Капролон графитонаполненный (маркировка – ПА6-МГ) – это модифицированный полиамид, в состав которого входит графит. Указанная добавка не только придаёт материалу чёрный цвет, но и особые свойства, в 2-3 раза снижая коэффициент трения, повышая износостойкость.
По данным показателям графитированный полиамид составляет достойную конкуренцию прочим маркам капролона, полимерам (к примеру, таким как фторопласт), а также металлическим сплавам (бронзе, стали). Есть у обсуждаемого материала и другие отличия: повышенная в 1,5 раза теплопроводность и способность к проведению электрического тока с наименьшим сопротивлением.
Графитный капролон в зависимости от вида производят в соответствии с требованиями различных нормативно-технических документов (ОСТ, ТУ, ГОСТ). В качестве сырья используется капролактам, который подвергается анионной полимеризации прямо в формах. Такая технология позволяет получать блочный полиамид, имеющий гладкую поверхность и плотную структуру без пор и трещин.
Преимущества
Графитовый капролон или, как он ещё называется, модифицированный полиамид с графитовым наполнением, был создан специально для расширения сферы применения обсуждаемого полимера за счёт изменения его некоторых технических характеристик. В результате был получен материал, обладающий рядом уникальных свойств, одновременно являющихся его неоспоримыми достоинствами:
- низким коэффициентом трения (при сравнении с другими марками полиамида и прочими полимерами этот параметр в 2-3 раза ниже);
- высокой износостойкостью – по этому показателю ПА6-МГ лучше, чем металлические сплавы;
- завидной устойчивостью к воздействию агрессивных веществ: щелочей, средне-концентрированных кислот, спиртов, горюче-смазочных материалов и других;
- коррозионной устойчивостью;
- невысокой плотностью и, как следствие, малым весом изделий из графитонаполненного капролона;
- возможностью использования деталей из обсуждаемого полимера без смазки, поскольку ПА6-МГ – маслонаполненный полиамид, в структуре которого присутствуют масляные смазки, наделяющие его высоким показателем скольжения, превышающим аналогичный параметр обычного капролона в 2,5 раза;
- биологической стойкостью: графитированный полиамид не подвержен воздействию вредоносных микроорганизмов, а также не представляет собой интереса для насекомых и грызунов;
- водостойкостью;
- устойчивостью к воздействию атмосферных факторов: солнечного излучения, влажности, воздуха;
- термостойкостью, проявляющейся устойчивостью к воздействию низких/высоких температур с сохранением структуры и технико-эксплуатационных характеристик.
Отметим хорошую подверженность графитонаполненного полиамида различным способам механической обработки: обтачиванию, пилению, резке, фрезеровке, шлифовке и другим. А также их значительно более низкую, в сравнении с металлическими аналогами, стоимость изготовленных из него изделий.
Таблица свойств и технических характеристик графитового капролона
| №№ п/п | Параметр | Обозначение единицы измерения | Справочный показатель |
|---|---|---|---|
| 1. | Плотность | кг/м3 | 1140 - 1170 |
| 2. | Модуль упругости при растяжении | МПа | 2500 - 4600 |
| 3. | Предел текучести при растяжении | МПа | 65 - 80 |
| 4. | Разрушающее напряжение при растяжении | МПа | 65 - 80 |
| 5. | Относительное удлинение при разрыве | % | 10 - 30 |
| 6. | Напряжение при относительной деформации сжатия, равной 25% | МПа | 120 - 140 |
| 7. | Коэффициент трения по стали | – | 0,20 - 0,25 |
| 8. | Твёрдость при вдавливании шарика | МПа | 170 - 200 |
| 9. | Ударная вязкость не менее (на образцах без надреза) | кДж/м2 | 40 |
| 10. | Ударная вязкость не менее (на образцах с надрезом) | кДж/м2 | 4 |
| 11. | Водопоглощение за 24 часа | % | 1,0 - 1,5 |
| 12. | Водопоглощение максимальное | % | 6,5 - 7,0 |
| 13. | Содержание экстрагируемых веществ не более | % | 2,0 |
| 14. | Температура плавления | °C | 215 - 225 |
| 15. | Температура изгиба под нагрузкой при напряжении 1,8 МПа | °C | 80 - 100 |
| 16. | Коэффициент теплопроводности при комнатной температуре | Вт/(м*K) | 0,37 - 0,50 |
| 17. | Средний коэффициент линейного теплового расширения на 1°C от –50°C до 0°C | – | 6,6*10-5 |
| 18. | Средний коэффициент линейного теплового расширения на 1°C от 0°C до +50°C | – | 9,8*10-5 |
| 19. | Электрическая прочность | – | – |
| 20. | Удельное поверхностное электрическое сопротивление | Ом | 1*1011– 1*1013 |
| 21. | Удельное объёмное электрическое сопротивление | Ом*см | 1*1011– 1*1013 |
| 22. | Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 106Гц | – | 0,020 - 0,030 |
| 23. | Диэлектрическая проницаемость при частоте 106Гц | – | 3,5 - 4,0 |
Сферы применения
Многие современные полимеры по прочности если не лучше, то не уступают по данному показателю цветным металлам, бронзе, стали. Однако у потребителей нередко возникает вопрос: «Какой полимер крепче: фторопласт или капролон?». Ответ однозначен: прочностные характеристики полиамида вообще, а его модифицированной версии с графитовым наполнением тем более, выше. А об износостойкости ПА6-МГ и говорить не приходится.
