Фторопласт или капролон что лучше — этот вопрос часто возникает при выборе материала, когда требуется изготовить требуемые детали или части механизма. Эти полимеры внешне очень похожи, их используют для изготовления и замены металлических втулок, пар трения, прокладок, проставок, уплотнительных манжет, подшипников, роликов, колес, шестерен, поршневых колец, так как капролон и фторопласт конструкционно обладает высокотехнологическими и уникальными свойствами, зачастую преобладая над металлами. Фторопласт (например, PTFE) обладает высокой химической стойкостью, низким коэффициентом трения и широким температурным диапазоном, но он мягкий и менее прочный. Капролон (полиамид 6) прочнее и жестче, лучше переносит ударные нагрузки и истирание, но имеет более узкий температурный диапазон и более высокий коэффициент трения.
Оба полимера относятся к современным конструкционным материалам, призванным в основном заменить детали из металлов и сплавов. Активное развитие технологий в химической промышленности позволило производить фторопласт и капролон (полиамид), которые заменяют тяжелые, громоздкие, постоянно подвергающиеся коррозии и нуждающиеся в обслуживании и ремонте детали из стали, металлов и сплавов. С этой ролью фторопласт и капролон справляются с большим успехом, благодаря своим многочисленным преобладающим свойствам, при этом снижая эксплуатационные расходы, затраты на ремонтные работы и продлевая срок службы станков, машин, механизмов. Для выбора материала и принятия решения прежде всего надо учитывать физико-механические, химические свойства фторопласта и капролона, а также условия их эксплуатации.
Чем отличается капролон от фторопласта
Отличия капролона от фторопласта на первый взгляд не совсем заметны, особенно для неопытного человека. Внешне эти материалы имеют гладкую поверхность и цвет от белого до светло-кремового, но внешне их все же можно отличить. Фторопласт высшего качества практически белый, плотного однородного цвета, очень скользкий на ощупь (похож на белоснежное мыло), при ударе издает глухой звук, его можно легко поцарапать, остается след если надавить ногтем. Капролон (полиамид) более кремового цвета, менее скользкий, твердый (не остается следов при надавливании ногтем), и если постучать по нему, звук будет звонким. Вес фторопласта в два раза (~110%) превышает капролон.
Капролон и фторопласт различия свойств
Помимо внешних различий, отличаются и свойства капролона и фторопласта, которые влияют на эксплуатацию изделий. Рассмотрим основные свойства капролона и фторопласта, которые могут помочь с выбором материала для изготовления деталей.
Температура плавления капролона и фторопласта, рабочая температура.
Фторопласт обладает более широким диапазоном рабочих температур от -269°C до + 260°C, капролон от -40°C до +100°C, кратковременно -100°C до +170°C. Причем фторопласт в отличие от капролона не плавится и не горит, а переходит в текучее состояние при +327°C, температура плавления капролона в пределах +215°C +225°C в различных его модификациях.
Коэффициент трения по смазке и без.
Определяет антифрикционные свойства фторопласта и капролона, способность к плавному ходу сопрягающихся деталей. Фторопласт более скользкий полимер и коэффициент трения у него меньше, чем у капролона. Для фторопласта коэффициент трения без смазки 0,02, со смазкой 0,04; в то время как для капролона коэффициент трения на несколько пунктов выше: от 0,20 до 0,33. Благодаря такому низкому коэффициенту трения детали из капролона или фторопласта могут использоваться там, где нежелательна смазка, например, в пищевой, текстильной или фармацевтической промышленности; также могут устанавливаться в труднодоступных местах, где уход и смазка затруднительны или невозможны.
Примечание.. Фторопласт и капролон положительно взаимодействуют с любыми органическими и синтетическими смазками.
Водопоглощение, или гигроскопичность.
Способность поглощать воду. Гигроскопичность фторопласта равна нулю, он не впитывает влагу вообще ни в каком виде, даже пар. Водопоглощение капролона, его насыщение влагой возможно до 2% от его массы в течение 24 часов, а максимально до 7% (зависит от способа производства капролона и его модификации, на нашем складе реализуется капролон полиамид ПА 6 литой высшего качества, произведенный путем анионной полимеризации).
Твердость капролона и фторопласта.
Что прочнее,тверже, крепче фторопласт или капролон — ответы на эти вопросы дают опытные испытания, отображаемые в ГОСТах и ТУ. Проводятся контрольные тесты образцов, определяя твердость материала по Бринеллю, или твердость при вдавливании металлического шарика в материал. Капролон обладает твердостью 160-200 МПа, твердость фторопласта намного ниже, 29,4-39,2 МПа.
Более подробно приведены эксплуатационные свойства капролона, фторопласта и их модификаций в таблице.
