В традиционных отраслях промышленности металлы ценятся за их надежность, устойчивость к ржавчине и долговечность. Несмотря на то, что эти качества остаются незаменимыми, расширение использования современных полимерных материалов привело к инновационному прорыву: появилась реальная возможность замены металлических компонентов на полимерные аналоги с улучшенными характеристиками. Это особенно актуально в секторах, где безопасность является ключевым фактором, таких как кораблестроение, авиастроение, автомобилестроение и железнодорожный транспорт.
Хотя раньше сталь занимала лидирующие позиции почти во всех отраслях, сейчас наблюдается снижение ее использования в пользу альтернативных материалов.
Преимущества современных полимеров
В первую очередь, следует прояснить, что представляют собой высокоэффективные полимеры. Эти термопласты выделяются выдающимися характеристиками, такими как устойчивость к коррозии, оптимальное соотношение прочности к весу, длительный срок службы, устойчивость к высоким температурам, сопротивление деформации и воздействию химических веществ, а также другими полезными свойствами, зависящими от конкретного материала.
Одно из главных преимуществ — это снижение общего веса конструкции. Несмотря на многочисленные достоинства металлов, их большой вес является общеизвестным фактом. Высокоэффективные полимеры обладают меньшей плотностью, при этом обеспечивая производительность, сопоставимую с металлами. Уменьшение веса играет важную роль в таких отраслях, как авиация, автомобильное производство и железнодорожный транспорт, поскольку это напрямую влияет на экономию топлива, увеличение грузоподъемности и уменьшение вредного воздействия на окружающую среду.
Автомобильная индустрия переходит на полимеры
В автомобилестроении, например, полимер капролон ПА6 часто используется в качестве альтернативы металлу для деталей, расположенных под капотом, где критически важны гибкость конструкции, а также устойчивость к температурным колебаниям и химическим веществам, при этом он способствует снижению веса получаемой детали. Механические характеристики материала способствуют повышению уровня безопасности и комфорта в автомобилях. Капролон применяется при изготовлении воздухозаборных коллекторов, крышек двигателей, корпусов клапанов и контейнеров для подушек безопасности, а также для внешних элементов, таких как дверные ручки, решетки радиаторов, колпаки колес, крышки топливных баков.
В последнее время широкое распространение получила технология защиты при помощи полиамидов, применяемая для кабелей, шин и других ключевых компонентов крупногабаритных систем. В зонах, подверженных риску истирания, воздействия агрессивных веществ или механических повреждений, устанавливаются капролоновые втулки. Они служат для предотвращения преждевременного выхода из строя критически важных частей оборудования.
Машиностроение
Полимерные материалы, в частности ПА6, активно используются в машиностроении, выступая в качестве альтернативы бронзе при производстве подшипников, направляющих, втулок и вкладышей для узлов трения. Изделия из полиамида-6 отличаются низким уровнем шума, благодаря чему они идеально подходят для изготовления шестерен, червячных колес и звездочек. Уплотнительные элементы из капролона устойчивы к экстремальным температурам и контакту с агрессивными средами. Манжеты и проставки, изготовленные из этого материала, обеспечивают надежную герметичность в системах с давлением до 500 атмосфер.
Продолжит ли металл заменяться на полимеры, в частности на капролон?
Несмотря на скептическое отношение многих потребителей к замене металла на пластик, научный прогресс демонстрирует, что современные пластики и полиуретаны превосходят металлы по своим физико-химическим свойствам. Некоторые полиамиды, например, в ходе испытаний показали большую прочность, чем листовая сталь. Кроме того, полимеры легко армируются, что позволяет дополнительно повысить их прочность и устойчивость к внешним воздействиям. Использование литьевых полимеров, таких как жидкий полиуретан, открывает широкие возможности для реализации сложных дизайнерских решений. Важным преимуществом полимеров является их долговечность.
В заключение, широкое применение полимеров обусловлено их превосходными характеристиками по сравнению с металлами, и преобладание полимерных компонентов над металлическими — это лишь вопрос времени и дальнейшего развития науки.