип: не указан)
Описание
Фторопласт – универсальный и полезный материал, как с экономической точки зрения, так и с технологической.
Фторопласты — группа пластмасс с уникальными свойствами. Высокая прочность связи атомов фтора и углерода и специфическая структура молекул обуславливают такие сочетания химических и физических свойств фторопластов, которыми не обладают никакие другие материалы. Технические названия фторопластов — фторлоны, фторполимеры, fluoropolymers. Получают фторопласт главным образом радикальной полимеризацией (или сополимеризацией) мономеров в массе, суспензии или эмульсии в орг. или водной среде в присутствии различных инициаторов, реже — в газовой фазе под действием ионизирующего или УФ излучения. Выпускают фторопласт в виде паст, порошков, гранул, суспензий и дисперсий в водной среде, реже — растворов.
Благодаря таким свойствам, фторопласты используются в самых разнообразных отраслях промышленности — приборостроении, арматуростроении, машиностроении, атомно-энергетической, химической, пищевой, легкой и медицинской промышленности; сельском хозяйстве, строительстве и быту.
Фторопласт расширяет конструктивные возможности и значительно продляет срок службы оборудования, способствует экономии электроэнергии, увеличивает надежность оборудования и снижает расходы на ремонт и текущее обслуживание.
Из-за своих качеств (высокая химическая стойкость и инертность, низкий коэффициент трения, диэлектрик), фторопласт востребован во многих отраслях производства. Про химическую стойкость фторопласта стоит отметить отдельно, что по этому свойству фторопласт превосходит благородные металлы, эмали, спецстали.
Что такое капролон?
В процессе анионной полимеризации аминокапроновой кислоты или капролактама получают капролон – конструкционный полимер. Процесс проводят с помощью ввода активаторов и щелочных катализаторов. Предприятие выпускает заготовки в виде стержней обычных и с графитом, листов разной толщины – от 5-10 мм до 50-60 мм. Материал имеет разные габаритные размеры и объемы партий также имеют отличия. Фторопласт применяют в промышленном производстве путем механической обработки заготовок.
Что такое капролон?
Созданный искусственным способом конструкционный материал представляет собой эластичный полимер бело-желтоватого цвета. Распространенный поликапроамид или полиамид 6 не имеет запаха. Уникальный по прочности плотный пластик нельзя сравнивать с бытовым, так как материал имеет низкий коэффициент трения и повышенную твердость.
Синтетический материал получают путем низкотемпературной полимеризации аминокапроновой кислоты. Капролон отличает узкий диапазон при изменении состояния – из твердого в жидкое.
- Температуру повышают выше 100 °C.
- В амидных соединениях цепей полимера происходит постепенное разрушение водородных связей.
- Происходит превращение макромолекул из кристаллической формы в аморфную.
- Масса становится вязкой.
- После перехода в жидкое состояние происходит сплавление в единую структуру повышенной прочности.
Что представляет собой капролон
Благодаря возможности основной массы соединяться с красителями изделия из капролона могут выпускаться в разной цветовой гамме. После добавления присадок полимер приобретает уникальные свойства, может эксплуатироваться при температуре -400С…+800С в условиях повышенной сухости и влажности воздуха.
Прочный, устойчивый к воздействию агрессивных средств, перепадам температурного режима и влажности материал на полимерной основе не имеет запаха. Основа обладает белым цветом с незначительным желтым оттенком, экологически безопасна для окружающей среды, людей и животных.
Виды конструкционного полимера
Процесс полимеризации при производстве капролона проходит с применением разных технологий – вводят определенные активаторы, щелочные катализаторы, поэтому в результате получают шесть видов готового продукта с определенными свойствами и назначением. В зависимости от полученной структуры материала различают следующие виды изделия:
- марка «А» – на разрезе образца не допускают пор. Заготовка высокой плотности – капролон – применение находит в авиастроении, где детали из технологичных заготовок подвергаются динамической нагрузке. Материал имеет незначительный вес, высокую прочность;
- марка «Б» предполагает присутствие пор размером не более 1,5 мм. Из стержней, листов данной марки вырезают запчасти для промышленного оборудования, машин, автотранспорта, станков;
- марка «МГ» включает в антифрикционный состав графит – модификацию заготовок выпускают черного цвета. Детали из материала «МГ» стоят дороже, по прочности превосходят остальные марки капролона;
- марка «МДМ» для придания материалу диэлектрических свойств модифицируют дисульфидом молибдена. Детали из сверхпрочного диэлектрика используют на предприятиях газопереработки и газодобычи;
- капролон-42 – модифицированную марку наполняют графитом;
- капролон-4-15 – состав используют для производства заготовок со стекающим статическим зарядом и по примеру марки «Капролон-42» наполняют графитом.
