Чем отличается капролон от фторопласта

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.

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:

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:

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:

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.

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

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.

На что обратить внимание	Фторопласт	Капролон (полиамид)
Цвет	Снежно-белый, однородный, плотный (абсолютно непрозрачный, кажется, будто материал окрашен в массе белой краской)	Цвет «теплый», ближе к кремовому (выглядит, как неокрашенный материал неопределенного, натурального оттенка)
Каков материал на ощупь	Очень гладкий, скользкий (напоминает твердое сухое мыло)	Гладкий, но не скользкий
Звук, издаваемый деталью, если по ней постучать	Глухой	Звонкий
Попробуйте поцарапать поверхность, надавить на нее ногтем	Остается след от надавливания, поверхность легко царапается	Более твердый – его трудно поцарапать, следы от надавливания не остаются

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:

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

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: