Свойства и характеристики капролона (полиамид 6 PA-6) представлены в описании на изделия: листовой (пластины) и стержневой (прутки) капролон, изготовленные на основе ГОСТ по ТУ 2224-001-78534599-2006, ТУ 22.21.10-011-17152852-2019, ТУ 2224-036-002203803-2012 с представлением сравнительного анализа характеристик и свойств капролона в различном химическом и физическом исполнении.
Капролон — полимерный материал (полиамид 6 PA-6) с высокими техническими характеристиками, более 30 лет используется в современной промышленности и активно заменяет детали из металла, бронзы, других сплавов.
Капролон — российское название, часто встречается другое его наименование — полиамид 6 или ПА6 (PA6).
Другие страны производят этот же материал под своими запатентованными наименованиями: Текамид (Tecamid), Эрталон (Ertalon), Текаст (Teсast), Ультралон (Ultralon), Нейлон (Neylon) и так далее, все эти полимеры — аналоги капролона.
У нас еще можно встретить старое название — полиамид ПА6 блочный, обусловленное формой выпуска. На данный момент оно не актуально, при обработке блока остается большое количество отходов, стружки. Капролон выпускают в форме пластин, листов, стержней, кругов, труб. Эти формы удобны для обработки и получения конечной продукции.
Капролон ПА6 полиамид 6, изготовленный по ТУ 2224-001-78534599-2006 и ТУ 22.21.10-011-17152852-2019, не требует предварительной термической и механической обработки.
Изделия по данным ТУ прошли цикл термообработки на производстве для снижения внутреннего напряжения, увеличения прочности и химической стойкости; поставляется уже отторцованным, это многократно уменьшает затраты рабочего времени.
Температура эксплуатации от -60°С до +120° ТУ 2006 года и от -40°C до +100°C ТУ 2019 года.
Капролон ПА6 полиамид 6, изготовленный по ТУ 2224-036-00203803-2012, требует термообработки, чтобы снять внутреннее напряжение материала, возникающее в ходе производства, для предотвращения коробления, деформации и растрескивания. Температура эксплуатации от -40°С до +70°С.
Капролон изготавливают двух марок: марка «А» — высший сорт, и марка «Б» — первый сорт, физико-механические свойства этих марок отличны и представлены в таблице:
Капролон (полиамид 6 блочный) марка «А» и марка «Б» основные параметры по ТУ 2224-001-78534599-2006:
| Наименование показателей | Капролон стержни, круги, листы, плиты | |||
| PA 6, ненаполненный | PA 6 HS, наполнитель CM025, термо-стабилизатор | PA 6 OFN, наполнитель CM015, низко-температурное масло | ||
| Марка «А» | Марка «Б» | |||
| Внешний вид | Гладкая поверхность без раковин, трещин, от белого до кремового цвета | Гладкая поверхность, от белого до кремового цвета, раковины, сколы не более 2 шт на 10% всей поверхности | Листы, стержни с гладкой поверхностью без раковин, трещин, цвет голубой | Листы, стержни с гладкой поверхностью без раковин, трещин, от серого до черного цвета |
| Количество пор размером от 0,8мм до 1,5мм на поверхности продукции, шт, не более | Нет | Не более 1 | 2 | |
| Изгибающее напряжение при величине прогиба, равной 1,5 толщины образца, мпа, не менее | 90 | 80 | — | — |
| Сопротивление ударной нагрузке | Не разрушается | Не разрушается | Выдерживает испытания |
Капролон (полиамид 6 блочный) марка «А» и марка «Б» основные параметры по ТУ 2224-036-00203803-2012:
| Наименование показателей | Капролон стержни, круги, листы, плиты | |||
| ПА 6 | ПА 6-МГ, графит | ПА 6-МДМ, дисульфид молибдена | ||
| Марка «А» | Марка «Б» | |||
| Внешний вид | Листы, стержни с гладкой поверхностью без раковин, трещин, от белого до кремового цвета | Листы, стержни с гладкой поверхностью без раковин, трещин, от серого до черного цвета | ||
| Количество пор размером от 0,8мм до 1,5мм на поверхности продукции, шт, не более | Нет | 2 | 2 | |
| Изгибающее напряжение при величине прогиба, равной 1,5 толщины образца, мпа, не менее | 90 | 80 | 95 | 85 |
| Сопротивление ударной нагрузке | Не разрушается | Выдерживает испытания | Выдерживает испытания |
Капролон ПА6 производят с помощью анионной полимеризации жидкого или гранулированного капролактама (ГОСТ 7850-86), он имеет синтетическую основу. Полиамид 6 конструкционный материал, цвет от бело-бежевого до кремового. Возможно окрашивание на производстве в другие цвета по желанию заказчика.
Также для изменения и улучшения его свойств и повышения работоспособности в различных средах используют добавки и получают маслонаполненный, графитонаполненный и другие виды модифицированного капролона.
При изготовлении полиамида производители ориентируются на ГОСТ, но используют разные технические условия, при этом у капролона несколько отличаются физико-механические показатели.
Капролон ТУ 2224-001-78534599-2006, ТУ 2224-036-00203803-2012 сравнение свойств:
| Физико-механические показатели | Капролон, изготовленный поТУ 2224-001-78534599-2006 | Капролон, изготовленный поТУ 2224-036-00203803-2012 |
| Плотность | 1,145 г/см3 | 1,150 — 1,160 г/см3 |
| Температура плавления | + 220°C | от + 220°C до + 225°C |
| Работоспособен при температуре | от -60°C до +120°C | от -40°C до +70°C |
| Прочность при растяжении | 80 Мпа | 70 — 80 Мпа |
| Относительное удлинение | >20 % | >20 % |
| Напряжение при относительной деформации, равной 25% | 95 МПа | 120 — 130 МПа |
| Температура изгиба под нагрузкой 1,8 МПа | — | от + 80°C до + 100°C |
| Водопоглащение за 24 часа | 0,3 % | 1,5 — 2 % |
| Водопоглощение максимальное до насыщения в воде | 7 % | 6 — 7 % |
| Коэффициент теплопроводности | 0,26 Вт/м °C | 0,30 — 0,35 Вт/м °C |
| Средний коэффициент теплового расширения | 8*10-3 °C | 6,6*10-5 — 9,8*10-5 °C |
| Удельное поверхностное сопротивление | 1*1012 Ом | 1*1012 — 1*1013 Ом |
| Удельное объёмное электрическое сопротивление | 1*1013 Ом*м | 1*1013 — 1*1014 Ом*м |
| Диэлектрическая проницаемость | при частоте 103 Гц — 3,7 | при частоте 106 Гц — 3,3-3,5 |
| Электрическая прочность | 25 кВ/мм | 20 — 25 кВ/мм |
| Коэффициент трения по стали без смазки | 0,39 | 0,23 — 0,33 |
| Твердость по Шору Д | 84 | — |
| Ударная вязкость | — | 120 кДж/м2 без надреза3 кДж/м2 с надрезом |
| Прочность на удар | 5,6 кДж/м | — |
| Прочность на изгиб | 105 МПа | — |
| Модуль изгиба | 330 МПа | — |
✔ Литой- сырье заливается в пресс-форму и далее выдерживается при определенных условиях температуры и времени.
✔ Экструзионный — сырье выдавливается через отверстие, получая при этом определенную форму; плотность заготовок при этом более равномерная по всей длине.
Технические характеристики при разных способах производства зависимы.
Экструзия и литье позволяют получить полиамид разной плотности, отличаются ударная прочность, жесткость, водопоглащение, твердость, границы рабочей температуры, цвет.
Эти характеристики важны при выборе капролона в качестве заготовок для изготовления деталей, запчастей для самолетостроения, машиностроения, судостроения и подобных отраслей высокотехнологичной промышленности.
Капролон свойства и преимущества
- Невероятно легкий удельный вес – в 6-7 раз легче бронзы, стали и других металлов и с успехом их заменяет.
- Стойкость к коррозионному влиянию.
- Устойчивость к агрессивным средам — морская вода, углеводороды, масла, спирт, кетоны, эфиры, щелочи и слабые кислоты. Капролон могут растворить только концентрированные кислоты, фенолы, фторированные и хлорированные спирты.
- Высокий уровень износостойкости — работает в 5 раз дольше, чем цветные металлы; с другой стороны капролон вязкий и может при работе поглощать абразивные частицы, не теряя при этом своих свойств. Полиамид 6 хорошо подходит для производства деталей конвейерных линий: втулок, роликов, валов и т.д.
- Способность самосмазывания — может работать без смазки в парах трения.
- Работа в широком диапазоне температур от -60°C до +120°C по ТУ 2224-001-78534599-2006, от -40°C до +100°C по ТУ 22.21.10-011-17152852-2019, от -40°C до +70°C по ТУ 2224-036-002203803-2012. Кратковременная эксплуатация от -100°С до +170°С.
- Полная экологическая безопасность — нетоксичен и безопасен для человека.
- Отличные прочностные качества, легко поддается обработке.
Капролон. Виды и применение. Свойства и особенности
Капролон – это полимер на основе капролактама, являющийся конструктивным материалом для изготовления трущихся деталей.
Материал поддается обработке методом сверления, шлифовки, фрезерования, при этом режется сложнее, чем прочие полиамиды.
Благодаря повышенной твердости и низкому коэффициенту трения является незаменимым для изготовления частей сложных механизмов, на которые оказывается интенсивная нагрузка.
Что такое капролон
Это полимерный материал, из которого изготавливаются различные детали механизмов чаще всего методом фрезеровки или токарной обработки. В чистом виде напоминает плотный пластик белого цвета, реже с желтоватым оттенком. Производители капролона могут включать в его состав красители, поэтому фактическая расцветка материала может быть какой угодно. Однако изделия в виде заготовок обычно светлые. Цветными являются готовые отлитые детали из капролона
Несмотря на сходство с бытовыми пластиками, материал существенно превосходит их по прочности. Его можно сравнить со сталью, при этом полимер легче, он является устойчивым к коррозии. Аналогичные детали из стали тяжелее изделий из капролона в 6-7 раз. Кроме этого полимер легко переносит ударную нагрузку, то есть, изделия из него практически не трескаются.
Капролон на 50% дешевле металлов, которые им заменяются. За счет его использования можно снизить стоимость механизма, а также уменьшить его вес.
Согласно статистическим данным, изготовление детали из капролона происходит быстрее на 35%, чем ее производство из металла.
В связи с этим шестеренки и прочие детали механических узлов различного оборудования преимущественно изготавливаются из данного полимера. Примером является практически любая бытовая техника.
Материал имеет очень низкий коэффициент трения. Он в 2 раза ниже, чем у пары из стали. Его применение снижает интенсивность замены трущихся механизмов и шум от их работы. В связи с этим капролон является самым распространенным материалом для изготовления легких деталей в диапазоне эксплуатации до температуры +70°C.