По способу производства различают следующие виды:
- литьевой;
- жаростойкий с пределом нагрева до 259 °C;
- пищевой;
- с добавлением твердой смазки;
- со стекловолокном;
- произведенный в процессе экструзии;
- с введенным полиэтиленом.
Менее затратное, но более надежное, производство – методом литья. Получают прочные, устойчивые к износу детали для промышленного автомобилестроения, станков, оборудования. Вместе со смазкой запчасти из полимера на промышленных установках демонстрируют низкий коэффициент трения капролона, снижают шум, увеличивают срок эксплуатации. Наиболее частые формы выпуска, принятые техническими условиями – заготовки в виде стержней, блоков, листов, которые отличаются габаритными размерами и весом одной партии.
Виды конструкционного полиамида
В процессе изготовления легкой, экологически безопасной продукции используется два вида капролона: литьевой и экструзионный. Область применения материала регламентируется способом производства сырья, типом вводимых добавок и технологическими условиями, определяемыми государственным стандартом.
Детали из капролона литьевого вида производятся для узлов с постоянным трением. Рабочие параметры деталей машины обеспечиваются модифицированной смазкой, увеличивающей скольжение в 2,5 раза по сравнению с изделиями из металла. Смазочный материал не нуждается в пополнении, так как не испаряется в процессе эксплуатации. Маслонаполненный литьевой ПА-6 МДМ, ТУ 2224−003−39046337−04, выпускается в сером и черном цвете.
Экструзионный (блочный) ПА-6, или капрон, по свойствам похож на литьевой, но обладает меньшей хрупкостью и жесткостью. Перед тем, как решить задачу где купить сырье для изделий разного назначения, следует выяснить электроизоляционные свойства продукта.
Диэлектрические характеристики материала формируются модификаторами, такими как стекловолокно, углеволокно или дисульфид молибдена.
Если взять в качестве модификатора стекловолокно, то на выходе получится устойчивый к разрушению отрицательными температурами и нагреванием материал. За счет снижения коэффициента линейного расширения увеличивается жесткость, прочность и осадка конструкционного материала, используемого для производства несущих элементов, корпусов, каркасов и деталей электроприборов.
Характеристики
Материал является абсолютным диэлектриком, на что указывают следующие показатели:
- электрическая прочность представлена в диапазоне 20-35 кВ/мм;
- при частоте 10 МГц диэлектрическая проницаемость 3,0-3,3;
- удельное объемное и поверхностное электрическое сопротивление находится соответственно в следующих диапазонах 2*1014 – 2*1017 Ом*м и 1*1010 — 3,5*1015 Ом;
- тангенс угла диэлектрических потерь, при условии проведения замеров при частоте 10 МГц равен 0,015-0,025.
Сложно представить, что лучше капролона по следующим физико-химическим характеристикам:
- Температура плавления 215-235 °C, а рабочий диапазон не превышает -40 °C до +170 °C.
- Плотность структуры составляет от 1,15-1,16 г/см3.
- Материал отличается самым низким коэффициентом водопоглощения до 1,2 % и интенсивностью изнашиваемости – 1,1-1,9 по ГОСТ 11629 Im10-6 г/м.
- Коэффициент твердости по Бринелю составляет до 190 МПа, при этом абразивный износ стремится к нулю и составляет 0,055 г. ГОСТ 11629 указывает, что коэффициент трения по стали равен 0,15-0,3.
Из капролоновых стержней, листов делают детали, которые подвергаются сжатию, растяжению, ударам, механическим и динамическим нагрузкам, высоким и низким температурам, поэтому полимер при производстве получает следующие характеристики:
- по ГОСТ 11262 капролон имеет пределе разрушающего напряжения при растяжении до 90 МПа, но если происходит разрыв, то относительное удлинение по тому же ГОСТУ будет равно 14%;
- по Шарпи измеряют ударную вязкость – испытуемый образец с острым надрезом показывает до 100 кДж/м2;
- модуль упругости 2300 МПа;
- при проведении испытаний на прогиб пластины толщиной 1,5 см установлено, что образец обладает изгибающим напряжением 80 МПа;
- при 6%-ной деформации на образец, напряжения сжатия достигает 100 МПа.
