Чем отличается капролон от фторопласта

Капролон и фторопласт: технические свойства, применение

Развитие химической промышленности тесно сопряжено с органическим синтезом конструкционных материалов. Одним из сравнительно новых полимеров является капролон. Он синтезирован впервые в 80-х годах прошлого столетия и широко применяется в промышленности. Это обусловлено свойствами капролона, изделия из которого во многом превосходят изделия из стали.

Виды капролона

Различные добавки изменяют свойства материала и определяют возможности его использования в разных отраслях. Существуют следующие виды:

• ПА 6-А применяется в самолётостроении.
• ПА 6-Б используется в машиностроении.
• ПА 6-МГ, модифицированный графитом, обладает хорошими антифрикционными свойствами, используется в подшипниках скольжения и при формировании трущихся поверхностей.
• ПА 6-МДМ — модифицирован молибденом. Обладает повышенными диэлектрическими свойствами. Применяется для изоляции кабелей и в электроустановках.

ПА 6-МГ и ПА 6-МДМ имеют серый или чёрный цвет. Все модификации материала имеют присущие именно им свойства и используются в разных областях.

Технические характеристики

Капролон — это многофункциональный полимерный материал, который используется во многих производственных процессах. Его получают из капролактама по технологии плавления. Название капролон применяется только в России. Другое наименование этого полимера — полиамид-6. Цвет без добавок белый или кремовый. Различные добавки меняют его цвет и свойства. Выпускается листовой материал и полученный методом экструзии.

Метод производства тоже влияет на различия в характеристиках и свойствах. Производится полиамид-6 из капролактама. Это бесцветный порошок или жидкость. При производстве используются активаторы и щелочные катализаторы. Техническими характеристиками капролона являются:

• Плотность 1,135—1,16 г/см³. Значения меняются в зависимости от способа производства и модификаций.
• Напряжение при разрыве 70—100 МПа. Рабочая температура от -40 до 80 °C. Кратковременно может повышаться до 150 °C. Температура плавления 225 °C.
• Коэффициент трения по металлу: без смазки — 0,2−0,3; с водяной смазкой — 0,005−0,02; для марки ПА 6-МГ — 0,002−0,01.

Капролон можно расплавить. Он становится мягким уже при 145−147°C, но важно обеспечить полное расплавление, иначе, при дальнейшем повышении температуры, материал будет разлагаться.

Это общие характеристики полимера. Добавки, которые вводятся, и метод изготовления определяют эксплуатационные качества и сферу применения материала:

• Литьевой капролон. Широко распространён. Безвреден и поэтому может применяться в пищевой промышленности и медицине. Легко обрабатывается и имеет высокие антифрикционные свойства.
• Экструзивный полиамид. Характеризуется меньшей жёсткостью и хрупкостью и в отличие от литьевого обладает большей вязкостью. Полимер имеет хорошие электроизоляционные характеристики.
• Полиамид-6 с дисульфидом молибдена. Имеет увеличенную твёрдость, износостойкость, антифрикционные и механические свойства. Диапазон рабочих температур расширен.
• Графитокапролон. Содержит графитовый порошок. Цвет материала чёрный. Имеет лучшие характеристики по износостойкости среди всех ПА-6. Обладает хорошими антистатическими и антифрикционными свойствами.
• Экструзионный ПА-6 с добавлением стекловолокна. Увеличивается стойкость при применении в условиях низких температур и при нагревании. Уменьшается осадка за счёт снижения коэффициента линейного расширения.

Благодаря своим характеристикам детали из полиамида успешно заменяют соответствующие детали из стали, бронзы, латуни.

Область применения

Хорошие прочностные и диэлектрические характеристики, износостойкость и дешевизна делают материал востребованным во многих производствах. Наибольшее распространение получил он в следующих отраслях:

• Электротехника. Тут наиболее востребованы его диэлектрические свойства. Из полиамида изготавливают изоляционные оболочки кабелей и защитные кожухи электроприборов, работающих вне помещений. Устойчивость к воздействию химических веществ и разбавленных щелочей позволяет применять материал в контакте с электролитами.
• Судостроение и машиностроение. Благодаря низкой удельной плотности полиамид способен значительно облегчать конструкции и делать их более ремонтопригодными.
• Пищевое оборудование. Изготавливаются сепараторы, шнеки, втулки, ролики, разделочные доски и другие детали производственного цикла, непосредственно контактирующие с продуктами питания.

Детали из капролона в семь раз легче деталей из стали и бронзы и способны увеличивать сроки службы оборудования.

