Полиамид ПА6 (капрон)

Полиамид-6 (капрон, капролон, найлон, капролоктан, ПА-6, поликапроамид) является конструктивным полимером-диэлектриком, который обладает антифрикционными свойствами, износостойкостью и устойчивостью к трению, имеет высокие показатели усталостного сопротивления. Материал широко применяется в разных отраслях промышленности, в том числе в машиностроении, судостроении для изготовления подшипников, втулок, роликов и других деталей, а также в электротехнике.

Капролон кроме своей прочности имеет небольшой вес, он в 6 раз легче стали. Им активно заменяют детали из баббита, бронзы и латуни. Материал одновременно прочный и эластичный в широком температурном диапазоне. Детали устойчивы к эрозии, горюче-смазочным жидкостям, щелочам, спиртам, органическим растворителям, морской воде и разбавленным кислотам.

Стоит отметить, что многие интересуются капролоном, выпущенным по ГОСТу. Однако такого материала не существует. Для производства разрабатывались Технические Условия. Раньше это были ТУ 6-05-988-87, сегодня - ТУ 2224-036-00203803-2012.

Капролон А, Б, В – в чем отличия

На сегодняшний день выпускается две марки капролона: А и Б. Они отличаются по количеству пор и их размерам. В марке А не должно быть пор на разрезе, марка Б допускает их ненормированное наличие  на квадратную 1000 миллиметров площади материала толщиной до 1,5 мм.

Марка В была модифицированным материалом, который выпускал в 70-х годах тульский ВНИИПИМ. С 2006 года  он не производится, поскольку нет сырья. Аналог выпускает компания «Альвис» под маркой М-20.

Торговые марки капролона имеют следующие названия:

• Текамид (Tecamid);
• Эрталон (Ertalon);
• Текаст (Teсast);
• Ультралон (Ultralon);
• Нейлон (Neylon);
• Технамид;
• Полиамид.

Аналоги

• Akulon;
• Maranyl;
• Zytel;
• Nylene;
• Adell;
• Grilon;
• Nipel;
• Amilan CM;
• Duretan B;
• Ultramid D;
• Technyl C;
• Maranyl;
• Minlon;
• Gelanese.

История открытия полиамида-6

Основу на капролона составляет полимер поликапролактам, который впервые был синтезирован немецкий химиком Паулем шлаком в 1938 году. Ученый работал в компании Фарбен. В 1943 году полимер стал выпускаться в промышленных объемах, по 3,5 тысячи тонн в год. Сырьям служил фенол. Получалось капроновое волокно довольно грубой фракции. Его использовали как искусственную щетину. Взяв за основу поликапролактам стали производить более прочные и легкие материалы: парашютный шелк, буксировочные тросы, корды.

В СССР в 1942 году работы по полимеризации капролактама и его синтезированию проводились ученми Захаром Роговиным, Юлией Рымашевской и Иваном Кнунянц. Были вычислены оптимальные условия полимеризации волокна и его очистки. Производство было запущено в 9148 году в городе Клин.

Физико-механические свойства капролона

Растворимость (вода, масло, бензин, щелочи, кислоты)

Материал устойчив к воздействию многих химических веществ: эфиров, спиртов, разбавленных кислот, растворителей, керозина, кетонов, дизеля, бензина, масел. 

Он растворяется в:

• концентрированной серной кислоте;
• фторированных спиртах;
• муравьиной кислоте.

Муравьиной кислотой его можно склеивать. Кислота растворяет кромку, и при присоединении двух кусков получается прочный край.

Метод получения капролона

Капролон производится методом низкотемпературной анионной полимеризации капролактама. Существует три варианта:

• свободная заливка;
• центробежное литье;
• экструзия.

Процесс заливки проводится непосредственно в форме при добавлении щелочных катализаторов и прочих активаторов.

Суть метода:

1. Капролактам нагревают до температуры 125-135 градусов в азоте или инертном газе.
2. В расплав материала вводят катализатор или активатор.
3. Процесс полимеризации протекает при температуре 175-185 градусов.
4. Заготовку выдерживают и охлаждают.

Материал заливают в форму листов, плит, стержней, втулок, труб и других форм. Возможна резка по необходимым параметрам.

Способ экструзии основывается на выдавливании материала через формы при температуре выше 300 градусов и давлении в 18 МПа. В итоге получаются гранулы, которые можно в дальнейшем использовать для получения различных подвидов материалов и деталей. В состав можно ввести модификаторы и получить новые свойства. В качестве добавок вводят:

углеволокно;

дисульфид молибдена;

стекловолокно.

