Фторопласт или капролон: сравниваем, оцениваем, выбираем

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.

Особенности состава и производства

Сырье для получения данного полотна — органическое. Это могут быть нефть, газ или природный уголь.

Изготовление ткани идет в три этапа:

1. Синтез. В процессе из бензола получают капролактам.
2. Формирование. Капролактам полимеризуется в искомый полимер.
3. Текстильная переработка. Материал «растягивают» в волокна, из которых получают нити.

Переработка проводится одним из методов:

• экструзии;
• формовой полимеризации;
• прессования;
• литья под давлением;
• вакуум-формирования;
• пневмо-формирования.

Чтобы добиться таких преимуществ, как водостойкость, огнеупорность и пр., в процессе обработки синтетики используются разные химические соединения (кислоты, хлориды).

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.

История и современность

Конкретную дату открытия полиамида назвать сложно. Причина в том, что это общее название группы материалов.

Первым из них был нейлон, созданный в 30-е годы XX века в химической . Изначально он предназначался для производства шин. Позднее нейлон включили в легкую промышленность, где он вскоре занял прочные позиции.

К 60-м годы XX века полиамидные полотна устоялись как самостоятельный вид синтетических тканей.

В настоящее время принята международная маркировка материала. По ней, буквенное обозначение всех полиамидов — РА. К маркировке добавляются разные цифры, в зависимости от типа волокна (РА6, РА6,6, РА12 и т. д.).

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.

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.

Источник

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.

Как ухаживать за полиамидными тканями?

Принято считать, что эта синтетика не имеет особых требований к эксплуатации. И все же для лучшего сохранения вещей с этим волокном в составе есть определенные рекомендации:

• Стирать в машинке можно, температуру желательно ставить не выше 40 градусов.
• Смягчающих средств использовать нельзя. Иначе полиамид лишится водооталкивающих свойств.
• Интенсивный отжим не требуется.
• Утюг и гладильный стол также не требуются. Если возникла необходимость, гладить можно, но на щадящем режиме и без пара.

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.

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.

Характеристики материалов: сравнительная таблица