Физико-механические свойства материала
Капролон различной модификации имеет отличительные физические качества. В среднем его показатели следующие:
- Плотность до 1160 кг/м³
- Температура плавления до +225°C.
- Рабочая температура использования в пределах -40…+70°C.
- Предел прочности при сжатии 90 МПа и выше.
- Растяжение при разрыве до 10%.
Форма выпуска
Бóльшая доля изделий из капролона представляют собой заготовки для дальнейшего изготовления деталей методом токарной обработки или фрезеровки. Такие заготовки выпускаются в следующих форматах:
Материал в листах преимущественно используется для изготовления колец, вкладышей. Его толщина составляет от 6 до 250 мм. Преимущественно размер листов составляет 1х1 м.
Стержни из капролона могут иметь различный диаметр, но обычно не толще 150-300 мм. Максимальная их длина составляет 2000 мм.
Бруски могут иметь различный размер, чаще всего их изначально делают под конкретные параметры для изготовления конкретной детали.
Химические предприятия, занимающиеся выпуском капролона, также реализуют его в виде порошка. Он используется для литья. Нужно отметить, что капролон подходит для вторичной переработки. Его можно переплавить.
Для этого применяются изношенные детали, а также стружка, получаемая при фрезеровке и токарной обработке. При покупке заготовок из капролона оптимально использовать первичный материал, то есть полученный методом низкотемпературной анионной полимеризации капролактама.
Он прочнее, чем вторичные изделия, образованные при переплавке.
Особенности обработки
Обработка капролона выполняется инструментами, предназначенными для работы со стальными заготовками. Материал можно сверлить, фрезеровать, резать и т.д. Оптимально при обработке капролона использовать инструмент из углеродистой стали, желательно с вольфрамовыми напайками.
При хранении капролона в холоде при отрицательной температуре длительное время обработку проводить нежелательно. Необходимо выдержать заготовку в теплом помещении не менее 5 суток. Именно столько нужно, чтобы она отогрелась и приобрела нормальную эластичность. В противном случае возможно образование микро сколов, а также ускоренное изнашивание инструмента.
Положительным моментом работы с капроном является отсутствие у него недостатков пластиков. При нагреве от трения обрабатывающим инструментом он не оплавляется, и не источает дым или едкий запах. Хотя температура плавления материала сравнительно все же низкая, но не настолько, чтобы достигнуть ее за счет трения.
Виды капролона
При производстве капролона могут применяться различные технологии, в зависимости от чего отличаются конечные технические качества материала. В связи с этим желательно различать его, чтобы использовать оптимальный вид капролона под конкретную задачу.
Существуют следующие его разновидности:
- Литьевой.
- Полученный методом экструзии.
- С добавлением твердой смазки.
- С включением полиэтилена.
- Со стекловолокном.
- Жаростойкий.
- Пищевой.
Самым распространенным является литьевой материал.
Его производство менее затратное, так как не нуждается в использовании редкого дорогостоящего оборудования. Изделия с добавлением твердых смазочных материалов обладают высокой износоустойчивостью. Их используют для производства деталей промышленных машин.
За счет смазки капролоновые поверхности меньше затираются и создают мало шума при трении. Чаще всего в состав включается графит, за счет чего капролоновая деталь не нуждается в дополнительной смазке.
В момент начала трения на ее поверхности выступает графитовая пыль, которая замедляет износ поверхности.
Материал полученный методом экструзии не рассчитан на сильный нагрев. Детали из него используются только в пределах невысоких температур, обычно до +100°C. Для более сложных условий применяется жаростойкий капролон с пределом нагрева до +259°C.
Производители занимаются выпуском капролона различных марок, химический состав которых максимально адаптирован под конкретные условия применения.
Самыми распространенными являются 4 марки: А, Б, МГ и МДМ:
- Марка А – разработана для использования в авиастроении. Отличается небольшим весом и высокой прочностью. За счет этого из нее делают детали, на которые будет оказываться серьезная динамическая нагрузка.
- Б является менее технологичной. Она используется для производства деталей для станков, автотранспорта и различного оборудования. Капролон марки Б очень прочный, изделия из него долговечные. Почти все заготовки из этого полимера представленные на рынке относятся к марке Б.
- МГ является модифицированной графитом. За счет этого материал получает антифрикционные качества Он имеет самый низкий коэффициент трения, даже ниже, чем при использовании обычного капролона в сочетании с масляной смазкой. МГ более дорогая в плане производства марка, поэтому стоимость этого материала выше средней.
- МДМ модифицирована молибденом. За счет этого материал получил диэлектрические качества. Его используют для изготовления деталей механизмов эксплуатируемых в условиях высокой вероятности возгорания взрывоопасных газов и испарений. МДМ преимущественно применяется на газодобывающих и газоперерабатывающих предприятиях.
Ближайшие аналоги
Ближайшим аналогом капролона выступает фторопласт. Это очень похожие материалы, которые во многих случаях являются взаимозаменяемыми. Однако они имеют разные технические параметры. Для капролона характерна более высокая износоустойчивость. Его в разы сложение разрезать.
Изделия из него служат дольше. Однако фторопласт не уступает капролону по популярности, так как имеет более широкий температурный диапазон использования. Его температура плавления 327°C, в то время как у капролона она составляет 220-225°C.
Таким образом, доступного в свободной продаже полноценного аналога капролона не существует.
Сфера использования
Область применения капролона практически не ограничена. Это прочный материал с высокой химической устойчивостью. За счет этого капролон не разрушается в сложных условиях.
Детали из него можно встретить в оборудовании и механизмах разных направлений промышленности:
- Пищевой.
- Машиностроении.
- Авиастроении.
- Энергетике.
В первую очередь из капролона делают подшипники и прочие детали скольжения.
За счет низкого коэффициента трения такие изделия отличаются малым износом, что минимизирует частоту обслуживания оборудования. Из капролона делают втулки, направляющие вкладыши.
Преимущественно такие детали применяются в узлах трения с нагрузкой до 20 МПа. Это обеспечивает запас прочности в 2,5 раза.
Из капролона изготавливаются шкивы и блоки для поднятия тяжестей. Согласно действующим нормативам, допускается максимальная нагрузка на подобные изделия до 30 т. Плотность и износоустойчивость материала также позволяет делать из него звездочки, шестерни и различные детали червячного механизма.
Прочность и стойкость материала к резке позволяют его использовать и для изготовления менее технологичных предметов. К примеру, из капролона делают разделочные доски для мяса, используемые на больших предприятиях.
Благодаря химической стойкости материала его широко применяют в кожевенном деле для изготовления механизмов, занятых выделкой и подготовкой кожи.
Детали из него не растворяются от контакта с используемыми при этом реактивами.
Похожие темы:
Капролон — что это за материал и какие у него аналоги?
В современной промышленности используется довольно большое число разных полимерных материалов. Их задействуют практически во многих видах производственных отраслей как высокоэффективную альтернативу металлическим или же пластиковым изделиям. Подобная полимерная продукция обладает наилучшей устойчивостью к механическим воздействиям и наиболее высокой стойкостью к агрессивным веществам. Собственно, ярким представителем сырья, состоящего из высокомолекулярных соединений является капролон, но многие люди до сих пор не знают, что это за материал и для каких целей его можно использовать в быту.
Собственно, капролон — это нейтральное слово, которое было принято в Советском Союзе для обозначения поликапромида.
Данный синтетический материал получается посредством проведения анионной полимеризации кристаллического капролактама и представляет из себя конструкционный полимер белого или кремового цвета. Капролон не имеет специфического запаха, он не токсичен и экологически безопасен для жизнедеятельности людей.
Кроме того, он обладает диэлектрическими свойствами, способностью к самосмазыванию и невероятно маленьким удельным весом, который легче бронзы и многих сплавов практически в 7 раз.
Благодаря высоким техническим характеристикам данного материала, изделия из капролона способны выдерживать воздействие прямых солнечных лучей и могут подолгу находиться на открытом воздухе. Более того, им не страшно воздействие влаги и коррозии.
Капролон имеет довольно высокую степень устойчивости к различным агрессивным химическим элементам, при этом во время взаимодействия с ними он совершенно не теряет свои эксплуатационные характеристики и продолжает стабильно функционировать на высоком уровне.
Однако, есть и такие рабочие среды, при взаимодействии с которыми он может попросту раствориться.
| Взаимодействие капрона с агрессивными средами | |
| Не разрушается под воздействием | Растворяется под воздействием |
| Кетонов | Фенолов |
| Масел | Уксусной кислоты |
| Эфиров | Муравьиной кислоты |
| Углеводородов | Фторированных спиртов |
| Спиртов | Сильно концентрированных кислот |
| Щелочей | |
| Слабо концентрированных кислот |
Примечательно, что под воздействием сил трения, капролон образует на своей поверхности специальный защитный слой, который выступает в качестве смазки и обеспечивает высокие антифрикционные свойства. Уменьшая трение в узлах, автоматически уменьшается и износ трущихся элементов. Таким образом, изделия из капролона смогут прослужить значительно дольше. В сравнении с бронзой и стальными сплавами, применение капролона в механизме позволит продлить эксплуатационный ресурс узла в 1,5 раза. При этом его цена, в отличии от стальных аналогов, намного меньше. Получается, что за материал капролон и за готовые из него детали можно заплатить меньше денег, чем за сталь, получив такие преимущества как:
- Невероятно легкий удельный вес
- Стойкость к коррозионному влиянию
- Устойчивость к агрессивным средам
- Высокий уровень износостойкости
- Способность самосмазывания
- Работа в широком диапазоне температур
- Полная экологическая безопасность
- Отличные прочностные качества
Плотность капролона, в зависимости от его вида, составляет либо 1,15 г/см3, либо 1,14г/см3. Первое значение характерно для литьевой формы выпуска, а второе уже для экструзионной.
Отличие между ними будет заключаться в том, что в первом случае изготовление происходит с помощью заливки нагретого сырьевого вещества в пресс-формы и последующей выдержки в течение определенного времени в конкретных условиях.
Во втором случае расплавленный вязкий материал выдавливают через специальное отверстие, которое придает ему на выходе определенную форму. Таким образом, существуют два основных вида выпуска капролона:
- Капролон литьевой
- Капролон экструзионный
Кстати говоря, в зависимости от способа производства капролона, будут зависеть и многие другие его технические характеристики.