Благодаря своим уникальным свойствам графитонаполненный полиамид нашёл применение во многих областях. Так, указанный полимер востребован на предприятиях, деятельность которых связана с:
- авиастроением;
- вагоностроением;
- горным делом;
- машиностроением;
- металлургией;
- нефтегазодобычей;
- производством оборудования для медицинской, фармацевтической, пищевой отраслей промышленности;
- ракетостроением;
- станко- и приборостроением;
- судостроением и судоремонтом;
- химической отраслью;
- электротехникой;
- энергетикой.
Какие изделия можно сделать
Графитонаполненный полиамид выпускают в виде заготовок и готовых изделий.
К числу наиболее востребованных заготовок из модифицированного полиамида с графитовым наполнением относятся две их разновидности.
- Листы (ТУ 2224-036-00203803-2012). Листовой графитированный капролон – это прямоугольные пластины/плиты/блоки, которые, будучи, по сути, полуфабрикатами, используются в качестве сырья для изготовления различных изделий. Между листами из модифицированного графитового полиамида и их аналогами из обычного капролона есть разница. Первые отличаются от последних тем, что имеют повышенные антифрикционные и антистатические свойства, а также значительно превосходят их по износостойкости.
- Стержни (прутки) (ТУ 2224-036-00203803-2012). Стержневой графитовый капролон производят способами вертикального/горизонтального прессования, экструзии. Выбор технологии определяется параметрами (плотностью, размерными характеристиками и прочими), которые должны иметь будущие прутки. Форма сечения последних может быть круглой, квадратной, прямоугольной. Стержни из полиамида марки ПА6-МГ используются для изготовления уплотнителей, деталей с повышенными антифрикционным свойством и износостойкостью.
Графитонаполненный капролон также используется для изготовления готовых изделий, как правило, деталей для машин, агрегатов, работающих на повышенных скоростях в условиях предельно высоких нагрузок. Так, ПА6-МГ применяется для производства:
- втулок (подвесок, рулевых реек);
- кронштейнов, ступиц, которые в процессе эксплуатации постоянно пребывают под ударными нагрузками;
- элементов подшипниковой группы и коробок передач;
- роликов, используемых в грузоподъёмном оборудовании;
- вибрационных опор различных агрегатов;
- манжет, уплотнителей, фланцев.
Транспортировка, хранение
Каждая партия заготовок или готовых изделий из графитового полиамида должна иметь сопроводительный документ с указанием:
- производителя и его реквизитов;
- товарного знака;
- условного обозначения товара;
- номера партии;
- количества/веса продукции в партии;
- даты производства;
- стандарта (ОСТ, ТУ, ГОСТ), на основании которого изготовлены заготовки или изделия.
Хранить и транспортировать капролоновые графитовые заготовки/изделия следует согласно требованиям соответствующих нормативно-технических документов. В процессе перевозки и хранения они должны быть защищены от воздействия внешних негативных факторов, к числу которых относятся атмосферные осадки, прямые солнечные лучи.
Складское помещение должно быть закрытым и сухим. Запрещается хранить изделия и заготовки из модифицированного полиамида с графитом в непосредственной близости от отопительных и нагревательных приборов – расстояние не должно быть менее 1 метра.
