Капролон и фторопласт: технические свойства, применение

Уже длительное время полимерные материалы широко используются в разных отраслях промышленности, медицине, фармакологии и в бытовых целях. Благодаря хорошим механическим и электроизоляционным свойствам, стойкости к действию агрессивных сред и долговечности полимеры зарекомендовали себя как универсальные материалы. Они с успехом заменяют «традиционные» конструкционные материалы (сталь, бронза и т.д.), применяются для изготовления электроизоляции, защитных покрытий и др.


В бытовых целях полимеры используются как декоративно-отделочные материалы и для различных поделок. Однако, несмотря на большой ассортимент, многие полимеры обладают сходными свойствами, поэтому часто приходится с проблемой выбора материала, наиболее подходящего для конкретных целей и задач. В качестве примера рассмотрим отличия фторопласта и капролона (полиамид ПА-6). Эти материалы практически не отличаются по внешнему виду и техническим характеристикам, что осложняет выбор, что лучше: капролон или фторопласт.
Чтобы разобраться в этом вопросе, сравним эти материалы и определим их преимущества и недостатки.

Фторопласт-4: свойства и область применения

Фторопласт получают путем полимеризации фторсодержащих производных этилена. В результате чего получают порошковый полуфабрикат для изготовления различных деталей и цельных конструкций.
На первом этапе производства готовят расплав из полимерного порошка с добавлением катализаторов, отвердителей и различных присадок. Затем литьевым или экструзионным методом получают готовые изделия. В основном промышленностью выпускается фторопласт в виде листов, блоков и стержней. Этот полимер хорошо поддается любым видам механической обработки, что позволяет получать не только изделия простой формы, но и сложные объемные конструкции.

Физико-химические свойства фторопластов зависят от количества атомов фтора. Однако для всех них характерна:

  • Стойкость к агрессивным средам, коррозии и радиации;
  • Устойчивость к высоким температурам;
  • Стойкость к износу;
  • Пластичность и текучесть;
  • Долговечность;
  • Электроизоляционные свойства;
  • Высокая прочность;
  • Хорошая обрабатываемость.

Фторопласт-4 отличается стойкостью к истиранию, термостойкостью и высокими электроизоляционными свойствами, но обладает текучестью и небольшой прочностью по сравнению с другими марками.
Фторопласты используются в машиностроении, автомобилестроении, химической, пищевой и других отраслях промышленности. Из этих полимеров изготавливают поршни, подшипники, электроизоляционные прокладки, конструктивные элементы емкостей для химических реагентов и другие изделия.

Капролон: свойства и область применения

Капролон или полиамид ПА-6 относится к термостойким полимерным материалам, получаемых из химических соединений, содержащих амидные группы. Капролон получают полимеризацией исходного сырья в присутствие катализаторов, стабилизаторов и других добавок. В результате получают порошок бледно-желтого или белого цвета, из которого затем готовят расплав для изготовления полимерных изделий литьевым или экструзионным методом. Капролон выпускается в виде листов и стержней различного диаметра. Этот материал достаточно хорошо поддается механической обработке, сварке и склейке, что позволяет изготавливать из него детали и готовые изделия различной формы.

Капролон обладает следующими физико-механическими свойствами:

  • Стойкость к износу и истиранию;
  • Атмосферо- и влагостойость;
  • Хороший изолятор;
  • Хорошая механическая прочность;
  • Поддается механической обработке;
  • Устойчив к действию химических веществ.

Капролон широко применяется в машиностроении, легкой промышленности, строительстве, медицине и в бытовых целях. Из него изготавливают трубопроводную арматуру, изоляционные прокладки, а также выполняют антикоррозионные и другие виды защитных покрытий.

Капролон или фторопласт – что по итогу лучше

Для сравнения капролона и фторопласта и выбора из них что лучше воспользуемся таблицей, в которой приведены основные технические характеристики этих материалов:

Наименование показателя Значение показателя
Фторопласт-4 Капролон ПА-6
Цвет от светло-желтого до белого белый или с желтоватым оттенком
Форма выпуска стержни, листы, блоки стержни, блоки
Плотность материала, кг/м куб. 2100 – 2200 1150 – 1160
Рабочий диапазон температур, °С –269 … +260 – 30 … +110
Коэффициент теплопроводности, Вт/м·°С 0,25 0,3
Водопоглощение, % 0,0 1,5 – 2
Предел прочности при растяжении, МПа 20 – 30 80 – 90
Предел прочности при сжатии, МПа 12 – 15 100 – 110
Относительное удлинение при разрыве, % 350 600
Твердость по Бринеллю, МПа 30 – 40 160 – 180
Электрическая прочность, кВ/мм 50 30 – 35
Диэлектрическая проницаемость при частоте 1 МГц 0,002 3,3
Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 1 МГц 0,2 – 03
Коэффициент трения скольжения по стали в смазке 0,02 0,06 – 0,08
Коэффициент трения скольжения по стали без смазки 0,2 0,2 – 0,3
Стойкость к истиранию высокая очень высокая

Отличия

Как видно из таблицы по внешнему виду капролон или фторопласт практически не имеют отличий, однако по физико-механическим свойствам они имеют достаточно существенные отличия. Поэтому при выборе полимера следует обращать внимание на следующие критерии:

  • Механическая прочность и твердость;
  • Электроизоляционные свойства;
  • Стойкость к истиранию и износу;
  • Величину коэффициента трения скольжения.

По прочностным характеристикам капролон крепче фторопласта, однако несколько уступает ему по твердости и обрабатываемости. Капролон более стоек к истиранию и износу и лучше работает в условиях долговременных нагрузок. Электроизоляционные свойства материалов отличаются незначительно.

Также стоит обратить внимание и на стоимость материалов. Цена капролона составляет от 250 руб. за 1 кг, а фторопласта – от 500 руб.
Таким образом, в сравнении капролона и фторопласта и выбора — какой материал лучше, отталкиваемся от следующих критериев: для работы в тяжелых условиях и механизмах с повышенным износом деталей предпочтительнее использовать капролон, а в условиях действия химически агрессивных сред и повышенных температур лучше себя показывает фторопласт.

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 +260оС, нагреваться он начинает только после +300о.
  • 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+250оС

. 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 +260оС.

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 +140оС 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.

  • Автор: Николай Иванович Матвеев
  • Распечатать

Оцените статью:

(20 голосов, среднее: 3.7 из 5)