Сравнение с фторопластом

Капролон — один из многих полимеров, применяемых для замены металлов. Из всех аналогов наиболее часто его сравнивают со фторопластом и полиуретаном. Технические характеристики фторопласта и полиамида в сравнении:

• Термостойкость лучше у фторопласта. Он выдерживает температуры до 200 °C.
• Оба материала мало подвержены химической коррозии. Разница в том, что фторопластовые детали чаще применяются в разведённых кислотах, а капролоновые — в щелочах.
• Удельная плотность капролона значительно меньше, чем у фторопласта. Отличить их можно по весу. Фторопласт почти в два раза тяжелее. В местах, где масса изделия играет важную роль, чаще применяется полиамид-6.
• По прочности на сжатие и деформациях при ударе фторопласт превосходит капролон.

Фторопласт — мягкий и текучий полимер, не подходит для использования при высоких нагрузках. Срок службы у фторопласта выше, чем у полиамида-6, и по прочностным характеристикам фторопласт имеет лучшие показатели. Однако капролон отличается большей доступностью по цене, и это часто определяет выбор производителей в его пользу. Подробнее о фторопласте Ф4 можно узнать здесь.

Полиуретан применяют взамен резины, традиционных пластмасс, а иногда и металлов. Он незаменим при изготовлении различных прокладок и уплотнений.

Благодаря применению новых полимерных материалов у производителей различного рода механизмов появилась возможность значительного облегчения и удешевления конструкций. Это приносит значительную экономическую выгоду и часто увеличивает срок службы изделий.

Фторопласт или капролон: сравниваем, оцениваем, выбираем

Фторопласт или капролон: сравниваем, оцениваем, выбираем

Когда промышленность предлагает два материала с очень похожими свойствами, трудно сделать выбор. Что же лучше – капролон или фторопласт? Какой из этих материалов дешевле, долговечнее, функциональнее? Предлагаем подробное сравнение, которое поможет определиться с выбором.

Общие свойства

Фторопласт и полиамид (капролон) – синтетические полимеры, которые отличаются высокой прочностью и твердостью. Эксплуатационные свойства позволяют использовать их в качестве конструктивных материалов для изготовления деталей, которые ранее производились из металла. Это разнообразные втулки, прокладки, проставки, пары трения, манжеты, подшипники, ролики, колеса, шестерни, поршневые кольца, а также электроизоляционные элементы. Таким образом, фторопластом или капролоном во многих случаях можно заменить сталь и цветные сплавы. Они востребованы во всех отраслях промышленности и обладают такими общими преимуществами перед металлами:

• малый вес;
• низкая стоимость (как в плане производства/закупки, так и во время эксплуатации, когда проявляется экономия на ремонте и обслуживании изготовленных деталей);
• простота обработки;
• устойчивость к коррозии;
• отличные электроизоляционные свойства;
• хорошее взаимодействие с синтетическими и органическими смазками, способность работать в подвижных соединениях вообще без смазки.

Как отличить капролон от фторопласта

Внешне эти полимеры очень похожи. Детали из капролона и фторопласта гладкие и твердые, в неокрашенном виде обладают светлым цветом. Но отличия все же можно найти, и мы приводим их в таблице.

Еще проще отличить два материала, если есть возможность сравнить вес двух одинаковых по размеру деталей. Дело в том, что фторопласт более чем в два раза тяжелее капролона.

Преимущества фторопласта

Фторопласт – термопласт из фторпроизводных этилена с высоким содержанием фтора. Именно фтор придает полимеру уникальную устойчивость к агрессивным органическим и неорганическим соединениям, экстремальным температурам и давлениям. Основные плюсы материала:

1. Химическая инертность (в том числе к кислотам и растворителям).
2. Полная безвредность и совместимость с тканями организма, что позволяет использовать его в медицине (в производстве оборудования, инструментов, протезов).
3. Низкий коэффициент трения, благодаря чему из фторопласта получаются долговечные и не требующие дополнительной смазки узлы подвижных соединений.
4. Гидрофобность, малая газопроницаемость.
5. Высокая электрическая прочность, диэлектрические свойства, стойкость к воздействию радиации.
6. Механическая прочность, износоустойчивость.
7. Исключительная термостойкость, низкий коэффициент теплопроводности (чтобы материал начал нагреваться, надо разогреть среду до +300 °С).
8. Негорючий, самозатухающий.
9. Легко обрабатывается механическим способом (шлифовкой, резкой, сверлением, фрезеровкой), в том числе вручную.

Преимущества капролона

Полиамид – полимер, состоящий из мономеров с амидными группами (производится из капролактама). Его главное преимущество – долговечность: детали из капролона служат дольше, чем аналогичные элементы из стали или бронзы. Другие плюсы материала:

• Высочайшая механическая прочность. Износостойкость несколько ниже, чем у фторопласта.
• Устойчивость к химическим воздействиям и коррозии, к влиянию влаги и атмосферных факторов.
• Капролон не выделяет токсичных веществ, поэтому широко используется в пищевом оборудовании.
• Низкий коэффициент трения (ниже, чем у фторопласта), который усиливается способностью к «самосмазыванию» при трении капролоновых деталей.
• Хорошие теплоизоляционные и электроизоляционные характеристики.
• Термостойкость – не теряет эксплуатационных свойств до +140 °С и отлично переносит перепады температур.
• Также хорошо поддается механической обработке (резка, сварка, склейка). Но вручную его формовать очень трудно, нужно использовать фрезеровальные или сверлильные станки.

Основные области применения материалов:

• Машиностроение
• Химическая промышленность
• Пищевая отрасль
• Легкая промышленность
• Медицина, фармацевтика
• Энергетика
• Нефтяная промышленность
• Автомобилестроение
• Приборостроение
• Электротехника

Марки и формы выпуска

Самая популярная марка фторопласта – фторопласт-4. Это универсальный материал с лучшими диэлектрическими и механическими свойствами, а также с максимальной температурной стойкостью. Дополнительно его свойства улучшают добавлением различных наполнителей.

Менее популярный фторопласт-3. Его химическая и термическая устойчивость несколько ниже, зато он прочнее и тверже фторопласта-4. Фторопласт-3 можно расплавить для изготовления деталей нужной формы. Он отлично переносит низкие температуры.

Реже используются такие марки фторопласта:

• Фторопласт-40 (повышенная ударопрочность и химическая устойчивость).
• Фторопласт 4-Д (повышенные диэлектрические показатели, термостойкость).
• Фторопласт Ф-4К15М5 (пониженный коэффициент трения, высокая износостойкость).
• Фторопласт 4-Ф К20 (повышенная износостойкость, идеальное решение для изготовления элементов подвижных соединений).

Капролон известен под названием полиамид 6 (ПА 6). Его также производят в модификациях ПА 6-МГ и ПА 6-МДМ, которые несколько различаются эксплуатационными характеристиками. Главные отличия марки ПА 6-МГ – более широкий диапазон коэффициента относительного удлинения, повышенная твердость, низкая ударная вязкость и высокая теплопроводность. ПА 6-МДМ отличается сниженным коэффициентом линейного теплового расширения.

Фторопласт и капролон получают в виде порошковых полуфабрикатов после полимеризации мономеров. Далее порошок расплавляют, добавляют катализаторы, отвердители и присадки. Из расплава производят заготовки или готовые изделия путем экструзии или литья. Выпускаются материалы в виде листов, стержней, блоков.

Характеристики материалов: сравнительная таблица

не менее 10 17 Ом

1×10 12 –1×10 13 Ом

1×10 17 –1×10 20 Ом×м

1×10 13 -1×10 14 Ом×м

Что выбрать?

Выбор можно сделать, оценив основные физико-механические параметры материалов (прочность, твердость, износостойкость, температурную устойчивость, фрикционные характеристики). Обязательно следует учитывать условия, в которых будет работать деталь, требования к ней, способ обработки заготовки. Также немаловажную роль играет стоимость материалов: фторопласт примерно вдове дороже полиамида.

Фторопласт стоит выбирать для эксплуатации:

• в химически агрессивной среде;
• в условиях повышенной влажности, в воде;
• при повышенных температурах;
• в условиях, где есть риск возгорания и необходимо, чтобы деталь не поддерживала горение;
• в вакууме;
• в механизмах, где важны высокие диэлектрические свойства полимера.

Также фторопласт подойдет лучше, если планируете изготовить нужную деталь вручную.

Полиамид стоит выбрать, если деталь должна работать:

• в механизмах, подверженных усиленному износу;
• под высокими нагрузками (сжатие, растяжение);
• под предельными ударными нагрузками.

Также полиамид лучше подойдет, если вам важен малый вес детали и ее высокая устойчивость к трению.

Фторопласт или капролон — что лучше?

Среди большого разнообразия современных полимерных материалов выделяется фторопласт и капролон, и это неудивительно, ведь они оба находят широкое применение почти во всех отраслях промышленности. Какими свойствами обладают оба материала, чем они отличаются и в каких сферах находят применение фторопласт и капролон?

Фторопласт и его свойства

Материал представляет собой термопластичный полимер, его получают из фторпроизводных олефинов. Благодаря высокому содержанию атомов фтора фторопласт способен выдерживать воздействия многих химических соединений органического и неорганического характера. У материала есть масса достоинств, которые помогли ему стать настолько востребованным.