Например, у экструзионного и литьевого полиамида будут разные степени жесткости, разные ударные прочности, различный уровень поглощения воды, а также будут отличаться твердость, прочность, минимальные и максимальные рабочие температуры и даже цветовой оттенок! В принципе, это не существенные изменения, однако они могут оказаться очень важными при применении капролона как сырьевой заготовки для производства запчастей в машиностроении, авиастроении или в других подобных отраслях.
| Характеристики | Марка | |
| Капролон литьевой | Капролон экструзионный | |
| Плотность | 1,15г/см3 | 1,14г/см3 |
| Упругость при растяжении | 1700МПа | 1400МПа |
| Твердость по Бринеллю | 165МПа | 150МПа |
| Прочность на растяжение | 55МПа | 45МПа |
| Ударная прочность по Шарпи | 100кДж/м2 | 150кДж/м2 |
| Водопоглощение | 2,20% | 2,60% |
| Электрическое сопротивление | 1014Ом*м | |
| Коэффициент трения по стали | 0,35 | |
| Минимальная температура среды | -30°С | -40°С |
| Максимальная температура среды | +105°С | +85°С |
| Цветовая гамма | Светло-желтый | Молочно-белый |
Изделия из капролона
Вдобавок ко всему, капролон может поглощать шум и существенно снижать вибрационные и динамические нагрузки. В совокупности, все эти технические характеристики и сделали его одним из наиболее востребованных и популярных полимеров. Более того, данный материал с легкостью может быть обработан разными механическими способами. Например, обработка капролона выполняется посредством фрезерования, точения, разрезания, сверления, а также шлифования. Таким образом, используя обычное заводское оборудование, возможно сделать различные изделия из капролона взамен более тяжелых и менее надежных металлических.
Что делают из капролона?
| Сфера | Изделия |
| Судостроение и судоремонт | Подшипники гребных и дейдвудых валов |
| Веерные ролики и крышки клапанов | |
| Клапаны, поршни, шестерни, крыльчатки | |
| Энергетика и электротехника | Турбинные вкладыши и шаровые мельницы |
| Шнеки питания, золотоудаления и пылевые | |
| Подшипники для насосов и оборудования | |
| Горнодобывающая промышленность | Подшипники для камнедробильных систем |
| Вкладыши седлового подшипника | |
| Втулки центральной цапфы и блока наводки | |
| Нефтегазовая добыча | Подшипники для насосов |
| Скребки насосных штанг | |
| Решетки для вакуумных фильтров | |
| Машиностроение | Подшипники качения и скольжения |
| Направляющие и вкладыши узлов трения | |
| Втулки, шестерни, звездочки, поршни | |
| Крановое и транспортное оборудование | Шкивы, блоки, ролики колесных механизмов |
| Корпуса, кронштейны, ступицы колес | |
| Осевые опоры, втулки, подшипники | |
| Пищевое оборудование | Сепараторы, насосы, ролики, шестерни |
| Подшипники, направляющие, втулки | |
| Ниппеля, планки, колодки, шнеки |
И это далеко не полный список возможной продукции из данного полимера.
Поскольку сама обработка капролона выполняется на 35% более легко и быстро, нежели обработка других стальных аналогов, а итоговая стоимость у таких изделий будет гораздо ниже при высоких технических характеристиках, то многие предприятия выбирают именно этот материал для производства новой продукции.
В свою очередь, очень многие инженеры стараются заменить старые изношенные стальные детали в промышленной или частной гражданской технике на высоконадежные и эффективные детали из капролона или же из его полимерных аналогов.
Аналоги капролона
Важно понимать, что само слово «капролон» является сугубо отечественным обозначением поликапромида. Еще одно часто встречающееся название данного материала — полиамид. Кстати говоря, в некоторых случаях такое название сокращают до аббревиатуры ПА. В целом же, капролон имеет большое число запатентованных названий, которые являются товарными знаками различных компаний по всему миру. Очень часто данный полимер обозначают как Текамид (Tecamid), Эрталон (Ertalon), Текаст (Teсast), Ультралон (Ultralon), Нейлон (Neylon) и множеством других различных наименований, однако все они — аналоги капролона.
Зарубежные аналоги капролона
| Полиамид 6 (ПА-6) | Akulon | Akzo | Голландия |
| Maranyl | ICI | Великобритания | |
| Capron | Allied Chem. Corp. | Канада, США, Бельгия | |
| Zytel | Du Pont EI | Канада, США, Швейцария | |
| Nylene | Service Color Corp. | США | |
| Adell | Adell Ptastics Inc. | ||
| Grilon | Emser Werke | Швейцария, США | |
| Nypel | Nypel Inc. | Япония, США, Германия, Таиланд | |
| Amilan СМ | Toray Ind | Япония, США | |
| Duretan В | Bayer AG | Германия | |
| Ultramid D | BASF | ||
| Technyl С | Rhone Poulenc | Франция | |
| Полиамид 66 (ПА-66) | Akulon | Akzo | Голландия |
| Maranyl | ICI | Великобритания | |
| Minlon, Zytel | Du Pont EI | Канада, США, Швейцария | |
| Gelanese | Gelanese Plastics | Канада, США, Дания, Англия | |
| Adell | Adell Ptastics Inc. | США | |
| Nypel | Nypel Inc. | Япония, США, Германия, Таиланд | |
| Amilan | Toray Ind | Япония | |
| Nylon 66 | Ube Ind | ||
| Ultramid A | BASF | Германия, США | |
| Technyl | Rhone Poulenc | Франция | |
| Полиамид 610 (ПА-610) | Thermocomp Q | LNP Corp. | США |
| Vydyn | Monsanto Co. | ||
| Amilan СМ | Toray Ind | Япония, США | |
| Ultramid S | BASF | Германия | |
| Technyl D | Rhone Poulenc | Франция |
Кроме того, на постсоветском пространстве капролон зачастую обозначается как полиамид ПА-6 блочный. Такое название было дано благодаря тому, что данный материал выпускался в форме блоков. Однако уже долгое время основные формы его выпуска — стержень, втулка, лист или гранулы.
