В современной промышленности полимерные материалы заняли прочные позиции, успешно конкурируя с металлами. Их востребованность объясняется рядом преимуществ, включая повышенную прочность, небольшой вес, устойчивость к воздействию влаги, агрессивных химических сред, а также экстремальных температур. Однако, нередко встречаются полимеры с весьма похожими характеристиками, что ставит перед выбором.
Прежде чем сделать выбор между капролоном и фторопластом, необходимо тщательно изучить особенности каждого из них. Оба материала представляют собой синтетические полимеры, обладающие визуальным и техническим сходством. К общим достоинствам можно отнести высокую прочность, стойкость к химическим веществам, электроизоляционные свойства и легкость в обработке. Они успешно заменяют традиционные металлы и сплавы, позволяя облегчить конструкции и увеличить срок службы механизмов.
Фторопласт получают посредством полимеризации фторсодержащих производных этилена. Этот процесс придает материалу повышенную устойчивость к химическим реагентам, высоким температурам и давлению.
Этот полимер отличается устойчивостью к истиранию, полным отсутствием водопоглощения и негорючестью. Изделия из фторопласта могут работать в условиях вакуума, не нуждаются в смазке и выдерживают критические температурные нагрузки.
Капролон, в свою очередь, производится путем анионной полимеризации кристаллического капролактама. Этот материал характеризуется долговечностью, простотой обработки и выпускается в виде листов, стержней и брусков. К его преимуществам относятся:
- исключительная механическая прочность;
- небольшой вес;
- устойчивость к коррозии и химическим веществам;
- способность выдерживать значительные механические нагрузки, трение и удары;
- хорошие электро- и теплоизоляционные свойства;
- удобство механической обработки;
- низкий коэффициент трения (даже ниже, чем у фторопласта).
В процессе обработки капролон не плавится и не выделяет едкий дым. Он также не содержит токсичных веществ, что позволяет использовать его в пищевой промышленности.
Отличия свойств и характеристик
Рассмотрим ключевые характеристики, отличающие эти два полимерных материала.
- Температурные свойства. Фторопласт выделяется более широким диапазоном допустимых температур. Его эксплуатация возможна в пределах от -269 до +260°C, в то время как капролон сохраняет свои свойства только до +100°C. Под воздействием высокой температуры фторопласт переходит в жидкое состояние, а капролон воспламеняется.
- Трение. Оба материала демонстрируют хорошие антифрикционные свойства как при наличии смазки, так и без неё. Тем не менее, капролон немного уступает фторопласту в этом параметре. Благодаря этому, оба полимера подходят для изготовления деталей механизмов, где использование смазочных веществ нежелательно или затруднено.
- Гигроскопичность. Капролон уступает фторопластам по способности впитывать влагу, так как водопоглощение последних практически равно нулю. Изделия из капролона способны впитывать от 2 до 7% воды от собственной массы.
- Прочность. Капролон обладает твердостью по Бринеллю в диапазоне 390-440 МПа, в то время как аналогичный показатель для фторопласта составляет 29,4-39,2 МПа. Благодаря этой разнице, детали из капролона обладают большей устойчивостью к длительным нагрузкам, износу и истиранию.
Какой материал предпочтительнее?
Невозможно однозначно сказать, какой из этих материалов лучше. Однако, можно определить оптимальный полимер для конкретных задач.
Например, благодаря малому весу капролон широко применяется в производстве подшипников, роликов, канатов, тяг управления самолетов и протезов. В то же время, низкий коэффициент трения фторопласта делает его идеальным материалом для изготовления прокладок, втулок и подшипников скольжения.
Несмотря на высокую прочность капролона, его ограниченная термостойкость существенно ограничивает его применение в производственных процессах, где нагрев возникает из-за интенсивного трения деталей. Фторопласт же сохраняет свои свойства и форму даже в условиях литейного цеха.
Важным аспектом также является стоимость. Фторопласт, как правило, дороже капролона при одинаковых размерах заготовок.