Свойства капролона, фторопласта, их модификаций, данные на основе ГОСТ и ТУ
| Показатель | Капролон | Фторопласт | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| ПА 6 | ПА 6-МГ | ПА 6-МДМ | Ф-4 | Ф4К20 | Ф4К15М5 | |
| Плотность, кг/м³ | 1150-1160 | 1150-1170 | 1140-1160 | 2140-2260 | 2050 | 2100 |
| Разрушающее напряжение при растяжении, МПа | 70-80 | 65-80 | 70-85 | 11,8-14,6 | 13,7-17,1 | |
| Относительное удлинение, % | >20 | 10-30 | >25 | 300-350 | 65 | 150 |
| Напряжение при относительной деформации сжатия, равной 25%, МПа | 120-130 | 120-140 | 120-140 | |||
| Напряжение при 10% деформации, МПа | 21,5 | 20 | ||||
| Деформация под нагрузкой 10 МПа (24ч, 22°C), % | 2,9-3,0 | 3,5-4,0 | ||||
| Коэффициент трения по стали | 0,23-0,33 | 0,20-0,25 | 0,20-0,25 | 0,02 | 0,14-0,30 | 0,1-0,39 |
| Твердость при вдавливании шарика, МПа | 160-180 | 170-200 | 160-180 | 30-40 | 49-53,8 | 49 |
| Ударная вязкость без надреза, кДж/м², не менее | 120 | 40 | 120 | |||
| Ударная вязкость с надрезом, кДж/м², не менее | 3 | 4 | 3 | |||
| Удельная ударная вязкость, кгс*см/см² | более 100 | |||||
| Модуль упругости при сжатии, МПа | 686 | 805 | 800 | |||
| Модуль упругости при растяжении, МПа | 686 | 1500 | ||||
| Предел прочности при сжатии, кгс/см² | 120 | |||||
| Предел прочности при растяжении, кгс/см² | 200-300 | |||||
| Предел прочности при статическом изгибе, кгс/см² | 110-140 | |||||
| Модуль упругости при изгибе (при 200°C), кгс/см² | 4700 | |||||
| Температура плавления, °C | 220-225 | 215-225 | 220-225 | 327 | ||
| Интервал рабочих температур, °C | -60°C +120°C | -60°C +120°C | -60°C +120°C | -269°C +260°C | -60°C +250°C | -60°C +250°C |
| Термостабильность при 415°C, ч | не менее 110 | |||||
| Температура разложения, °C | выше 415 | |||||
| Температура стеклования, °C | -120 | |||||
| Температура изгиба под нагрузкой при напряжении 1,8 МПа, °C | 80-100 | 80-100 | 80-100 | |||
| Теплоемкость, кал/г °C | 0,25 | |||||
| Коэффициент теплопроводности при комнатной температуре, Вт/м град. | 0,30-0,35 | 0,37-0,50 | 0,30-0,40 | |||
| Коэффициент теплопроводности, Вт/(МК) | 0,23 | 0,29 | ||||
| Теплопроводность, ккал/м, ч°C | 0,2 | |||||
| Удельная теплоемкость, Дж/(кгК) | 0,71 | - | ||||
| Теплостойкость по Вика, °C | 110 | 145-160 | - | |||
| Сред.коэфф. линейного теплового расшир. на 1°C в интервале температур -50°C до 0°C | 6,6*10-5 | 6,6*10-5 | 2,8*10-5 | |||
| Сред.коэфф. линейного теплового расшир. на 1°C в интервале температур 0°C +50°C | 9,8*10-5 | 9,8*10-5 | 4,0*10-5 | |||
| Коэфф. линейного расширения на 1°C в интервале температур -60°C +20°C | 8*10-5 - 25*10-5 | 8*10-5 - 11*10-5 | - | |||
| Коэфф. линейного расширения на 1°C в интервале температур +20°C +250°C | 8*10-5 - 25*10-5 | 11*10-5 - 18*10-5 | - | |||
| Электрическая прочность | 20-25 кВ/мм | - | 20-25 кВ/мм | не менее 25*106 В/м | ||
| Удельное поверхностное электрическое сопротивление, Ом | 1*1012-1*1013 | 1*1011-1*1013 | 1*1012-1*1013 | не менее 1017 | ||
| Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом*м | 1*1013-1*1014 | 1*1011-1*1013 | 1*1013-1*1014 | 1017-1020 | ||
| Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 106Гц | 0,015-0,025 | 0,020-0,030 | 0,015-0,025 | |||
| Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 103Гц | 0,0002-0,0003 | |||||
| Диэлектрическая проницаемость при частоте 106Гц | 3,3-3,5 | 3,5-4,0 | 3,3-3,6 | |||
| Диэлектрическая проницаемость при частоте 103Гц | 1,9-2,2 | |||||
| Дугостойкость, сек | 250 | |||||
| Предельное PV, кПа м/с, при V=0,05 м/с | 490 | 588 | ||||
| Предельное PV, кПа м/с, при V=0,5 м/с | 687 | 687 | ||||
| Предельное PV, кПа м/с, при V=5 м/с | 1078 | 1078 | ||||
| Интенсивность износа, г/ч, не более | 2,0*10-3 | 0,8*10-3 | ||||
| Содержание экстрагируемых веществ, %, не более | 2,0 | 2,0 | 2,0 | |||
| Водопоглощение за 24ч, % | 1,5-2,0 | 1,0-1,5 | 1,0-1,5 | 0 | 0,03 | - |
| Водопоглощение максимальное, % | 6,0-7,0 | 6,5-7,0 | 6,0-7,0 | 0 | ||
Фторопласт и капролон отличия характеристик
Рассмотрим отличия капролона и фторопласта при выборе материала для изготовления деталей:
- Отдайте предпочтение фторопласту, если вам важно, чтобы деталь:
- ✔не впитывала воду;
- ✔не поддерживала горение;
- ✔выдерживала максимально высокие температуры;
- ✔была способна самосмазываться;
- ✔могла работать в полном вакууме;
- ✔имела наивысшие диэлектрические характеристики.
- Выбирайте капролон, если имеются следующие требования к изделию:
- ✔малый вес;
- ✔изделие должно выдерживать большие нагрузки, силу сжатия и растяжения;
- ✔устойчивость к трению;
- ✔стойкость к высоким предельным ударным нагрузкам.
На основе этих данных и условий эксплуатации можно сделать выбор в пользу того или другого полимера в зависимости от важных для конкретного случая характеристик.