Капролон: свойства, виды и применение

Что же собой представляет капролон и каких видов он бывает? Какие основные свойства позволяют ему конкурировать с металлами и где можно применять детали из этого пластика?

Характеристика

Описание материала капролонКапролон является полимерным материалом, имеющим белый цвет с небольшой желтизной, без запаха. Его оттенок часто меняется благодаря различным красителям или присадкам, добавляемые в полимер в процессе производства. Одним из основных свойств капролона считается его прочность, не уступающая стали, и широкий рабочий диапазон температур от -40 до +80 градусов. Это позволяет использовать его в разных климатических зонах или в экстремальных условиях.

Довольно часто такой полимер ассоциируют с заменителем сплавов и металлов в деталях, которые подвергаются сильному износу за счет силы трения. Благодаря антифрикционным свойствам этот материал применяют в качестве подшипников и прокладок.

Капролон является абсолютно водонепроницаемым и имеет высокий уровень коррозийной стойкости. Может довольно продолжительное время работать в следующих агрессивных средах:

  • морская вода;
  • щелочные растворы и разбавленные кислоты;
  • горючее (керосин, бензин, дизель);
  • спирты.

Обладая диэлектрическими свойствами, капролон успешно применяют при изготовлении изоляционных компонентов и электродвигателей.

Весит полимер в 6 раз меньше стали, что значительно повышает его популярность. Конструкции с деталями, изготовленными из капролона вместо железа, обладают облегченным весом, что иногда является критичным показателем. Материал подвергают всем видам механической обработки, что позволяет изготовить из него такую деталь с достаточно высоким классом точности поверхности.

Общие сведения

Капролон представляет российское наименование известного полиамида – поликапроамида. На рынке также присутствуют аналоги данного материала.

Изделие относится к категории достаточно новых продуктов, которое производится с конца прошлого столетия. Технические характеристики и свойства капролона неповторимы, включая повышенные показатели прочности и износоустойчивости. Изделие, произведенное из капролона, находясь на открытом пространстве до нескольких лет, абсолютно без изменений будет обладать первоначальными свойствами.

svoystva-kaprolona-2.jpgСозданный в недалеком прошлом, материал обладает белым с желтоватым отливом оттенком с отсутствием запаха. Он склонен к переменчивости по причине добавки в ходе получения всевозможного рода красящих препаратов. По степени прочности полимер напоминает сталь.

Расширенный диапазон применяемых температур предоставляет возможность осуществлять работу на территориях с разнообразным климатом, не исключая экстремальные условия. Антифрикционные параметры способствуют его применению для подшипников или прокладок.

Капролон— что это за материал

Капролон представляет собой полимер конструкционного типа, который производится методом полимеризации капролактама. Изготовление осуществляется при одновременном формовании с добавлением специальных активаторов, в том числе щелочного типа. В СССР и Российской Федерации капролон производится на основании «ТУ». Другое название: ПА-6, то полиамид-6. Формуется, как стандартный или графитонаполненный стержень, блок или лист. Может реализовываться в гранулах. Процесс производства может включать наполнение стержней графитом. Наполнение стержня происходит в процессе формования. Сегодня капролон – первый класс технических термопластов-полимеров из-за их хорошего баланса свойств. Содержит повторяющиеся амидные связи. Капролон образуется путем конденсации одинаковых звеньев, сополимеров для разных звеньев. Обладая термостойкостью и электрическим сопротивление считается безопасным пластиком и широко используются в строительстве, автомобильной и транспортной отрасли, в потребительских товарах, а также в электротехнике и электронике. Капролон обладает электрическим сопротивлением. Благодаря своей кристаллической структуре полиамид также демонстрирует отличную химическую стойкость. Полиамид-6 обладает механическими и барьерными свойствами. Однако любой полиамид имеет тенденцию впитывать влагу из-за химической группы амидов. Влага действует на ПА-6 как пластификатор, снижая модуль упругости и повышая ударопрочность и гибкость. Поглощение влаги ПА-6 влияет на размерные вариации; это необходимо учитывать при проектировании деталей.

Характеристикии свойства капролона

Капролон имеет следующие положительные для эксплуатации свойства:

  • Температура плавления ПА-6 составляет 223 ° C.
  • Капролон отличается прочностью и жесткостью при температурах выше 220 градусов.
  • Ударная вязкость ПА-6 даже при низкой температуре.
  • Текучесть для легкой обработки.
  • Капролон листовой (лист) стоек к истиранию иизносу.
  • Полиамид топливо- и маслоустойчив.
  • Стержни, листы, блоки и гранулы устойчивы кизносу.
  • Стержневой капролон отличает эстетический внешний вид поверхности и обрабатываемость из-за низкой вязкости.
  • Капролон листовой (лист) отличают хорошие электроизоляционные свойства.