Указанные и другие параметры делают материал незаменимым во многих отраслях промышленного производства.
Основные характеристики капролона
Средний коэффициент линейного теплового расширения на 1°С в интервале
Коэффициент трения по стали, бронзе:
Аналоги – внешнее различие полимеров
Ближайшим по составу аналогом конструкционного полимера является экологически безопасный фторсодержащий полимер. Во многих случаях капролон и фторопласт взаимозаменяемые материалы, однако есть отличия:
- По степени износоустойчивости капролон опережает фторполимеры.
- Фторопласт имеет плотную однородную структуру и кипенно-белый цвет. У капролона «теплый» кремовый оттенок кофейной пенки.
- По тактильным ощущениям фторсодержащий материал скользкий и гладкий, напоминает мыло, а второй образец ровный, слегка шероховатый.
- Капролон легче и дешевле фторсодержащего полимерного материала.
- Поверхность фторполимера царапается, оставляет след от надавливания. Капролон невозможно поцарапать, надавить, изменить форму.
- Если для сравнения постучать по заготовке или детали – фторопласт глушит звук, а другой конструкционный образец звенит.
Производство капролона
Капролон производится в процессе низкотемпературной анионной полимеризации лактама (аминокапроновой кислоты) в присутствии щелочных катализаторов и различных активаторов. Не подвержен коррозии, экологически чист, имеет санитарно-эпидемиологическое заключение на контакт с пищевыми продуктами. Применяется для изготовления деталей конструкционного и антифрикционного назначения: втулок, вкладышей, подшипников, клапанов, колец, фланцев и т.д.
Капролон устойчив к воздействию углеводов, масел, спиртов, кетонов, эфиров, щелочей и слабых кислот. Он растворяется в крезолах, фенолах, концентрированных неорганических кислотах, муравьиной и уксусной кислотах, во фторированных и хлорированных спиртах и кетонах. Детали из полиамида-6 отлично поглощают ударные нагрузки, долговечны, имеют низкий коэффициент трения и могут работать без смазки в узлах трения. Так же капролон купить является прекрасным диэлектриком, который не уступает, а по механической и тепловой стойкости превосходит такие изоляторы, как полистирол, поливинилхлорид и другие.
Преимущества капролона
Блочным полимером заменяют детали из цветных металлов в узлах трения, так как отличают капролон свойства особой прочности, износостойкости:
Механическая прочность
Номинальные характеристики указывают на исключительные ударные нагрузки, сопротивление растяжению, деформации. Полимерный материал отличают параметры, близкие к металлам, поэтому капролон используют при производстве оборудования, авиастроении и автомобилестроении.
Продолжительный срок службы
Длительная эксплуатация не влияет на степень износа. Детали из стержней с содержанием графита, пластин благодаря распылению графитовой пыли могут работать без смазки, не увеличивая уровень шума. Уникальные физико-химические свойства позволяют без видимой деформации работать десятки лет.
Свойства диэлектрика
Полимеры не являются проводниками, поэтому служат прекрасным материалом для изоляции проводов, узлов с высоким напряжением и током. Конструкционный полиамид используют в энергетике, электротехнической отрасли.
Низкий коэффициент трения
- Устройства, механизмы, оборудование работает бесшумно, если использовать детали из капролона, характеристики которого предполагают низкий абразивный износ и практически нулевую интенсивность изнашивания.
- Соединенные узлы трения деталями из полимера на основе капролактама и с добавлением графита успешно работают без смазки.
- Материал демонстрирует износ 0,1 мм при 1000 часов работы в соединении узла и трении по стали или бронзе.
Химическая устойчивость
- Полиамид считают экологически чистым материалом.
- Отсутствие в структуре металлических примесей гарантирует отсутствие коррозии после длительного срока эксплуатации. Детали из капролона могут работать в солевых растворах.
- Полимер не реагирует на углеводороды, щелочи, спирты, масла, слабые кислоты, эфиры, кетоны.
- Растворяют в уксусной и муравьиной кислоте, фенолах, крезолах, концентратах неорганических кислот.
