Капролон. Свойства, виды и применение

Синтетические материалы с полимерной структурой используются в различных отраслях промышленности, технике, решения бытовых проблем. Многие полимеры создают серьезную конкуренцию металлам и сплавам, обладая уникальной коррозионной стойкостью, прочностью и другими свойствами, которые невозможно придать природным материалам.

Один из таких полимеров, известный еще с 1935 года, — капролон. Это название закрепилось за ним в странах, входящих бывший СССР, а затем и группу Социалистического Содружества. В других регионах мира полимер производится и используется под другими названиями:

Текамид (Tecamid);
Текаст (Tecast);
Нейлон (Neylon);
Ультралон (Ultralon);
Капрон (Capron) и т.д.

Это все названия одного и того же полимера, существующего в различных модификациях. Особенность полимера — восприимчивость к различным химическим добавкам, которые ощутимо меняют характеристики капролона, как базового материала.

Производство капролона и базовые свойства

Технология производства капролона базируется на анионной полимеризации кристаллов капролактама. В результате получается твердый полимер белого или желтоватого цвета без запаха. Он легче многих металлов в несколько раз, не уступает им по прочности. Сравнение с металлами не случайно. Полимер используется как их заменитель, особенно в узлах вращения, где устанавливаются капролоновые втулки. Одно из интересных свойств материала — самосмазывание. В контакте с трущимися поверхностями, внешний слой полимера уплотняется и образует скользкую структуру, похожую на лед. Коэффициент трения металлических и синтетических материалов по отношению к капролону чрезвычайно низок.

Другие свойства капролона тоже способствуют его популярности и живучести в мире техники. Полимер:

отличный диэлектрик;
не взаимодействует с большинством технических жидкостей и распространенных промышленных реактивов;
не боится ультрафиолета;
не реагирует на водяной пар и жидкую воду;
не выделяет летучих соединений во время нагревания;
отличается высокой ударной прочностью.

При использовании капролоновых изделий в машинах и механизмах, работающих в агрессивных средах, необходимо изучить таблицу, характеризующую химическую активность полимера с рабочим веществом.

Виды капролона

В технике используется два вида полимера, характеристики которых зависят от способа производства. Первый вид — литьевой, обладает плотностью 1150 кг/м3, второй — экструзивный, 1140 кг/м3. Незначительная разница в плотности, тем не менее, определяет серьезные отличия — в ударной прочности, твердости, термостойкости, водопоглощаемости. Эти отличия учитываются при выборе материала для производства запчастей и деталей для ответственных механизмов и машин.

Сравнительные характеристики литьевого и экструзионного капролона

Маркировка капролона

Общетехническое название капролона — полиамид. Это нашло свое применение в маркировке материала ПА. Самая распространенная марка капролона — ПА 6. За границей производятся аналоги под запатентованными названиями Maranyl, Grilon, Duretan В, Technyl С, в зависимости от того, в какой стране и какая компания производит полимер.

Модификации — ПА 6 маслонаполненный, ПА 6 МДМ (с молибденом, ПА 6 МГ (с графитом), ПА 6 со стекловолокном. Наполнители меняют цвет материала и его свойства, в особенности по отношению к силе трения. За восемьдесят лет промышленного использования, полимер подвергался усовершенствованиям по некоторым характеристикам. Улучшенные модификации производятся под марками ПА 11, ПА 66, ПА 610, ПА 46 и другими. Конкретные характеристики модификаций приведены в таблицах и справочниках инженерного направления.

Форма производства — стержни различного диаметра. Такой форм-фактор удобен для токарной обработки, обеспечивая минимальное количество отходов. Раньше полимер производился в форме прямоугольных блоков, что и определило его название, до сих пор встречающееся в технической литературе — полиамид блочный ПА Б.

Применение

Выпускаемый промышленностью капролоновый стержень диаметром 10 – 250 мм в длине 500 или 1000 мм — идеальный материал для производства втулок, подшипников, шестеренок, шнеков и других сложных деталей, для которых требуется токарная и фрезерная обработка. Методом экструзии и литья готовые детали не производятся.

Используется полиамид в различных отраслях производства и техники:

судостроении;
энергетике;
электротехнике;
горнодобывающей промышленности;
нефтегазовой сфере;
крановом строительстве;
производстве пищевого оборудования.

Изготовляются из капролона различные одинарные и сборные детали, которые по характеристикам лучше металлических, но при этом дешевле. Полиамид хорошо режется и сверлится, расходы энергии и времени на производство аналогичных по форме деталей из бронзы, латуни или стали на 30 – 35 % больше, чем на обработку полимера. В условиях промышленного производства, это более чем весомые цифры.

Полиамид используют для изготовления как штатных деталей оборудования и машин, так и в качестве полноценной замены металлических деталей. Часто такая замена позволяет увеличить ресурс узла в 1,2 – 1,5 раза и сэкономить на покупке запчасти. Изготовленные на заказ детали из капролона, дешевле, чем оригинальные металлические в каталоге производителя.