Капролон имеет следующие недостатки при использовании:

  • Водопоглощение ПА-6 и водное равновесие ограничивают использование.
  • Низкая стабильность размеров ПА-6.
  • Капролон разлагается под действием сильных минеральных кислот и поглощает полярные растворители.
  • Необходима правильная сушка ПА-6 перед обработкой, чтобы получить долговечные детали.

Капролон широко используются в различных сферах применения благодаря соотношению производительность/стоимость.

Основные свойства

Приводим средние значения по разным характеристикам. Точные цифры могут отличаться в зависимости от марки материала, использованных модификаторов и других условий.

Характеристики Значение
Плотность 1,15–1,16 г/см куб.
Морозостойкость -50 °С
Рабочая температура -40…+80 °С
Максимально допустимая рабочая температура (постоянная) 90 °С
Максимально допустимая рабочая температура (кратковременная) 150 °С
Теплостойкость по Мартенсу 75 °С
Коэффициент теплопроводности при 20 °С 0,29 Вт/м·К
Температура плавления 220–225°С
Модуль упругости при растяжении 2000–2300 МПа
Модуль упругости при сжатии 3500–4000 МПа
Предел прочности при сжатии От 90 МПа
Предел прочности при изгибе От 80 МПа
Относительное удлинение при разрыве 10 %
Твердость по Бринеллю 130–140 кг·с/см кв.
Напряженность работы РхV 15 МПа·м/с
Электрическая прочность 30–35 кВ/мм
Коэффициенты линейного теплового расширения при нагревании на 1 °С:
– при температуре -50…0 °С 6,6×10-5
– при температуре 0…+50 °С 9,8×10-5
Коэффициенты трения по металлическим поверхностям (сталь, бронза):
– без смазки 0,1-0,2
– водяная смазка 0,006
– масло 0,008

Особенности обработки

Обработка капролона возможна на фрезерных, токарных, сверлильных и шлифовальных станках. Во время токарных работ необходимо помнить, что этот материал имеет низкий уровень плавления.

Во время длительной обработки рекомендуется использовать инструменты из углеродистой стали и вольфрамовые наконечники.

Капролоновые листы

Листы из капролона или втулки, хранящиеся долгое время в холоде, нельзя сразу обрабатывать на станках. Их необходимо перенести в помещение на 5 суток, чтобы температура в материале стала одинаковой.

Стоит отметить, что детали из капролона имеют срок службы в 1,5 раза дольше, по сравнению с деталями, изготовленными из другого материала. Стоимость производства деталей из такого полиамида значительно меньше по сравнению с металлическими деталями. Капролон из полиамида 6 позволяет изготавливать детали с низкой стоимостью, высокой прочностью и низким процентом трудоемкости.

Преимущества

В чем преимущества капролонаДетали из капролона являются долговечными и замечательно поглощают ударные нагрузки, благодаря чему их используют для изготовления тележек, корпусов различных механизмов, приводов редукторов, транспортеров, ступиц, шестеренок, звездочек и многих других агрегатов, в которых присутствуют ударные нагрузки на корпус изделия или элементы. Полиамидные стержни и листы устойчивы к воздействию:

  • спирта;
  • щелочи;
  • масла;
  • эфира;
  • слабой кислоты.

Изготовленные из этого материала детали используются в узлах трения и даже без смазки. Преимущество листового и стержневого капролона заключается в том, что он является замечательным диэлектриком, по своим качествам не уступающий таким материалам, как поливинилхлорид и полистирол.

Обладая низким коэффициентом трения, изделия из Полиамида 6 быстро и легко устанавливаются вместо стальных и бронзовых деталей. Кроме того, они обладают гораздо меньшим весом, чем металлические изделия.

Листовой или стержневой капролон замечательно обрабатывается на точильных, фрезерных и шлифовальных станках. Изделия из такого материала гарантируют более надежную и длительную службу в узлах трения и скольжения. Стержни из капролона выдерживают различные нагрузки и удары, а также характеризуются длительным сроком эксплуатации.