Методы переработки капролона

Капролон является дорогостоящим материалом, поэтому его переработка – востребованный процесс.

В целом методы переработки делятся на два вида:

• механические;
• физико-химические.

К механическим методам относится измельчение ПА-6, выполняемое разными приемами. В итоге получают изделия с волокнистой структурой. Такой способ переработки пригоден для литьевых отходов, слитков, лент, вытянутых волокон. Измельчение проводится до образования крошки или порошка, который впоследствии используется для литья.

Механические методы переработки способствуют получению нетканых материалов, штапельных тканей и различных напольных покрытий.

Физико-химические методы делятся на:

• деполимеризацию, при которой получается мономер для производства волокна для клеев и лаков;
• плавление для изготовления гранулята;
• переосаждение (выделение) из растворов для изготовления порошков;
• производство композитных материалов;
• химическое изменение для получения клеев и лаков.

Применение/назначение ПА-6

Капролон обладает уникальными свойствами и техническими параметрами, поэтому он получил широкое применение.

Благодаря прочности и легкости ПА-6 заменяет металлы и используется для производства роликов, втулок, шкивов, подшипников, вкладышей и других деталей.

Свойство поглощения нагрузки, вибрации и шума делает материал востребованным в изготовлении покрытий для шестеренок, колес, различных блоков, грузоподъемных механизмов, узлов трения, лопастей насосов, редукторов, корпусов, роликов конвейерных лент.

Качества непроницаемости и устойчивости ко многим веществам, а также твердости делает капролон пригодным для изготовления изделий для пищевой промышленности (разделочных и обвалочных досок для мясо- и рыбопереработки). 

Для текстильной промышленности изготавливаются шпульки и катушки. Свойство ударопрочности позвоялет производить корпуса, ступицы колес и кронштейны.

Для электротехники из капролона изготавливаются детали машин, которые подвергаются воздействию щелочей и прочих агрессивных сред, а также работают на открытом воздухе.

В горнодобывающей промышленности капролоновые детали встречаются в виде подшипников скольжения, бункеров, различных прокладок, манжет в пневмосистемах, сепараторов, барабанов для измельчения породы, роликов транспортеров, скребков и т.д.

Производители

В России капролон в промышленных масштабах производят следущие предприятия:

Перспективы развития

Перспективы развития применения уникального материала капролона огромны. Например, в пищевой промышленности за последние пять лет применение деталей из ПА-6 выросло до тысячи позиций и постоянно увеличивается.

Материал отвечает самым жестким гигиеническим требованиям, имеет гигиенический сертификат Госкомнадзора РФ, допущен к контакту с питьевой водой, мясо-, рыбо-, молоко-, и другими пищевыми продуктами.

В металлургическом производстве также еще не в полной мере используется весь потенциал капролона. Из него можно изготавливать не только шестерни и втулки, но и различные узлы трения, которые еще не в полном объеме заменены на полимерные.

Наша целлюлозно-бумажная промышленность в основном работает на зарубежном оборудовании, детали в котором также выходят из строя. На их замену все чаще берутся аналоговые элементы и узлы из капролона отечественного производства.

В судостроении ПА-6 применяется уже более 30 лет и это направление постоянно расширяется. Огромный ассортимент деталей для различных машин выпускается для судостроения из капролона: судовая арматура, армирующие элементы гидроакустических покрытий, сепараторы, насосы, валопроводы, дейдвудные устройства и т.д. Для сельхозмашин также изготавливают детали из ПА-6. Они выпускаются серийно с 1997 года.

Цена на полиамид ПА6 капрон в среднем составляет 175руб/кг

Так же смотрите другие марки полиамида: ПА6 капрон, ПА66, ПА 610, ПА 612 нейлон,  ПА 11, ПА 12, ПА 46, ПА 68, ПА 69, ПА 86, АК7, ПА 6/66, ПА 6/66-3, ПА 6/66-4, ПА 6/66/610, ПА 6-3Т, ПА-96, ПА-106, MXD-6, P-68Т-40, МАСМ 12, РАСМ-12, ZX-750, Полифталамиды, Сополиамид, Полиамидимид, П610-ЛПО-Т20,Туламид, ПА610-Л, ПА66-ЛТО-СВ30, ПА66-1-Л-СВ30, ПА-66-2, ПА66-1А, ПА6-ЛПО-Т18, ПА68-Т5, Полиэфирблокамид, Нурамид, Армамид, Гроднамид