Высокое качество и низкие цены капролона
Если сравнить себестоимость производства запчастей, деталей из капролона, аналоги из цветных металла стоят в 10-12 раз дороже.
Легкий вес и высокая плотность
Втулки, подшипники, вкладыши, кольца, фланцы и другие комплектующие имеют легкий вес, но не уступают по плотности и надежности. В результате механизм становится легче и прочнее во много раз.
Безопасность
Одним из важных свойств безопасности капролона является отличие от пластиков в том, что при трении и нагреве материал не дымится, не плавится, так как температура плавления 220 °C. Нетоксичен – не выделяет химически вредных веществ в окружающую среду, не наносит вред здоровью людей. При температуре выше 300 °C материал начинает разлагаться и выделяет окиси аммиака, углерода.
Области применения капролона
Изделия из искусственного материала применяются для комплектации практически всех типов промышленного оборудования. Кроме прокладки и подшипников, из капролона изготавливаются:
- части насосных установок;
- элементы гидротурбин;
- комплектующие детали шнекового конвейера, системы канализации и очистного сооружения;
- системы подъемных и транспортных механизмов и т. д.
В зависимости от температуры эксплуатации изделия из ПА-6 используются в судостроительной и машиностроительной отрасли, добывающей промышленности, производственных и перерабатывающих комбинатах, сталелитейном производстве.
Высокие характеристики прочности допускается эксплуатация деталей и комплектующих элементов в условиях повышенной нагрузки на износ от трения. Продукция может функционировать в полтора раза дольше, чем изделия из других материалов, при необходимости конструкционные элементы могут подгоняться по размеру методом обточки на токарном, сверлильном или фрезерном станке.
В быту, пищевой и медицинской промышленности модифицированный капролон используется для производства бытовых приборов, насадок, фильтров, уплотнителей, корпусов одноразовой бритвы. Материал наносится напылением на поверхность, обеспечивает термостойкость, продляет срок службы изделий из материалов другого вида.
Капролон или Полиуретан — какой материал лучше
Жизнь современного человека невозможно представить без полимеров. Химиками создано множество заменителей природных материалов, которые успешно применяются в разных отраслях народного хозяйства. К таковым относятся капролон и полиуретан.
Капролон
Второе название — полиамид 6-блочный. Этот полимер изготавливается из капролактама – бесцветных кристаллов цикличного амида Ɛ-аминокапроновой кислоты. Его низкотемпературная анионная полимеризация происходит в присутствии щелочных катализаторов.
Обладает следующими свойствами:
- В обычном состоянии не выделяет токсических и вредных веществ, безопасен для человека.
- Прост и легок в механической обработке, при этом безвреден.
- Устойчив к действию щелочей, слабых кислот, масел, спиртов, углеводородов, эфиров.
- Растворяется в концентрированных кислотах, фенолах.
- Обладает хорошими антифрикционными свойствами (низкий коэффициент трения, хорошие теплопроводность, прочность, прирабатываемость в механизмах).
- Разлагается на аммиак, оксиды углерода и азота при температуре 300 о С.
Капролон используют как изоляционный, антифрикционный, конструкционный материал. Выпускается в виде листов, стержней, втулок.
Полиуретан
Это полимер, обладающий высокой эластичностью и вязкостью. Он упругий. Его некоторые виды растягиваются до размеров, которые во много раз превышают первоначальный, а затем с легкостью принимают прежнюю форму.
Полиуретан в химической формуле содержит молекулы замещенной и/или незамещенной уретановой группы, а также многие другие соединения.
От строения, химического состава, длины полиуретановой цепи зависят свойства этого вещества. Он бывает вязкой жидкостью, пластичным или кристаллическим твердым веществом. Иметь свойства резины или жесткого пластика.
- Хорошо выдерживает силовые нагрузки, механическую обработку.
- Устойчив к температурным перепадам, выдерживает – 60 о С и + 80 о С.
- Не проводит электричество.
- Высокоэластичен.
- Не разрушается под воздействием озона, кислот, масел, растворителей.
- Износоустойчив.
Полиуретан используют для производства конструкционных, изоляционных, антифрикционных деталей в разных отраслях промышленности. Входит в состав клея, лакокрасочных изделий, герметиков. Это сырье для производства деталей оборудования, машин, втулок, спортивных шин. Листы, втулки, стержни – основные формы твердых полиуретановых изделий.