Преимущества капролона

Среди преимуществ капролона вне зависимости модификации можно выделить следующие:

  • Капролон устойчив к истиранию при умеренном механическом воздействии. Свойство сохраняется при отсутствии смазочного вещества.
  • Капролон листовой (лист) отличается стабильностью размеров.
  • Стержневой тип имеет низкую усадку при нагревании и под воздействием пара.
  • Температура плавления ПА-6 от 220 градусов выше по сравнению с рядом аналогичных полимеров.
  • Лучшая стойкость к стирке красителей у листового(лист) и блочных полимеров.
  • Устойчивость ПА-6 к ультрафиолетовому излучению.
  • Прочность на разрыв ПА-6. Особенно стержневой тип.

Капролон: свойства и применение

Капролон широко находит применение с целью изготовления:

  • Лопастей насосов;
  • Шестерней;
  • Вевозможных корпусов;
  • Крылаток;
  • Роликов в качестве основы лент для конвейеров.

Одним из главных назначений и ценных технических характеристик материала является его способность понижать степень изнашивания изделий, увеличивая период функционирования в 1,5 раза. Итоговая цена приблизительно в 2 раза меньше по сравнению с аналогичными продуктами из стали и бронзы.

Материал применяется в электротехнике, при возведении судов, производстве машин и горнодобывающей отрасли. еще одной его особенностью является отсутствие токсичности и вреда для человека и животных.

Получение

Чтобы получить капролон высокой плотности, необходимо провести реакцию низкотемпературной полимеризации, в которой будут брать участие аминокапроновая кислота, щелочные катализаторы и активаторы.

Полиамид

Полученный материал можно развести в фенольных и крезольных растворах. Этот материал считается отменным диэлектриком.

Согласно государственному стандарту этот полиамид должен изготавливаться согласно требованиям ГОСТ 7850-86. «Капролон. Технические условия».

Формы поставки

svoystva-kaprolona.jpgНаиболее часто листовой капролон выпускается в виде заготовок для производства многочисленных деталей, среди которых:

В основном материал поставляется в форме листов различной ширины. Толщина способна варьироваться от 6 до 250 мм при изменении данных показателей. Пространства с целью хранения рекомендуется выбирать с пониженной степенью влажности.

Капролон следует применять с долей осторожности по причине его гладкости, упругости и склонности к скольжению. При нанесении ударов молота или кувалды специалисты, соблюдая повышенную технику безопасности, предварительно закрепляют его на ровной поверхности. Во избежание нанесения травм острыми кромками необходимо пользоваться защитными перчатками.

Виды и марки материала

kaprolon-2.jpgОсновные виды капролона:

  • Литьевой. Самый востребованный и распространенный, простой и дешевый в производстве.
  • Экструдированный. Полимер с пониженной теплостойкостью, подходит для эксплуатации при температуре до 100 °С.
  • Жаростойкий. Обладает повышенной устойчивостью к нагреву, максимально допустимая температура для работы таких изделий составляет 259 °С.
  • Пищевой. Экологичный материал, проходящий более жесткий контроль в гигиеническом плане. Подходит для контакта с пищевыми продуктами.
  • С добавлением твердых смазок (чаще всего графита). Отличается повышенной износоустойчивостью. Используется для изготовления деталей промышленного оборудования. Такие элементы работают тихо, не нуждаются в смазке и не стираются в процессе работы. Это связано с графитовой пылью, которая выступает на поверхность детали при возникновении трения. Графит тут же снижает трение.
  • С добавлением полиэтилена или стекловолокна. Капролон, упрочненный включением ПЭ или стекловолоконного наполнителя при производстве деталей или заготовок.

Самые популярные марки полимера:

  • А. Для авиастроения. Материал малого веса и высокой прочности, выдерживает серьезные динамические нагрузки.
  • Б. Для производства деталей промышленного оборудования, автомобилей и др. Прочный и долговечный полимер, наиболее распространенный на рынке.
  • МГ (с графитом). Обладает повышенными антифрикционными свойствами. Коэффициент трения такого материала ниже, чем у изделий из обычного капролона с масляными смазками. Материал стоит дороже обычного и применяется в более узкой сфере.
  • МДМ (с молибденом). Полимер с повышенными диэлектрическими свойствами. Используется там, где есть высокая вероятность возгорания взрывоопасной газовой смеси (в основном это газодобывающая и газоперерабатывающая сфера).

Формы выпуска

kaprolon-1.jpgСырьевой капролон выпускается в виде порошка для дальнейшего литья или экструзии. На рынок поступает в виде готовых литых деталей или заготовок. Как правило, это:

  • Листы толщиной 6–250 мм и размером 1×1 м (из них изготавливают кольца, вкладыши).
  • Стержни диаметром до 150–300 мм и длиной до 2 м.
  • Бруски разного размера (обычно размер задается под конкретную деталь, которую будут вытачивать из бруска).
  • Заготовки определенных, нестандартных форм под дальнейшую фрезеровку.