Нерентабельность блочной формы обусловлена тем, что при изготовлении деталей из капролона значительная часть материала стачивалась, превращалась в стружку и шла в отход. Само собой, это было крайне невыгодно.
Тем не менее, это название осталось в обиходе и используется до сих пор, а некоторые фирмы продолжают выпуск такой формы.
Примечателен тот факт, что капролон имеет несколько структурных модификаций, которые отличаются по степени устойчивости к нагрузкам и другим техническим характеристикам.
В зависимости от предназначения и рабочих условий, производится полиамид ПА-6, а также полиамид ПА-6 маслонаполненный, то есть содержащий в себе специальную смазку. При этом маслонаполненный капролон будет иметь уже не светлый окрас, а черный.
Кроме того, в темных тонах будет выполняться также полиамид ПА-6 МДМ с дисульфидом молибдена, и еще один особый вид данного полимера — полиамид ПА-6 МГ графитонаполненный.
Помимо этого есть еще и стекловолокнистый полиамид ПА-6, который содержит в структуре стекловолокно, придающее ему уже наибольшую жесткость и прочность. На этом изделия с префиксом «6» заканчиваются, однако идут уже другие модификации. Например, существует полиамид-11, который практически не подвержен старению.
Существует и похожий на него полиамид-12. Кроме того, выделяют полиамид-46, полиамид-66 и полиамид-610. Каждый из них имеет чуть более лучшие технические показатели, чем материал с префиксом «6».
Но здесь важно учесть, что это — не аналоги капролона, это — его структурные модификации.
Капролон (Полиамид-6)
Капролон или полиамид 6 – это полимерный материал, обладающий важными техническими характеристиками и свойствами. Этот материал устойчив к минеральным кислотам и щелочам и обладает высокой прочностью.
Как правило, он имеет цвет слоновой кости, но может меняться в зависимости от используемого пигмента. Важные свойства капролона — это высокая прочность и устойчивость к истиранию.
Преимуществом использования данного материала является то, что он легко поддается механическому воздействию.
Важнейшие свойства и технические характеристики капролона были открыты давно, но в промышленности он начал применяться около тридцати лет назад.
Основные свойства полиамидов и стеклонаполненных (НС)
| Свойства | Полиамид ПА 6 | Полиамид ПА 6.6 | ПА 6.10 | ПА 12Л | ПА 12Л-ДМ | Капролон В | П548 (спиртораст-воримый) | ПА 6НС | ПА 610НС | ПА66НС |
| Плотность кг/м3 | 1130 | 1140 | 1100 | 1020 | 1020 | 1150 | 1120 | 1350 | 1350 | 1300 |
| Температура пл. С | 215 | 260 | 220 | 180 | 177-182 | 220-225 | 150 | 207-211 | 230 | 250 |
| Разрушающее напряжение МПа, при: | ||||||||||
| растяжении | 66-80 | 80-100 | 50-58 | 50 | 40-48 | 90-95 | 30 | 120-150 | 120-140 | 160-250 |
| изгибе | 90-100 | 100-120 | 80-90 | 60 | 44-47 | 120-150 | 18 | |||
| сжатии | 85-100 | 100-120 | 70-90 | 60 | 66 | 100-110 | 70 | |||
| Относительное удлинение при разрыве,% | 80-150 | 80-100 | 100-150 | 200-280 | 150-300 | 6-20 | 250 | 2-7 | 2-5 | 2-4 |
| Ударная вязкость кДж/м2 | 100-120 | 90-95 | 80-125 | 80-90 | 60-80 | 100-150 | 150 | 30-50 | 35-55 | 20-30 |
| Твердость по Бринеллю, МПа | 150 | 100 | 120 | 75 | 80-87 | 130-150 | 40 | 130-150 | 150-250 | 110-180 |
| Теплостойкость по Мартенсу, С | 55 | 75 | 60 | 50 | 50 | 75 | 50 | 80 | 100-140 | 110-140 |
| Морозостойкость, С | -30 | -30 | -60 | -40 | -40 | -60 | -40 | -50 | -50 | |
| Водопоглощение за 24 часа , % | 3,5 | 7-8 | До 4 | До 1,7 | До 1,4 | 2-7 | 8-10 | |||
| Коэффициент трения по стали | 0,14 | 0,15 | 0,15 | 0,28 | 0,18 | 0,13 | 0,27 | 0,3-0,4 | 0,4 | |
| Диэлектрическая проницаемость при 106 Гц | 3,6 | 4 | 4,5 | 3,2 | 3,4 | 3,4-4,7 | 4,6 | 3,8 | 3,0-3,5 | 4,0 |
| Тангенс угла диэлектрических потерь при 106Гц | 0,03 | 0,02 | 0,04 | 0,02 | 0,03 | 0,03 | 0,03 | 0,025 | 0,025 | 0,04 |
Производство капролона
Промышленное производство блочного полиамида осуществляется уже около 30 лет.
На протяжении этого срока данный вид материала пытались усовершенствовать, что позволило в конечном итоге снизить внутреннее давление внутри капролона.