Общие свойства капролона и полиуретана
- Имеют высокую износостойкость, превосходящую сталь, резину. Применяют для производства деталей машин, подвергающихся силовым нагрузкам.
- Устойчивы к воздействию многих химических веществ, масел, органических растворителей, ультрафиолета.
- Сохраняют свои свойства при температурах от -40 о С до +70 о С. Применяются в районах с устойчивыми низкими и высокими температурами.
- Хорошие диэлектрики.
- Не подвержены коррозии.
- Водонепроницаемы.
- Плотность полимеров невысока. Они легкие. Замена деталей из металла, резины на полимерные в 3-7 раз уменьшает вес всего изделия.
- Не наносят вреда здоровью человека при соблюдении правил производства и эксплуатации материалов. Однако при горении выделяют вредные и опасные для здоровья человека вещества (окись углерода, окись азота, фенолы, аммиак).
- Просты в механической обработке на металлообрабатывающем оборудовании (резка, сверление, шлифование, фрезерование). При этом не допустим перегрев деталей.
- Полимеры выдерживают большие нагрузки на растяжение/сжатие, ударные нагрузки, трение без смазки, имеют длительный срок службы.
Различия между капролоном и полиуретаном
Свойство | Капролон | Полиуретан |
Агрегатное состояние | Твердое вещество | Вязкая жидкость, кристаллическое или пластичное твердое вещество |
Форма выпуска | Листы, втулки, стержни, нестандартные изделия под заказ | Лаки, краски, герметики, листы, стержни, товары из вспененного полиуретана и нестандартной формы |
Сфера применения | Ответственные рабочие детали автомобилестроения, машиностроения, добыча полезных ископаемых, лесопереработка, нефтегазовая промышленность, прочее (электродвигатели, подшипники, конвейеры, втулки, шестеренки, электрические катушки, переключатели, изолирующие детали) | Широкая область применения. Промышленность (покрытие для деталей, колес, роликов, уплотнители, электрические изоляторы). Строительство (лаки, краски, тепло- и гидроизоляция, поролон). Автомобилестроение (покрышки, валы, втулки, подшипники). Производство мебели (матрасы, прокладки, литые стулья, детали декора). |
Подведем итоги
Особенности обоих полимеров определены химическим составом и особенностями технологии производства. Меняя температуру химических реакций, состав реагентов, виды катализаторов, давление, способ производства, получают капролон и полиуретан с различными свойствами.
Главное направление применения капролона – изготовление изолирующих компонентов и деталей в движущихся механизмах. Благодаря отличным антифрикционным свойствам, инертности ко многим агрессивным средам, детали из капролона превосходят аналоги из стали и металлических сплавов в 1,5-2 раза по устойчивости к износу деталей, коррозии, изменению температур. Они дешевле и легче металла, лучше притираются в механизмах, не требуют смазки. Коэффициент трения по стали ниже чем, у полиуретана в 1,5-2 раза. Поэтому износ капролоновых деталей меньший, чем полиуретановых.
Полиуретан более универсальный по применению полимер, чем капролон: от деталей механизмов до спортивного инвентаря и медицинских принадлежностей. Имеет много разновидностей, марок. Производится не только в твердой форме, но и в жидкой. Имеет широкий диапазон рабочих температур. Сохраняет свойства при постоянно низких или высоких температурах воздуха. Пластичен, при растяжении полностью восстанавливает первоначальную форму.
В чем отличие фторопласта от капролона
Фторопласт или капролон что лучше — этот вопрос часто возникает при выборе материала, когда требуется изготовить требуемые детали или части механизма. Эти полимеры внешне очень похожи, их используют для изготовления и замены металлических втулок, пар трения, прокладок, проставок, уплотнительных манжет, подшипников, роликов, колес, шестерен, поршневых колец, так как капролон и фторопласт конструкционно обладает высокотехнологическими и уникальными свойствами, зачастую преобладая над металлами.