• В медицине он нашел применение по причине совместимости с живыми тканями и биологической безвредностью.
• Фторопласт уникален своим низким коэффициентом трения, такое качество очень востребовано при производстве различных узлов, которые подвергаются в процессе эксплуатации трению.
• Он не боится воздействия радиации, коррозии, слабо газопроницаем, обладает высокой гидрофобностью.
• Имеет высокие диэлектрические свойства и электрическую прочность, обладает высокой износоустойчивостью.
• Переносит температурные колебания, поэтому материал можно эксплуатировать от -260 до +260 о С, нагреваться он начинает только после +300 о .
• Его относят к холоднотекучим материалам, он не подвержен горению, а при возгорании сразу затухает.
• Не боится агрессивной среды, в том числе химических кислот и растворителей.
• Замечательно поддается механической обработке, поэтому материал можно точить фрезеровать, шлифовать, сверлить и др.

Такие свойства фторопласта позволяют конкурировать ему с металлами, а по некоторым показателям даже превосходить отдельные виды. Он считается очень перспективным материалом, его продолжают изучать, исследовать в лабораториях и институтах.

Марки фторопласта

Фторопласт -4 — один из наиболее распространенных видов материала, поскольку характеризуется отличными механическими и электрическими свойствами при температурном режиме -190+250 о С. Наполнители, которые могут быть во фторопласте только улучшают многие характеристики, поэтому он широко применяется в таких отраслях, как приборостроение, машиностроение, пищевой, медицинской, химической, легкой, электротехнической и других отраслях промышленности.

Фторопласт 3 — менее стоек к химическим реакциям и термическим воздействиям. К достоинствам нужно отнести высокую прочность и твердость, а также способность расплавляться и плавиться, что дает возможность придать нужную форму материалу. При низких температурах он продолжает сохранять свои механические свойства.

Фторопласт 40 — характеризуется высокой ударопрочностью и стойкостью к химическому воздействию, не пропускает УФ-лучи, не боится радиации.

Фторопласт 4-Ф К20 — очень универсальный материал, обладает повышенной степенью износостойкости. Рекомендуется для изготовления подвижных соединений, уплотнительных и антифрикционного назначения изделий.

Фторопласт Ф-4К15М5 — обладает очень низким коэффициентом трения, поэтому подходит для работы в узлах трения в условиях с влажными газами и конденсатом. Отличается очень высокой степенью износостойкости.

Фторопласт 4-Д — отличается высокими диэлектрическими показателями, его используют для производства методом экструзии шлангов, тонкостенных труб, лент, кабельной изоляции, стержней и других изделий. Рабочий температурный режим от -60 до +260 о С.

Капролон и его характеристики

Капролон — искусственно созданный материал, он также известен как полиамид 6, его производство было освоено около 30 лет назад. За все это время его усовершенствовали, поэтому его технические характеристики стали лучше, детали из капролона могут служить дольше, чем из бронзы или стали. Производится он в виде листа толщиной 6-200 мм, стержня диаметром 10-250 мм, а также кругляка.

Эксплуатационные характеристики капролона позволяют применять его в разных сферах. Он нашел применение вместо стали и бронзы, из него изготавливаются детали для машиностроительной техники, химической, энергетической, нефтяной и пищевой промышленности и других сфер производства. Материал идеально подходит для изготовления деталей узлов трения, роликов и блоков и других механизмов, к которым предъявляются высокие требования по износостойкости.

Отличительными характеристиками капролона являются:

• Высокие прочностные параметры;
• Хорошая устойчивость к разным химическим соединениям;
• Абсолютно не токсичен, поэтому используется для изготовления пищевого оборудования;
• Невысокий коэффициент трения;
• Легко поддается обработке;
• Низкий коэффициент теплопроводности;
• Стоит намного дешевле, чем металл.

Также стоит отнести к преимуществам капролона его небольшую массу и устойчивость к коррозии. Он стойко переносит перепады температуры и до +140 о С сохраняет все свои технические характеристики.

Изделия из капролона изготавливаются двумя способами — свободным или центробежным литьем.

Какой же из них лучше?

Между капролоном и фторопластом есть много общего, например, они оба безвредны и могут использоваться в медицинской и пищевой промышленности. По внешним признакам их отличить сложно, они устойчивы к химическим элементам.

По сравнению с фторопластом капролон менее износостойкий, поэтому он прослужит меньше, а также у капролона ниже коэффициент трения, он составляет 0,2-0,3, а у фторопласта -0,2. Чтобы сделать втулки из капролона деталь нужно обрабатывать с точностью до сотых долей миллиметра. Фторопласт более мягкий материал, при нажатии могут оставаться следы в виде небольших вмятин. Капролон тверже, при ударе издает глухой звук.

Оба материала имеют отличные характеристики, а какой из них лучше, будет зависеть от того, где и с какой целью их применять.

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.

Капролон или фторопласт что лучше?

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.