Материал поддается вторичной переработке, но детали из первичного сырья более прочные и долговечные.

Сравнение с аналогичными материалами

Отличия материала капролонСуществует довольно большое количество полимеров, обладающих износостойкостью, высокой прочностью и которые способны заменить собой металл. Капролон является одним из них. Часто возникает вопрос: что лучше – капролон или фторопласт? Однозначного ответа на этот вопрос нет, потому что эти материалы хоть и похожи друг на друга, однако обладают индивидуальными особенностями и характеристиками.

Если рассматривать термостойкость, то фторопласт в этом случае окажется лучше, потому что может использоваться при температуре до 200 градусов, а вот капролон в такой ситуации начинает оплавляться.

Оба материала обладают одинаковой стойкостью к химической коррозии, с той лишь разницей, что капролон больше используется в химически активных щелочных средах, а фторопласт в кислотных.

Если сравнивать массу, то капролон значительно легче фторопласта. Это позволяет использовать его в узкоспециализированных областях, где большую роль играет масса изделия. По прочности на сжатие и коэффициенту деформации на удар или разрыв капролон незначительно уступает фторопласту. Срок службы последнего гораздо выше, чем у своего аналога, и он более надежный и стойкий материал. Однако капролон является самым доступным по стоимости, и детали из такого материала обойдутся в несколько раз дешевле, чем конструкция из фторопласта.

Таким образом, капролон – это многофункциональный конструкционный материал, который используется в качестве антифрикционного. Благодаря созданию такого полимерного материала, появилась возможность удешевить и облегчить конструкции двигателей, силовых установок, разнообразных узлов и агрегатов без потери качества.

  • Автор: Фёдор Ильич Артёмов
  • Распечатать
Оцените статью:

(13 голосов, среднее: 3.5 из 5)

Производство [ править | править код ]

В СССР выпускался по ТУ 6-05-988-87 двух марок «А» и «Б».

В настоящее время выпускается по ТУ 2224-036-00203803-2012.

Производители и стоимость полиамида 6 блочного

Он может продаваться на вес, так как его изготавливают в виде листов, втулок, стержней, кругов или блоков. Капролон разный в диаметре и толщине. Цена 1 кг капролона в среднем составляет 300-400 рублей. Но стоит заметить, что окончательная стоимость готового изделия или заготовки из этого материала может быть гораздо выше.

Известными производственными компаниями, которые специализируются на этом материале в Российской Федерации, есть:

  • •    ПП МТР-Сервис,
  • •    ООО ПромРесурс,
  • •    ООО ПКФ ЮХК,
  • •    ООО ЭнергоТехПром-НН,
  • •    ООО Континент,
  • •    ООО АПЭКС-ПЛЮС.

Капролон– полимерный материал

Капролон относится к группе полимерных материалов. Полимер -это большая молекула или макромолекула, состоящая из миллионов повторяющихся связанных звеньев, каждая из которых относительно легкая молекула. Благодаря диапазону свойств как синтетические, так и натуральные полимеры играют важную и повсеместную роль в повседневной жизни. Синтетические полимерные материалы обладают многими привлекательными свойствами, такими как монодисперсность, биосовместимость, контролируемый состав и длина цепи, а также регулируемые химические свойства. На заре существования полимеров они изучались на предмет их использования в качестве статических конструктивных элементов: круглый и листовой формат. Однако в наши дни передовые полимерные материалы, которые проявляют особые функции в ответ на внешние условия, привлекают все больше и больше внимания.

Капролон экструзионный

Увеличение молекулярной массы смолы — один из методов, которые были предложены для улучшения износостойкости и ударной вязкости полимеров, армированных волокном. Усиленным вариантом является графитонаполненный стержень. Экструзионный капролон: сильные механические свойства и хорошая износостойкостью благодаря полукристаллической молекулярной структуре с водородными связями. Материал обладает износостойкостью и балансом свойств прочности, ударной вязкости и жаропрочности. Кроме того, стоимость материала намного ниже, чем у других видов полиамидов, таких как полиамид 46, полиамид 11 и любой тип ароматического полиамида. Благодаря свойствам, капролон экструзионный является широко используемым материалом для деталей машин в автомобилях и для промышленных машин, таких как шестерни, подшипники, фиксаторы, ролики и корпуса. В XXI веке потребность в уменьшении габаритов автомобилей и промышленного оборудования и повышенное внимание к проблемам окружающей среды привели к увеличению спроса на уменьшение размера и веса деталей и на прикладывание нагрузки к пластмассовым деталям.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...