Свойства и характеристики графитонаполненного капролона

25.11.2022

Графитонаполненный капролон - свойства и характеристики, применение

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	110¹¹– 110¹³
21.	Удельное объёмное электрическое сопротивление	Ом*см	110¹¹– 110¹³
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.

Возврат к списку