Оба полимера относятся к современным конструкционным материалам, призванным в основном заменить детали из металлов и сплавов. Активное развитие технологий в химической промышленности позволило производить фторопласт и капролон (полиамид), которые заменяют тяжелые, громоздкие, постоянно подвергающиеся коррозии и нуждающиеся в обслуживании и ремонте детали из стали, металлов и сплавов. С этой ролью фторопласт и капролон справляются с большим успехом, благодаря своим многочисленным преобладающим свойствам, при этом снижая эксплуатационные расходы, затраты на ремонтные работы и продлевая срок службы станков, машин, механизмов. Для выбора материала и принятия решения прежде всего надо учитывать физико-механические, химические свойства фторопласта и капролона, а также условия их эксплуатации.
Чем отличается капролон от фторопласта
Отличия капролона от фторопласта на первый взгляд не совсем заметны, особенно для неопытного человека. Внешне эти материалы имеют гладкую поверхность и цвет от белого до светло-кремового, но внешне их все же можно отличить. Фторопласт высшего качества практически белый, плотного однородного цвета, очень скользкий на ощупь (похож на белоснежное мыло), при ударе издает глухой звук, его можно легко поцарапать, остается след если надавить ногтем. Капролон (полиамид) более кремового цвета, менее скользкий, твердый (не остается следов при надавливании ногтем), и если постучать по нему, звук будет звонким. Вес фторопласта в два раза (
110%) превышает капролон.
Капролон и фторопласт различия свойств
Помимо внешних различий, отличаются и свойства капролона и фторопласта, которые влияют на эксплуатацию изделий. Рассмотрим основные свойства капролона и фторопласта, которые могут помочь с выбором материала для изготовления деталей.
Температура плавления капролона и фторопласта, рабочая температура.
Фторопласт обладает более широким диапазоном рабочих температур от -269°C до + 260°C, капролон от -40°C до +100°C, кратковременно -100°C до +170°C. Причем фторопласт в отличие от капролона не плавится и не горит, а переходит в текучее состояние при +327°C, температура плавления капролона в пределах +215°C +225°C в различных его модификациях.
Коэффициент трения по смазке и без.
Определяет антифрикционные свойства фторопласта и капролона, способность к плавному ходу сопрягающихся деталей. Фторопласт более скользкий полимер и коэффициент трения у него меньше, чем у капролона. Для фторопласта коэффициент трения без смазки 0,02, со смазкой 0,04; в то время как для капролона коэффициент трения на несколько пунктов выше: от 0,20 до 0,33. Благодаря такому низкому коэффициенту трения детали из капролона или фторопласта могут использоваться там, где нежелательна смазка, например, в пищевой, текстильной или фармацевтической промышленности; также могут устанавливаться в труднодоступных местах, где уход и смазка затруднительны или невозможны.
Примечание.. Фторопласт и капролон положительно взаимодействуют с любыми органическими и синтетическими смазками.
Водопоглощение, или гигроскопичность.
Способность поглощать воду. Гигроскопичность фторопласта равна нулю, он не впитывает влагу вообще ни в каком виде, даже пар. Водопоглощение капролона, его насыщение влагой возможно до 2% от его массы в течение 24 часов, а максимально до 7% (зависит от способа производства капролона и его модификации, на нашем складе реализуется капролон полиамид ПА 6 литой высшего качества, произведенный путем анионной полимеризации).
Твердость капролона и фторопласта.
Что прочнее,тверже, крепче фторопласт или капролон — ответы на эти вопросы дают опытные испытания, отображаемые в ГОСТах и ТУ. Проводятся контрольные тесты образцов, определяя твердость материала по Бринеллю, или твердость при вдавливании металлического шарика в материал. Капролон обладает твердостью 160-200 МПа, твердость фторопласта намного ниже, 29,4-39,2 МПа.
Более подробно приведены эксплуатационные свойства капролона, фторопласта и их модификаций в таблице.