На сегодняшний день, технические характеристики материала таковы, что при массовой доле веса в 7 раз меньше, детали из капролона служат в 2 раза дольше, чем детали из стали или бронзы.
За счет своих высоких эксплуатационных характеристик, изделия из полиамидов применяются в тех областях, где требуется повышенная устойчивость и износостойкость при длительном трении. При этом такие детали работают очень плавно и практически бесшумно.
На сегодняшний день капролон становится все более популярным за счет своих уникальных свойств, а также благодаря простоте обработки — для нее не нужно особых специфических условий и высоких температур, как в случае с металлами, например, той же бронзой или сталью.
За счет простоты обработки полиамида снижаются трудозатраты, а значит данный материал намного бюджетнее, чем металлы. Для промышленного предприятия такие свойства материала могут стать дополнительным преимуществом.
Тсв-температура самовоспламенения)
| Полиамид | Температура, С | Теплота сгорания | |
| Тв | Тсв | МДж/кг | |
| ПА 6(капрон) | 395 | 424 | 31 |
| ПА 66 (нейлон) | 355 | 435 | 31-32 |
Полиамид: Поведение пламени — горит и самозатухает, окраска пламени — голубое, желтоватое по краям, запах — жженого рога или пера.
Пределы изменений механических свойств полиамидов:
| Наименование | Предел прочности, МПа | Относительное удлинение, % | Модуль упругости, МПа | Твердость, МПа | Ударная вязкость, кДж/м2 | ||||
| σв | σсж | σи | ε | Ε*10-3 | Εи*10-3 | НВ | а | а1 | |
| ПА 6 | 55-77 | — | 90-100 | 100-150 | 1,2-1,5 | — | 100-120 | 90-130 | 5-10 |
| Полиамид 610 | 50-60 | — | 45-70 | 100-150 | — | — | 100-150 | 100-125 | 5-10 |
| Полиамид 612 | 160 | — | — | 26 | — | 2,2-2,3 | 130 | 140 | -3 |
| Полиамиды стеклонаполненные | 69-132 | — | 100-230 | 2-12 | 9,0 | — | 90-100 | 9-44 | 5-10 |
Область применения
Капролон довольно широко применяется в производстве вместо стали и бронзы. Из капролона изготавливаются изделия в пищевой, химической, энергетической, машиностроительной, нефтяной промышленности и так далее.
Благодаря своим свойствам данный материал идеально подходит для таких деталей, как подшипники скольжения, направляющие узлов трения, блоков и роликов грузоподъемных механизмов, деталей, к которым предъявляются высокие требования по изосостойкости, различных шестерен, звездочек с целью снижения уровня вибрации.
Температурные характеристики:
| Марка | Предел рабочих температур | Теплостойкость по Мартенсу, С | Температура плавления, С | |
| верхний | нижний | |||
| ПА 6 | 80-105 | -20 | 75-76 | 217-226 |
| ПА 6 блочный | 60 | -60 | — | 221-223 |
| ПА 6НС | 80-100 | -40 | — | 207-211 |
| ПА 610 | 80-100 | -40 | 55-60 | 215-221 |
| ПА 610 НС | 100-110 | -50 | — | — |
| ПА 66 | 80-100 | -30 | — | 254-262 |
| ПА 66НС | 100-110 | -50 | — | 250 |
| ПА 66/6 | 90-110 | — | — | 212-220 |
| ПА 12 | 70-80 | -60 | — | 178-180 |
| ПА 12НС | 90 | -60 | — | — |
О капролоне (полиамид-6)
Сталь, бронза, латунь — это, безусловно, прочные и надежные материалы. Но их цена слишком высока, поэтому в производстве используются разнообразные заменители металлов и их сплавов. На протяжении уже тридцати на рынке альтернативных материалов лидирует капролон.
Что такое капролон? Это конструкционный полимер, обладающий уникальными свойствами. Кроме этого, он не нуждающийся в особых условиях и наличия высоких температур для проведения процедур по обработке. Совокупность этих качеств и обеспечили капролону большую популярность.
Чем уникален капролон?
Материал обладает высокой прочностью и износостойкостью. Во всех сферах производства, где эти качества необходимы, он очень востребован. Изделия из капролона имеют длительный срок эксплуатации.
Их изготовление не требует значительных усилий и не занимает чересчур много времени.
Качественные производственные характеристики и широкое применение капролона обусловлено рядом таких особенностей:
- Уровень усталостной прочности достаточно высок. При воздействии высоких нагрузок материал не разрушается.
- Сочетание двух, казалось бы, противоположных качеств. С одной стороны — высокие показатели механической прочности. С другой стороны капролон, температура которого в режиме работы и режиме плавления значительно отличается, обладает повышенной эластичностью в широком температурном диапазоне.
- На высоком уровне обладает способностью к поглощению вибрации.
- Устойчивость к истиранию.
- Материал легко поддается обработке.
- Качественные изоляционные свойства.
- Повышенная устойчивость к воздействию электромагнитного излучения (радиационная энергия).
- Степень химической стойкости высока.
Что лучше капролона? На сегодняшний день этот полимер признан лучшей альтернативой цветным и черным металлам. Многим материалам, обладающим схожими характеристиками и созданными для аналогичных целей, часто не хватает износостойкости и невосприимчивости к агрессивным воздействиям окружающей среды.
Капролон не восприимчив к воздействию масел, соленой морской воды, продуктам нефтепереработки, маслам. Полимер легко поддается обработке при помощи фрезерования, шлифования, точения, сверления. Если Вы хотите поближе ознакомиться с процессом обработки полиамида-6, Вы можете посмотреть тематические материалы, размещенные на нашем сайте.
Виды капролона, аналоги
Зависимо от способа производства капролон подразделяют на: экструзионный, литьевой. Метод изготовления полиамида и добавки, которые вводятся в его состав в рамках технологического процесса, определяют полезные качества и сферу применения данного конструкционного материала.
Читать также: Как отрегулировать карбюратор бензопилы чемпион
Литьевой капролон
Литьевой капролон – наиболее распространенный полиамид 6. Абсолютно безвредный по отношению к организму человека, благодаря чему широко применяется в пищевой промышленности. Легко поддается разным методам обработки, отличается высокими антифрикционными свойствами. Литьевой капролон маслонаполненный (со смазкой)
Полиамид 6, модифицированный смазкой, может использоваться в узлах с постоянным трением, где требуется постоянная подача смазочных материалов. Смазка в составе способствует уменьшению коэффициента трения, увеличению скольжения деталей. В сравнении с ненаполненным капролоном, коэффициент скольжения у маслонаполненного в 2,5 раза выше.
Смешанная система смазок, входящая в состав, не нуждается в периодическом пополнении, не высыхает на протяжении всего срока службы детали, не исчезает при трении или механообработке. Также маслонаполненный полиамид обеспечивает лучшую стабильность, размерность, несколько меньшее водопоглощение.
Цвет стержня капролона маслонаполненного – черный.
Полиамид 6 с дисульфидом молибдена
Капролон обозначается ПА6 МДМ, характеризуется повышенным антифрикционными качествами. Цвет такого конструкционного материала – от серого до черного, зависимо от доли модификатора. Из капролона с добавкой молибдена производят стержни, листы, втулки с высокой гладкостью поверхности.
Капролон графитонаполненный
Производится по ТУ 2224-003-39046337-04, ТУ BY 690686201.001-2010 и др.
Стержни графитонаполненного капролона содержат мелкодисперсный графитовый порошок черного цвета, поэтому их цвет от серого до черного. По износостойкости стержень с графитом превосходит все остальные марки ПА6. Марка ПА6 МГ характеризуется антифрикционным свойствами и повышенным антистатическими.
Экструзионный капролон
Экструзионный капролон, в сравнении с литьевым, очень похож по свойствам, но характеризуется меньшей жесткостью, меньшей хрупкостью. Вязкость ПА-6 блочного (экструзия) при этом выше, чем у литого.
В быту экструзионный капролон известен еще как «капрон», материал обладает хорошими электроизоляционными характеристиками.
Производство методом экструзии позволяет затем ввести в состав различные наполнители (модификаторы), придающие ему дополнительные свойства, например, углеволокно, стекловолокно, дисульфид молибдена.
Экструзионный ПА-6, модифицированный стекловолокном
Стекловолокнистые модификаторы значительно улучшают свойства ПА-6 – увеличивается стойкость к разрушению при воздействии отрицательных температур и нагревании, повышается жесткость, прочность, снижается осадка за счет уменьшения линейного коэффициента расширения. Среди сфер применения стеклонаполненного капролона можно отметить производство корпусов для музыкальных инструментов, детали приборостроения, несущие элементы трансформаторов.
Полиамид 11
Полиамид 11 – один из наиболее дорогих полимеров. Изделия из данного материала практически не подвергаются коррозии пластиков (старению), отличается наиболее низким водопоглощением – всего 0,9%.
Не меняет своих характеристик, сохраняет форму во влажной окружающей среде, ввиду чего, полиамид 11 просто незаменим в судо-, авиа-, машиностроении. Не боится отрицательных температур.
Очень низкий процент водопоглощения и физиологическая инертность обуславливают широкое применение полиамида 11 в пищевой промышленности. А малая гигроскопичность делает его востребованным в виде изоляционного материала (энергетика, электротехника).
Полиамид 12
По характеристикам несколько схож с полиамидом 11, также обладает низкими показателями водопоглощения, высокой степенью износостойкости, скольжения. Детали из полиамида 12 могут применяться в условиях повышенной влажности, температуры. Из него производят шнеки, канатные блоки, буферные планки, колеса с червячной передачей, втулки, ролики, многие амортизационные элементы.
Полиамид 46
Капролон с самой высокой температурой плавления – 295°С. Применяется для производства жаростойких деталей. Главный недостаток полиамида 46 – повышенное поглощение влаги.
Полиамид 66
Ненаполненный капролон отличается от полиамида 6 большей плотностью. Среди основных характеристик полиамида 66 можно отметить хорошую упругость, высокую прочность и твердость, жесткость. Материал устойчив к воздействию гамма, рентгеновских лучей, ГСМ, пищевых жиров, растворителей, щелочей, технических масел.
Полиамид 6 блочный еще со времен СССР производится двух марок – А и Б.
Согласно ТУ 2224-036-00203803-2012 капролон ПА-6 изготавливается марок А и Б. Разница заключается в пористости и напряжении на изгиб. Норма для капролона марки А – отсутствие на поверхности разреза пор, а для марки Б – не более 2 пор от 0,8 до 1,5 мм.
Напряжение на изгиб марки А при величине прогиба равной полуторной толщине образца – не меньше 90 МПа, а капролона Б – не менее 80 МПа.
Марка А востребована в самолетостроении – для изготовления ответственных деталей, а Б – машиностроение, при производстве конструкционных деталей.
Загрузка...