Свойства капролона, фторопласта, их модификаций, данные на основе ГОСТ и ТУ
Показатель | Капролон | Фторопласт | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
ПА 6 | ПА 6-МГ | ПА 6-МДМ | Ф-4 | Ф4К20 | Ф4К15М5 | |
Плотность, кг/м³ | 1150-1160 | 1150-1170 | 1140-1160 | 2140-2260 | 2050 | 2100 |
Разрушающее напряжение при растяжении, МПа | 70-80 | 65-80 | 70-85 | 11,8-14,6 | 13,7-17,1 | |
Относительное удлинение, % | >20 | 10-30 | >25 | 300-350 | 65 | 150 |
Напряжение при относительной деформации сжатия, равной 25%, МПа | 120-130 | 120-140 | 120-140 | |||
Напряжение при 10% деформации, МПа | 21,5 | 20 | ||||
Деформация под нагрузкой 10 МПа (24ч, 22°C), % | 2,9-3,0 | 3,5-4,0 | ||||
Коэффициент трения по стали | 0,23-0,33 | 0,20-0,25 | 0,20-0,25 | 0,02 | 0,14-0,30 | 0,1-0,39 |
Твердость при вдавливании шарика, МПа | 160-180 | 170-200 | 160-180 | 30-40 | 49-53,8 | 49 |
Ударная вязкость без надреза, кДж/м², не менее | 120 | 40 | 120 | |||
Ударная вязкость с надрезом, кДж/м², не менее | 3 | 4 | 3 | |||
Удельная ударная вязкость, кгс*см/см² | более 100 | |||||
Модуль упругости при сжатии, МПа | 686 | 805 | 800 | |||
Модуль упругости при растяжении, МПа | 686 | 1500 | ||||
Предел прочности при сжатии, кгс/см² | 120 | |||||
Предел прочности при растяжении, кгс/см² | 200-300 | |||||
Предел прочности при статическом изгибе, кгс/см² | 110-140 | |||||
Модуль упругости при изгибе (при 200°C), кгс/см² | 4700 | |||||
Температура плавления, °C | 220-225 | 215-225 | 220-225 | 327 | ||
Интервал рабочих температур, °C | -60°C +120°C | -60°C +120°C | -60°C +120°C | -269°C +260°C | -60°C +250°C | -60°C +250°C |
Термостабильность при 415°C, ч | не менее 110 | |||||
Температура разложения, °C | выше 415 | |||||
Температура стеклования, °C | -120 | |||||
Температура изгиба под нагрузкой при напряжении 1,8 МПа, °C | 80-100 | 80-100 | 80-100 | |||
Теплоемкость, кал/г °C | 0,25 | |||||
Коэффициент теплопроводности при комнатной температуре, Вт/м град. | 0,30-0,35 | 0,37-0,50 | 0,30-0,40 | |||
Коэффициент теплопроводности, Вт/(МК) | 0,23 | 0,29 | ||||
Теплопроводность, ккал/м, ч°C | 0,2 | |||||
Удельная теплоемкость, Дж/(кгК) | 0,71 | — | ||||
Теплостойкость по Вика, °C | 110 | 145-160 | — | |||
Сред.коэфф. линейного теплового расшир. на 1°C в интервале температур -50°C до 0°C | 6,6*10-5 | 6,6*10-5 | 2,8*10-5 | |||
Сред.коэфф. линейного теплового расшир. на 1°C в интервале температур 0°C +50°C | 9,8*10-5 | 9,8*10-5 | 4,0*10-5 | |||
Коэфф. линейного расширения на 1°C в интервале температур -60°C +20°C | 8*10-5 — 25*10-5 | 8*10-5 — 11*10-5 | — | |||
Коэфф. линейного расширения на 1°C в интервале температур +20°C +250°C | 8*10-5 — 25*10-5 | 11*10-5 — 18*10-5 | — | |||
Электрическая прочность | 20-25 кВ/мм | — | 20-25 кВ/мм | не менее 25*106 В/м | ||
Удельное поверхностное электрическое сопротивление, Ом | 1*1012-1*1013 | 1*1011-1*1013 | 1*1012-1*1013 | не менее 1017 | ||
Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом*м | 1*1013-1*1014 | 1*1011-1*1013 | 1*1013-1*1014 | 1017-1020 | ||
Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 106Гц | 0,015-0,025 | 0,020-0,030 | 0,015-0,025 | |||
Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 103Гц | 0,0002-0,0003 | |||||
Диэлектрическая проницаемость при частоте 106Гц | 3,3-3,5 | 3,5-4,0 | 3,3-3,6 | |||
Диэлектрическая проницаемость при частоте 103Гц | 1,9-2,2 | |||||
Дугостойкость, сек | 250 | |||||
Предельное PV, кПа м/с, при V=0,05 м/с | 490 | 588 | ||||
Предельное PV, кПа м/с, при V=0,5 м/с | 687 | 687 | ||||
Предельное PV, кПа м/с, при V=5 м/с | 1078 | 1078 | ||||
Интенсивность износа, г/ч, не более | 2,0*10-3 | 0,8*10-3 | ||||
Содержание экстрагируемых веществ, %, не более | 2,0 | 2,0 | 2,0 | |||
Водопоглощение за 24ч, % | 1,5-2,0 | 1,0-1,5 | 1,0-1,5 | 0,03 | — | |
Водопоглощение максимальное, % | 6,0-7,0 | 6,5-7,0 | 6,0-7,0 |
Фторопласт и капролон отличия характеристик
Рассмотрим отличия капролона и фторопласта при выборе материала для изготовления деталей:
Отдайте предпочтение фторопласту, если вам важно, чтобы деталь:
Выбирайте капролон, если имеются следующие требования к изделию:
На основе этих данных и условий эксплуатации можно сделать выбор в пользу того или другого полимера в зависимости от важных для конкретного случая характеристик.
Фторопласт и капролон сравнение
Синтетические полимерные материалы уже давно используют во множестве отраслей в качестве полноценной замены громоздких и тяжелых стальных деталей, либо для замены менее качественных и устойчивых деталей из других материалов. Помимо наиболее лучших физико-технических характеристик, полимерные материалы обладают существенно меньшей ценой, что является немаловажным фактором для множества производственных предприятий и частных потребителей. Существует достаточно большое количество различных материалов на основе полимерных соединений, например, фторопласт, капролон, текстолит. Какой из них лучше? Вопрос достаточно сложный и неоднозначный, поэтому сегодня у нас пройдут сравнение капролон и фторопласт — два самых востребованных и популярных материала.
Для начала рассмотрим фторопласт. Это название происходит из сочетания двух слов: фтор и пластмасса. Такое обозначение фторопласт получил, собственно, благодаря тому, что он представляет из себя содержащую фтор пластмассу. Именно за счет высокого содержания в своем химическом составе фтора, этот материал способен проявлять высокую стойкость ко множеству агрессивных сред, низкий и высоких температур и давления. Помимо этого есть и другие свойства фторопласта, влияющие на его востребованность. Например, он является диэлектриком и не боится радиационного воздействия. Фторопласт проявляет стойкость по отношению к коррозии. Он очень гидрофобный, то есть абсолютно не реагирует на воду, а при возгорании фторопласт имеет свойство затухать, то есть он не поддерживает горение.
Если говорить про капролон, то этот материал получают из капролактама посредством проведения его полимеризации анионами при достаточно низких температурах. Стоит сразу отметить, что материалом изготовления капролона служит тот же самый материал, который используют при создании высокопрочных капроновых нитей. Капролон обладает нереально высокой прочностью и устойчивостью к различным агрессивным условиям рабочей среды. В том числе свойства капролона позволяют ему проявлять отменную износостойкость и очень хорошо справляться с температурными перепадами. При всем этом, капролон имеет легкий вес, который в соотношении со сталью меньше практически в 7 раз. Особой отличительной чертой капролона вполне можно считать его способность к самосмазыванию при трении.
Сравнивать капролон и фторопласт можно исходя из эксплуатационных свойств и их технических характеристик. По большому счету, оба данных материала имеют много схожих особенностей. В частности, за счет их биологической безвредности для жизнедеятельности человека, капролон и фторопласт применяют в фармацевтике и пищевом производстве как протезы, элементы технологического оборудования, составные детали и формовые заготовки. Чтобы определить, что лучше капролон или фторопласт, стоит сначала изучить каждый из этих материалов. При внимательном осмотре заготовок можно заметить, что капролон более твердый, чем фторопласт, поскольку на последнем при ударах образуются небольшие следы. А вот фторопласт уже имеет наиболее высокую степень устойчивости к ударным нагрузкам.
Поскольку многие очень часто используют фторопласт или капролон для втулок, то стоит упомянуть о том, что оба материала хорошо обрабатываются на специальных станках, будь то фрезеровочное или сверлильное оборудование. Но вот вручную обточить капролон будет намного сложнее, чем обработать детали из фторопласта. Перед тем, как рассмотреть основные технические характеристики и выявить, что лучше капролон или фторопласт, в первую очередь важно понимать и учитывать особенности среды применения и назначение той или иной заготовки. Поскольку оба этих полимерных материалов обладают шикарными свойствами, то мы сопоставим 6 основных параметров, по которым можно сделать сравнение капролона и фторопласта и выбрать наиболее подходящий для своих условий материал.